1、第一章 运动的描述 1 质点 参考系和坐标系,一、机械运动 1.概念:物体的_随时间的变化,称为机械运动。 2.机械运动是自然界_的运动形式。,空间位置,最简单、最基本,二、物体与质点,1.概念:某些情况下,可以把物体简化为一个有质量的 物质点,这样的点称为质点。 2.把物体简化为质点时忽略了_,突 出了_这个要素。,物体的大小和形状,物体具有质量,三、参考系 1.概念:描述一个物体的运动时,被选定作参考、 _的物体称为参考系。 2.描述物体的运动时要选择参考系是因为运动具有 _。,假定不动,相对性,3.描述一个物体的运动时,参考系可以_选择。 4.选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,其结
2、果 会_。,任意,有所不同,四、坐标系,1.建立坐标系的目的:为了_地描述物体的_ _,需要在参考系上建立适当的坐标系。 2.坐标系的三要素:原点、_、_。,定量,位置及,位置的变化,正方向,单位长度,【思考辨析】 (1)很小的物体一定能看成质点。 ( ) (2)只能选择静止的物体作为参考系。 ( ) (3)描述直线运动时一般建立直线坐标系。 ( ),提示:(1)。很小的物体有时也不能看成质点。例如:护士给病人注射时手中的针头。 (2)。参考系的选取具有任意性。 (3)。描述运动时建立何种坐标系由物体的运动特点决定,一般用直线坐标系描述直线运动。,一 物体和质点 考查角度1 对质点概念的理解
3、【典例1】(2018抚州高一检测)下列关于质点的说法正确的是 导学号28974000( ) A.只有体积很小或质量很小的物体才可以看成质点 B.只有运动较慢的物体才可以看成质点,C.在所研究的问题中,物体的形状、大小可以忽略不计时,物体可以看成质点 D.在任何情况下,物体都可以看成质点,【正确解答】选C。体积很大的物体也可以看成质点, 这要看分析的是什么问题,比如在研究地球绕太阳的运 动的时候,地球就可以看成质点,所以A项错误;在研究 地球绕太阳的运动的时候,地球运动的速度很大,地球 也可以看成质点,所以B项错误;在所研究的问题中,物 体的形状、大小可以忽略不计时,物体可以看成质点, 所以C项
4、正确;当物体的形状、大小对所研究的问题没 有影响时,我们才可以把它看成质点,故D项错误。,【核心归纳】 (1)质点不同于几何“点”。 质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是具有质量,没有大小、体积、形状,它与几何“点”有本质的区别。,(2)质点是一种“物理模型”。 物理模型是在物理研究中,突出问题的主要方面,忽略次要因素而建立的理想化模型,是物理学经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一。 物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在。,考查角度2 质点模型化条件的理解 【典例2】下列情境中的研究对象可看作质点的是( )导学号2897400
5、1 A.研究运动中的汽车车轮的转动快慢 B.研究蹦床运动员在空中做的转体运动 C.研究网球在空中飞行的轨迹 D.研究火车通过隧道的时间,【正确解答】选C。研究运动中的汽车车轮的转动快慢 时,不能看成质点,否则就没有转动了,故A错误;研究蹦 床运动员在空中做的转体运动时,我们要欣赏运动员在 空中的动作,如果看成质点的话,运动员在空中就没有 动作了,故B错误;研究网球在空中飞行的轨迹时,网球 的形状和大小对轨迹没有影响,可以看成质点,故C正确; 研究火车通过隧道的时间时,火车与隧道相比,不能忽 略其体积形状,不能看成质点,故D错误。,【核心归纳】物体能看成质点的条件 (1)在研究物体的运动时,当物
6、体的形状和大小对于所研究的问题可以忽略不计时,物体就可以看成质点。,(2)以下两种情况,物体通常可以看作质点。 物体的大小、形状对研究结果没有影响或影响可以忽略时。 只研究物体的平动,不研究物体的转动时。,【易错提醒】 物体是否可以看成质点与物体体积的大小无关,不是体积小的物体就可以看成质点,而体积大的物体不可以看成质点。关键在于物体的大小对所研究的问题有无影响,如果没有影响或者影响可以忽略不计时物体就可以当作质点。,【过关训练】 1.质点是一种理想化的物理模型,下面对质点的理解正 确的是 ( ) A.只有体积很小的物体才可以看作质点 B.只有质量很小的物体才可以看作质点 C.研究月球绕地球运
7、动的周期时,可将月球看作质点 D.因为地球的质量、体积很大,所以在任何情况下都不 能将地球看作质点,【解析】选C。体积很小的物体也不一定就能够看成质 点,比如原子的体积很小,但是在研究原子的结构时原 子是不能看成质点的,所以A错误;地球的质量很大,在 研究地球绕太阳转动的过程中地球的大小和形状是可 以忽略的,能看成质点,所以并不是只有质量很小的物 体才可以看作质点,所以B、D错误;研究月球绕地球运 动的周期时,月球的体积相对于和地球之间的距离来说 是可以忽略的,所以可将月球看作质点,所以C正确。,2.(2018晋江高一检测)如图所示的物体或人,可以看作质点的是 ( ),【解析】选B。研究列车通
8、过100 m站台所用的时间,列 车的长度相对于100 m不能忽略,故不能看作质点,故A 错误;研究绕月球运动的“嫦娥三号”卫星,卫星虽然 也不小,但相对于其轨道长度来说很小,故可看作质点, 故B正确;我们主要是观看单杠比赛中运动员的动作,所 以形状是不可忽略的,故不能看作质点,故C错误;演员 在表演精彩芭蕾舞时,我们主要是观看演员的动作,所 以形状是不可忽略的,故不能看作质点,故D错误。,【补偿训练】 1.(2018上饶高一检测)在研究下述运动时,能把物体看作质点的是 ( ) A.研究地球的公转问题 B.研究乒乓球的旋转问题 C.体育教练员研究百米跑运动员的起跑动作 D.研究一列火车通过长江大
9、桥所需的时间,【解析】选A。研究地球的公转时,地球的大小和形状 可以忽略,能看作质点,故A正确;研究乒乓球的旋转效 应时,球的大小不能忽略,不能看作质点,故B错误;体育 教练员研究百米跑运动员的起跑动作时,运动员不能看 作质点,否则运动员的肢体动作无法判断,故C错误;研 究一列火车通过长江大桥的时间时,火车的长度相对于 大桥不能忽略,不能看作质点,故D错误。,2.观察下列四幅图,对图中各运动物体的描述正确的是( ),A.图中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点 B.图中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点 C.图中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点 D.图中研究子弹头射穿苹果的时间
10、时可将子弹看成质点,【解析】选B。在研究篮球的运动路径和地球绕太阳公转时篮球和地球的大小是次要因素,可以将其看成质点,观众在欣赏体操表演和研究子弹射穿苹果的时间时,运动员和子弹的大小、形状不能被忽略,不能看成质点,综上所述应选择B。,二 参考系 考查角度1 参考系的性质 【典例1】(2018保山高一检测)关于参考系,下列说法正确的是 ( ) A.由于运动是绝对的,描述物体的运动时,无需选定参考系,B.在研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系 C.参考系必须选择地面 D.选择任意物体作参考系来研究物体的运动时,其运动情况是一样的,【正确解答】选B。由于运动具有相对性,研究和描述一个物体的运动
11、时,需选定参考系,故A错误,B正确;参考系的选择是任意的,可以是相对地面不动的物体,也可以是相对地面运动的物体,故C错误;选择不同物体作参考系来研究物体的运动时,其运动情况可能是不一样的,故D错误。,【核心归纳】 参考系的四个性质 (1)标准性:被选为参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言的。 (2)任意性:除自身外,任何物体都可以作为参考系。 (3)统一性:比较多个物体的运动时应选择同一个参考系。,(4)差异性:对于同一个物体,选择不同的参考系,观察结果一般不同。,【易错提醒】(1)在研究物体的运动时,都要选取参考系,分析具体问题时,选择合适的物体作为参
12、考系,可使问题变得简单。 (2)参考系的选择是任意的,可以是相对地面不动的物体,也可以是相对地面运动的物体。 (3)选择不同的参考系,同一物体的运动状态可能不同。,考查角度2 参考系与物体运动形式的判断 【典例2】中国是掌握空中加油技术的少数国家之一。如图所示是我国自行研制的战斗机“歼-10”在空中加油的情景,以下列的哪个物体为参考系,可以认为加油机是运动的 导学号28974002( ),A.“歼-10”战斗机 B.地面上的房屋 C.加油机中的飞行员 D.“歼-10”战斗机里的飞行员,【正确解答】选B。加油机相对于“歼-10”战斗机位 置不变,以“歼-10”战斗机为参考系,加油机是静止的, 故
13、A错误;加油机相对于地面上的房屋位置不断变化,以 地面上的房屋为参考系,加油机是运动的,故B正确;加 油机相对于加油机中的飞行员位置不变,以加油机中的 飞行员为参考系,加油机是静止的,故C错误;加油机相,对于“歼-10”战斗机里的飞行员位置不变,以“歼-10”战斗机里的飞行员为参考系,加油机是静止的,故D错误。,【核心归纳】 判断参考系的两种方法 (1)静物法:明确观察到的现象中,什么物体是运动的,什么物体是静止的,静止的物体可能就是参考系。 (2)假设法:假设以某物体为参考系,看对物体运动的描述是否与描述中的结果一致。若一致,该物体可能就是参考系。,【过关训练】 1.下列关于运动的描述中,参
14、考系的选取符合描述的是 ( ) A.诗句“飞流直下三千尺”,是以飞流作为参考系的 B.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,C.“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 D.“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,【解析】选C。诗句“飞流直下三千尺”是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;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B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C正确;“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是描述潮水相对
15、于观众在运动,是以观众为参考系的,故D错误。,2.(2018银川高一检测)2020年东京奥运会将滑板列入了比赛项目,如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是 ( ) A.大地 B.太阳 C.滑板运动员 D.步行的人,【解析】选C。“追拍法”是跟踪运动的物体,将运动的物体看作是静止的,该图片是运动的滑板运动员被摄影师当作静止的,而用镜头跟踪,故参考系是滑板运动员。故C正确,A、B、D错误。,【补偿训练】 1.坐在行驶的公共汽车座位上的乘客认为自己是静止的,他所选择的参考系可以为 (
16、)A.地面 B.坐在他身边的乘客 C.公路边的树木 D.公路边的房屋,【解析】选B。乘客相对于公共汽车上的座位或身边的乘客均是静止的,故他选择的参考系是坐在他身边的乘客或座位;而他相对于地面、树木、房屋等都是运动的;所以B正确。,2.如图所示为A、B、C三列火车在一个车站的情景,A车上的乘客看到B车向东运动,B车上的乘客看到C车和站台都向东运动,C车上的乘客看到A车向西运动。站台上的人看A、B、C三列火车的运动正确的是 ( ) A.A车向西运动 B.B车向东运动 C.C车一定是静止的 D.C车一定向西运动,【解析】选A。由B车上的乘客看到站台向东运动,可判断B车向西运动;由A车上的乘客看到B车
17、向东运动,说明A车也向西运动且速度大于B车速度;C车上的乘客看到A车向西运动,则C车有三种运动情况,C车可能静止,可能向东运动,也可能向西运动但速度比A、B的速度都小。,三 坐标系 【典例】(2018衡阳高一检测)一物体从O点出发,沿东偏北30的方向运动10 m至A点,然后又向正南方向运动5 m至B点。 导学号28974003 (1)建立适当坐标系,作出该物体的运动轨迹。 (2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。,【正确解答】 (1)坐标系如图所示,线OAB为运动轨迹。 (2)xA=OAcos30=5 m, yA=5 m; xB=5 m,yB=0。 A点的坐标:(5 m,5 m),B
18、点的坐标:(5 m,0)。 答案:(1)见正确解答图 (2)A(5 m,5 m),B(5 m,0),【核心归纳】 三种坐标系的比较,【特别提醒】 (1)建立何种坐标系由物体的运动特点确定,建立坐标系的原则是能够方便、准确地描述物体的位置及位置变化。 (2)物体在坐标系中的坐标值是正值还是负值,与正方向的规定和原点的位置有关。,【过关训练】 1.(2018深圳高一检测)湖中O点有一观察站,一小船从O点出发向东行驶4 km,又向北行驶3 km。则O点的观察员对小船位置的报告最为精确的是 ( ) A.小船的位置变化了7 km B.小船向东北方向运动了7 km C.小船向东北方向运动了5 km D.小
19、船的位置在东偏北37方向,5 km处,【解析】选D。一小船从O点出发向东行驶4 km,又向北 行驶3 km。则位移大小为x= km=5 km,小船与O 点连线和正东方向夹角=37,所以小船的位置在东 偏北37方向5 km处。,2.甲虫和蚂蚁在铁丝上爬行,沿铁丝建立一个坐标系,甲虫和蚂蚁在某一时刻的位置如图所示,问甲虫和蚂蚁的位置坐标各是多少?,【解析】对于该坐标系,甲虫的位置坐标是4 m,蚂蚁的位置坐标是1 m。 答案:4 m 1 m,【补偿训练】 1.一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在距地面1 m高处被接住。坐标原点定在抛出点正下方2 m处,向下方向为坐标轴的正方向。则小球的抛出
20、点、落地点、接住点的位置坐标分别是 ( ) A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 m C.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m,【解析】选B。坐标原点定在抛出点正下方2 m处,向下方向为坐标轴的正方向,小球从距地面4 m高处开始下落,在坐标原点的上方,所以抛出点的位置坐标是-2 m;小球落到地面上,此时距离坐标原点为2 m,所以落地点的位置坐标是2 m;小球在距离地面1 m高处被接住,此时的小球在坐标原点的下方1 m处,所以接住点的位置坐标是1 m;所以A、C、D错误,B正确。,2.以某十字路口的交通岗亭为坐标原点,向东为x轴正方向,向南为y轴正方向。 (1)画出
21、坐标系,描述坐标为(-60 m,80 m)的建筑物相对于交通岗亭的位置。 (2)求该建筑物距岗亭的距离。,【解析】(1)如图所示,二维坐标系的坐标值顺序为x坐标、y坐标,故该建筑物的坐标x=-60 m、y=80 m。该建筑物位于交通岗亭西60 m、南80 m处。,(2)由交通岗亭先向西走60 m,再向南走80 m即到 该建筑物。由勾股定理可知该建筑物距交通岗亭 s= m=100 m。 答案:见解析,【拓展例题】考查内容:参考系对运动描述的影响 【典例】A、B两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶,A车的速度为6 m/s,B车的速度为10 m/s。 (1)上述对A、B车运动情况的描述是以什么为参考系? (2)若以A车为参考系,B车的速度多大?方向如何? (3)若以B车为参考系,A车的速度多大?方向如何?,【正确解答】(1)题中对A、B两车运动情况的描述是相对地面而言的,是以地面为参考系。 (2)以A车为参考系,B车的速度大小为4 m/s,方向向东。 (3)以B车为参考系,A车的速度大小也为4 m/s,方向向西。,答案:(1)地面 (2)4 m/s 向东 (3)4 m/s 向西,
