質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

關(guān)于質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系第一頁，共四十三頁，2022年，8月28日第二頁，共四十三頁，2022年，8月28日第三頁，共四十三頁，2022年，8月28日第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系第四頁，共四十三頁，2022年，8月28日一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體位置的改變，叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng).1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)（1）機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分類①按運(yùn)動(dòng)形式分：平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)

②按運(yùn)動(dòng)軌跡分：直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)③按速度分：勻速運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)平動(dòng)特點(diǎn)：物體上所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況是一樣的做平動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)軌跡不一定是直線轉(zhuǎn)動(dòng)特點(diǎn)：做轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上的各點(diǎn)都繞軸做圓周運(yùn)動(dòng)．第五頁，共四十三頁，2022年，8月28日問題1：該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？詩人用氣勢(shì)磅礴來描述大河中的水流，用矯捷如燕來描述運(yùn)動(dòng)員輕盈的舞姿，畫家用汽車后面的線條來表示風(fēng)，來描述車輛的飛馳。科學(xué)家呢？第六頁，共四十三頁，2022年，8月28日一.質(zhì)點(diǎn)北京時(shí)間8月29日，2015年田徑世錦賽男子4X100米大戰(zhàn)，中國選手發(fā)揮出色，創(chuàng)造歷史取得銀牌。用時(shí)34秒01。運(yùn)動(dòng)員身上各部分(頭、手臂、腿、腳等)運(yùn)動(dòng)情況相同嗎？在研究運(yùn)動(dòng)員決賽所用時(shí)間時(shí)，能否忽略他們的大小和形狀，把他看成一個(gè)“點(diǎn)”呢？不相同能看成一個(gè)“點(diǎn)”答案他的頭、手臂、腿、腳等運(yùn)動(dòng)的差異對(duì)研究運(yùn)動(dòng)時(shí)間，屬于無關(guān)因素，可忽略第七頁，共四十三頁，2022年，8月28日1．質(zhì)點(diǎn)的特點(diǎn)(1)質(zhì)點(diǎn)是用來代替物體的

，它忽略了物體的

和

等次要因素，而突出了物體具有

這個(gè)主要因素．它與幾何中的“點(diǎn)”有本質(zhì)區(qū)別．(2)質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的物理模型，實(shí)際上

(填“存在”或“不存在”)．2．物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的條件：

有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)大小形狀不存在物體的大小和形狀對(duì)研究問題的影響可以忽略不計(jì)時(shí)質(zhì)量第八頁，共四十三頁，2022年，8月28日是不是很大的物體一定不能看做質(zhì)點(diǎn)，而很小的物體一定可以看做質(zhì)點(diǎn)？請(qǐng)舉例說明.【延伸思考】不是．舉例：研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)時(shí)可以把地球看做質(zhì)點(diǎn)，而研究乒乓球的發(fā)球(如旋轉(zhuǎn)問題)時(shí)不能把乒乓球看做質(zhì)點(diǎn)．答案第九頁，共四十三頁，2022年，8月28日研究地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以將地球看成“點(diǎn)”嗎？第十頁，共四十三頁，2022年，8月28日運(yùn)動(dòng)的火車可以看成一個(gè)“點(diǎn)”嗎？第十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日思考與討論：質(zhì)點(diǎn)和幾何中的點(diǎn)是一回事嗎？1、相同點(diǎn)：都是沒有形狀和大小的點(diǎn)。2、不同點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一相對(duì)的物理概念；幾何中的點(diǎn)沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對(duì)的小。第十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日

2．物體能否看做質(zhì)點(diǎn)的幾種情況

(1)平動(dòng)的物體因各部分運(yùn)動(dòng)情況相同，一般可以看做質(zhì)點(diǎn)．

(2)物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是我們所要研究的主要問題，物體本身的形狀和大小已變成了次要因素時(shí)可以看做質(zhì)點(diǎn)．如研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)規(guī)律時(shí)，地球的大小就變成次要因素，可以不考慮，此時(shí)地球就可以看做質(zhì)點(diǎn)．轉(zhuǎn)動(dòng)的物體在研究其轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)不能看成質(zhì)點(diǎn)．如研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小和形狀就是影響研究問題的重要因素了，因此就不能再把地球看做質(zhì)點(diǎn)了．

(3)物體本身的大小對(duì)所研究問題的影響不能忽略時(shí)，不能把物體看做質(zhì)點(diǎn)，如研究火車過橋的時(shí)間時(shí)就不能把火車看做質(zhì)點(diǎn)．第十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日其形狀、大小可以忽略不計(jì)，可以看成質(zhì)點(diǎn)．例1：分析研究下列物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，研究對(duì)象能看作質(zhì)點(diǎn)的是 (

)A．研究“嫦娥三號(hào)”“奔月”的過程B．研究奧運(yùn)冠軍鄧琳琳在平衡木上的動(dòng)作C．研究從斜面上滑下的木塊的滑行時(shí)間D．研究運(yùn)動(dòng)員發(fā)出的弧旋乒乓球的旋轉(zhuǎn)情況AC對(duì)動(dòng)作進(jìn)行技術(shù)分析，不能看作質(zhì)點(diǎn)．木塊各部分的運(yùn)動(dòng)情況都相同，故可把木塊看作質(zhì)點(diǎn)．弧旋的乒乓球，各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況不同，不能把它看作質(zhì)點(diǎn)．解析第十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日1.(對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解)在以下情況中可將所研究的物體看成質(zhì)點(diǎn)的是(

)A．研究撬棒撬東西時(shí)，用力大小與支點(diǎn)位置關(guān)系B．研究“玉兔”號(hào)從“嫦娥”的懷抱中“走”出來，即兩器分離過程中“玉兔”一連串技術(shù)含量極高的“慢動(dòng)作”C．研究“玉兔”號(hào)巡視器巡視月球時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡D．研究旋轉(zhuǎn)的電扇扇葉所受阻力大小的影響因素解析C支點(diǎn)位置影響撬棒用力大小，撬棒不可以看作質(zhì)點(diǎn)；研究其技術(shù)動(dòng)作時(shí)，不能把“玉兔”看成質(zhì)點(diǎn)；研究其運(yùn)動(dòng)軌跡，大小和形狀能忽略，可看成質(zhì)點(diǎn)；扇葉所受阻力與扇葉形狀大小有關(guān)，不能看作質(zhì)點(diǎn).第十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日練習(xí)：研究火車從溫州開到上海的時(shí)間研究王勵(lì)勤發(fā)球的旋轉(zhuǎn)情況研究王勵(lì)勤拉弧圈球的軌跡研究郭晶晶在空中做翻滾動(dòng)作只能是很小的物體才可以看成質(zhì)點(diǎn)同一物體在同一過程中，由于研究的問題不一樣，物體不一定能看成質(zhì)點(diǎn)研究火車通過一大橋的運(yùn)動(dòng)時(shí)，用的時(shí)間××××第十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日3．在研究體育比賽中運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)時(shí)，下列運(yùn)動(dòng)員可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)處理的是(

)

A．研究姚明在扣籃的動(dòng)作時(shí)

B．研究李小鵬在雙桿上比賽的動(dòng)作時(shí)

C．研究菲爾普斯100米自由游觸壁的瞬間

D．記錄某馬拉松運(yùn)動(dòng)員在比賽過程中各時(shí)刻的位置時(shí)

答案

D

第十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日你和你的同伴正在坐一輛火車，鐵路邊的人看到火車中的乘客是什么情況，而同伴認(rèn)為你是怎么樣的？第十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日思維體操：同樣的物體，運(yùn)動(dòng)會(huì)不同？如何解釋小孩的靜止？第十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日二.參考系天宮一號(hào)空間站繞地球飛行時(shí)：以地球?yàn)閰⒖枷担谄渲械挠詈絾T如何運(yùn)動(dòng)？以空間站為參考系呢？以地球?yàn)閰⒖枷?，宇航員在繞地球做近似圓周運(yùn)動(dòng)．答案以空間站為參考系：宇航員處于靜止?fàn)顟B(tài)．宇航員和空間站保持相對(duì)靜止第二十頁，共四十三頁，2022年，8月28日【要點(diǎn)提煉】方便地面相對(duì)靜止任意第二十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日例2：下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)的描述中，參考系的選取符合描述的是(

)A.詩句“飛流直下三千尺”，是以飛流作為參考系的B.錢塘觀潮時(shí)，觀眾覺得潮水撲面而來，以潮水作為參考系的C.“兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬重山”,以萬重山作為參考系的D.升國旗時(shí)，觀察到國旗冉冉升起，觀察者是以國旗作為參考系的研究對(duì)象是“水”，故是以地面為參考系研究對(duì)象是“潮水”，是以觀察者為參考系研究對(duì)象是“輕舟”，是以萬重山為參考系研究對(duì)象是“國旗”，是以地面或旗桿為參考系的解析C第二十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日2.(參考系與相對(duì)運(yùn)動(dòng))如圖是體育攝影中“追拍法”的成功之作，攝影師眼中清晰的滑板運(yùn)動(dòng)員是靜止的，而模糊的背景是運(yùn)動(dòng)的，攝影師用自己的方法表達(dá)了運(yùn)動(dòng)的美．請(qǐng)問攝影師選擇的參考系是(

)A．大地B．太陽C．滑板運(yùn)動(dòng)員D．步行的人攝影師以自己作為參考系(即以運(yùn)動(dòng)員為參考系)拍攝，這樣背景上其他物體看起來就是“運(yùn)動(dòng)”的，因而模糊不清.C解析攝影師與運(yùn)動(dòng)員以相同的速度運(yùn)動(dòng)，保持相對(duì)靜止第二十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日例3：觀察圖中的煙和小旗，關(guān)于甲、乙兩車相對(duì)于房子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是 (

)A．甲、乙兩車一定向左運(yùn)動(dòng)B．甲、乙兩車一定向右運(yùn)動(dòng)C．甲車可能運(yùn)動(dòng)，乙車向右運(yùn)動(dòng)D．甲車可能靜止，乙車向左運(yùn)動(dòng)解析以地面為參考系，房子相對(duì)于地面是靜止的，所以，此時(shí)風(fēng)向向左甲有三種可能的情況：甲車不動(dòng)，風(fēng)把小旗向左吹；甲車向右運(yùn)動(dòng)；甲車向左運(yùn)動(dòng)但速度小于風(fēng)速,因此風(fēng)仍能把小旗向左吹.乙車：只有向左運(yùn)動(dòng)并且速度大于風(fēng)速時(shí)，風(fēng)才能把小旗向右吹D第二十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日

二、參考系與相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題

例2

甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看見高樓在向下運(yùn)動(dòng)；乙中乘客看見甲在向下運(yùn)動(dòng)；丙中乘客看見甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)．這三架電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是(

)

A．甲向上，乙向下，丙不動(dòng)

B．甲向上，乙向上，丙不動(dòng)

C．甲向上，乙向上，丙向下

D．甲向上，乙向上，丙也向上，但比甲、乙都慢

解析

電梯中的乘客觀看其他物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，是以自己所乘的電梯為參考系．甲中乘客看見高樓向下運(yùn)動(dòng)，說明甲相對(duì)于地面一定在向上運(yùn)動(dòng)．同理，乙相對(duì)甲在向上運(yùn)動(dòng)，說明乙相對(duì)地面也是向上運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)得比甲更快．丙電梯無論是靜止，還是在向下運(yùn)動(dòng)，或以比甲、乙都慢的速度在向上運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看甲、乙兩電梯都會(huì)感到它們是在向上運(yùn)動(dòng)．第二十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日

2．關(guān)于參考系，下列說法不符合實(shí)際的是(

)

A．一個(gè)物體相對(duì)于其他物體的位置變化，叫機(jī)械運(yùn)動(dòng)

B．不選定參考系，就無法研究某一物體怎樣運(yùn)動(dòng)

C．參考系是不動(dòng)的物體

D．參考系是人們假設(shè)不動(dòng)的物體

答案

C

第二十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日

5．某校高一的新同學(xué)分別乘兩輛汽車去市公園玩．兩輛汽車在平直公路上運(yùn)動(dòng)，甲車內(nèi)一同學(xué)看見乙車沒有運(yùn)動(dòng)，而乙車內(nèi)一同學(xué)看見路旁的樹木向西移動(dòng)．如果以地面為參考系，那么，上述觀察說明(

)

A．甲車不動(dòng)，乙車向東運(yùn)動(dòng)

B．乙車不動(dòng)，甲車向東運(yùn)動(dòng)

C．甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車向東運(yùn)動(dòng)

D．甲、乙兩車以相同的速度都向東運(yùn)動(dòng)

解析

甲看到乙車不動(dòng)，說明甲和乙運(yùn)動(dòng)情況相同，乙車內(nèi)同學(xué)看到樹木向西運(yùn)動(dòng)，說明車在向東運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤．

答案

D第二十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日

文字描述方便嗎？能精確嗎？

有沒有簡(jiǎn)便又準(zhǔn)確的方法？笛卡兒發(fā)明坐標(biāo)系

若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如何描述位置變化？若在某平面（操場(chǎng)）上呢？

如何確定物體的位置第二十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日四、坐標(biāo)系1、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）2、坐標(biāo)系：x/m0123-1一維二維（直角坐標(biāo)系）x/my/m102-2-1-1-221第二十九頁，共四十三頁，2022年，8月28日1．要準(zhǔn)確地描述物體的位置及位置變化需要建立坐標(biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系上包括

、

和

．2．研究質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般建立一維

，坐標(biāo)軸上的一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的一個(gè)

．3．直線坐標(biāo)系中坐標(biāo)值的含義(1)坐標(biāo)值的正負(fù)表示物體所在位置在原點(diǎn)的正方向還是負(fù)方向上．(2)坐標(biāo)值的絕對(duì)值表示物體所在位置到

．【要點(diǎn)提煉】原點(diǎn)正方向單位長度直線坐標(biāo)系位置坐標(biāo)原點(diǎn)的距離第三十頁，共四十三頁，2022年，8月28日描述下列三種運(yùn)動(dòng)需要建立怎樣的坐標(biāo)系呢？(1)描述百米運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的位置．(2)描述滑冰場(chǎng)上花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的位置．(3)描述翱翔在藍(lán)天上的飛機(jī)的位置．三.坐標(biāo)系(1)以起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立一維直線坐標(biāo)系；答案(2)以滑冰場(chǎng)中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，向東為x軸正方向，向北為y軸正方向，建立二維平面直角坐標(biāo)系；(3)確定一點(diǎn)(如機(jī)場(chǎng)所在位置)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立三維空間直角坐標(biāo)系．同一直線上的運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)空間立體的運(yùn)動(dòng)第三十一頁，共四十三頁，2022年，8月28日例1.以廣場(chǎng)上旗桿所在的位置做為坐標(biāo)原點(diǎn)，向東的方向?yàn)檎较?，則X=5m，X=-10m，表示的是什么意思？第三十二頁，共四十三頁，2022年，8月28日例4：在60周年國慶盛典上，游行的隊(duì)伍和彩車依次從天安門前經(jīng)過，以北京長安街為坐標(biāo)軸，向西為正方向，以長安街中心為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立一維直線坐標(biāo)系．一輛彩車最初在原點(diǎn)以東3km處，一段時(shí)間后行駛到原點(diǎn)以西2km處．這輛彩車的最初位置和最終位置坐標(biāo)分別是(

)A．3km；2km

B．-3km；2kmC．3km；-2kmD．-3km；-2kmB向西為正0長安街x/km-3-2-1321解析根據(jù)題意建立坐標(biāo)系:由圖可知：第三十三頁，共四十三頁，2022年，8月28日解析3.(坐標(biāo)系的建立及應(yīng)用)一個(gè)小球從距地面4m高處落下，被地面彈回，在距地面1m高處被接?。鴺?biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2m處，向下為坐標(biāo)軸的正方向．則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、被接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是 (

)A．2m，-2m，-1mB．-2m,2m,1mC．4m,0,1mD．-4m,0，-1m根據(jù)題意建立坐標(biāo)系:BA為拋出點(diǎn)，坐標(biāo)為-2m，B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，D點(diǎn)為落地點(diǎn)，坐標(biāo)為2m，C點(diǎn)為接住小球的點(diǎn)，坐標(biāo)為1m由圖可知：第三十四頁，共四十三頁，2022年，8月28日

10．為了確定平面上物體的位置，我們建立平面直角坐標(biāo)系，如圖所示．以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿東西方向?yàn)閤軸，向東為正；沿南北方向?yàn)閥軸，向北為正．圖中A點(diǎn)的坐標(biāo)如何表示？其含義是什么？第三十五頁，共四十三頁，2022年，8月28日解析

A點(diǎn)的橫坐標(biāo)x＝2m，A點(diǎn)的縱坐標(biāo)y＝3m，坐標(biāo)值的含義表示A點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)偏東2m，偏北3m處．

答案

(2m,3m)

A點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)偏東2m，偏北3m處

11．一物體從O點(diǎn)出發(fā)，沿東偏北30°的方向運(yùn)動(dòng)10m至A點(diǎn)，然后又向正南方向運(yùn)動(dòng)5m至B點(diǎn)．

(1)建立適當(dāng)坐標(biāo)系，描述出該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡．

(2)依據(jù)建立的坐標(biāo)系，分別求出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)．

解析

(1)坐標(biāo)系如圖所示，線OAB為運(yùn)動(dòng)軌跡．

(2)xA=5m，yA=5m；xB=5m，yB=0.A點(diǎn)的坐標(biāo)：(5,5)，B點(diǎn)的坐標(biāo)：(5,0)．

第三十六頁，共四十三頁，2022年，8月28日

變式訓(xùn)練2從高出地面3m的位置豎直向上拋出一個(gè)小球，它上升5m后落回地面，如圖1－2所示，分別以地面和拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，方向均以向上為正，填寫下面的表格．第三十七頁，共四十三頁，2022年，8月28日解析

在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立直線坐標(biāo)系，定量描述物體的位置，若以地面為原點(diǎn)，則出發(fā)點(diǎn)、最高點(diǎn)、落地點(diǎn)的坐標(biāo)分別為x1＝3m，x2＝8m，x3＝0；若以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，則x1′＝0.2，x2′＝5m，x3′＝－3m.第三十八頁，共四十三頁，2022年，8月28日小結(jié):一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)1、定義：物體的空間位置隨時(shí)間的變化。2、注：①運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的；②自然