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1.1质点参考系和坐标系

上传时间: 2014-08-16

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质点、参考系和坐标系

教学目标：??????????????????????????????? 1. 理解质点的定义，知道质点是一个理想化的模型。初步体会物理模型在探索自然规律中的作用。2. 理解参考系的概念，知道在不同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。

教学重点

理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法。

教学难点

将一个实际的物体抽象为质点的条件。

课前预习

1、叫做机械运动，简称运动。一个物体相对于另一个物体空间位置随时间的变化

2、质点：

3、在描述时，选来作为的假定不动的物体叫做参考系。参考系可以任意选取，选择不同的参考系来观察同一个运动，结果会有不同。如无特殊说明都是取为参考系。

4、为了地描述物体的而在参考系上建立适当的坐标系。

课内探究

一、机械运动 1、实例：

2、定义：

3、分类：①平动：

②转动：

二、物体和质点

问题Ⅰ：假设有一辆由广州开往北京的火车，请问：(1)要准确描述火车车身上各点的位置随时间的变化不是容易事，困难和麻烦出在哪儿呢？

(2)如果我们研究它从湖州出发开到北京这一过程，需要了解它各部分运动的区别吗？

(3)如何才能较准确地描述它的运动呢？

问题Ⅱ:地球到太阳的距离为1.5X108KM，地球的直径为1.3X104KM。地球的直径不到它与太阳之间距离的万分之一。

请问：我们研究地球绕太阳轨道的时候需不需要考虑地球上各部分的差异？

1、质点：

请考虑：

(1)研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？

(2)研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把它简化为一个质点？

讨论：(1)物体是否在所有的情况下都能看作质点？

(2)物体看作质点的条件是什么？

(3)大的物体一定不能看成质点？小的物体随时都看成质点吗？

2、质点的条件：

（1）的物体都可以看成质点。

（2）物体的和对所研究的问题可以忽略时，可以把物体看成一质点。

（3）有转动，但转动对所研究的问题影响很小时也可以把物体看成一质点。

例1、下列问题中，能够把研究物体当作质点的是（）

研究地球绕太阳公转一周所需要时间是多少。

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。

一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上。

正在进行花样溜冰的运动员。

跟踪练习1、若车辆在行进中，要研究车轮的运动，下列选项正确的是（）

车轮只做平动

车轮平动时可以用质点模型来分析。

车轮只做转动。

车轮转动时可以用质点模型来分析。

三、参考系

设想一下，你静静地坐在一辆开往北京的“和谐”号列车上，你看到窗外一排排的树和房屋正飞快地向后退去。而此时铁路旁的人看到“和谐”号不禁感叹道：动车开的就是快啊，一眨眼就不见了。

（1）为什么车上你会觉得是树在往后退，而车外的人却认为是火车在向前行驶？

（2）到底你说的是对的还是车外的人是对的？

1. 定义：在描述一个物体的时，选来作为的物体，叫做参考系（reference frame）。

2. 说明：

（1）选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，结果往往是不同的。如行驶的汽车，若以路旁的树为参考系，车是的；若以车中的人为参考系，则车就是的。

（2）参考系的选取是任意的，可以取高山、树木为参考系，也可以取运动的车辆为参考系。但在以后研究的问题中，我们通常取相对地面静止的物体为参考系。

（3）选择参考系时，应以方便观测和使运动的描述尽可能简单为原则。

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. 甲向上、乙向下、丙不动

B. 甲向上、乙向上、丙不动

C. 甲向上、乙向上、丙向下

D. 甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢

四、坐标系

1. 为了定量地描述物体的及，需要在参考系上建立适当的坐标系。

2. 如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置及变化，可以以这条直线为x轴，在直线上规定、和，建立直线坐标系，如图所示，若物体运动到A点，此时它的位置坐标xA= ，若它运动到B点，则此时它的位置坐标xB = 。

注意：原点的选择是任意的，一般情况下以参照物为原点，但没有要求一定以参照物为原点。

课堂小结： 1.我学会了：? ______________________________________。2.我的困惑是：_____________________ _________

课堂练习：

1、?在下列各种情况中，能把地球看成质点的是???????? （???? ）A 生活在地球上的人研究地球???????

B 杨利伟在太空中研究地球C 从火星探测器“勇气号”上向地球发送信号时D 从航天飞机上研究绕行地球的轨道时

2、下列运动的各物体中，能看成质点的是????????????? （???? ）A 研究跳水运动员入水时减小水花的方法??

B 研究10000米长跑时运动员的速度C 研究火车进站时的速度和停靠位置??

D 研究体操运动员的优美舞姿

3、下列关于质点的说法中正确的是?????????????????????? （???? ）A 质量很大的物体不能看成质点?????? []

B 体积很大的物体不能看成质点C相距较远的物体都能看成质点??????

D任何物体在一定条件下都能看成质点

4、关于参考系的说法中正确的是????????????????????????? （???? ）A 参考系必须是静止不动的物体?????

B 参考系必须是正在做匀速直线运动的物体C 参考系必须是固定在地面上的物体D 参考系必须是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体

5、关于运动和静止的说法中正确的是?????????????????????? （????? ）A 我们看到的物体的位置没有变化，物体一定处于静止状态B 两物体间的距离没有变化，两物体就一定都静止C 自然界中找不到不运动的物体，运动是绝对的，静止是相对的D 为了研究物体的运动，必须先选参考系，平时说的运动和静止是相对地球而言的

6、第一次世界大战期间，一位法国飞行员在飞行时，看到头上方有一个像小虫的东西跟着他一起飞行，他想：什么小虫能飞这么快呢？结果他用手一抓，竟然是一颗德军射出的子弹，那么这个飞行员能很容易的抓到子弹的原因???????????????? （?????? ）A 子弹飞行速度很小??????????????????

B 飞行员飞的速度不大C 子弹相对飞行员的速度很小?????????? [来源:]

D 子弹相对飞行员的速度很大

7、蓝仔、紫珠、黄娃和黑柱等同学同坐在一列火车上，发现旁边的火车车厢在向东运动，他们展开议论，他们的说法中正确的是?????????????????????? （?????? ）A 蓝仔说我们坐的火车也有可能在向东运动?????

B 紫珠说右侧的火车一定在向东运动C 黄娃说我们坐的火车一定是静止的??????? [来源:]

D 黑柱说反正这两辆火车不可能都在运动

8、U238和K462两次列车并排停靠在南京站上，当U238次列车启动、K462次列车还未启动时，坐在K462次列车内的乘客看到自己所乘的列车运动了，他选择的参考系是（???? ）A? U238次列车?????? B? K462次列车??????? C? 站台????????? D? 铁轨

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