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第一章1质点参考系和坐标系一、课前自主学习㈠课本导读1．物体的_____________随时间的变化，称为机械运动。机械运动是自然界最_______、最_____的运动形态。研究_____________________的分支叫做力学。我们在学习力学的过程中，不仅要学习机械运动的规律，还要学习其中的科学研究的方法。无论从逻辑上还上从历史上讲，力学都是________的基础。2．要准确地描述物体的运动不是一件容易的事，原因是：任何物体都有一定的_______和_______，物体各部分的运动情况___________________________。我们要同时把物体上的各个点（无数个）的位置随时间的变化情况都描述清楚不是一件容易的事。如果物体只有一个点，就不存在这样的问题。3．在一些情况下，我们如果忽略物体的大小和形状，把物体抽象为一个点，并不会对所研究的问题带来大的偏差。把物体抽象成一个点，尽管与真实的自然界不相符，但是它使复杂的问题得以简单化，使我们对物体运动的描述得以进行，不至于寸步难行。例1．地球在绕太阳公转，同时又在自转，如果只研究地球公转，我们______（可以、不可以）把地球看成一个点，如果我们研究地球的自转_________（可以、不可以）把地球看成一个点。例2．火车在铁轨上行驶，如果我们只研究火车整体的运动时，_________（可以、不可以）用一点来表示火车，这是因为：_____________________________________________________。如果要研究火车车轮的运动，_________（可以、不可以）把火车看成一个点。4．质点的概念：⑴质点：用来代替物体的有质量的点叫做质点。质点没有形状、大小、体积而具有物体的全部质量。⑵我们把物体看成质点时忽略了物体的_________、_________和转动等次要因素，抓住了物体具有一的空间位置和________等主要因素。⑶质点是一种理想化的物理模型，在现实生活中_____________（存在、不存在）。所谓物理模型，是为了方便探索和揭示复杂的物理事物的本质和规律，根据研究对象和问题的特点、性质、程度和内容，在一定条件下对研究对象进行抽象，排除非本质的因素干扰，舍弃次要因素和无关因素，抽取本质的、起决定作用的主要因素，把复杂的物理现象或过程进行简化，得到的理想化的研究对象。引入理想化模型，是物理学上经常用到的一种科学研究方法。⑷建立质点模型的目的：使复杂的问题简单化，便于研究。⑸质点的物理意义：质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型。它忽略次要因素、突出主要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。这是一种重要的科学研究方法。5．实际物体可以抽象为质点的条件⑴物体的大小和形状对研究问题的影响很小，可以忽略时。这时即使实际尺寸很大的物体如星球也可当质点处理，但并不是实际尺寸小就一定可以看作质点，如：电子、原子核虽小，在研究它们的旋转时，就不能看成质点。⑵物体上的各点运动情况都相同时（物体做平动时）。所以研究它上面某一点运动规律就可以代替整体运动情况，这种情况下物体也可当质点处理，不过是取该物体上的一点来研究，并不一定是不计物体大小，如火车过桥。⑶转动的物体不研究它的转动时，也可以看成质点。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。⑶转动的物体不研究它的转动时，也可以看成质点。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。注意：物体质量的大小，或体积的大小不能作为物体能否视为质点的标准。同一个物体在一种问题中不能看作质点，而在另一种问题中可能就可看作质点，所以要具体问题，具体分析。6．关于参考系⑴为了描述物体的运动，被选作参考（标准），假定为不动的物体称为___________。如果物体相对于参考系的位置在变化，则表明物体相对于该参考系在__________；如果物体相对于参考系的位置不变，则表明物体相对于该参考系是__________的。⑵一个物体一旦被选为参考系，就被假定为是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参考系中去观察物体的运动。⑶选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果______________________。⑷参考系的选取原则：描述一个物体的运动时，参考系________（可以、不可以）任意选择。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。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。在没有特别说明时，通常以地面为参考系。⑸怎样理解运动是绝对的又是相对的？6．坐标系⑴为了定量地描述物体的__________及____________，需要在___________上建立适当的坐标系。⑵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。⑶如果物体在一条直线运动（在一维空间运动），只需建立_______坐标系，用一个坐标值就能准确表达物体的位置；如果物体在同一平面内做曲线运动（在二维空间运动），就需要建立平面直角坐标系，用两个坐标值来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维坐标系，用三个坐标值来描述物体的位置。平面直角坐标系三维坐标系㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识1．什么是机械运动？力学在物理学中处于什么地位？2．什么是质点？在哪些情况下可以把物体抽象为质点？3．建立质点模型的目的是什么？建立质点模型时，忽略了哪些因素？抓住了物体的哪些主要因素？4．质点的物理意义是什么？5．什么是参考系？选择不同的参考系观察同一个物体的运动结果相同吗？参考系可以任意选取吗？通常怎样选取参考系？6．在参考系上建立坐标系的目的是什么？物体在一维空间运动、在二维空间运动、在三维空间运动时应分别建立怎样的坐标系？㈢课前自测题1．下列关于质点的说法中，正确的是（）A．地球很大，一定不能看做质点B．原子核很小，一定能看做质点C．体积很大的物体一定不能看成质点D．若研究物体的转动，物体一定不能看成质点2．下列关于质点的说法中，正确的是（）A．建立质点模型是为了使所研究问题简单化B．质点是一种理想化模型，实际不存在，无实际意义C．同一物体在不同的情况中，有时可看做质点，有时则不可看做质点D．转动的物体一定不能看成质点3．下列说法中正确的是（）A．参考系一定是固定不动的物体B．在研究物体运动时，参考系可以任意选取C．不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的D．选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论一定不同4．某校高一新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系，上述观察说明（）A．甲车不动，乙车向东运动B．乙车不动，甲车向东运动C．甲车向西运动，乙车向东运动D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动5．从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，如图，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格：坐标原点的设置出发点的坐标最高点的坐标落地点的坐标以地面为原点x1=x2=x3=以抛出点为原点x1=x2=x3=㈣提出疑惑：同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容二、课堂学习1．组内讨论有疑问的问题，向老师提出不理解之处。2．老师检查自学情况。3．讨论以下问题：⑴判断：只有体积很小或质量很小的物体才能看成质点。（）⑵判断：转动的物体都不能看成质点。（）⑶下列情况中的物体，哪些可以看作质点（）A．研究从重庆开往上海的一列火车的运行速度B．研究汽车后轮上一点运动情况的车轮C．绕地球运动的卫星D．研究地球的自转时的地球⑷关于参考系的描述中正确的是（）A．参考系可以任意选取B．参考系不能任意选取C．选取不同的参考系描述同一物体的运动，结果可能不同D．参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体⑸如右图，汽车以5m/s的速度向右匀速运动，人在车厢内以3m/s的速度相对于车向右运动。如果以车为参考系人的速度是________，如果以地面为参考系人的速度是_________。如果汽车停在地面上，人在车厢内以3m/s的速度相对于车向右运动，则以车为参考系人的速度是__________，以地面为参考系人的速度是___________。⑹在匀速行驶的火车内，某人让一小铁球自然下落，则在车内的人认为铁球怎样运动？在车外地面上的人看来，认为铁球做什么运动？为什么会这样？⑺地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的列车车厢中的乘客看雨滴是（）A．向前运动B．向后运动C．倾斜落向前下方D．倾斜落向后下方⑻在公路上向左匀速运动的汽车，经过一棵果树时，恰有树上一个果子从上面自由落下，下图为运动的轨迹，在地面上观察到的运动轨迹是_____车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是______ABCD