黑龙江省友谊县红兴隆管理局第一高级中学高中物理 11 质点 参考系和坐标系导学案1 新人教版必修1Word文档下载推荐.docx

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要描述某一个物体的位置及其随时间的变化，首先要选定某个其他物体作为参考，假定这个“其他物体”不动，观察研究对象相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，这个被用来作参考的物体，叫做参考系．

2．引入参考系的意义

（1）有了参考系，才能确定物体的位置．

（2）选定了参考系后，才能知道和研究物体的运动．试设想，在茫茫的大海里，水天一色，如果没有太阳或星辰作参考，水手根本无法确定自己船舰的位置和航向．

3．参考系的选取原则

（1）选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定．例如研究火车上物体的运动情况，一般选取火车作为参考系；

研究地面上物体的运动时，常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系．选择地面为参考系时，参考系常可以略去不提，如“汽车运动了”，就不必说成“汽车相对地面运动了”．

（2）参考系的选取可以是任意的．在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．

4．参考系对运动的影响

对于同一个物体的运动，如果选取不同的物体作参考系，所得到的结果可能不同．例如有一辆载有乘客的客车，在京福高速公路上由北向南行驶，若以客车为参考系，乘客是静止的；

若以路边的树木为参考系，乘客向南运动；

若以也向南行驶但比客车运动的快的另外一辆轿车为参考系时，客车及乘客又是向北运动的．

要点三、建立坐标系的意义和特点

1．建立坐标系的意义

物体做机械运动时，其位置会随时间发生变化，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．

2．坐标系的种类及特点

（1）直线坐标系：

以某一点为原点，规定单位（有时是长度，有时是时间，也可能是其他物理量）、正方向或变化方向的意义．

（2）平面坐标系：

物体在某一平面内运动时需建立平面坐标系．如图1－1－1所示：

在图甲中，a、b、c三点有相同的横坐标，在图乙中，A、B、C三点有相同的纵坐标，由此可以发现：

如果仅仅确定某点的横坐标或纵坐标，该点的位置并不能惟一确定，如果同时确定某点的横坐标和纵坐标，则该点的位置惟一确定．

（3）多维坐标系（如三维立体空间坐标系）：

物体的运动不在同一平面内时，可以建立多维坐标系．

3．建立坐标系的原则

要能方便简洁地确定物体的位置

.

一、对质点的理解

例1下列关于质点的说法中，正确的是（　　）

A．质点是一个理想化的模型，实际并不存在

B．因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别

C．凡是轻小的物体，都可看作质点

D．如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于次要因素，就可以把物体看作质点

解析　质点是一个理想化的物理模型，实际上不存在．物体能否看成质点要满足D项的条件，A、D正确；

质点是有质量的，它是人们为了研究问题的方便而抽象出来的点，与物体大小没有直接关系，B、C项错．

答案　AD

如果物体的大小和形状对所研究的问题不起主要作用，其影响可以忽略不计，就可把它看成质点.

二、对参考系的理解

例2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

解析　正确分析“乙车内一同学看见路旁的树木向西移动”是解决本题的关键．树木相对地面本是静止的，由此判断乙车（相对地面）一定是向东运动．“甲车内一同学看见乙车没有运动”则说明甲、乙两车相对静止，速度一定是相同的．

答案　D

三、坐标系的应用

例3一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：

t/s

1

2

3

4

5

x/m

－4

－1

－7

（1）请在图1－1－2中的x轴上标出质点在各时刻的位置．

图1－1－2

（2）哪个时刻离开坐标原点最远？

有多远？

解析　

（1）以运动路径所在的直线为x轴，标出各时刻质点的位置坐标如下图所示．

（2）由图可知第4s末质点离开坐标原点最远，有7m.

答案　

（1）见解析图　

（2）4s末　7m

（1）画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度．

（2）位置坐标的意义：

正负表示方向，数值表示距坐标原点的距离．

（3）坐标轴的方向不一定非得在水平方向或竖直方向上，同时不能忽略“＋”、“－”号.

1.下列关于运动的说法中，正确的是（　　）

A．物体的位置没有变化就是不运动

B．两物体间的距离没有变化，两物体一定都是静止的

C．自然界中没有不运动的物体，运动是绝对的，静止是相对的

D．为了研究物体的运动，必须先选择参考系，平常说的运动或静止是相对于地球而言的．

答案　CD

解析　物体的位置对某一参考系不变．但对另一参考系可能变化了，所以物体可能在运动，故A错误；

两物体间的距离没有变化，二者可能静止，也可能以相同的速度运动，故B错误；

由于参考系的选择是任意的，对于不同的参考系，同一物体可能静止，也可能运动，故C、D正确．

2．歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”所描写的运动的参考系分别是（　　）

A．竹排上的人、江岸　　　B．江岸、竹排

C．竹排上的人、竹排D．江岸、江岸

答案　B

解析　“小小竹排江中游”是以江岸为参考系；

“巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系．

3．下列说法中正确的是（　　）

A．被选作参考系的物体是假定不动的

B．一乘客在车厢内走动的时候，他说车是运动的

C．研究地面上物体的运动，必须选取地面为参考系

D．质点运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取有关

答案　A

解析　宇宙间的一切物体都处在永恒的运动中，被选作参考系的物体只是被假定不动，所以选项A正确；

物体是运动的还是静止的是相对于参考系而言的，在车厢内走动的人，在没有明确参考系之前就说车是运动的是错误的，所以选项B错误；

研究物体的运动时，参考系是可以任意选取的，所以选项C错；

运动质点通过的路线是质点运动的轨迹，它与观察者以哪一物体作参考系看到的情况无关，所以选项D是错误的．

4．下列情形中，不可以把物体看作质点的是（　　）

A．研究高速旋转的砂轮的运动

B．研究芭蕾舞演员的动作

C．研究花样滑冰中的运动员

D．研究飞行中直升机上的螺旋桨

答案　ABCD

5．在研究下列问题时，可以把汽车看作质点的是（　　）

A．研究汽车在行驶时车轮的转动情况

B．研究人在汽车上的位置

C．研究汽车在上坡时有无翻车的危险

D．计算汽车从北京开往大连的时间

解析　A、B、C三项的物体均需要考虑汽车的形状

6．关于坐标系，下列说法正确的是（　　）

A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化

B．坐标系都是建立在参考系上的

C．坐标系的建立与参考系无关

D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置

答案　ABD

7．一个小球从距地面4m高处竖直向下抛出，被地面弹回，在距地面1m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2m处，向下方向为坐标轴的正方向．则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是（　　）

A．2m，－2m，－1m　　　B．－2m,2m,1m

C．4m,0m,1mD．－2m,0m，－1m

题型1物体看成质点的条件理解

例1在以下哪些情况下可将物体看成质点（　　）

A．研究某学生骑车回校的速度

B．对某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

答案　AC

解析　研究学生的骑车速度或探测器的飞行轨迹时，其大小和形状的影响可忽略不计，故它们可以看成质点；

但当研究学生的骑车姿势时，学生的身躯和四肢就构成了研究的对象，故不能把学生看成质点，B错；

当火星探测器在火星表面探测时，探测器的动作直接影响探测的效果，所以探测器不能看成质点，故D错．

能否把一个物体看作质点，并不是由物体的形状和大小来决定的，而是由它的形状和大小对所研究问题的影响程度决定的．一般说来，如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的因素时，物体就可看作质点.

题型二机械运动和参考系

例2甲、乙两辆汽车均以相同的速度行驶，下列有关参考系的说法正确的是（　　）

A．如果两辆汽车均向东行驶，若以甲车为参考系，乙车是静止的

B．如果观察的结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车

C．如果以在甲车中一走动的人为参考系，乙车仍是静止的

D．如甲车突然刹车停下，乙车仍向东行驶，以乙车为参考系，甲车往西行驶

解析　两车的速度相同时，其相对位置不变，以其中任一辆车为参考系，另一辆车一定静止，故A正确；

若有第三辆车丙与甲、乙两车同向同速行驶，以丙车为参考系时，甲、乙两车均静止，故B正确；

若一人在甲车中走动时，他与乙车的相对位置是变化的，则乙车是运动的，故C错；

甲车刹车停下，乙车向东行驶，甲车与乙车间的距离增大，甲车相对乙车向西运动，故D正确．

拓展探究　上例中，若甲、乙两车都向南行驶，甲车的速度为10m/s，乙车的速度为5m/s，那么

（1）若以甲车为参考系，乙车向什么方向运动？

（2）若以乙车为参考系，甲车向什么方向运动？

答案　

（1）向北　

（2）向南

解析　由于甲车的车速快，所以甲、乙两车的距离增大，所以乙车相对于甲车向北运动，甲车相对于乙车向南运动．

1．参考系的选取是任意的，但一般在选取参考系时要能方便简洁的描述物体的运动．

2．在无特别说明的情况下，一般取地面或相对地面静止的物体为参考系．

3．同一个运动，选取不同的参考系，对运动的描述可能不同.

题型3直角坐标系的应用

例3为了确定平面上物体的位置，我们建立了平面直角坐标系，如图1－1－1所示．以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；

沿南北方向为y轴，向北为正．图中A点的坐标如何表示？

其含义是什么？

答案　A点的横坐标x＝2m，A点的纵坐标y＝3m，坐标值的含义为A点在坐标原点东2m、偏北3m处．

解析　在平面直角坐标系中，要想准确描述某物体的位置，必须找准其横坐标与纵坐标．

拓展探究　若某同学在操场上从A点开始先向南走了15m到B点，接着又向东走了20m到C点，请你建立合适的坐标系描述该同学的位置及位置的变化．

答案　见解析

解析　建立