《质点 参考系和坐标系》导学案

3.怎样描述冰场上花样滑冰运动员在某个时刻的位置?
解答:花样滑冰运动员的运动属于平面上的运动,确定其在某 一时刻的位置,需要建立平面直角坐标系。
主题1:物体和质点
(1)图示是升空后的“神舟”十号载人宇宙飞船,但显示在指挥部荧光屏上的 仅是一个小小的光点。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?我们可以用荧光屏上的 小光点代替这个庞大的飞船吗? (2)根据你对质点的理解,回答下列问题。 ①质点是一种怎样的模型?在实际生活中存不存在? ②什么样的物体才可以看成质点?
机械运动
。在物理学中,研究物体机械运动规律的分支叫作 力学
。
2.物体和质点
实际物体都有一定的大小和形状,在某些情况下,可以忽略物体的大小和形状, 而突出“物体具有质量”这个要素,把它简化为一个有质量的物质点,这样的 点称为 质点 。
3.参考系
描述物体运动时,用来做参考的另一物体称为 参考系 。 一个物体若被选做参考系,则就认为它是 静止 (填“运动”或“静止”) 的。对同一物体的运动,所选的参考系不同,对它运动的描述往往会 不同 。 参考系的选取是任意的,应以方便观测和使运动的描述尽可能简单为原则。若 不做特殊说明,一般选 地面 或相对地面静止的物体为参考系。
4.坐标系
为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在所选的参考系上建立适当的 坐标系 。
1.什么是“理想化”? 解答:理想化可以理解为排除干扰因素,按照最完美的状态考虑问题。
2.什么是“物理模型”?
解答:物理模型是对实际问题的抽象,抓住主要因素,忽略次要因素, 将实际物体理想化。如质点、轻质弹簧、弹性小球等都是物理模型。
点,这里还涉及参考系选择和坐标系建立。
§1.1 质点 参考系和坐标系
1.理解质点的定义,知道质点是一个理想化的模型。 2.理解参考系的概念,知道在不同的参考系中对同一个运动的描
述可能是不同的。
3.理解坐标系的概念,会用一维坐标系定量描述物体的位置以及 位置的变化。
1.机械运动
物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态,称 为
解答:以上这三个同学的观点都是正确的,他们分别以不的物体作参 考系,因此得出了不同的结论。如果选不同的物体作参考系,观察到的 运动情况可能不相同。
知识链接:参考系是研究物体运动时所选定的参照物体,用来做参考系的 物体都是假定不动的。
主题3:坐标系
为了说明质点的位置、运动的快慢、方向等,必须选取坐标系。在参照 系中,为确定空间一点的位置,按规定方法选取有次序的一组数据,这就 叫作“坐标”。如图所示,常用的坐标系有直线坐标系、平面直角坐标 系、空间坐标系等。
第1节
质点 参考系和坐标系
一艘航空母舰,长有300多米,宽有40多米,舰上载有6000多人,而且舰上
还有300多米的飞机跑道,这样的庞然大物相对茫茫大海,就会显得非常渺小。 航空母舰上的工作人员向地面指挥中心汇报方位时,只需要说明经度和纬度
即可,经线与纬线的交点位置就是航母所在的位置。这时将航母看成了一个
知识链接:坐标系是法国哲学家、科学家和数学家笛卡尔创立的,常用的坐标 系有一维直线坐标轴(只有x轴)、二维直角平面坐标系(有x轴和y轴)、三维 立体坐标系(有x轴、y轴和z轴)。
1.在以下的情况中可将人或物体看成质点的是( )。 A.研究某学生骑车回校的速度 B.对某位学生骑车姿势进行生理学分析 C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹 D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面 【解析】研究学生骑车回校的速度无须讨论学生的骑车动作和自行车的行 驶方法原理,故可把其看成质点;对学生的骑车姿势进行分析时,学生的身躯 和四肢就构成研究的对象,故不能把学生看成质点;火星探测器的大小相对地 球与火星的距离在尺寸上完全可以忽略不计,故可把其看成质点;当火星探测 器在火星表面探测火星时,探测器的动作直接影响探测的效果,所以此时火星 探测器不能看成质点。 【答案】AC 【点评】要注意理解把物体看成质点的条件,即物体的大小和形状对研究 的问题没有影响。
2.如图所示,飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观 察跳伞飞行员的运动后,引发了对跳伞飞行员运动状况的争论,下列说法
中正确的是(
)。
A.甲、乙两人的说法中必有一个是错误的 B.他们的争论是由于参考系的选择不同而引起的
解答:(1)研究飞船在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动 轨道等问题时,不需要考虑它本身的大小和形状,可以用荧光屏上的小光 点来代替飞船。
(2)①质点是一种为了研究方便而引入的理想模型,是一种科学抽象。质 点是对实际物体的近似,在实际生活中是不存在的。 ②一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。即使是同个物体,在研究的问题不同时,有的情况下可以 看作质点,而有的情况下不可以看作质点。
(1)田径场上,要描述百米赛跑运动员在运动中的位置,需要建立什么样的坐
标系? (2)要描述800 m赛跑运动员在运动中的位置,需要建立什么样的坐标系?
(3)足球场上,要描述足球运动员在运动中的位置,需要建立什么样的坐标系?
要描述足球的位置呢?
解答:(1)百米赛跑运动员沿直线运动,故建立直线坐标系。 (2)800 m赛跑运动员一般是在弯曲的跑道上运动,故建立平面坐标系。 (3)足球运动员在平面上运动,应建立平面坐标系;足球要在空中、 地面上运动,应建立空间坐标系。
知识链接:质点是一种为了研究方便而引入的“理想模型”,是一种科学的 抽象。
主题2:参考系
以下是三位同学对教材中本节图1.1-3的观点。 甲:车中两个小孩都是静止的,他们都没动。 乙:这两个小孩都是运动的,因为在车窗玻璃上有几条线条表示风,这是画 家描述运动时常用的方法。 丙:两个小孩和车都是运动的,这是相对地面来说的;而两个小孩之间是相 对静止的,他们的相对位置没有改变。 请你认真阅读教材中的相关内容,分析这三个同学的观点,你是怎么看待 这个问题的?请说出你的想法。