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质点 参考系和坐标系学案【三维目标】（一）知识与技能1、理解质点的概念，能明确物体在什么情况下可以看作质点，知道质点是一种科学抽象，知道这种抽象是一种普遍的研究方法。2、知道参考系概念及作用。知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单。3、知道坐标系的作用，会用一维和二维坐标系确定物体的位置及位置的变化。（二）过程与方法1、体验质点的条件及意义，初步掌握科学抽象这种研究方法。2、体验不同参考系中运动的相对性，促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力。3、体会用坐标方法，描述物体位置的优越性，可用不同的方法设计实验并体会比较。增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。（三）情感、态度与价值观1、认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性。培养学生热爱自然、关心科技发展、勇于探索的精神。2、不同的参考系中现象不同，帮助学生建立辨证唯物主义的世界观。【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。【教学方法】教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。【课前准备】学前感知我们坐在飞速行驶的“和谐号”动车组里会看到旁边的树木迅速向后退去，为什么会出现这样的现象呢？在群星闪烁的夜晚，有时我们会看到流星划过星空；当“神州七号”飞船升空之后将围绕地球做圆周运动从我们身边一直到宇宙，万物都在运动，我们如何来描述各种物体的运动呢？为此，本节就要学习描述运动的一些物理量自学教材内容阅读教材第8-12页内容，查阅相关资料，浏览相关网站，完成以下问题。知识点1：物体和质点1实际的物体都有一定的形状、大小和质量，在运动中，物体上各点或各部分的运动情况可能 ，也可能 （选填“相同”或“不相同”）；研究物体的运动时，如果考虑物体的大小和形状，将会使研究变得 （选填“简单”或“复杂”）；在研究物体的运动时，如果可以忽略物体的 或 ，只保留它的 （选填“大小”、“形状”、“质量”），实际的物体就被简化成了理想模型，物理学上称这个理想模型为 。这样，就将具有一定大小与形状的实际物体的运动简化成了只有有质量的点的运动。2相对于所研究的运动，如果物体的大小或形状对运动的影响 忽略不计（选填“可以”或“不可以”），可只保留物体的质量，将其简化成质点；若物体上各点或各部分的运动情况 （选填“相同”或“不相同”），也可只保留物体的质量，将其简化成质点，这时物体上任一点的运动都可代表物体的运动。练习1 以下情景中，加着重号的人物或物体可看成质点的是 （ ） A研究一列火车通过长江大桥所需的时间 B乒乓球赛场中，运动员发出的旋转球 C研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作 D用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置小结：将物体看作质点的条件是物体的形状或大小对研究的问题没有影响，或者对研究问题的影响可以忽略。知识点2：参考系1自然界的任何物体都处于永恒的 中，绝对 的物体是不存在的（选填“运动”或“静止”）；研究一个物体做的运动时，物体是静止还是运动，做什么样的运动，与所选择的参考物体 （选填“有关”或“无关”）。2研究物体的运动时，被选来作参考的物体称为参考系。研究物体的运动时 要选择别的物体作参考系（选填“一定”或“不一定”）；参考系 任意选取（选填“可以”或“不可以”）。研究某一个物体的运动时，所选的参考系不同，得出的物体是运动还是静止，或者做的是什么形式的运动，结果是 的（选填“相同”或“不同”）。练习2 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.以卡车司机为参考系，卡车总是静止的 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小结：参考系的选择是任意的，但应从观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。在研究地面上的运动时，取地面为参考系。知识点3：坐标系1研究物体的直线运动，选择了参考系，为了能定量研究物体的运动，比如用数量表示物体的位置或位置变化，就要在参考系上建立直线坐标系。建立坐标系需要在直线上确定出 、 和 。2研究平面上的曲线运动时，可以在参考系上建立 坐标系（选填“直线”或“平面直角”），它的两个坐标轴是相互 的（选填“平行”或“垂直”），两坐标轴表示的是两个有联系的不同物理量。练习3 如图所示，为了确定一辆行驶在北京长安街上的汽车的位置，我们可以取x轴表示长安街的东西方向，x轴的正方向指东，并且取天安门前的旗杆作为坐标轴的原点，那么汽车的位置就由它的坐标完全确定了若汽车的坐标是1 km，则表示汽车处于什么位置？汽车的坐标是-2 km呢？小结：建立坐标系要三个确定：一是确定合适的坐标系原点：坐标系原点的确定视描述物体的位置的方便而定；二是确定合适的坐标系类型：若物体在平面内运动，则需建立平面直角坐标系，三是确定合适的标度：一般情况下坐标轴最好先相同的标度，当然，在某些特殊情况下，各坐标轴也可以选不同的标度，以便于描述物体的位置。【重点、难点探究】一、物体 质点 几何中的点质点是力学研究中建立的一种高度抽象的理想体,实际并不存在,具有物体的全部质量、占有位置、无体积.将物体看作质点的关键是看物体的形状和大小在研究物体的运动中是否为次要因素;或判断物体做怎样的运动,能否选一个点来代替整个物体.当然质点是一个相对概念,实际物体通过无限小的分割, 可以看成是无数个质点的集合. 几何中的点没有质量,仅表示一个位置,而且“应该是绝对的小”.【典例1】下列关于质点的说法中，正确的是（ ） 只要是体积很小的物体都可看成质点；只要是质量很小的物体都可看成质点；由于所研究的问题不同，同一物体有时可看作质点，有时不能看作质点；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；参加百米赛跑的运动员在终点冲线时。A. B. C. D. 【解析】看作质点的物体体积不一定很小，质量也不一定很小，有些很大的物体也可看作质点。同一物体在有些问题中可以看作质点，但在有些问题中又不能看作质点,所以错，对；在地球绕太阳公转的过程中，地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化是不同的，如果把地球看成一个质点，在一点上怎么能区分不同地区呢？错；硬币的形状与研究问题关系密切，硬币不能看成质点，错；百米赛跑的运动员在终点冲线时，是指冲线的瞬时，运动员身体任一部位碰到线都算完成了百米赛跑，因此不能把运动员当作质点，错。答案：A【知识归纳】有关质点的顺口溜 研究运动有诀窍，看作质点很重要；质点不管大与小，简化模型很奇妙；看作质点有条件，大小影响是关键；对该问题有影响，当成质点太勉强；对该问题无影响，当成质点理应当；质点应用很广泛，更需细心来判断。二、参考系 坐标系参考系是用来描述物体的运动时,选来作为标准,假定不动的其它物体.选择不同的参考系观察同一运动,观察结果会有所不同,这说明物体的运动都是相对于参考系而言的.比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才有意义。坐标系是为了定量描述物体的位置及位置变化而引入的.由于坐标系建立在参考系上,所以坐标原点相对参考系是静止的,坐标原点选取的位置不同,同一时刻物体的位置坐标就不同.坐标值的正负表示与坐标原点的方位关系,数值表示相对坐标原点(或坐标轴)的距离.【典例2】在电视连续剧西游记里 ，常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头，这里通常采用“背景拍摄法” ：让孙悟空站在平台上,做着飞行的动作,在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云,同时加上烟雾的效果.摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头,放映时,观众感到孙悟空在腾云驾雾,这里观众所选的参照物是 ( ) A.孙悟空 B. 银幕 C.飘动的白云 D.观众自己【解析】运动具有相对性，同一物体选不同的物体为参考系运动情况往往不同。“背景拍摄法”就是利用此原理拍摄的，观众以飘动的白云为参照物，就能感觉到孙悟空在腾云驾雾。答案：C。【知识拓展】选择参考系其实是选择一个用来与所描述的对象进行比较的物体，任何物体都可以选做参考系，但选择不同的参考系，所描述的运动简易情况不同一般以研究问题方便、对运动描述尽可能简单为原则。当求解的问题涉及两个运动对象时，通过可通过巧妙地选择参考系，简化研究运动情景。【小题狂练】1.在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型是经常采用的一种科学研究方法质点就是这种物理模型之一关于地球能否看做质点，下列说法正确的是（ ）A地球的质量太大，不能把地球看做质点B地球的体积太大，不能把地球看做质点C研究地球的自转时可以把地球看做质点D研究地球绕太阳公转时可以把地球看做质点22011年11月1日，我国自行研制的“神舟八号”飞船，在酒泉卫星发射中心成功发射.在随后的飞行过程中，飞船与天宫一号进行对接.下列说法正确的是（ ）A在地面上监测飞船绕地球运行时可以将飞船看成质点B在地面上监测飞船绕地球运行时不可以将飞船看成质点C考察飞船与天宫一号进行对接时，可以将飞船看成质点D考察飞船与天宫一号进行对接时，不可以将飞船看成质点3.如图所示，下列几种情况下的物体，哪些情况可将物体当做质点来处理（ ） A.甲研究正在吊起货物的起重机 B乙研究坐在翻滚过山车中的小孩坐姿C.丙研究太空中宇宙飞船的位置 D丁研究门的运动4.如图所示，一架执行救援任务的直升飞机悬停在钻井平台的上空，救生员抱着伤病员，缆绳正在将他们拉上飞机若以救生员为参考系，则处于静止状态的是（ ）A伤病员 B直升飞机C钻井平台 D直升飞机驾驶员5. “追拍法”属于慢速快门拍摄法的一种，要求相机跟着动体相应的动，将动体作为实影主体来表现动感下图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美请问摄影师选择的参考系是（ ）A大地 B滑板运动员 C步行的人 D太阳6.下列关于运动的描述中，参考系的选取符合描述的是（ ）A.诗句“飞流直下三千尺”，是以飞流为参考系的B.“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以潮水为参考系的C.“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，是以万重山为参考系的D.升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以国旗为参考系的7.一氢气球升高到离地面80 m的高空时从上面掉落下一物体，物体又上升了10 m后开始下落.若取向上方向为正，以物体刚开始掉落时的位置为坐标原点，则物体上升到最高点的位置坐标和物体落到地面上时的位置坐标分别为（ ）A90 m,0 m B10 m,-80 mC10 m,0 m D90 m,-80 m8一位学生在作文中写到：“红日从东方冉冉升起，我坐在奔驰的火车里，静靠在椅背上，欣赏着窗外的景物，只见路旁的树木急速地向后退去”指出文中所述的几种运动形式所对应的参考系.（1）“升起”：_；（2）“奔驰”：_；（3）“静靠”：_；（4）“后退”：_9一质点由西向东运动，从A点出发，到达C点后又返回到B点静止，如图所示，若xAC=100m，xBC=30m，以B点为原点、向东为正方向建立直线坐标，则出发点A的位置坐标为 m，B点的位置坐标是 m，C点位置坐标为 m.10公路上向左匀速行驶的汽车如图甲所示，经过一棵果树附近时，恰有一颗果子从果树上面自由落下，下图是其运动的轨迹。则地面上的观察者看到的运动轨迹在图乙中是 ，车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹是 .(不计阻力)乙甲参考答案：1.D 能否把地球看成质点，关键是把地球放到所研究的问题中，看地球的大小和形状对所研究的问题是否产生影响.若不产生影响，就可以把地球看做质点，否则不能看做质点.故选项D正确.2.AD 在地面上监测飞船绕地球运行时，飞船的大小和形状可忽略不计，此时可以将飞船看成质点，选项A正确，B错误；考察飞船与天宫一号进行对接时，飞船的大小和形状不能忽略，此时不能将飞船看成质点，选项C错误，D正确.3.C研究正在吊起货物的起重机，不能将起重机当作质点，选项A错误；研究坐在翻滚过山车中的小孩坐姿，不能将小孩当作质点，选项B错误；研究门的运动，不能将门看成质点，选项D错误。4.A 救生员与伤病员运动速度相同，若以救生员为参考系，伤病员处于静止状态，直升飞机、 钻井平台、直升飞机驾驶员均处于运动状态。5.B 摄影师选择的参考系是滑板运动员，把滑板运动员当成静止的，则模糊的背景是运动的6.C 选项A中的研究对象是“水”，流下三千尺，是以地面为参考系的，该选项错误；选项B中的研究对象是“潮水”，扑面而来，是以观察者为参考系的，该选项错误；选项C中的研究对象是“轻舟”，已过万重山，是以万重山为参考系的，该选项正确；选项D中的研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，该选项错误.7.B 以物体刚开始掉落时的位置为坐标原点，物体掉落后又上升10 m开始下落，则物体上升到最高点的位置坐标为10 m,物体落到地面上时的位置坐标为-80 m，选项B正确.8.（1）地面（2）地面（3）火车（4）火车“红日从东方冉冉升起”和“奔驰的火车”是以地面为参考系的，“静靠在椅背上”和“树木急速向后退去”是以火车为参考系的9.-70 0 30解析：以B为原点、向东为正方向建立直线坐标系，则A点的位置坐标为-70 m ，B点为坐标原点，位置坐标是0，C点的位置坐标为30 m.10C，B解析：果子从树上自由下落相对地面是直线运动，故地面上的观察者将看到轨迹C.车内的乘客以车为参考系，果子下落的同时，将相对车向右运动，故其看到的轨迹应是B.
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