1、第一章 运动的描述 质点 参考系和坐标系,1.质点: (1)定义:把物体简化为一个有_的物质点。 (2)将物体看成质点的条件:在研究物体的运动时,当物 体的_和_对所研究问题的影响可忽略不计时,物 体可视为质点。 (3)质点是一种_模型,实际并不存在。,质量,形状,大小,理想化,2.参考系: (1)定义:在描述物体的运动时,用来作_的物体。 (2)对参考系的理解。 描述一个物体的运动时,参考系可以_选择,但应 以观测方便和描述运动简单为原则,在研究地面上物 体的运动时,常选_为参考系。,参考,任意,地面,选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,其结 果会有所不同,所以说物体的运动具有_。,相对
2、性,3.坐标系: (1)为了定量地描述物体的位置及_,需要在 参考系上建立适当的坐标系。 (2)建立直线坐标系需在直线上规定原点、_和 _。,位置的变化,正方向,单位长度,(3),直线,平面内,【预习自测】 1.“抬头望明月,月在云中行”,诗句中描述的运动选取的参照物是 ( ) A.月亮 B.观察者自己 C.地面 D.云 【解析】选D。选作参照物的物体为静止的,“月在云中行”说的是月亮在运动,所以诗人选的参照物是云,故选D。,2.关于质点的下列说法正确的是 ( ) A.研究地球公转时,由于地球很大,所以不能将地球看成质点 B.万吨巨轮在大海中航行,研究巨轮所处的地理位置时,巨轮可看成质点,C.
3、研究火车经过南京长江大桥所用的时间时,可以将火车看成质点 D.研究短跑运动员的起跑姿势时,由于运动员是静止的,所以可以将运动员看成质点,【解析】选B。物体可以看成质点的条件是物体的形状 大小在所研究的问题中可以忽略不计,在研究地球公转 时,虽然地球很大,但是在我们所研究的问题中,地球的 大小和形状可以忽略不计,所以可以看成质点,所以A项 错误;研究万吨巨轮的位置时,可以看成质点,所以B项 正确;在研究火车过桥时,需要考虑火车头上桥到火车,尾出桥的时间,所以火车的长度不能忽略,所以不能看成质点,所以C项错误;在研究运动员的起跑姿势时,需要研究动作,所以运动员不能看成质点,所以D项错误。,3.(多
4、选)关于坐标系,下列说法正确的是 ( ) A.建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化 B.坐标系都是建立在参考系上的 C.坐标系的建立与参考系无关 D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置,【解析】选A、B、D。坐标系是建立在参考系上的,是用来定量描述物体的位置及位置变化的,A、B正确,C错误;描述物体的直线运动需建立一维直线坐标系,在平面内做曲线运动时需建立平面直角坐标系,D正确。,【问题探究】 1.研究火车的各种运动情况时(如图)。,情况1:研究火车进站的时间。 情况2:研究火车从北京到重庆的时间。 情况3:研究火车车轮上某点的运动情况。 试比较三种情况下,能
5、否将火车看作质点?,提示:情况1:火车进站时,火车的长度与站台相比不能被忽略,所以在研究火车进站的时间时,不能将火车看作质点。 情况2:火车的长度与从北京到重庆的距离相比,可以忽略不计,所以在研究火车从北京到重庆的时间时,可以将火车看作质点。,情况3:火车车轮上某点的运动情况与车轮的大小和形状有关,这种情况下不能将火车看作质点。,2.在研究地球绕太阳公转和地球自转时,能否将地球看作质点? 提示:研究地球绕太阳公转时,地球的形状和大小属于次要因素,地球可以看作质点。研究地球自转时,地球的形状不可忽略,不能将地球看作质点。,3.是不是很大的物体一定不能看作质点,而很小的物体一定可以看作质点?请举例
6、说明。 提示:不是。研究地球绕太阳的公转时可以把地球看作质点,而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看作质点。,【探究总结】 1.将物体看成质点的条件: (1)物体的大小、形状对所研究的问题无影响或可以忽略不计的情况下,物体可看成质点,如研究地球绕太阳公转时,地球大小相对于太阳到地球的距离可忽略,故可将地球视为质点。,(2)当物体上各部分的运动情况都相同时,物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动,物体可看成质点。 (3)只研究物体的平动时,或物体虽转动但不研究转动及转动的各个部分时,可以把物体看作质点。,2.质点与几何点的异同:质点是一个理想化模型,质点没有体积,没有大小,也不是几
7、何上的“点”,是一个与物体质量相等的,不占空间的抽象模型。,3.质点与物体的大小无关: (1)物体能否看成质点取决于所研究问题的性质,与物体的大小无关。 (2)大的物体有时可以看成质点,如研究地球绕太阳公转时,可以把地球看成质点;小的物体有时不可以看成质点,如研究电子绕原子核旋转时,原子不可以看成质点。,【典例示范】 下列有关质点的说法中正确的是 ( ) A.只有质量和体积都极小的物体才能视为质点 B.研究一列火车过铁路桥经历的时间时,可以把火车视为质点,C.研究自行车的运动时,因为车轮在不停地转动,所以在任何情况下都不能把自行车作为质点 D.虽然地球很大,还在不停地自转,但是在研究地球的公转
8、时,仍然可以把它视为质点,【解析】选D。物体能否看成质点,不是看物体的质量 和体积大小,而是看形状和大小在所研究的问题中能否 忽略,故A错误。研究火车过铁路桥的时间时,火车的长 度不能忽略,不能看成质点,故B错误。研究车轮的转动, 车轮的形状不能忽略,自行车不能看成质点。但在研究 自行车的运动速度时,就可以忽略自行车的自身大小, 则可以把自行车看成质点,故C错误。地球很大,在研究,地球公转时,地球的大小与日地距离比较,可以忽略,可以看成质点,故D正确。故选D。,【探究训练】 (2017金华高一检测)小行星撞击地球的可能性尽管很小,但是人类不能掉以轻心。那么科学家在研究小行星撞击地球的时候 (
9、) A.地球和小行星都可以看作质点 B.地球可以看作质点,小行星不能看作质点 C.小行星可以看作质点,地球不能看作质点 D.地球和小行星都不可以看作质点,【解析】选D。在研究小行星撞击地球时,要研究两者碰撞的位置及碰撞所产生的后果,此时两者的体积和形状均不能忽略,都不能看成质点,故D正确。,【补偿训练】 1.在研究下述运动时,能把物体看作质点的是 ( ) A.研究空中跳水运动员的跳水动作 B.研究飞往火星的宇宙飞船的最佳运行轨道 C.研究地球自转 D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间,【解析】选B。研究跳水运动员在空中的跳水动作时, 运动员的大小和形状不能忽略,不能看作质点,否则就 无法研究
10、他在空中的动作了,故A错误。研究飞往火星 的宇宙飞船的最佳运行轨道时,宇宙飞船的大小相对于 运动的距离很小,故宇宙飞船可看作质点,故B正确。研 究地球自转时,因为地面上各点的运动状态不同,故不 能看作质点,选项C错误;研究一列火车通过长江大桥所,需的时间,火车的长度不能忽略,故此时火车不能看作质点,故D错误。故选B。,2.关于质点,下列说法中正确的是 ( ) A.评委为体操运动员刘璇的“跳马”动作评分时,可将刘璇看成质点 B.质点是一个理想化模型,但实际是存在的 C.物理学中的“质点”跟几何学中的“点”没有区别 D.如果物体的大小和形状在所研究的问题中属于无关的或次要的因素,就可以把物体看作质
11、点,【解析】选D。当物体的形状、大小对我们所研究的问题影响不大,或者可以忽略时,物体可以看作一个有质量的点,评委需要根据体操运动员的动作情况打分,所以不能看作质点,A错误,D正确;质点是理想化的模型,现实中是不存在的,B错误;几何中的点没有质量,而质点是一个有质量的点,C错误。本题选D。,3.(多选)下列关于质点的说法正确的是 ( ) A.只要是小的物体,就可以看作质点 B.当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时,可用质点来代替物体 C.裁判判定跳水运动员的成绩,可以将其视为质点 D.研究足球的运动轨迹可将其视为质点,【解析】选B、D。当物体的形状和大小对我们所研究的问题影响
12、不大或者可以忽略时,物体可以看作一个有质量的点,即质点,与物体的大小无关,如地球比较大,但是研究地球的公转时可以将地球看作一个质点,A错误,B正确;裁判判定跳水运动员的成绩时需要研究跳水运动员的动作,所以不能看作质点,故C错误;研究足球的运动轨迹时,足球的形状和大小可以忽略,能看作质点,故D正确。,4.(2017温州高一检测)在考查下列运动员的比赛成绩时,可视为质点的是 ( ),【解析】选D。在考查高低杠、跳水、花样滑冰的比赛成绩时,会考虑运动员动作的规范性,不能将其看作质点,A、B、C错误;马拉松比赛则不需要考虑运动员运动的细节,可以将其看作质点,D正确。,主题二 参考系和坐标系 【问题探究
13、】 探究点1 参考系选取原则,丽丽站在自家的窗户旁,看到不远处一列高速行驶的“和谐号”动车飞驰而过,惊叹道:“真快呀!”兰兰坐在动车里随妈妈去旅游,她看到路旁树林飞速向后掠过,而回过头来看车厢时,却发现车厢没动。,(1)观察同一列动车的运动,为什么会出现这两种不同的现象呢? 提示:这是因为选择的参考系不同。丽丽是以房屋(或地面)为参考系,发现动车位置在变化,所以丽丽认为动车在运动;兰兰是以自己或动车为参考系,看到树林向后运动而车厢没有动。,(2)研究物体的运动时为什么必须选择参考系? 提示:因为运动是绝对的,而静止是相对的,所以要描述一个物体是否运动、怎样运动的时候必须选择参考系。,探究点2
14、坐标系描述下列三种运动均需要建立坐标系。,情况1:描述百米运动员在运动中的位置。 情况2:描述冰场上花样滑冰运动员的位置。 情况3:描述翱翔在蓝天上的飞机的位置。,(1)情况1中应该建立怎样的坐标系? 提示:以起点为坐标原点,建立一维直线坐标系。,(2)情况2中应该建立怎样的坐标系? 提示:以冰场中心为坐标原点,向东为x轴正方向,向北为y轴正方向,建立二维平面直角坐标系。 (3)情况3中应该建立怎样的坐标系? 提示:确定一点(如机场所在位置)为坐标原点,建立三维空间直角坐标系。,【探究总结】 1.参考系的“四性”: (1)标准性:不管物体是运动还是静止,一旦被选为参考系,物体就被看作是静止的。
15、,(2)任意性:参考系的选取是任意的,以方便和使对物体运动的描述尽可能简单为原则,如不特别说明一般以地面为参考系。 (3)差异性:同一物体的运动,相对于不同的参考系一般是不同的。 (4)同一性:比较多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时,必须选择同一参考系。,2.坐标系的建立: (1)如果物体沿直线运动,即一维运动时,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。 (2)当物体在平面上运动,即二维运动时,需采用两个坐标确定它的位置。 (3)当物体做空间运动,即三维运动时,需要三个坐标确定它的位置。,【拓展延伸】运动的相对性 (1)对一个物体运动情况的描述,取决
16、于所选的参考系,参考系选取不同,对同一个物体运动的描述一般也不同。,(2)相对静止:如果两个运动物体运动的快慢相同,运动的方向相同,我们就说这两个物体是相对静止的。例如,肩并肩一起走的两个人之间就是相对静止的。平时人们所说的静止的物体,就是指相对静止,绝对静止是没有的。,(3)凡是提到运动,都应搞清楚它是相对哪个参考系而言的。虽然生活中我们描述某物体的运动时,很少点明参考系,但是实际上我们已经自觉地选取了参考系。,【典例示范】 2017年4月22日12时23分“天舟 一号”与“天宫二号”顺利完成 第一次自动交会对接，在对接时，两者要保持一样的运动速度，下列说法正确的是（ ）,A.组合体相对地球
17、是静止的 B.“天舟一号”相对于“天宫二号”是运动的 C.组合体相对于地球是运动的 D.“天舟一号”相对于地球是运动的，“天宫二号”相对于地球是静止的,【解题指南】解答本题应明确以下两点: (1)选择不同的参考系时,对物体运动的描述一般是不同的。 (2)物体的运动具有相对性。,【解析】选C。以地球为参考系，“天舟一号”和“天宫二号”对接时，两者在围绕地球高速运动,A、D错误，C正确；在“天舟一号”与“天宫二号”对接时，两者要保持一样的运动速度，两者相对静止，B错误。,【探究训练】 (2017绍兴高一检测)刻舟求剑的故事家喻户晓,“舟已行矣,而剑不行”这句话所选用的参考系是 ( ) A.舟 B.
18、舟上的人 C.地面 D.流动的水,【解析】选C。舟已行是说船相对于地面在运动,而剑落水后相对地面不再移动,故此句选用的参考系是地面。,【补偿训练】 1.某校高一的同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。两辆汽车在平直公路上运动,甲车内一同学看见乙车没有运动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系,那么,上述观察说明 ( ),A.甲车不动,乙车向东运动 B.乙车不动,甲车向东运动 C.甲车向西运动,乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度都向东运动,【解析】选D。乙车内同学看见地面上的树木向西运动,说明以地面为参考系,乙车向东运动,而甲车内同学看见乙车没有运动,说明甲车和乙车的运动情况
19、相同,故选D。,2.(多选)甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动,乙中乘客看甲在向下运动,丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况可能是( ),A.甲向上、乙向下、丙不动 B.甲向上、乙向上、丙不动 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】选B、C、D。甲中乘客看一高楼在向下运动,说明甲一定向上运动;乙中乘客看甲在向下运动,说明乙也向上运动,且其速度比甲快,A错误;若丙不动,则会看到甲、乙都向上运动,B正确;若丙向下,则也会看到甲、乙向上运动,C正确;若丙也向上,速度比甲、乙都慢,则会看到甲、乙向上运动,D正确。故选B、
20、C、D。,3.在电视连续剧西游记中, 常常有孙悟空“腾云驾雾”的 镜头,这通常是采用“背景拍摄法”:让“孙悟空”站 在平台上,做着飞行的动作,在他的背后展现出蓝天和 急速飘动的白云,同时加上烟雾效果,摄影师把人物动 作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头。放映 时,观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”。那么放,映时,观众所选的参考系是 ( ) A.孙悟空 B.平台 C.白云 D.镜头,【解析】选C。以演员背后展现的蓝天和急速飘动的白云为参考系,演员相对背景的位置发生改变,所以演员是运动的,是一种视觉上的错觉,故选项C正确,选项A、B、D错误。,4.下列关于运动的描述中,参考系的选取符合描述的
21、是( ) A.诗句“飞流直下三千尺”是以飞流作为参考系的 B.“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”是以潮水 作为参考系的 C.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以国旗作 为参考系的,D.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以万重山作为参考系的,【解析】选D。诗句“飞流直下三千尺”说明飞流相对于大地在高速运动,是以大地为参考系的,故A错误。“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”是描述潮水相对于观众在运动,是以观众为参考系的,故B错误。升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以大地为参考系的,故C错误。“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是描述轻舟相对于“万重山”在运动,是以“万重山”为参考系的,故D正确。,【课堂小结】,
