1、1.1 质点 参考系和坐标系 目标定位 1.理解质点的概念，知道质点是一种理想化模型，并可以判断 物体是否可以看做质点.2.理解参考系的概念，知道运动具有相对性.3.知道坐标 系和坐标系的种类 一、物体和质点 1质点：某些情况下，忽略物体的形状和大小，突出“物体具有质量” ， 把它简化成一个有质量的物质点，叫质点 2把物体看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题没有影响 3理想化模型：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一种理想化模 型 想一想： 2013 年 10 月 1 日，丽丽一家坐高铁从北京到青岛，丽丽想测量列
2、车经过 一座大桥的时间，可不可以将高铁看做质点？ 答案 不能；物体看成质点的条件是其大小和形状对所研究的问题没有影 响高铁的长度对测量时间有影响 二、参考系 1参考系：要描述物体的运动时，首先要选定某个其他物体作参考，这种 用来作为参考的物体称为参考系 2描述一个物体的运动时，参考系可以(填“可以”或“不可以”)任意选 择但是，选择不同的参考系，得出的运动结果会有所不同 想一想： 作为参考系的物体一定是静止在地面上的物体吗？ 答案 不是；参考系的选取是任意的，可以选择静止在地面上的物体，也 可以选择在地面上运动的物体 三、坐标系 1为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐
3、 标系 2建立坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度 3常见的坐标系的种类：直线坐标系、平面直角坐标系和三维空间坐标 系 想一想： 2013 年 10 月在天津举办的第六届东亚运动会上，中国队选手陈静文在女 子 400 米决赛中以 53 秒 76 的成绩成功卫冕为了准确地描述她在跑道上不同 时刻的位置和位置变化，应建立怎样的坐标系？ 答案 运动员在 400 米赛跑时，要经过弯道，故建立平面直角坐标系 一、对质点的理解 1质点不同于几何中的“点” 质点是用来代替物体的有质量的点，具有 质量，没有大小、体积、形状；与几何中的“点”有本质的区别 2质点是一种“理想化模型” ，是为了研究问题方便而对
4、实际问题的科学 抽象，实际中并不存在它是抓住了主要因素物体的质量，忽略了次要因 素大小和形状，是典型的物理模型之一 3把物体看做质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略 不计 例 1 (2013 浙江高一期中)关于质点，下列说法中正确的是 ( ) A很小的物体总可以看成质点，较大的物体有时也能看成质点 B分析香蕉球(旋转的足球)的轨迹弯曲的成因时，可以把足球看成质点 C研究运动员跨栏时的动作时，运动员可以看成质点 D质点是为了突出问题的主要方面，忽略次要因素而建立的理想化模型 解析 物体看做质点的条件是物体的形状和大小对研究的问题没有影响， 与物体大小无关，所以 A 错误，D 正确
5、；研究香蕉球的轨迹弯曲成因，足球各 部分的运动情况不同，所以足球不能看做质点，B 错误；研究跨栏运动员动作 时进行技术分析，不能将运动员看做质点，C 错误 答案 D 借题发挥 一个物体能否看做质点不是以其大小而论的，更不能看物体的 轻重，而是看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响 针对训练 第二届夏季青年奥林匹克运动会将于 2014 年 8 月在南京举行， 届时将在 15 个体育馆进行 26 项比赛在考察下列运动员的比赛成绩时，可将 运动员看做质点的是( ) 解析 马拉松赛跑测量的运动员跑完全程的时间，与运动员的形状和大小 无关；跳水、击剑、体操比赛时，要看运动员的肢体动作，所以不能看成质
6、点 答案 A 二、对参考系的理解 1物体的运动是绝对的，静止是相对的，选定参考系之后，才能知道和研 究物体的运动 2参考系的选取是任意的在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、 简单为基本原则通常选地面或地面上静止不动的物体为参考系 3对于同一个物体，选取不一样的参考系，观察的结果也会不同 例 2 如图 111 所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的 两艘船上的旗帜分别向右和向左飘，两艘船的运动状态是( ) 图 111 AA 船肯定是向左运动的 BA 船肯定是静止的 CB 船肯定是向右运动的 DB 船可能是静止的 解析 从河岸上的旗帜的运动方向，可以判断风向右吹，由此可以判断 B
7、 船一定向右运动且比风速快；A 船可能静止，可也可能向左运动，还有可能向 右运动，但是比风速慢 答案 C 针对训练 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 解析 参考系是假定为不动的物体，实际上也运动，A 错同一物体选择 不同的参考系，其运动形式的表述一般不同，选择时以方便、简单为主，不选 取参考系，就无法描述物体的位置变化，无法研究其运动，故 B 错，C、D 对 答案 CD 三、坐标系的建立 1意义：借助适当的坐标系可以定量的描述物体的位置及
8、位置的变化 2方法 例 3 一质点沿 x 轴运动，各个时刻的位置坐标如下表所示： (1)请在图 112 中的 x 轴上标出质点在各时刻的位置 图 112 (2)哪个时刻质点离坐标原点最远？有多远？ 解析 (1)根据各个时刻的位置坐标对应情况，标出位置如图所示 (2)质点在 1 s、2 s、3 s、4 s、5 s 时离坐标原点的距离分别为 5 m、4 m、1 m、7 m、1 m，所以 4 s 时质点离原点最远，为 7 m. 答案 见解析 借题发挥 当描述直线运动的物体的位置及位置变化时，只要建立直线坐 标系；当物体在同一平面内运动时，要用平面直角坐标系才能定量描述物体的 位置及位置变化. 看做质
9、点的条件 1下列问题中，加下划线的物体能被视为质点的是( ) A研究“嫦娥”三号发射时离地面的高度 B研究从沧州开往青岛的和谐一号列车的运行时间 C研究跳板比赛中运动员的动作 D研究地球上昼夜的形成 解析 运行中的“嫦娥”三号离地面高度与其自身大小相比，可以忽略自 身大小而视为质点；列车长度远小于沧州到青岛的距离，可以忽略列车长度将 其看做质点；要研究跳板运动员的动作，不能视为质点；地球上昼夜的形成是 由于自转的原因，所以不能将地球看做质点 答案 AB 2下列关于质点的说法中，正确的是( ) A质点是一个理想化模型，实际上并不存在 B只有体积很小的物体才能被看成质点 C万吨巨轮非常大，无论何时
10、都不能看做质点来处理 D如果物体的形状和大小与所研究的问题无关或属于次要因素，可把物 体看成质点 解析 质点是由实际物体抽象而得到的，只有质量，没有大小，不占据空 间，是一个理想化模型，实际上并不存在，A 对；体积很小的物体不一定都能 看成质点，体积较大的物体有时也能看成质点，B 错；当物体的形状、大小与 所研究的问题无关或属于次要因素时，可忽略其形状、大小，物体可看成质点， C 错， D 对 答案 AD 参考系的选取 图 113 3在电视连续剧西游记中，常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头，这通 常是采用“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
11、，同时加上烟雾效果；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，如图 113 所示放映时，观众就 感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾” 这时，观众所选的参考系是( ) A “孙悟空” B平台 C飘动的白云 D烟雾 解析 观众感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾” ，即认为“孙悟空”是运动的， “白云”是静止的 答案 C 坐标系的建立 42013 年吴桥杂技节上，一名杂技演员将手中的球从高出地面 3 m 的位 置竖直向上抛出，它上升 5 m 后回落，最后到达地面，如图 114 所示，分别以 地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格： 图 114 解析 本题中的物体沿直线运动，
12、可以在该直线上建立直线坐标系，来定量描 述物体的位置若以地面为原点，则出发点、最高点、落地点的坐标分别为 x13 m，x 28 m，x 00；若以抛出点为原点，则 x10，x 25 m，x 03 m. 答案 3 m 8 m 0 0 5 m 3 m (时间：60 分钟) 题组一 对质点概念的理解 1香港红磡体育馆是香港的综合室内多用途表演场馆，位于九龙油尖旺区 红磡畅运道 9 号、港铁红磡站平台上，是众多明星开演唱会的重要场地下列 说法正确的是( ) A观看蔡依林的钢管舞时，可把蔡依林看做质点 B聆听张惠妹优美的歌声时，可把张惠妹看做质点 C欣赏 “鸟叔”的江南 Style 表演时，可把“鸟叔”
13、看做质点 D研究罗志祥的舞蹈动作时，可把罗志祥看做质点 解析 观看钢管舞、 “鸟叔”的表演和罗志祥的舞蹈，都要看肢体动作，所 以不能看做质点；而聆听张惠妹的歌声时，可以将其看做质点 答案 B 2下列关于质点的概念正确的是( ) A只有质量很小的物体才可以看成质点 B只要物体运动得不是很快，就一定可以把物体看成质点 C质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点 D旋转的物体，肯定不能看成质点 解析 物体的质量、大小、运动状态都不是判断物体能否被看成质点的依 据，物体的形状、大小是否对所研究的问题起主要作用，是判断能否把物体看 成质点的唯一依据，A、B、D 错，质点是抽象的理想化模型，有质量，没有大
14、小，不占据空间，C 对 答案 C 3下列有关质点的说法中，正确的是( ) A研究嫦娥三号围绕月球运动的轨迹时，嫦娥三号可看做质点 B研究 4100 m 接力赛运动员交接棒的过程时，可以将运动员可看做质 点 C用 GPS 定位系统确定正在月球上考察的“玉兔号”月球车的位置时， 月球车可看做质点 D研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时，可以把子弹看做质点 解析 嫦娥三号的大小与轨道的半径相比可忽略，故能看做质点，A 对； 若把运动员看做质点，无法研究其交接棒时的动作，故 B 错；在确定月球车的 位置时，月球车的大小、形状对研究问题没有影响，可看做质点，故 C 对；研 究子弹穿过一张纸的时间时，子弹的长
15、度比纸的厚度大许多，不能忽略其长度， 所以不能看做质点，故 D 错 答案 AC 题组二 参考系的选取 4有一个“形影不离”的成语，意思是人的身体和影子分不开，形容关系 密切，经常在一起在晴天的早上，某同学在操场上自南向北跑步，下列说法 正确的是( ) A以地面为参考系，影子是静止的 B以地面为参考系，影子是运动的 C以人为参考系，影子是静止的 D以人为参考系，影子是运动的 解析 人的身体和影子的相对位置不变，两者相对静止；该同学在操场上 跑步时，相对地面该同学的位置发生了变化，所以同学的影子是运动的 答案 BC 5小说镜花缘第七十九回中，宝云问奶公：“家乡有什么趣闻？” ， 奶公说：“前几天刮
16、了一阵大风，把咱们家的一口井忽然吹到墙外去了.” 你认为，对“井在运动”的参考系判断正确的是( ) A井 B奶公 C墙 D风 解析 井相对地面是不动的， “井忽然被吹到墙外”是由于墙被风吹倒了， 所以“井在运动”是相对于墙，是以墙为参考系的 答案 C 6两列火车平行地停在一站台上，过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树 木在向西移动，乙车内的乘客发现甲车仍没有动，若以地面为参考系，上述事 实说明( ) A甲车向东运动，乙车不动 B乙车向东运动，甲车不动 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 解析 甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动，说明甲车在向东运动，乙 车内的乘客发现甲
17、车仍没有动，说明乙车相对甲车静止，由于甲车相对地面向 东运动，所以乙车相对地面也向东运动，且与甲车速度相同，故 D 正确 答案 D 7地面的观察者看雨滴是竖直下落的，坐在匀速行驶的列车车厢中的乘客 看雨滴是( ) A水平向前运动 B水平向后运动 C倾斜落向前下方 D倾斜落向后下方 解析 乘客是以列车为参考系看雨滴运动的，雨滴在下落的同时还相对列 车向后运动，故乘客看到的雨滴是倾斜落向后下方，D 正确 答案 D 图 115 8如图 115 所示是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的 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 美摄影师选择的参考系是( ) A
18、大地 B太阳 C运动员 D地面上的景物 解析 由于运动员和摄影师以相同的速度运动，以运动员作为参考系，摄 影师是静止的，故运动员的图片是清晰的，但由于背景相对于运动员是运动的， 所以背景相对于摄像机是运动的，故拍摄的背景是模糊的在“追拍法”中摄 影师选择的参考系是运动员，故 C 正确 答案 C 9宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游曾写下一首诗，其中的 两句是“卧看漫天云不动，不知云与我俱东” ，表达了他对运动相对性的理 解诗中这两句涉及的参考系分别是( ) 图 116 A岸和船 B船和岸 C都是岸 D都是船 解析 “卧看漫天云不动”是以船为参考系的， “不知云与我俱东”是以岸 为参考系
19、的，故 B 正确 答案 B 题组三 坐标系的建立 10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变化 B坐标系与参考系都是为了研究物体的运动而引入的 C物体做直线运动时必须建立平面直角坐标系 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 解析 坐标系是建立在参考系上用来定量描述物体的位置及位置变化的， A、B 正确；描述做直线运动的物体时需要建立一维直线坐标系，做平面曲线 运动时需建立平面直角坐标系，C 错误，D 正确 答案 ABD 11一只皮球从 5 m 高处由静止落下，被地面弹回，在距地面 1.5 m 处被 小明接住以抛出点正下方距地面
20、2 m 处为坐标原点，向上为正方向建立坐标 轴则皮球抛出点、落地点、被接住点的位置坐标分别是( ) A5 m、2 m、0.5 m B3 m、2 m、0.5 m C 3 m、2 m、0.5 m D5 m、2 m、0.5 m 解析 以 2 m 处建立直线坐标系，向上为正方向，抛出点在原点上方，所 以坐标为正，接住点和落地点在原点的下方，坐标为负，根据三点与原点的距 离可知抛出点坐标为 3 m，落地点坐标为2 m，接住点坐标为0.5 m；故答案 选 B. 答案 B 122013 年 12 月 15 日 4 时 35 分，嫦娥三号着陆器与巡视器(“玉兔号” 月球车) 成功分离，登陆月球后“玉兔号”月球
21、车将在月球上开展 3 个月巡视勘 察若以着陆器所在地为坐标原点，以月球车运动方向为 x 轴的正方向，建立 一个一维坐标系月球车从距离原点 5 m 处出发，沿直线运动，经过一段时间 后到达距离出发点 15 m 处月球车最初位置坐标和最终位置坐标分别是 ( ) 图 117 A0，15 m B5 m，15 m C0， 20 m D5 m，20 m 解析 根据题意建立的坐标系，出发点距离原点 5 m，坐标为 5 m，末位置 距离原点 20 m，坐标为 20 m，所以 D 正确 答案 D 13一辆汽车从某商场门口(O 点)出发，沿东偏北 30的方向运动 200 m 至 A 点，然后又向正南方向运动 100 m 至 B 点(sin 300.5) (1)选取适当的坐标系，描述出该物体的运动轨迹； (2)根据建立的坐标系，分别计算出 A、B 两点的坐标 解析 (1)坐标系如图， OAB 为运动轨迹： (2)xA100 m，y A100 m3 xB 100 m，y B0 m3 答案 (1)如解析所示 (2)A(100 ，100)，B(100 ，0)3 3
