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2019-2020年人教版必修一1.1《質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系》WORD教案12 第一節(jié) 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系 〖新課標(biāo)要求〗 1、 理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道物體在什么情況下可以看成質(zhì)點(diǎn)，知道它是一種科學(xué)抽象。 2、 知道參考系的概念，知道對(duì)同一物體的運(yùn)動(dòng)選取不同的參考系時(shí)，觀察到的結(jié)果可能不同；在選擇參考系時(shí)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，建立坐標(biāo)系的重要性，并能根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)情況建立合適的坐標(biāo)系。 4、 體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，形成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣，提高自主獲取知識(shí)的能力。 5、 體會(huì)用坐標(biāo)方法描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并比較體會(huì)，增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識(shí)和能力。 〖新課預(yù)習(xí)〗 1、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)：一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體______的變化叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 2、 質(zhì)點(diǎn)： （1）、定義：不考慮物體的_______和_______，把物體簡化為一個(gè)有_______的點(diǎn)，稱為質(zhì)點(diǎn)。 （2）物體可以看作質(zhì)點(diǎn)的條件：如果在研究的問題中，物體的_______、_______以及物體上各部分運(yùn)動(dòng)的差異是次要的或不起作用的無關(guān)因素時(shí)，就可以把物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。 提示：質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一個(gè)理想化模型。 3、 參考系： （1） 概念：在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，用來作為_______的另一個(gè)物體稱為參考系。 （2） 參考系的選擇：描述同一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，若以不同的物體作為參考系，觀察到的結(jié)果可能是不同的，參考系的選擇原則上是_______的，但是在實(shí)際問題中應(yīng)當(dāng)以研究問題的方便、對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡單為原則，通常取_______或相對(duì)于_______不動(dòng)的其他物體作參考系比較方便。 4、 坐標(biāo)系： （1） 概念：為了定量描述物體的_______及_______變化，在_______上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。 提示：畫坐標(biāo)系時(shí)必須標(biāo)上_______、_______和_______。 （2） 根據(jù)坐標(biāo)系描述物體的復(fù)雜程度，可將坐標(biāo)系分為_______、_______、_______。 〖知識(shí)精講〗 知識(shí)點(diǎn)1. 質(zhì)點(diǎn) [例1] 在研究下列哪些運(yùn)動(dòng)時(shí),指定的物體可以看做質(zhì)點(diǎn)( ) A．從廣州到北京運(yùn)行中的火車 B．研究車輪自轉(zhuǎn)情況時(shí)的車輪 C．研究地球繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)的地球 D．研究地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的地球 [思路分析]物體可以簡化成質(zhì)點(diǎn)的條件是：在所研究的問題中，物體的體積和形狀應(yīng)屬于無關(guān)因素或次要因素。物體平動(dòng)時(shí)和所研究的距離遠(yuǎn)大于物體本身的某些幾何尺寸時(shí)，便可簡化為質(zhì)點(diǎn)。 [總結(jié)]質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型，是一種科學(xué)的抽象，要抓住主要因素，忽略次要因素。分析這類問題時(shí),要抓住問題的關(guān)鍵，具體問題具體分析。 [變式訓(xùn)練]下列情況的物體，哪些可以看做質(zhì)點(diǎn)( ) A. 研究鐘表時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)情況 B. 正在做花樣滑冰的運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng) 知識(shí)點(diǎn)2. 參考系 [例2] 甲、乙、丙三人各乘一個(gè)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(yùn)動(dòng)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(jié)]分析這類問題時(shí)，要緊扣參考系的定義，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，由簡單到復(fù)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(xùn)練] 關(guān)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(dòng)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(dòng)的物體 D．任何物體都可以被選作參考系 知識(shí)點(diǎn)3：坐標(biāo)描述質(zhì)點(diǎn)位置及位置變化用 [例3] 一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 x/m 0 5 -4 -1 -7 1 (1) 請(qǐng)?jiān)谙旅娴膞軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位置。 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 x/m (2) 哪個(gè)時(shí)刻離開坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)？有多遠(yuǎn)？ [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(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。這一質(zhì)點(diǎn)在一直線上運(yùn)動(dòng)，所以以運(yùn)動(dòng)路徑所在的直線為x軸標(biāo)出各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)如圖。由圖不難看出，第4s末質(zhì)點(diǎn)離開坐標(biāo)原點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)，為7m。 [變式訓(xùn)練] A B C 質(zhì)點(diǎn)由西向東運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)出發(fā)到達(dá)C點(diǎn)再返回B點(diǎn)靜止。如圖，若AC=100m，BC=30m，以B點(diǎn)為原點(diǎn)，向東為正方向建立直線坐標(biāo)，則：出發(fā)點(diǎn)的位置為________ m，B點(diǎn)位置是________ m，C點(diǎn)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(diǎn)精析〗1、關(guān)于質(zhì)點(diǎn)： 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(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)。這種用來代替物體的沒有大小和形狀、但有質(zhì)量的點(diǎn)，叫做質(zhì)點(diǎn)。 質(zhì)點(diǎn)是為了簡化問題，抓住主要因素，忽略次要因素，由實(shí)際物體抽象出來的一種理想模型。能否將物體看成質(zhì)點(diǎn)是根據(jù)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(jù)物體的大小。有的物體盡管很小，卻不能視為質(zhì)點(diǎn)，而有的物體盡管很大，卻可以看作質(zhì)點(diǎn)。 在下列情況下物體可以視為質(zhì)點(diǎn)： (1)一個(gè)物體，如果它的各部分的運(yùn)動(dòng)情況都相同，一般情況下這個(gè)物體可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。 (2)物體的形狀、大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所研究的距離，這種物體也可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)。 (3)在中學(xué)物理中，所研究的物體，除非涉及轉(zhuǎn)動(dòng)，一般都可把它們當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。 質(zhì)點(diǎn)的判斷是本節(jié)易錯(cuò)的地方，應(yīng)該知道，物體的大小，質(zhì)量多少不是物體能否看成質(zhì)點(diǎn)的條件，而應(yīng)根據(jù)它們對(duì)所討論的問題影響大小來確定。 [例4] 下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法，正確的是（ ） A． 質(zhì)點(diǎn)就是很小的物體 B． 物體抽象成質(zhì)點(diǎn)后，物體自身的大小和質(zhì)量均可忽略 C． 質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，事實(shí)上質(zhì)點(diǎn)并不存在 D．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體不可以看成質(zhì)點(diǎn) [變式訓(xùn)練] 下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中，正確的是（ ） A． 體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) B． 質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) C． 不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸跟物體間距離相比甚小時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn) D． 只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看做質(zhì)點(diǎn) 2．關(guān)于參考系： （1）要描述某個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(duì)于參考系的位置），并進(jìn)而研究物體的位置變化情況，即運(yùn)動(dòng)情況。 （2）選取不同的物體作為參考系，同一物體的運(yùn)動(dòng)就不同，某個(gè)物體相對(duì)于某一參考系可能是運(yùn)動(dòng)的，而選其他物體為參考系時(shí)，它可能是靜止的，這就叫運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。 （3）參考系的選擇是任意的，但應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，常選取大地為參考系。 例5．在平直行駛的汽車內(nèi)，一個(gè)乘客以自己為參考系向外觀察，他看到的下述現(xiàn)象哪個(gè)肯定錯(cuò)了（ ） A．車同向行駛的自行車向后運(yùn)動(dòng) 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(dòng) D．路旁的房屋向后運(yùn)動(dòng) [思路分析] 運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，以運(yùn)動(dòng)的物體為參考系時(shí)地面上的靜止物體以等大反向的速度運(yùn)動(dòng)，所以路旁的小樹應(yīng)該和房屋一樣是向后運(yùn)動(dòng)的。 [方法總結(jié)] 物體的運(yùn)動(dòng)情況取決于參考系的選擇。兩個(gè)參照系之間彼此觀察對(duì)方的運(yùn)動(dòng)情況一定正好相反的。 [變式訓(xùn)練] 東漢時(shí)期的著作《尚書緯考靈瞿》中談到地球的運(yùn)動(dòng)時(shí)這樣寫道：“地恒動(dòng)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(gè)理想模型“質(zhì)點(diǎn)”，中學(xué)力學(xué)內(nèi)容幾乎都是質(zhì)點(diǎn)力學(xué)知識(shí)。因而在解題過程如何把實(shí)際物體看作質(zhì)點(diǎn)是求解的基礎(chǔ)；而一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)的關(guān)鍵在于研究對(duì)象與你所研究問題的關(guān)系。 例6 下列說法正確的是（ ） A．運(yùn)轉(zhuǎn)中的地球不能看做質(zhì)點(diǎn)，而原子核可以看做質(zhì)點(diǎn) B．研究火車通過路旁一跟電線桿的時(shí)間時(shí)，火車可看做質(zhì)點(diǎn) C．研究2004奧運(yùn)會(huì)乒乓球女單冠軍張怡寧打出的乒乓球時(shí)，不能把乒乓球看做質(zhì)點(diǎn) D．研究在平直的高速路上飛馳的汽車的速度時(shí)，可將汽車看做質(zhì)點(diǎn)