物理1-质点参考系坐标系

第一节 质点 参考系和坐标系 课 型：新授课

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【学习目标】

1．认识建立质点模型的意义和方法，能根据具体情况将物体简化为质点。知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法．

2．理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。 3．认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用． 【学习重点】

1．理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法． 2．在研究具体问题时，如何选取参考系．

3．如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系． 【学习难点】

在什么情况下可以把物体看作质点，即将一个实际的物体抽象为质点的条件． 【自主探究】

知识点一：质点

任务一：生活实例: 汽车在马路上飞驰 汽车对马路位置改变 江水咆哮地奔向远方江水对河岸位置改变

总结:一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动。

任务二：研究物体的运动，第一步是要确定物体的位置。物体都具有大小和形状，在运动中物体的各点的位置变化一般说来是不同的，所以要详细描述物体的位置及其变化，并不是一件简单的事情。物体运动过程中有什么特点？

例如：人走路，鸟在飞，汽车在奔驰，物体运动过程中有什么特点？

他们既有向前的飞行，又有自身的转动，所以，物体本身的大小和形状是不能忽略的。

例如：地球绕太阳公转，从斜面上滑下的木块

在处理这些问题时，常常不考虑物体各部分的差异，也就是，在所研究的问题中，物体的大小和形状可以忽略。我们采用建立理想化模型的方法，把物体简化成为没有大小、形状的点，或者说用一个有质量的点来代替物体。引入质点是为了使物体的位置有一个确切的概念，使物体的复杂运动转化成点的运动。

练习：课本P13 练习2

_________________________________________________________________________

________________________________称质点。

任务三：物体可以看成质点的几种情况

一个物体能否抽象成质点，并不是取决于物体的形状和体积大小，这要看具

体情况而定。

①平动的物体一般可以看作质点

做平动的物体，由于物体上各点的运动情况相同，可以用一个点代表整个物体的运动，在这种情况下，物体的大小、形状就无关紧要了，可以把整个物体当质点。

例如：平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。当然，假如我们需要研究汽车轮胎的运动，由于轮胎上各部分运动情况不相同，那就不能把它看作质点了。

要注意的是：同一物体在不同情况下有时可看质点，有时不可以看作质点，一列火车从北京开到上海，研究火车的运行的时间，可将火车看成质点，而火车过桥时，计算火车过桥的时间，不可以将火车看成质点。

②有转动但转动为次要因素

例如：研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看质点。

③物体的形状、大小可忽略

再如：乒乓球旋转对球的运动的较大的影响，运动员在发球、击球时都要考虑，就不能把乒乓球简单看作质点。

知识点二：参考系

任务四：参考系是研究机械运动的标准，要研究一个物体的运动，首先必须选取参考系。

（1）要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作为标准，这个被选来作为标准的另外的物体就叫做参考系。一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参照物中去观察物体的运动。

请同学们思考课本P12图1.1-4。

(2) 在运动学中，参考系的选取是任意的，但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。

(3)标准性：选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果可能会有所不同。

(4)任意性：参考系的选取具有任意性，在没有特别说明时，通常以地面为参考系。例如，描述地面上物体的运动时，通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。

(5)统一性：比较两个物体的运动时必须选择同一参照系，比较才有意义。 (6)差异性：同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同。例如，坐在行驶的车中的乘客，以地面为参考系，乘客是运动的，但如果以车为参考系，则乘客是静

止的。

知识点三：坐标系

任务五：【阅读】P 11第三部分：坐标系并填空

位置就是质点在某时刻所在的空间的一点。物体做机械运动时，其位置发生变化，

为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。

（1）坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。具体有：

① 一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，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。如图1—1—1所示，若某一物体运动到A 点，此时它的位置坐标X A ＝3m ，若它运动到B 点，则此时它的坐标X B ＝-2m （“-”表示沿X 轴负方向）。

B O A

X ／m

-2

0 3

图1—1—1

②

二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置。

③ 三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。

(2) GPS定位仪——确定地球物体的具体方位，提供准 确时间。

要注意以下几点：

（a ）坐标系相对参考系是静止的。

（b ）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。 （c ）用坐标表示质点的位置。

（d ）用坐标的变化描述质点的位置改变。 【总结与反思】

【自我测评】

1．关于质点的概念, 下面叙述正确的是 （ ）

A 、任何细小的物体都可以看作质点。 B、任何静止的物体都可以看作质点。 C 、在研究某一问题是，一个物体可以视为质点，那么在研究另一个问题时，该物体也一定可视为质点。

D 、一个物体可否视为质点，要看所研究问题的具体情况而定。 2．关于质点，下列说法中正确的是（ ）

A 、只有体积很小的物体才能看作质点 B、研究旋转效应的足球，可把足球看作质点

C 、在太空中进行飞船对接的宇航员观察该飞船，可把飞船看作质点

D 、从地球上的控制中心跟踪观察在太空中飞行的宇宙飞船，可把飞船看作质点 3．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

4．关于参考系的选取, 以下说法正确的是（ ）

A 、研究物体的运动，必须选定参考系

B 、描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的

C 、实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行，如在研究地面上的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系

D 、参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体

5．在有云的夜晚，抬头望月，觉得月亮在云中穿行，这是选取的参考系是（ ） A、月亮 B、云 C、地面 D、星

6、甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系又是运动的，那么，

以乙物体为参考系，丙物体的运动情况是 （ ）

A. 一定是静止的 B. 运动或静止都有可能 C. 一定是运动的 D. 条件不足，无

法判断

7、一质点在x 轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表： (1)请在下面的x 轴上标出质点在各

时刻的位置．

(2)哪个时刻离坐标原点最远? 有多远?