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我国第一艘航空母舰“辽宁舰”,长304米,宽75米,舰上载有1900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点,这里还涉及参考系选择和坐标系建立。课时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①机械运动。在物理学中,研究物体机械运动规律的分支叫作②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③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④参考系。一个物体若被选做参考系,则就认为它是⑤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⑥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⑦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⑧坐标系。主题1:物体和质点(1)京广铁路从首都北京南下至祖国南大门广州,全程2300公里。若一列长为100m的火车,以30m/s的速度沿京广铁路不间断地运行,那么在计算这列火车从北京到广州所用时间的时侯,能否忽略火车的长度?为什么?若这列火车在行驶的途中以30m/s的速度匀速通过一个长为200m的铁路大桥,那么在计算火车过桥所用时间的时候,能否忽略火车的长度?为什么?(2)根据上面的问题及你对质点的理解,回答下列问题:①什么情况下物体才可以看成质点?②质点是一种怎样的模型?在实际生活中存不存在?(3)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。根据前面两问的讨论,思考: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?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。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。(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800m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?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C.研究物体运动时不一定要选择参考系D.参考系的选择只能是相对于地面静止的物体3.沿一个方向推动桌面上的书本,如果测量书本移动的距离,是否可以将书本视为质点?为什么?如果测定书本经过桌面上方某一定点所需要的时间,是否可以将书本视为质点?为什么?4.一人在100m高的楼房顶上,将一质量为m的小球以5m/s的速度水平向右抛出,当物体在水平方向上运动10m时,在竖直方向上运动了20m,怎样表示物体现在所处的位置?拓展一:参考系的转换1.某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。当两辆汽车在平直公路上运动时,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,那么根据上述观察到的现象可说明()。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拓展二:用坐标描述物体的位置2.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,如图所示。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以抛出点为原点参考答案知识体系梳理①机械运动②力学③质点④参考系⑤静止⑥不同⑦地面⑧坐标系重点难点探究主题1:(1)由于火车的长度相对于京广铁路的长度来说太小,所以在计算火车从北京到广州所用时间的时候,可以忽略火车的长度,解题时无须计算车长;由于火车的长度与铁路大桥的长度比较接近,所以在计算火车经过铁路桥所用时间的时候,不能忽略火车的长度,解题时必须计算车长。(2)①从上面的问题可以看出:一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计。若物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小,则可以忽略物体的大小和形状,将其看成质点。②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。(3)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。主题2:以上这三个同学的观点都是正确的,他们分别以不同的物体作参考系,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。主题3:(1)百米赛跑运动员沿直线运动,故建立直线坐标系。(2)800m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。基础智能检测1.AC2.B3.沿同一个方向移动书本测量书本移动的距离时,书本本身的长度(或宽度)对距离测量没有影响,故可以将它视为质点。相对桌面上方的某一定点来说,书本本身的长度(或宽度)不能忽略,并对经过该定点位置所需要的时间起决定作用,所以这种情况下不能将书视为质点。4.略全新视角拓展1.D2.坐标原点的出发点的最高点的落地点的设置坐标坐标坐标以地面为原点3m8m0以抛出点为原点05m-3m【解析】本题中的物体沿直线运动,可以在该直线上建立直角坐标系,来定量描述物体的位置。若以地面为原点,则出发点、最高点、落地点的坐标分别为x1=3m,x2=8m,x3=0;若以抛出点为原点,则x1=0,x2=5m,x3=-3m。