1质点参考系和坐标系教案板书设计

1　质点　参考系和坐标系 … 高中物理       人教2003课标版

一、物体和质点

详细描述物体的运动有什么困难？我们需要了解物体各部分运动的区别吗？

要准确描述物体的运动，特别是物体各部分的详细运动情况，并不是一件很容易的事.因为物体本身都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般并不一样.

 例如，“神舟”五号飞船载人舱长7.4 m，直径2.8 m，用长58 m、重达480 t的“长征”2号火箭发射.升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点.科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗？

质点：用来代替物体的有质量的点.

根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法.

3.小结：

1）.质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型.

2）.质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法.

3）.一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关.

4）.一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质.即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点.

【典例解析】

1.下列关于质点的说法中，正确的是（C）

A.体积很小的物体都可看成质点

B.质量很小的物体都可看成质点

C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点

D.只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点

二、参考系

两位同学在路边看到急驰而过的一辆小汽车，大声叫喊，

“唉呀!你看他们跑得真快啊!”

车中的人对司机说：“你动了吗？你根本就没有动”

谁说的对？

平时我们说树木、房屋是静止的，行驶的汽车是运动的，这是以地面作标准来说的.坐在行驶的火车里的乘客，认为自己是静止的，而在车厢里走动的乘务员在运动，他还认为路旁的树木在向后倒退，这些都是以车厢作标准来说的.

在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体——参考系.

1.参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系.

2.说明：

（1）运动和静止都是相对于参考系的.

（2）参考系的选取是任意的.

（3）选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样.

（4）选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便.

（5）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义.

三、坐标系

有时需要准确地描述某个物体所在的位置，如地理上用纬度和经度来确定某个地点.在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统（GPS）来确定方位.要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系.当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述.

对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点.画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度.

【典例解析】

1、一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：

t/s

0

1

2

3

4

5

x/m

0

5

–4

–1

–7

1

（1）请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置.

图1－1－2

（2）哪个时刻离坐标原点最远？有多远？

【巩固练习】（供参考）

1.在以下的哪些情况中可将物体看成质点?

（1）研究某学生骑车回校的速度.

（2）对这位学生骑车姿势进行生理学分析.

（3）研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹.

（4）研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面.

答案：（1）（3）

2.下列情形中的物体可以看作质点的是

A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中

B.一枚硬币用力上抛，猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上

C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中

D.花样滑冰运动员在比赛中

答案：C

3.第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在2 000米高的空中飞行，忽然，他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来.他抓住的不是别的，是德国飞机射向他的一颗子弹.请根据上述信息讨论回答以下问题，并注意体会参考系的选取与运动的相对性.

（1）子弹飞得那么快（一般为几百米每秒），为什么没有把他的手打穿？体会一下，同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗？

（2）受类似现象的启发，人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油，在航天飞行中，宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接.实现“空中加油”和“空中对接”应满足的基本条件是什么？

1　质点　参考系和坐标系

1　质点　参考系和坐标系

一、物体和质点

详细描述物体的运动有什么困难？我们需要了解物体各部分运动的区别吗？

要准确描述物体的运动，特别是物体各部分的详细运动情况，并不是一件很容易的事.因为物体本身都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般并不一样.

 例如，“神舟”五号飞船载人舱长7.4 m，直径2.8 m，用长58 m、重达480 t的“长征”2号火箭发射.升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点.科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗？

质点：用来代替物体的有质量的点.

根据所研究问题的性质和需要，抓住问题中的主要因素，忽略次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法.

3.小结：

1）.质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型.

2）.质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法.

3）.一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关.

4）.一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质.即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点.

【典例解析】

1.下列关于质点的说法中，正确的是（C）

A.体积很小的物体都可看成质点

B.质量很小的物体都可看成质点

C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点

D.只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点

二、参考系

两位同学在路边看到急驰而过的一辆小汽车，大声叫喊，

“唉呀!你看他们跑得真快啊!”

车中的人对司机说：“你动了吗？你根本就没有动”

谁说的对？

平时我们说树木、房屋是静止的，行驶的汽车是运动的，这是以地面作标准来说的.坐在行驶的火车里的乘客，认为自己是静止的，而在车厢里走动的乘务员在运动，他还认为路旁的树木在向后倒退，这些都是以车厢作标准来说的.

在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体——参考系.

1.参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系.

2.说明：

（1）运动和静止都是相对于参考系的.

（2）参考系的选取是任意的.

（3）选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样.

（4）选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便.

（5）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义.

三、坐标系

有时需要准确地描述某个物体所在的位置，如地理上用纬度和经度来确定某个地点.在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统（GPS）来确定方位.要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系.当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述.

对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点.画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度.

【典例解析】

1、一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：

t/s

0

1

2

3

4

5

x/m

0

5

–4

–1

–7

1

（1）请在下面的x轴上标出质点在各时刻的位置.

图1－1－2

（2）哪个时刻离坐标原点最远？有多远？

【巩固练习】（供参考）

1.在以下的哪些情况中可将物体看成质点?

（1）研究某学生骑车回校的速度.

（2）对这位学生骑车姿势进行生理学分析.

（3）研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹.

（4）研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面.

答案：（1）（3）

2.下列情形中的物体可以看作质点的是

A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中

B.一枚硬币用力上抛，猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上

C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中

D.花样滑冰运动员在比赛中

答案：C

3.第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在2 000米高的空中飞行，忽然，他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来.他抓住的不是别的，是德国飞机射向他的一颗子弹.请根据上述信息讨论回答以下问题，并注意体会参考系的选取与运动的相对性.

（1）子弹飞得那么快（一般为几百米每秒），为什么没有把他的手打穿？体会一下，同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗？

（2）受类似现象的启发，人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油，在航天飞行中，宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接.实现“空中加油”和“空中对接”应满足的基本条件是什么？