質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系【三維目標(biāo)導(dǎo)航】：1．掌握質(zhì)點(diǎn)的概念，能夠判斷什么情況下的物體可視為質(zhì)點(diǎn)。2．知道參考系的概念，并能判斷物體在不同參考系下的運(yùn)動(dòng)情況。3．認(rèn)識坐標(biāo)系，并能建立坐標(biāo)系來確定物體的位置及位置變化?！緦?dǎo)學(xué)重點(diǎn)】：質(zhì)點(diǎn)、參考系【導(dǎo)學(xué)難點(diǎn)】：質(zhì)點(diǎn)概念的理解【過程引領(lǐng)】：觀察鳥、水中的船、飛行的飛機(jī)、太陽的運(yùn)動(dòng)情況【自主探究】：1、機(jī)械運(yùn)動(dòng)：定義：物體的位置隨時(shí)間而變化。宇宙間的一切物體，大到宇宙天體，小到分子、原子都處在永恒的運(yùn)動(dòng)中，所以運(yùn)動(dòng)是的．平常說的靜止，是指這個(gè)物體相對于另一個(gè)物體的位置沒有發(fā)生變化，所以靜止是的．2、參考系：⑴定義：為了研究物體的運(yùn)動(dòng)而選作的物體。⑵同一個(gè)運(yùn)動(dòng)，如果選不同的物體作參考系，觀察到的運(yùn)動(dòng)情況可能不相同。例如：甲、乙兩輛汽車由西向東沿同一直線，以相同的速度10m／s并列行駛著．若兩車都以路旁的樹木作參考系，則兩車都是以10m／s速度向東行駛；若甲、乙兩車互為參考系，則它們都是的．⑶參考系的選取原則上是任意的，但在實(shí)際問題中，以研究問題方便、對運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡單為原則；研究地面上運(yùn)動(dòng)的物體，一般選取為參考系。3、質(zhì)點(diǎn)：⑴定義：用來代替物體的⑵試討論物體可看作質(zhì)點(diǎn)的條件?⑶質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)的抽象，一種理想化的物理模型。4、坐標(biāo)系要準(zhǔn)確地描述某個(gè)物體所在的位置，如地理上用緯度和經(jīng)度來確定某個(gè)地點(diǎn),在軍事、大地測量等領(lǐng)域常采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)來確定方位．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．如果物體沿一條直線運(yùn)動(dòng)，只需建立直線坐標(biāo)系，就能準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置；如果物體在同一平面運(yùn)動(dòng)，就需要建立平面直角坐標(biāo)系來描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，則需要建立三維直角坐標(biāo)系來描述．【自主梳理】：探究中遇到的問題想問同學(xué)的？探究中遇到的問題想問老師的?【名師導(dǎo)學(xué)】：【基礎(chǔ)訓(xùn)練題】在研究下列哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，指定的物體可以看作質(zhì)點(diǎn)（）A．研究火車從綿陽到西安運(yùn)行的時(shí)間B．研究車輪自轉(zhuǎn)情況時(shí)的車輪．C．研究地球繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)的地球D．研究地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的地球編者意圖展示：理解質(zhì)點(diǎn)的概念,會判斷物體能被看作質(zhì)點(diǎn)的條件【解析】物體能被看作質(zhì)點(diǎn)的條件是形狀和大小在研究的問題中可忽略不計(jì)，它是一種理想模型．轉(zhuǎn)動(dòng)的物體一定不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)嗎?平動(dòng)的物體一定能當(dāng)質(zhì)點(diǎn)嗎?很小的物體一定能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)嗎?很大的物體一定不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)嗎?物體能否被抽象為質(zhì)點(diǎn)模型，關(guān)鍵是看物體的形狀和大小在所研究的問題中所起的作用是不是達(dá)到了可以忽略的程度．什么是理想化模型？它是為了研究問題的方便抓住主要因素忽略次要因素，對實(shí)際物體的一種科學(xué)抽象。本題答案選AC【同步跟蹤題1】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的描述，正確的是（）A、原子核很小，在研究原子核的結(jié)構(gòu)時(shí)可把原子核看成質(zhì)點(diǎn)B、研究和觀察地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)時(shí)不能把太陽看成質(zhì)點(diǎn)C、在太空中，進(jìn)行飛船對接的宇航員觀察這個(gè)飛船，可以把飛船看成質(zhì)點(diǎn)D、研究汽車牽引力的來源時(shí)，不可把運(yùn)動(dòng)汽車的后輪看成質(zhì)點(diǎn)【能力提升題】甲、乙、丙三人各乘一個(gè)熱氣球，甲看到房屋勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙膏到乙勻速下，那么，從地面上看，甲、乙、丙的運(yùn)動(dòng)情況可能是（）A.甲、乙勻速下降，V乙>V甲，丙停在空中B．甲、乙勻速下降，V乙>V甲，丙勻速上升．C.甲、乙勻速下降，V乙>V甲，丙勻速下降，且V丙>V甲D．以上說法均不正確編者意圖展示：本題考查對參考系、坐標(biāo)系、運(yùn)動(dòng)相對性的理解【解析】甲看到樓房勻速上升，說明甲相對于地勻速下降．乙看到甲勻速上升，說明乙勻速下降，而且v乙＞v甲．甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降，丙可能停在空中，也可能勻速上升．故A、B正確，D錯(cuò)誤．C、甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降，丙可能勻速下降，且v丙＜v甲．故C錯(cuò)誤．故選AB【同步跟蹤題2】甲、乙、丙三人各做一架直升飛機(jī)。甲看到樓房勻速上升；乙看到甲飛機(jī)勻速上升；丙看到乙飛機(jī)勻速下降；甲看到丙飛機(jī)勻速上升，那么三人相對于地面的運(yùn)動(dòng)情況不可能是（）A、甲、乙勻速下降，且V乙>V甲，丙飛機(jī)停在空中B、甲、乙勻速下降，且V乙>V甲，丙飛機(jī)勻速上升C、甲、乙勻速下降，且V乙>V甲，丙飛機(jī)勻速下降，且V丙<V甲D、甲、乙勻速下降，且V乙>V甲，丙飛機(jī)勻速下降，且V丙>V甲【能力提升題】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，攝影師用自己的方式表達(dá)了運(yùn)動(dòng)的美．請問攝影師選擇的參考系是()A．大地XkBB．太陽C．滑板運(yùn)動(dòng)員D．步行的人編者意圖展示：要描述物體的運(yùn)動(dòng)，一定要選參考系，一定要巧選參考系?！窘馕觥坑捎跀z影師眼中運(yùn)動(dòng)員是靜止的，所以攝影師選擇的參考系是滑板運(yùn)動(dòng)員，此時(shí)背景相對運(yùn)動(dòng)員是運(yùn)動(dòng)的，從而模糊不清，故C正確．【答案】C【同步跟蹤題3】某空軍紅鷹飛行表演隊(duì)駕駛我國自主研制的k－8高級教練機(jī)首次亮相，飛出特高難動(dòng)作，如圖為六機(jī)低空拉煙通場表演，以非常一致的飛行姿態(tài)通過觀禮臺．飛機(jī)編隊(duì)保持隊(duì)形不變．下列關(guān)于飛機(jī)運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是()A．地面上的人看到飛機(jī)飛過，是以地面為參考系B．飛行員看到觀禮臺向后掠過，是以飛機(jī)為參考系C．以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是靜止的D．以編隊(duì)中某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是運(yùn)動(dòng)的【能力提升題】天文觀測表明，幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星（或星系）都在以各自的速度遠(yuǎn)離我們而運(yùn)動(dòng)，離我們越遠(yuǎn)的星體，背離我們運(yùn)動(dòng)的速度（稱為退行速度）越大；也就是說，宇宙在膨脹，不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比，即v=Hr，式中H為一恒量，稱為哈勃常數(shù)，已由天文觀測測定。為解釋上述現(xiàn)象，有人提出一種理論，認(rèn)為宇宙是從一個(gè)爆炸的大火球開始形成的，大爆炸后各星體即以各自不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，并設(shè)想我們就位于其中心。由上述理論和天文觀測結(jié)果，可估算宇宙年齡T，其計(jì)算式為T=。根據(jù)近期觀測，哈勃常數(shù)H=3×10-2m/s﹒光年，由此估算宇宙的年齡約為___命題人意圖展示：考查學(xué)生善于將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型的能力,要求學(xué)生透過物理現(xiàn)象看清物理本質(zhì)。【解析】對任一星體，設(shè)速度為v，現(xiàn)在距我們?yōu)閞，則該星體運(yùn)動(dòng)r這一過程的時(shí)間T即為所要求的宇宙年齡，T=r/v將題給條件v=Hr代入上式得宇宙年齡T=1/H將哈勃常數(shù)H=3×10-2m/s·光年代入上式，得T=1010【高手支招】：參考系和質(zhì)點(diǎn)的概念是運(yùn)動(dòng)學(xué)甚至整個(gè)力學(xué)的最基本、最重要的概念，對于觀察、比較、研究物體的運(yùn)動(dòng)有實(shí)際的意義．運(yùn)動(dòng)是絕對的，運(yùn)動(dòng)的描述是相對的；對同一物體，不同參考系描述形式一般不同。一般選大地為參考系。坐標(biāo)系是建立在參考系之上的數(shù)學(xué)工具。坐標(biāo)系的建立，為定量研究物體的運(yùn)動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。嚴(yán)格意義上的“有質(zhì)量的點(diǎn)”實(shí)際上是不存在的，是一種理想化模型，是實(shí)際物體的近似，是一種科學(xué)抽象．自然界中任何一種事物及其運(yùn)動(dòng)變化，都是比較復(fù)雜的，研究問題，要暫時(shí)撇開起作用很小的因素，抓住主要因素．如果在我們研究的問題中，物體的形狀、大小，以及物體上各部分運(yùn)動(dòng)的差異是次要的或不起作用的，就可以把它看成質(zhì)點(diǎn)．【同步跟蹤題】參考答案3.【解析】飛機(jī)相對地面及地面上的建筑物向前飛行，而地面上的建筑物相對飛機(jī)向后運(yùn)動(dòng)．可見，地面上的人看到飛機(jī)飛過是以地面為參考系．飛行員看到觀禮臺向后掠過是以飛機(jī)為參考系，A、B正確，由于飛機(jī)編隊(duì)保持隊(duì)形不變，所以以某一飛機(jī)為參考系，其他飛機(jī)是靜止的，C對、D錯(cuò)．【答案】ABC【同步演練】：1.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說法中正確的是（）A.體積很大的物體一定不能視為質(zhì)點(diǎn),只要體積很小就可以視為質(zhì)點(diǎn)B.若物體的大小和形狀對于所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素時(shí)，可把物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)C.質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際上并不存在D.因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沒有大小，所以它與幾何中的點(diǎn)沒有差別2.下列各運(yùn)動(dòng)的物體中，可視為質(zhì)點(diǎn)的有（）A.做高低杠表演的體操運(yùn)動(dòng)員B．沿傾斜面下滑的小鋼球，研究它沿斜槽下滑的速度時(shí)C.人造衛(wèi)星，研究它繞地球的運(yùn)動(dòng)時(shí)D．研究水平面上的木箱，研究它在水平力作用下是先滑動(dòng)還是先滾動(dòng)3.“滿眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走來迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行”這句詩詞中，“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別是（）A.船和山B.山和船C.地面和山D.河岸和流水4.關(guān)于參考系的選擇，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，參考系可以任意選取,參考系可以是運(yùn)動(dòng)的B.選擇不同的參考系，對于同一運(yùn)動(dòng)，觀察的結(jié)果可能相同、可能不同C.觀察或研究物體的運(yùn)動(dòng)，必須選定參考系D.參考系必須選定地面或與地面連在一起的物體,而不能選相對于地面運(yùn)動(dòng)的物體5.第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在2000m高空飛行時(shí)，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)小東西，他以為是一只小昆蟲，就把它抓過來。然而，令他吃驚的是，他抓到的竟然是一顆子彈，主要是因?yàn)椋ǎ〢.飛行員反應(yīng)太快B.子彈相對于飛行員是靜止的C.子彈已經(jīng)飛得沒有勁了，快要落在地上了D.飛行員的手有勁,就把它抓過來了6.兩輛汽車在平直的公路上行駛，甲車內(nèi)有一人看乙車沒有動(dòng)，而乙車內(nèi)的一個(gè)人看見路旁的樹木向西移動(dòng)，如果以大地為參考系，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.甲車向東，乙車向西運(yùn)動(dòng)D.甲、乙兩車都以相同的速度向東行駛7.下述各運(yùn)動(dòng)物體的參考系的敘述正確的是（）A.太陽從東方升起到西方落下，參考系地面B.月亮在云中穿行，參考系是太陽C.車外樹木向后倒退，參考系是車D.騎摩托車的人從觀后鏡中看到身后的一輛汽車迎面駛來，參考系是汽車中的人8.在平直公路上甲乘汽車以10m/s的速度運(yùn)動(dòng)，乙騎自行車以5m/s的速度運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（）A．從同一點(diǎn)同時(shí)出發(fā)且同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲觀察到乙以5m/s的速度遠(yuǎn)離B．從同一點(diǎn)同時(shí)出發(fā)且同向運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙觀察到甲以5m/s的速度靠近C．從同一點(diǎn)同時(shí)出發(fā)且反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲觀察到乙以15m/s的速度遠(yuǎn)離D．從同一點(diǎn)同時(shí)出發(fā)且反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙觀察到甲以15m/s的速度靠近9.在下述問題中，能夠把研究對象當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)的是（）A.研究人造地球衛(wèi)星繞地球一周的時(shí)間是多少B.研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周地球上不同區(qū)域季節(jié)的變化、晝夜長短的變化C.一枚硬幣用力上拋，猜測落地時(shí)正面朝上還是背面朝上D.正在進(jìn)行花樣滑冰的運(yùn)動(dòng)員10.靜止于地面的觀察者看雨滴豎直下落時(shí)，坐在勻速前進(jìn)的列車車廂中的乘客看到雨滴是（）A.向前運(yùn)動(dòng)B.向后運(yùn)動(dòng)C.傾斜落向前下方D.傾斜落向后下方11.小華、小明和小紅三人到上?！敖鹈髲B”游玩，三人分別乘坐一部觀光電梯。當(dāng)他們從自己乘坐的觀光電梯向外看時(shí)，分別發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：小華看見小紅乘坐的電梯勻速上升；小明看到小華乘坐的電梯勻速下降；小紅看到地面在勻速上升。試分析小華、小明和小紅三人乘坐的電梯相對于地面是怎樣運(yùn)動(dòng)的。12．以某十字路口的交通崗?fù)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，向東為x軸正方向，向南為y軸正方向，畫出用坐標(biāo)系描述坐標(biāo)為(－60m,80m)的建筑物相對交