第一课时质点参考系和坐标系.docx
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第一课时质点参考系和坐标系
第一课时质点参考系和坐标系
问题导入
1.坐在开动着的火车车厢里的人发现座椅是静止的，但铁轨两旁的树木却向后退去，这是为什么？
简答：
发现座椅是静止的旅客是以自己为参照物的，同样以旅客为参照物树木是向后退的；但若以铁路的建筑物为参照物树木是静止的。
这说明了参照物选取的不同，运动状态不一定相同。
运动和静止是相对的。
2.平常说的：
“一江春水向东流”“地球的公转”“钟表的时针在转动”“太阳东升西落”等等，分别是说什么物体相对什么参考系的运动？
简答：
“一江春水向东流”是水相对地面（岸）的运动，“地球的公转”是说地球相对太阳的运动，“钟表的时、分、秒针都在运动”是说时、分、秒针相对钟表表面的运动，
“太阳东升西落”是太阳相对地面的运动。
重点聚焦：
1、机械运动
物体相对于其他物体的变化，也就是物体的随时间的变化，是自
然界中最、最的运动形态，称为机械运动。
是绝对的，是相对的。
2、质点
我们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的和
，把它简化为一个，称为质点，质点是一个的物理模型。
3、参考系
在描述一个物体的运动时，选来作为物体，叫做参考系。
对同一个运动，选择不同的参考系时，观察到的结果。
实际选取参考系的时候，需要考虑到使运动的描述尽可能简单，研究地面上物体的运动，通常取或者不动的其他物体作参考系比较方便。
典型题精讲
例1下列说法正确的是（）
A．运动中的地球不能看作质点，而原子核可以看作质点
B．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可看作质点
C．研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球时，不能把乒乓球看作质点
D．研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，可将汽车看做质点
精析：
当研究地球的公转时，由于地球直径（约1.3×107m）比地球与太阳之间的距离
（约15×1011m）要小得多，可以忽略不计，可把地球当做质点（忽略地球的自转）。
当研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时，就不能忽略地球的大小和形状，当然不能把地球当作质点看待了。
研究电子绕原子核的运动情况，因为原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，所以可以把原子核看作质点；但若研究有关原子核结构的问题，就不能把原子核看成质点。
选项A错。
研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，因电线杆的粗细比火车的长度小得多，故电线杆可看做质点，而火车不能看做质点，选项B错。
奥运会冠军孔令辉打出的乒乓球虽小，但飞旋多变，不能看做质点，C正确。
在平直的高速公路上飞驰的汽车，尽管车轮是在转动，但我们研究的是汽车的速度，对整个车的运动来讲，车轮的转动不是研究的主要问题，可将车看做质点，D正确。
答案：
CD
例2甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况可能是（）
A.甲向下、乙向下、丙向下B.甲向下、乙向下、丙向上
C.甲向上、乙向上、丙向上D.甲向上、乙向上、丙向下
分析电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系.甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动.同理，乙相对甲在向上运动，说明乙对地面也是向上运动，且运动得比甲更快.丙电梯无论是静止，还是在向下运动，或以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动.
本题正确选项为C、D.
例3指出以下所描述的各运动的参考系是什么
（1）太阳从东方升起到西方落下，参考系为。
（2）月亮在云中穿行，参考系为。
（3）车外的树木向后倒退，参考系为。
（4）骑摩托车的人从观后镜看到身后的一辆汽车迎面而来，参考系为。
分析：
这是一道用基本知识分析实际问题的试题。
日常生活中的许多运动现
象实际上都是站在某一参考系的角度去描述的，只是没有特别指明而已。
答案：
（1）地面
（2）云（3）车（4）骑车人自己
考题回放
[例1]（2002年上海物理高考题）太阳从东方升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象．这些条件是：
A．时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
B．时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大
C．时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
D．时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大
析与解：
此题立意新颖，需要根据地理知识的描绘，简化物理场景，利用物理上的运动学知识求解本题．旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象的时间一定在傍晚，故排除AB选项；由于我们可以认为太阳不动，结合作图分析可知，因地球自西向东自转，通常看到的自然现象是太阳从东方升起、西边落下，其实是以地面为参考系，太阳相对地心可认为不动．若在傍晚时飞机在纬度较高地区上空由东向西飞行，速度超过地球在此位置的自转速度，则飞机相对地心由东向西转动靠近太阳，此飞机上的旅客就可以看到太阳从西边升起的奇妙现象．
故选C．
例2（2000年上海物理高考题）：
甲、乙、丙三位观察者，同时观察一个物体的运动，甲说该物体是在做匀速运动；乙说该物体是静止的；丙说该物体是在做加速运动，这三位观察者的说法（）
A．在任何情况下都是不对的
B．三人中总有一个或两人的说法是错误的
C．如果选定同一个参考系，那么三人的说法都是正确的
D．如果各自选择自己为参考系，那么三人的说法都是对的
精析:
对物体运动的描述是相对的，同一个运动物体，选取不同的参考系，其运动情况可能是不相同的，但对同一个参考系，物体的运动情况则是确定的。
答案：
D
探究延伸
例题假设你正坐在一艘船的船舱内，船的舷窗都用厚布遮盖住，船可能静止，可能做匀速直线航行也可能正加速航行，你能否将上述三种船可能的运动形式一一判别出？
能或不能均请说明理由。
精析：
不能判断出船是精制或匀速直线运动。
因为除了自己没有别的参考系而自己为参考系只能判断船是静止的所以不能，而加速时身体能感觉到所以能判断出来。
随堂闯关
基础巩固题
1.下列情况下的物体，可以看做质点的是（）
A．研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱
B．研究从北京开往上海的一列火车
C．研究一列火车通过南京长江大桥所用的时间时，这列通过大桥的火车
D．研究绕地球飞行的航天飞机
2．指出以下所描述的各运动的参考系是什么？
A．太阳从东方升起，西方落下
B．月亮在云中穿行
C．车外的树木向后倒退
D．“小小竹排江中游”A
3．如图所示，一根长0.8m的杆，竖直放置，今有一内径
略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，取杆的下端V
O为坐标原点，向下为正方向，图中A、B两点的坐标各是
多少？
环从A到B的过程中，位置变化了多少？
B
O
X/m
4．以下说法正确的是（）
A．参考系就是不动的物体
B．任何情况下，只有地球才是最理想的参考系
C．不选定参考系，就无法研究某一物体是怎样运动的
D．同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果
5．甲、乙、丙3人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是（）
A．甲、乙匀速下降，V乙>V甲，丙停在空中
B．甲、乙匀速下降，V乙>V甲，丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，V乙>V甲，丙匀速下降,且V丙>V甲
D．以上说法均不对
6．第一次世界大战期间，一飞行员驾机飞行时，发现座舱外有一黑色小物体，他伸手抓过来一看，竟是一颗子弹头！
飞行员为何没被子弹击伤？
如果飞行员站在地面上，他还敢抓飞行的子弹吗？
思维拓展题
7．关于质点的以下说法正确的是（）
A．质点是没有质量没有形状大小的点
B．只有体积很小或质量很小的物体才可以看作质点
C．只要物体运动不是很快时，就可以把物体看作质点
D．物体的大小和形状在所研究的现象中起的作用很小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看作质点
8．甲、乙、丙三人分别乘坐直升飞机。
甲看见地面上楼房匀速下降，乙看见甲静止不动，丙看见乙匀速上升。
这三架直升机各何种运动？
自主探究题
9．一位物理学家乘坐在无窗的船舱中，海轮航行在风平浪静的洋面上，从而没有感到摇晃。
他知道船要么是静止，要么是做匀速运动。
下列哪种方法可以帮助他确定船处于哪种运动状态（）
A．竖直向上仍一个小物体，看它是否落回原来的位置
B．观察水杯中的水面
C．观察铅锤线的偏离
D．细绳一端固定，另一端拴一小球，使小球来回摆动，观察其摆动情况
E．他完全无法判断船的运动状态
答案：
随堂闯关1.ABD2.A.地面B.云C.车D.岸
3.xA=-0.8m,xB=-0.2m,位置变化了0.6m.4.CD5.AB
6.由题意可知,子弹以飞机为参考系,是静止的,所以飞行员不被子弹击伤.子弹相对地面，以很大的速度运动,站在地面上的飞行员是不敢抓子弹的.
7．D
8．甲和乙均匀速上升且两者的速度相同；丙可能匀速上升也可能匀速下降或静止。
9．E．因为物理学家的参考系是船和人，而A、B、C、D相对船都是静止或匀速运动时都没有变化，所以无法判断是E
课后测试
基础题
1.坐在行驶列车里的乘客,看到铁轨两旁树木迅速后退，“行驶着的列车”和“树木迅速后退”的参考系分别是（）
A．地面、地面B。
地面、列车C。
列车、列车D。
列车、地面
2．下列几种情况下的物体，哪些情况可将物体当作质点来处理（）
A．研究正在将货物吊起的起重机的受力情况
B．在游乐场中，坐在翻滚过山车中的小孩
C．确定太空中的宇宙飞船位置
D．研究门的转动
3．关于参考系的选取，以下说法正确的是（）
A．参考系必须选取静止不动的物体
B．参考系必须是和地面联系在一起的
C．在空中运动的物体不能作为参考系
D．任何物体都可以作为参考系
4．在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（）
A.研究地球绕太阳公转一周所需时间是多少
B．研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化
C．一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上
D．正在进行花样溜冰的运动员
5．两辆汽车在平直的公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路旁的树木向西移动，如果以大地为参考系，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向东运动
6．甲虫和蚂蚁在铁丝上爬行，沿铁丝建立一个坐标系，甲虫和蚂蚁在某一时刻的位置，如图所示，甲虫和蚂蚁的位置坐标各是多少？
X2x1
-2-101234x/m
拓展题
7.甲、乙、丙3人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降。
那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是（）
A．甲、乙匀速下降，V乙>V甲，丙停在空中
B．甲、乙匀速下降，V乙>V甲，丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，V乙>V甲，丙匀速下降，且V丙>V甲
D．以上说法均不对
8．做在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的，这是因为选取作为参考系的缘故，而“做地日行八万里”是选取作为参考系的。
课后测试答案：
1.B2.BC3.D4.A5.D6.X1=3mx2=-2m7.AB
8.地面;太阳
第二课时时间和位移
问题导入
1．某同学绕操场400米跑道跑了一圈，他通过的路程和位移大小相同吗？
简答：
不相同，路程是400米，位移大小为0。
路程描述该同学运动轨迹的长度；位移大小为0则表示位置没有变化（又回到了原位置）
2．出租汽车的收费标准有1.20元/公里、1.60元/公里、2.00元/公里----其中的“公里”指的是路程还是位移？
简答：
公里指的是路程，汽车的行驶路线一般不是直线。
重点聚焦：
1．时刻和时间间隔
时刻和时间间隔既有联系又有区别，在表示时间的数轴上，时刻用表示，
用线段表示，时刻与物体的相对应，表示某一瞬间；时间间隔与物体的
相对应，表示某一过程（即两个时刻的间隔）。
2．路程和位移
路程是物体运动轨迹的。
位移是用来表示物体（质点）的的物理量。
位移只与物体的有关，而与质点在运动过程中所经历的无关。
物体的位移可以这样表示：
从到作一条有向线段，有向线段的长度表示位移的，有向线段的方向表示位移的。
3．矢量和标量
既有又有的物理量叫做矢量，只有大小，没有方向的物理量叫做。
矢量相加与标量相加遵守不同的法则，两个标量相加遵从的法则，矢量相加的法则与此不同。
典型题精讲
例1.以下的计时数据指时间的是
A.中央电视台新闻联播节目19时开播
B.某人用15s跑完100m
C.早上6点起床
D.天津开往德州的625次硬座普快列车于13h35min从天津西站发车
精析：
A、C、D中的数据都是指时刻，在B中15s对应的是跑完100m这一运动过程，是时间。
答案：
B
例2关于位移和路程，下列说法正确的是（）
A．沿直线运动的物体，位移和路程是相等的
B．质点沿不同的路径由A到B，其路程可能不同而位移是相同的
C．质点通过一段路程，其位移可能是零
D．质点运动的位移大小可能大于路程
分析：
沿直线运动的物体，若没有往复运动，也只能说位移的大小等于路程，但不能说位移等于路程，因为位移是矢量，路程是标量，若有往复时，其大小也不相等。
在有往复的直线运动和曲线运动中，位移的大小是小于路程的，位移只取决于始末位置，与路径无关，而路程是与路径有关的。
答案：
BC
例3一位同学从操场中心出发，向北走了40m，到达C点，然后又向东走了30m，到达B点。
用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移（即代表他的位置变化的最后结果的位移），三个位移的大小各是多少？
由此可以得出什么结论？
精析：
如图1-2-1示，有向线段AC表示第一次的位移，有向线段CB表示第二次的位移，有向线段AB表示两次行驶的合位移，
因为在行驶过程中，位置变化的最后结果
是从A到达B，其大小分别:
是
=40m,
=30m，
=50m。
如果两次位移直接
相加，其和为70m，而我们求出的合位移大小
为50m，可见合位移并不是两个位移直接相加
的结果。
求合矢量的法则将在第三章详细学习。
图1-2-1
【例4】如图4，一个小球沿半径为R的圆周从A点起逆时针转了三圈又到达圆周上的B点，已知OA⊥OB则在这段时间里小球的位移大小是__________，方向为_________，走过的路程是_____________。
思路:
想一想“位移”是如何定义的。
点评:
路程在生活中已熟悉，位移是个新概念，这类题无非这分两个不同的概念。
答案:
R;
πR
考题回放
例1.（2004年泰安市高考模拟题）从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则这段过程中（）
A.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7m
B.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7m
C.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3m
D.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7m
精析:
本题考查基本知识在实际问题中的应用.理解位移和路程概念,并按要求去确定它们.题中物体初末位置高度差为3m，即位移大小，末位置在初位置下方，故位移方向竖直向下；总路程则为7m。
答案：
A
例2（2004年泰安市高考模拟题）我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行，15日09时0分“神舟5号“飞船点火，经9小时40分50秒，在15日18时40分50秒我国宇航员杨利伟在太空中展示中国国旗和联合国国旗，再经11小时42分10秒，于16日06时23分飞船在内蒙古中部着路。
以上数据中表示时刻的有；表示时间的有。
精析：
时刻指的是某一瞬间，在时间轴上对应的是一个点，而时间指的是时间间隔，在时间轴上对应的是一段线段。
故记录时刻的有：
15日09时0分、15日18时40分50秒、16日06时23分。
记录时间的有：
9小时40分50秒、11小时42分10秒。
探究延伸
例一实心长方体木块，体积是a×b×c，如图1所示，有一质点自A点运动到B点，求：
（1）最短路程；
（2）质点位移的大小。
图1-2-2
精析：
在解决这些实际问题时，除用常规方法外，还要注意思维的发散，或逆向思维。
本题的创新之处就在于思维方法的创新。
（1）路程最短就是质点通过的路径最短，质点必须走一条直线，为了找到这条直线，可将木块的两个面展开，如图2所示，则路程为AB的长度，此时
，故最短路程为
（2）质点的位移总是从初位置指向末位置，即为立体图中的A、B两点的距离。
如图3所示，
=
，∴
∴位移大小为
。
随堂闯关
基础巩固题
1．关于位移和路程的说法正确的是（）
A．位移就是路程
B．位移的大小永远不等于路程
C．物体通过的路程不等，但位移可能相同
D．物体通过一段路程，但位移可能是零
E．若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程
2．质点沿半径为R的圆周运动，其间位移的最大值等于，最小位移等于，经过
周后的位移等于，路程等于。
3.质点沿一边长为2m的正方形轨迹运动,每1s移动1m，初始位置的某边的中点，如图所示，分别求出下列各种情况下的路程和位移大小，
并在图上画出各位移矢量。
A
（1）从A点开始第2s末时；
（2）从A点开始第4s末时；
（3）从A点开始第8s末时；
4．以下数据指时刻的是（），指时间的是（）
A．某运动员跑百米用时11.70s
B.某学校上午第一节课8:
15正式上课
C.1997年7月1日零时,中国开始对香港恢复行使主权
D.课间十分钟
E.第5s末
F.5s内
5.关于时刻和时间，下列说法正确的是（）
A.时刻表示时间极短,时间表示时间较长
B.时刻对应物体的位置,时间对应物体的位移
C.作息时间表上的数字均表示时刻
D.1min只能分成60个时刻
6.关于质点的位移和路程,下列说法中正确的是（）
A.位移是矢量,位移的方向即为质点运动的方向
B.路程是标量,即位移的大小
C.质点做单向直线运动时,路程等于位移的大小
D.位移的值,不会比路程大
7.在图所示的时间轴上表示出下列个各时刻和时间:
（1）第4s末
（2）第6s初
（3）第5s内（4）前5s
思维拓展题
8.出租汽车司机是按位移收费还是按路程收费?
9.一位同学从操场中心A出发，向北走了40m，到达C点，然后又向西走了30m，到达B点，用有向线段表明他第一次、第二次的位移（s1、s2）
和两次行走的合位移s（即代表他的位置变化的最后结果的位移）
10.一质点在x轴上运动,在t=0时处于位置x1=-7m，在t=20s时处于位置x2=9m。
此质点在这20s内的位移。
一质点在x轴上运动，各个时刻位置坐标如下表．
T（s）末
0
1
2
3
4
5
X（m）
0
5
4
－1
－7
1
则物体开始运动后，前______秒内位移最大；第______秒内的位移最大，第______秒内的路程最大．
11．田径场跑道周长是400米。
（1）百米赛跑选用跑道的直道部分，运动员跑完全程的路程是多少？
位移大小是多少？
（2）在800m跑比赛中，不同跑道的运动员跑完全程的路程相同吗？
跑完全程的位移相同吗？
答案：
随堂闯关1.CDE2.2R;0;
πr3.
（1）位移：
s1=
m,路程：
l1=2m
（2）位移：
S2=2m
（2）l2=4m（3）位移：
S3=0，路程：
l3=8m位移矢量如图所示。
4：
BCEADF5：
BC
6：
CD7：
（1）4所对应的点；
（2）5所对应的点；（3）4～5所对应的长；（4）0-5所对应的长.
8：
按路程收费。
9：
如图：
CS2=30mB
S=50m
s1=40m
A
S1=40m方向向北S2=30m方向向西S=50m方向北偏西37º
10．【答案】4；5；5
11．
（1）100m；100m
（2）路程相同，位移不同
课后测试
基础题
1.以下的计时数据指时间的是（）
A．天津开往德州的625次列车于13时35分从天津发车
B．某人用15s跑完100m
C．中央电视台新闻联播节目19时开播
D．1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权
E．某场足球赛开赛15min时甲队攻入一球
2．关于位移和路程，下列说法正确的是（）
A．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移
B．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小
C．物体通过一段路程，其位移可能为零
D．物体通过路程不等，但位移可能相同
3．关于同一质点的位移和路程下列说法中正确的是（）
A．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向
B．路程是标量，即位移的大小
C．位移的值，不会比路程大
D．质点做直线运动时，路程等于位移的大小
4．一质点沿半径为R的圆周从A到B运动了半周，它在运动过程中位移的大小和路程分别是（）
A．πR，πRB.2R，2RC.2R，πRD.πR，2R
5．小球从2m高处落下，被地板弹回，在1m处被接住，则小球通过的路程和位移分别为（）
A．3m，3mB。
3m，1mC。
3m，2mD。
2m，3m
6．下列说法正确的是（）
A．时刻表示很短的时间B。
在时间轴上，时刻表示一个点，时间表示一段
C．矢量和标量遵从相同的运算法则
D．像位移这样的矢量相加，不遵从算术加法的法则
7．手表上指针所指的某一位置，表示是是时间还是时刻？
3s内，第3s内所指的时间是否相同？
3s末与第3s末所指的时刻是否相同？
拓展题
8．如图所示，一质点绕半径为R的圆周运动了一周，其位移大小是，路程是；若质点运动了1
周，
其位移大小是，路程是，
此运动过程中最大位移是，最大
路程是。
9.如图所示,中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒。
一位球员击球后，由本垒经一垒、二垒跑到三垒。
他运动的垒程是多大？
位移是多大？
位移的方向如何？
答案：
1.B2.BCD3.C4.C5.B6.BD7.时刻;不相同,因为3S内指的是前三秒,时间间隔为3S，第三秒内指的是第三个1秒，时间间隔为1秒;3s末与第3s末所指的时刻相同。
8.0;2πR；
R，
πR；2R；9.50.31m；16.77m；方向为：
本垒→三垒.
第3课时运动快慢的描述-----速度
问题导入：
1．汽车速度计测量的是平均速率，还是瞬时速率？
简答：
瞬时速率。
2．人步行的速率大约为1.5m/s，是指平均速率还是瞬时速率？
简答：
平均速率。
重点聚焦：
1．坐标与坐标的变化量
物体沿直
升级会员 