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2019-2020年人教版必修一1.1《質點 參考系和坐標系》WORD教案12 第一節(jié) 質點 參考系和坐標系 〖新課標要求〗 1、 理解質點的概念，知道物體在什么情況下可以看成質點，知道它是一種科學抽象。 2、 知道參考系的概念，知道對同一物體的運動選取不同的參考系時，觀察到的結果可能不同；在選擇參考系時，要考慮研究問題的方便，通常選擇地面為參考系。 3、 知道在描敘物體的運動時，建立坐標系的重要性，并能根據物體運動情況建立合適的坐標系。 4、 體驗不同參考系中運動的相對性，形成勤于觀察、勤于思考的習慣，提高自主獲取知識的能力。 5、 體會用坐標方法描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設計實驗并比較體會，增強發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識和能力。 〖新課預習〗 1、 機械運動：一個物體相對于另一個物體______的變化叫做機械運動。 2、 質點： （1）、定義：不考慮物體的_______和_______，把物體簡化為一個有_______的點，稱為質點。 （2）物體可以看作質點的條件：如果在研究的問題中，物體的_______、_______以及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的無關因素時，就可以把物體當作質點。 提示：質點是一種科學抽象，是一個理想化模型。 3、 參考系： （1） 概念：在描述一個物體的運動時，用來作為_______的另一個物體稱為參考系。 （2） 參考系的選擇：描述同一物體的運動時，若以不同的物體作為參考系，觀察到的結果可能是不同的，參考系的選擇原則上是_______的，但是在實際問題中應當以研究問題的方便、對運動的描述盡可能簡單為原則，通常取_______或相對于_______不動的其他物體作參考系比較方便。 4、 坐標系： （1） 概念：為了定量描述物體的_______及_______變化，在_______上建立適當?shù)淖鴺讼怠? 提示：畫坐標系時必須標上_______、_______和_______。 （2） 根據坐標系描述物體的復雜程度，可將坐標系分為_______、_______、_______。 〖知識精講〗 知識點1. 質點 [例1] 在研究下列哪些運動時,指定的物體可以看做質點( ) A．從廣州到北京運行中的火車 B．研究車輪自轉情況時的車輪 C．研究地球繞太陽運動時的地球 D．研究地球自轉運動時的地球 [思路分析]物體可以簡化成質點的條件是：在所研究的問題中，物體的體積和形狀應屬于無關因素或次要因素。物體平動時和所研究的距離遠大于物體本身的某些幾何尺寸時，便可簡化為質點。 [總結]質點是一種理想化的模型，是一種科學的抽象，要抓住主要因素，忽略次要因素。分析這類問題時,要抓住問題的關鍵，具體問題具體分析。 [變式訓練]下列情況的物體，哪些可以看做質點( ) A. 研究鐘表時針的轉動情況 B. 正在做花樣滑冰的運動員 C. 沿斜面勻速下滑的木塊 D. 放在地面上的木箱,在上面的箱角處用水平推力推它,木箱可繞下面的箱角轉動 知識點2. 參考系 [例2] 甲、乙、丙三人各乘一個熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲在勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降。那么，從地面上看甲、乙、丙的運動情況可能是（ ） A．甲、乙勻速下降，V乙>V甲，丙停在空中 B．甲、乙勻速下降，V乙>V甲，丙勻速上升 C．甲、乙勻速下降，V乙>V甲，丙勻速下降，且V丙>V甲 D．以上說法均不正確 [總結]分析這類問題時，要緊扣參考系的定義，根據運動的相對性，由簡單到復雜的順序，先確定有唯一性的，再確定有多種可能性的，一環(huán)扣一環(huán)，不要出現(xiàn)遺漏。 [變式訓練] 關于參考系的選擇，下列說法中正確的是（ ） A．參考系必須選擇靜止不動的物體 B．參考系必須是和地面連在一起的物體 C．參考系就是不動的物體 D．任何物體都可以被選作參考系 知識點3：坐標描述質點位置及位置變化用 [例3] 一質點在x軸上運動，各個時刻的位置坐標如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 x/m 0 5 -4 -1 -7 1 (1) 請在下面的x軸上標出質點在各時刻的位置。 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 x/m (2) 哪個時刻離開坐標原點最遠？有多遠？ [思路分析]為了定量地描述物體的位置及位置變化，需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼?。這一質點在一直線上運動，所以以運動路徑所在的直線為x軸標出各時刻質點的位置坐標如圖。由圖不難看出，第4s末質點離開坐標原點的距離最遠，為7m。 [變式訓練] A B C 質點由西向東運動，從A點出發(fā)到達C點再返回B點靜止。如圖，若AC=100m，BC=30m，以B點為原點，向東為正方向建立直線坐標，則：出發(fā)點的位置為________ m，B點位置是________ m，C點位置為________ m，A到B位置變化是_______m，方向________，C到B位置變化為________ m，方向___________。 〖難點精析〗1、關于質點： 盡管任何物體都有一定的形狀和大小，但如果在我們所研究的問題中，物體的形狀和大小不起作用或起作用很小，就可以忽略其大小和形狀，而把物體看成一個有質量的點。這種用來代替物體的沒有大小和形狀、但有質量的點，叫做質點。 質點是為了簡化問題，抓住主要因素，忽略次要因素，由實際物體抽象出來的一種理想模型。能否將物體看成質點是根據物體的形狀和大小在所研究的問題中是否可以忽略，而不是根據物體的大小。有的物體盡管很小，卻不能視為質點，而有的物體盡管很大，卻可以看作質點。 在下列情況下物體可以視為質點： (1)一個物體，如果它的各部分的運動情況都相同，一般情況下這個物體可當作質點。 (2)物體的形狀、大小遠遠小于所研究的距離，這種物體也可以當做質點。 (3)在中學物理中，所研究的物體，除非涉及轉動，一般都可把它們當作質點。 質點的判斷是本節(jié)易錯的地方，應該知道，物體的大小，質量多少不是物體能否看成質點的條件，而應根據它們對所討論的問題影響大小來確定。 [例4] 下列關于質點的說法，正確的是（ ） A． 質點就是很小的物體 B． 物體抽象成質點后，物體自身的大小和質量均可忽略 C． 質點是一種科學抽象，事實上質點并不存在 D．做曲線運動的物體不可以看成質點 [變式訓練] 下列關于質點的說法中，正確的是（ ） A． 體積很小的物體都可看成質點 B． 質量很小的物體都可看成質點 C． 不論物體的質量多大，只要物體的尺寸跟物體間距離相比甚小時，就可以看成質點 D． 只有低速運動的物體才可看成質點，高速運動的物體不可看做質點 2．關于參考系： （1）要描述某個物體的運動時，必須先確定參考系。只有選取參考系之后，才能確定物體的位置（相對于參考系的位置），并進而研究物體的位置變化情況，即運動情況。 （2）選取不同的物體作為參考系，同一物體的運動就不同，某個物體相對于某一參考系可能是運動的，而選其他物體為參考系時，它可能是靜止的，這就叫運動的相對性。 （3）參考系的選擇是任意的，但應以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則。通常情況下，研究地面上物體的運動時，常選取大地為參考系。 例5．在平直行駛的汽車內，一個乘客以自己為參考系向外觀察，他看到的下述現(xiàn)象哪個肯定錯了（ ） A．車同向行駛的自行車向后運動 B．公路兩旁的樹是靜止的 C．有一輛汽車總在自己的車前面不動 D．路旁的房屋向后運動 [思路分析] 運動是相對的，以運動的物體為參考系時地面上的靜止物體以等大反向的速度運動，所以路旁的小樹應該和房屋一樣是向后運動的。 [方法總結] 物體的運動情況取決于參考系的選擇。兩個參照系之間彼此觀察對方的運動情況一定正好相反的。 [變式訓練] 東漢時期的著作《尚書緯考靈瞿》中談到地球的運動時這樣寫道：“地恒動不止而人不知，譬如人在大舟中，閉圃（即窗戶）而坐，舟行不覺也”。這說明了什么物理道理？ 〖綜合拓展〗 本節(jié)涉及了高中物理第一個理想模型“質點”，中學力學內容幾乎都是質點力學知識。因而在解題過程如何把實際物體看作質點是求解的基礎；而一個物體能否看作質點的關鍵在于研究對象與你所研究問題的關系。 例6 下列說法正確的是（ ） A．運轉中的地球不能看做質點，而原子核可以看做質點 B．研究火車通過路旁一跟電線桿的時間時，火車可看做質點 C．研究2004奧運會乒乓球女單冠軍張怡寧打出的乒乓球時，不能把乒乓球看做質點 D．研究在平直的高速路上飛馳的汽車的速度時，可將汽車看做質點