11質(zhì)點參考系和坐標系匯編

1、第一章第一章 運動的描述運動的描述 1 1 質(zhì)點、參考系和坐標系質(zhì)點、參考系和坐標系 請同學們看下面生活中的一些例子請同學們看下面生活中的一些例子 : 地球在轉(zhuǎn)動 烏龜在跑 手在動(上課可不能這樣) 請同學們看下面生活中的一些例子請同學們看下面生活中的一些例子 : 雄鷹在展翅翱翔 火箭飛向蒼穹的太空 柯南在奔跑 上述六個例子給你最強烈的感覺是什么上述六個例子給你最強烈的感覺是什么? 他們都在動他們都在動! 問題思考 1.1.“嫦娥二號嫦娥二號”從地球向月球飛行，如何描述它從地球向月球飛行，如何描述它 的運動呢？的運動呢？ 2.2.“凌云戲月游銀漢，轉(zhuǎn)瞬翔天過太空凌云戲月游銀漢，轉(zhuǎn)瞬翔天過太空”

2、這是文這是文 學家的描述。那么科學家怎樣描述呢？學家的描述。那么科學家怎樣描述呢？ 這就是接下來要學習的內(nèi)容。這就是接下來要學習的內(nèi)容。 一、物體與質(zhì)點一、物體與質(zhì)點 問題思考 1.1.要描述鴿子身上各點飛行的位置隨時間變化的規(guī)律是要描述鴿子身上各點飛行的位置隨時間變化的規(guī)律是 件不容易的事，困難在哪里？件不容易的事，困難在哪里？ 2.2.如果只研究鴿子從家里到目的地飛行的快慢，需要如果只研究鴿子從家里到目的地飛行的快慢，需要 知道鴿子身上各部分的運動嗎？知道鴿子身上各部分的運動嗎？ 結(jié)論：如果僅僅研究如果僅僅研究“白鴿白鴿”的運動情況，我們可以的運動情況，我們可以 忽略忽略“白鴿白鴿”的形狀

3、和大小而把物體看成只有質(zhì)量而的形狀和大小而把物體看成只有質(zhì)量而 沒有形狀和大小的沒有形狀和大小的“點點”。所以，為了研究問題的方。所以，為了研究問題的方 便，常常把物體看成一個點。 問題思考 1.1.研究綠茵研究綠茵 場上飛起的場上飛起的 足球的運動足球的運動 時，能把足時，能把足 球看成質(zhì)點球看成質(zhì)點 嗎？嗎？ 2.2.研究火車通過大橋的時間時，能把火車看成質(zhì)點嗎？研究火車通過大橋的時間時，能把火車看成質(zhì)點嗎？ 問題思考 3.3.研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速 度、運動軌道等問題時，能否把飛機看作質(zhì)點？度、運動軌道等問題時，能否把

4、飛機看作質(zhì)點？ 小組討論 1.1.物理中的物理中的“質(zhì)點質(zhì)點”和幾何中的點有哪些異同？和幾何中的點有哪些異同？ 相同點：都是沒有形狀和大小的點。 不同點：質(zhì)點是實際物體的抽象表示，它具有一定的物 理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一個相對的 物理概念；幾何中的點沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng) 該絕對的小。 小組討論 2.2.是不是很小的物體才能看作質(zhì)點，很大的物體不能是不是很小的物體才能看作質(zhì)點，很大的物體不能 看做質(zhì)點？看做質(zhì)點？ 結(jié)論：物體能否看成質(zhì)點與物體本身的大小和形狀無 關(guān)。 物體物體 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 長10.4m，最大 直徑3.35m，活 動空間15m3，重 8.5噸 研究問題研究問題

5、 與神八的對接過程 繞地球一周的時間 經(jīng)過一電線桿的時間 從上海到北京的時間 電子的自旋 能否看成質(zhì)點能否看成質(zhì)點 否否 能能 否否 天空一號 動車組 CRH2-300 總長度201.4m， 寬3.38m，高 3.7m，重56噸 能能 否否 能能 電子 體積非常小，質(zhì) 量9.110-31kg 繞原子核旋轉(zhuǎn)的周期 二、參考系二、參考系 甲甲 乙乙 甲同學和乙同學第一次乘火車，他們坐在火車站的甲同學和乙同學第一次乘火車，他們坐在火車站的 未開動火車上。突然甲同學看著車窗外另一列火車叫起未開動火車上。突然甲同學看著車窗外另一列火車叫起 來：來：“我們的車開動了！我們的車開動了！”乙同學盯著車窗外的柱

6、子說：乙同學盯著車窗外的柱子說： “你看錯了，我們的車還沒開動。你看錯了，我們的車還沒開動。”你認為甲乙同學的你認為甲乙同學的 說法誰對誰錯？說法誰對誰錯？ 詩境詩境中的相對運動中的相對運動 飛花兩岸照船紅， 百里榆堤半日風。 臥看滿天云不動， 不知云與我俱東。 ?參考系的選?。簠⒖枷档倪x?。?（1 1）可以任意選?。唬┛梢匀我膺x?。?（2 2）應(yīng)以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則；）應(yīng)以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則； （3 3）常選擇地面或相對地面靜止的物體為參考系；）常選擇地面或相對地面靜止的物體為參考系； （4 4）參考系的選取不同，對物體運動的描述可能不同；）參考系的選

7、取不同，對物體運動的描述可能不同； （5 5）比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才）比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才 有意義；有意義； （6 6）運動和靜止都是相對于參考系的；）運動和靜止都是相對于參考系的； （7 7）運動是絕對的，靜止是相對的。）運動是絕對的，靜止是相對的。 注意：以后凡是說到運動，都應(yīng)該首先選擇參考系，常 默認為地面或相對地面靜止的物體為參考系。 問題思考 從水平勻速飛行的飛機上投出的炸彈，以飛機為參考從水平勻速飛行的飛機上投出的炸彈，以飛機為參考 系和以地面為參考系各做什么運動？系和以地面為參考系各做什么運動？ 飛飛 機機 投投 彈彈 小組討論 河岸

8、、竹排 1 1、電影閃閃的紅星中有兩句歌詞：、電影閃閃的紅星中有兩句歌詞：“小小小小 竹排江中游，巍巍青山兩岸走。竹排江中游，巍巍青山兩岸走。”這其中分別描述了這其中分別描述了 兩種運動情景，那么它們分別是以什么為參考系的？兩種運動情景，那么它們分別是以什么為參考系的？ 2 2、坐在美麗的校園內(nèi)學習毛澤東的詩句、坐在美麗的校園內(nèi)學習毛澤東的詩句“坐地坐地 日行八萬里，巡天遙看一千河日行八萬里，巡天遙看一千河”時，但我們感覺是時，但我們感覺是 靜止不動的。這與詩句里的描述是否矛盾？說明理靜止不動的。這與詩句里的描述是否矛盾？說明理 由。由。 不矛盾 三、坐標系三、坐標系 問題思考 如果一個可以看

9、做質(zhì)點的物體沿直線運動，怎樣定量描述如果一個可以看做質(zhì)點的物體沿直線運動，怎樣定量描述 物體的位置變化呢？物體的位置變化呢？ 要定量描述物體的位置變化，可以利用我們已有的數(shù)學知要定量描述物體的位置變化，可以利用我們已有的數(shù)學知 識，建立直線坐標系。識，建立直線坐標系。 坐標系的三要素：坐標系的三要素：原點、正方向、單位長度。 問題思考 （1 1）如果物體（例如滑冰運動員）在平面上運動，我）如果物體（例如滑冰運動員）在平面上運動，我 們應(yīng)如何建立坐標系？們應(yīng)如何建立坐標系？ （2 2）如果物體在空間里運動呢？）如果物體在空間里運動呢？ 1 1、描述、描述直線運動直線運動的物體的位置變化，可以建立

10、一維直線坐標的物體的位置變化，可以建立一維直線坐標 系系 一維坐標表示：x x/m x/m -1 -1 0 0 1 1 2 2 3 3 2 2、描述、描述平面上運動平面上運動的物體的的物體的 位置變化，可以建立二維平面位置變化，可以建立二維平面 直角坐標系直角坐標系 二維坐標表示（x,y） 三維立體空間坐標系三維立體空間坐標系 三維坐標表示（x,y,z） -2 -2 -1 -1 -1 -1 -2 -2 y/m y/m 2 2 1 1 0 0 1 1 2 2 x/m x/m 3 3、描述、描述立體空間內(nèi)運動立體空間內(nèi)運動的物體的位置變化，可以建立的物體的位置變化，可以建立 例題 C C 下列關(guān)于

11、質(zhì)點的說法中，正確的是下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是( ) ( ) A. A. 體積很小的物體都可看成質(zhì)點體積很小的物體都可看成質(zhì)點 B. B. 質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點 C. C. 不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對所研究的不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對所研究的 問題沒有影響或影響可以忽略不計時，就可以看成質(zhì)點問題沒有影響或影響可以忽略不計時，就可以看成質(zhì)點 D. D. 只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點，高速運動的物只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點，高速運動的物 體不可看作質(zhì)點體不可看作質(zhì)點 1 1、在下列各運動中，可以當做質(zhì)點的有（、在下列各運動中，可以當做

12、質(zhì)點的有（ BDBD ） ） A A、研究做旋轉(zhuǎn)動作的體操運動員、研究做旋轉(zhuǎn)動作的體操運動員 B B、研究遠洋航行中巨輪的航行、研究遠洋航行中巨輪的航行 C C、研究轉(zhuǎn)動著的螺旋槳、研究轉(zhuǎn)動著的螺旋槳 D D、研究繞地球運動的衛(wèi)星、研究繞地球運動的衛(wèi)星 2 2、下列物體或人可以看做質(zhì)點的是、下列物體或人可以看做質(zhì)點的是( ) ( ) BDBD A A、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動作、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動作 B B、研究奧運冠軍王軍霞在萬米長跑中的過程、研究奧運冠軍王軍霞在萬米長跑中的過程 C C、研究一列火車通過某一路標所用的時間、研究一列火車通過某一路標所用的時間 D D

13、、研究我國科學考察團去南極的過程、研究我國科學考察團去南極的過程 BD BD 3 3、下列情況不能看成質(zhì)點的是（、下列情況不能看成質(zhì)點的是（ ） A A、研究繞地球飛行時航天飛機的軌道、研究繞地球飛行時航天飛機的軌道 B B、研究飛行中的直升機上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動情況、研究飛行中的直升機上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動情況 C C、計算從北京開往汕頭的一列火車的運行時間、計算從北京開往汕頭的一列火車的運行時間 D D、計算火車通過路口所用的時間、計算火車通過路口所用的時間 1 1、關(guān)于參考系的選取，下列說法正確的是（、關(guān)于參考系的選取，下列說法正確的是（ D D ） A A、參考系必須選取靜止不動的物體、參考系必

14、須選取靜止不動的物體 B B、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的 C C、在空中運動的物體不能作為參考系、在空中運動的物體不能作為參考系 D D、任何物體都可以作為參考系、任何物體都可以作為參考系 2 2、以下說法正確的是（、以下說法正確的是（ ） CD CD A A、參考系就是不動的物體、參考系就是不動的物體 B B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系 C C、不選定參考系，就無法研究某一個物體是怎么運動的、不選定參考系，就無法研究某一個物體是怎么運動的 D D、同一物體的運動，對不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果、同一物

15、體的運動，對不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果 3 3、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向 下運動，乙中乘客看到甲在向下運動，丙中乘客看到甲、下運動，乙中乘客看到甲在向下運動，丙中乘客看到甲、 乙都在向上運動，這三架電梯的運動情況可能有那些？乙都在向上運動，這三架電梯的運動情況可能有那些？ 【解析】以地面為參考系，甲是向上運動的；而乙也是 向上運動的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上運動， 但丙的速度比甲、乙都??；丙也可能向下運動；丙還有 可能靜止。 小組討論 第一次世界大戰(zhàn)期間的一次空戰(zhàn)中，一個法國飛行員正第一次世界大戰(zhàn)期間的一次空戰(zhàn)中，

16、一個法國飛行員正 在在2 0002 000米高的空中飛行，忽然，他發(fā)現(xiàn)臉旁好像有一個米高的空中飛行，忽然，他發(fā)現(xiàn)臉旁好像有一個 小東西在飛舞，他以為是一只小昆蟲，于是就伸手輕松小東西在飛舞，他以為是一只小昆蟲，于是就伸手輕松 地把它抓了過來，仔細一看，把他嚇出一身冷汗來。他地把它抓了過來，仔細一看，把他嚇出一身冷汗來。他 抓住的不是別的，是德國飛機射向他的一顆子彈。請根抓住的不是別的，是德國飛機射向他的一顆子彈。請根 據(jù)上述信息討論回答以下問題，并注意體會參考系的選據(jù)上述信息討論回答以下問題，并注意體會參考系的選 取與運動的相對性。取與運動的相對性。 (1)(1)子彈飛得那么快子彈飛得那么快(

17、 (一般為幾百米每秒一般為幾百米每秒) )，為什么沒有把，為什么沒有把 他的手打穿？體會一下，同一物體相對于不同的參考系他的手打穿？體會一下，同一物體相對于不同的參考系 運動狀態(tài)相同嗎？運動狀態(tài)相同嗎？ (2)(2)受類似現(xiàn)象的啟發(fā)，人們實現(xiàn)了飛機在飛行途中進行受類似現(xiàn)象的啟發(fā)，人們實現(xiàn)了飛機在飛行途中進行 空中加油，在航天飛行中，宇宙飛船發(fā)射到太空和正在空中加油，在航天飛行中，宇宙飛船發(fā)射到太空和正在 繞地球運動的空間站實行空中對接。實現(xiàn)繞地球運動的空間站實行空中對接。實現(xiàn)“空中加油空中加油” 和和“空中對接空中對接”應(yīng)滿足的基本條件是什么應(yīng)滿足的基本條件是什么? ? 一質(zhì)點在一質(zhì)點在X X

18、軸上運動，各個時刻的位置坐標如下表：軸上運動，各個時刻的位置坐標如下表： t/s t/s X/m X/m 0 0 0 0 1 1 5 5 2 2 -4 -4 3 3 -1 -1 4 4 -7 -7 5 5 1 1 1 1、請在、請在x x軸上標出質(zhì)點在各時刻的位置。軸上標出質(zhì)點在各時刻的位置。 2 2、哪個時刻離坐標原點最遠？有多遠？、哪個時刻離坐標原點最遠？有多遠？ 一、質(zhì)點一、質(zhì)點 1 1、質(zhì)點：把物體簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點。、質(zhì)點：把物體簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點。 2 2、物體簡化為質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀對、物體簡化為質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀對 所研究問題的影響可忽略不計時。所研究問題的影響可忽略不計時。 3 3、質(zhì)點的物理意義：是一理想化