1.1质点参考系和坐标系
1.1 质点、参考系和坐标系
第一章运动的描述运动：物体的空间位置随时间的变化，称为机械运动，简称运动。
第一节质点参考系和坐标系一、教学目标：1、理解质点的概念，知道物体在什么情况下可以看成质点。
2、理解参考系的概念，体验不同的参考系中运动的相对性。
3、会用坐标系描述物体的位置。
二、教学重点、难点重点：1、质点的概念及物体视为质点的条件。
2、运用坐标系描述物体的位置。
难点：质点的概念及物体视为质点的条件。
三、教学过程：运动（机械运动）：物体相对于其它物体的位置变化。
研究对象参考系运动一、物体和质点：1、质点：用来替代物体的有质量的点。
2、意义：为了研究问题的方便（简化问题）而提出的理想化模型。
（科学抽象，事实上不存在）3、条件：研究问题时，其形状和大小对于所研究的问题没有影响或影响很小可以忽略时，物体就可以视为质点。
物体忽略形状和大小质点4、具体情况：⑴无关因素：平动物体⑵次要因素：轨迹问题、行程问题地球公转（自转）⑶实际问题：不涉及转动（具体问题具体分析）5、形状和大小不是视为质点的决定因素，而形状和大小对于我们所研究的问题是否可以忽略才是关键。
二、参考系（运动是绝对的，而静止是相对的）1、定义：为了研究物体的运动而事先假定为不动的物体，叫参考系。
2、选取规则：原则上是任意的，实际选取时以简洁方便为依据。
通常以地面或大地为参考系（举例说明）3、同一物体选取不同的参考系，其运动情况往往不同。
（举例）4、比较两物体的运动情况时，选取同一参考系才有意义。
（举例）5、运动是绝对的，静止是相对，通常所说的运动和静止都是相对于地球/地面。
三、坐标系（参考系的具体表现形式）建立坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度（标度/比例尺）1、描述物体的直线运动———坐标轴（一维坐标系）2、描述物体在平面上的运动———平面直角坐标系（二维坐标系）3、描述物体在空间中的运动———立体空间坐标系（三维坐标系）。
1.1质点、参考系和坐标系
我们生活的世界因为运动而多姿多彩。 运动是一切物体的固有属性，是物体的存 在形式，宇宙中的一切，大到天体，小到 分子、原子、都处在永恒的运动中.
不了解运动，就不了解自然！ ——亚里士多德
第一节
质点 参考系和坐标系
一、机械运动： 物体的空间位置随时间的变化叫机械运动， 简称运动。 机械运动是自然界中最简单、最基本的运动 形态。
河岸、竹排
2、敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪 烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行” 其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参 考系分别是什么？ 人 山（地面）
人（船）
两岸（青山）
襄邑道中
宋 陈与义
飞花两岸照船红，
百里榆堤半日风。
卧看满天云不动，
不知云与我俱东。
两岸（榆堤）
人
【当堂练习】
5m
O
X
如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴， 在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立 直线坐标系。
坐标系的几个要素：
原点
单位长度
正方向
数字
物理量的符 号和单位
说一说：对于在平面上运动的物体，例如冰场上 的花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为 应该怎样建立坐标系？
2、种类 1）描述直线运动 ——建立一维直线坐标系．
问题5：物体都可以看做质点吗？
例1、研究火车从北京开到上海的轨迹时 可以 研究火车运动过程中车轮的转动情况 不可以 研究地球绕太阳公转时的轨道 可以 研究地球的自转情况 不可以 研究原子核外电子的绕核运动 不可以 研究字典平移的一段距离 可以
问题6：从上面的例子中你发现了什么？
1）同一物体在研究不同问题时有时可以看 成质点，有时不能。 2）大小不是决定物体是否能看成质点的条 件，再大的物体有时也可以看成质点，再小 的物体有时也不能当成质点。
物理必修一1.1 质点 参考系和坐标系
图7
解析 甲、乙两人的争论是由于选择的参考系不同而引起的，A错，B对； 研究物体的运动时一定要选择参考系，C错； 参考系的选择具有任意性，D错.
12345
4.(参考系)(2019·上海市七宝中学期中)小刚同学在一次蹦极运动后说：“在下落运动
的那段时间里，我感觉大地扑面而来.”这里的“扑面而来”所选的参考系是
第一章 运动的描述
学习目标
1.理解什么是质点，知道质点是一种理想化物理模型. 2.知道把物体看做质点的条件. 3.知道参考系的概念，知道选取不同的参考系对物体的运动情况的描述可能
不同. 4.理解坐标系的概念，会用一维坐标系描述物体的位置及位置的变化.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
知识梳理
预习新知 梳理教材
知识深化
三种坐标系的比较
分类 项目
直线坐标系
平面坐标系
空间坐标系
物体在某平面内做曲线
适用运动 物体沿直线运动时
物体在空间内做曲线运动时
运动时
在平面内画相互垂直的 在空间画三个相互垂直的x 在直线上规定原点、
x轴与y轴，即可组成平 轴、y轴和z轴，即可组成三 建立方法 正方向和单位长度，
面直角坐标系.物体的 维坐标系.物体的位置由三 就建立了直线坐标系
位置由一对坐标值确定 个坐标值来确定
应用实例
N点位置坐标：x＝3 m， P点位置坐标：x＝2 m，
M点位置坐标：x＝2 m
y＝4 m
y＝3 m，z＝4 m
例3 从高出地面2 m的位置竖直向上抛出一个球，它上升4 m后回落，最后小球到达 地面，如图6所示.分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正方向， 填写下表：
二 参考系
1.1 质点_参考系和坐标系
难道我们真的无法准确描述物体的运动吗？
1 质点（mass point）
1.1 某些情况下，将物体简化为一个有质量的点
质点
1.2 质点是一个理想化的“物理模型” 忽略次要因素：形状、大小等 突出主要因素：具有质量（本质属性)
矛盾的主 次方面
物体与质点：
1、只有质量，没有形状和大小的点叫质点 2、质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型
2．参考系的选择是任意的，以方便、简单为原 则，研究地面上物体的运动时，一般选地面
3. 同样的物体，选取不同的参考系，运动状态 不同
诗境中的相对运动
飞花两岸照船红， 百里榆堤半日风。 卧看满天云不动， 不知云与我俱东。
3 坐标系（coordinate system） 3.1 坐标系的建立
4.研究列车通过一座桥梁运动时，能否将火车视为质点？
5.跳水运动员下落的时间； 6.跳水运动跳水的评分、运动要领
练习：撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目，一 般来说可以把撑杆跳高运动分为几个阶段：助跑，撑 杆起跳，越过横杆，讨论并思考后回答，在下列几种 情况下运动员能否被看作质点，从中体会质点模型的 建立过程。
一个物体能否看成质点，取决于它的 形状和大小在研究问题中是否可忽略不计， 而跟自身的体积的大小，质量的多少和运 动的速度的大小无关。
质点（mass point）
研究：在下列问题中，能否将物体看作质点？
1.究地球绕太阳的公转 2.研究由于地球的自转而造成各处季节的变化时，能否将地 球视为质点？ 3.一列沿京沪铁路运行的列车，若要研究它从北京到上海的 运动时，能否将它视为质点？
为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在 参考系上建立适当的坐标系。
1.1 质点 参考系和坐标系
1.1 质点参考系和坐标系班级：组别：姓名：编写人【学习目标】(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。
(2)知道参考系的概念，知道选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单。
(3)知道坐标系的概念，能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
【学习重点】1.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。
2.在研究具体问题时，如何选取参考系。
3.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。
【学习难点】理想化模型《一》预习检查1.什么是机械运动？2.详细描述物体的运动有什么困难？3.什么是质点？《二》讨论与交流一．物体和质点（1）质点就是没有，没有，只具有物体的点。
（2）能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？【讨论与交流】1.地球是一个庞然大物，直径约为12 800 km，与太阳相距1.5×108 km。
研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点？研究地面上各处季节变化时，能不能把它看成质点？2.撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目，一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段：助跑、撑杆起跳、越过横杆.讨论并思考后回答，在下列几种情况下运动员能否被看作质点，从中体会质点模型的建立过程. （1）教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点？（2）分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点？（3）测量其所跳高度（判断其是否打破纪录）时，能否将其看成质点？3.物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处？二、参考系设想一下，你和你的同桌正在太空站里一边喝咖啡一边聊天。
在“地球人”看来，你们随太空站以很大的速度绕地球运动。
问：你和你的同桌能感到自己在高速运动吗？为什么？在描述一个物体的运动时，选来作为的另一个物体叫做参考系。
【讨论与交流】1.电影《闪闪的红星》中有两句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。
”这其中分别描述了两种运动情景，那么描述竹排的运动是以为参考系的，而描述群山的运动是以为参考系的。
1.1质点、参考系和坐标系
第一章、运动的描述1、质点、参考系和坐标系班级：姓名：小组：【学习目标】1、掌握质点的概念，能够判断什么样的物体可视为质点；2、知道参考系的概念，并能判断物体在不同参考系下的运动情况；【学习重点】1、质点模型的建立；2、参考系的重要性。
【学习难点】。
、把实际物体抽象成质点，体会这种研究方法【自主学习】1．机械运动：物体的变化，也就是物体的随时间的变化，是自然界中最、最的运动形态，称为机械运动，简称为运动。
2．质点：我们在研究物体的运动时，在某些情况下，可以不考虑物体的和，而突出“物体具有_______”这一要素，把它简化为一个______ ，称为质点。
一个物体能否看成质点是由___决定的。
3．参考系：在描述物体的运动时，要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于它的位置是否随时间变化，以及怎样变化。
这种用来做的物体称为参考系。
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。
【学习探究】本章章首语中有一句最核心的话：“物体．．的空间位置．．随时间的变化……，称为机械运动”。
“质点”，就是其中“物体”的一种最简单模型；而“参考系、坐标系”是确定位置及其变化的工具。
一、质点：在某些情况下，在研究物体的运动时，不考虑其形状和大小，把物体看成是一个具有质量的点，这样的物体模型称为“质点”。
1．“质点”是一种科学的抽象，是一种理想化模型，是在研究物体运动时，抓住了物体的主要因素，忽略了次要因素，它是实际物体的近似，是一种最简单的模型（以后还会遇到更多的模型）。
2．一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的，一般在以下两种情况下能把物体抽象成质点（1）物体上各部分的运动情况都相同时。
如沿斜面下滑的木块可看成质点。
（2）物体本身的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时。
如研究地球绕太阳公转时，地球大小相对于地球到太阳的距离可忽略，可把地球视为质点。
例1．在研究火车从上海站到北京站的运行时间（通常只须精确到“分”），能不能把火车看成质点？在研究整列火车经过一个隧道的时间（通常精确到“秒”），能不能把火车看成质点？由此你得出什么看法？二、参考系为了研究物体的运动，被选来作参考．．的其他物体称为“参考系”。
1.1质点_参考系和坐标系
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下一页Βιβλιοθήκη 2 关于质点，下列说法正确的是 （ ） A．质点就是一个体积很小的小球 B．只有很小的物体才能被视为质点 C．质点不是实际存在的物体，只是一种理想模型 D．大的物体有时也可以被视为质点
解析 质点不是实际存在的物体，更不是小球，是实际物体的近似， 是理想模型；不一定小的物体才可以被视为质点，如地球很大，但 在研究地球公转时可将其视为质点．
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知识归纳
坐标系
（1）定义：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系 上建立适当的坐标系．
（2）一维坐标系：选某一位置为坐标原点，以某个方向为正方向，选 择适当的标度建立一个坐标轴，就构成了一维坐标系，适用于描述物体在 一维空间运动（即物体沿一条直线运动）时物体的位置．
（3）二维坐标系：由两个互相垂直的坐标轴组成，适用于物体在二维 空间（即在同一平面）内运动时，又称为平面直角坐标系．
答案 D
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目录
生活中我们常常需要准确地描述一个物体的位置。假如 你站在图中人的位置，请你分别确定出足球、学校和红旗的 位置。（红旗到地面的距离为10米）
50米
20米
100米
参考答案： （1）足球在人的前方50米处。 （2）学校在人的前方70米向右 转100米处。 （3）红旗在人的前方70米向右 转100米地上10米处。
2、从水平匀速飞行的飞机上向外自由释放 一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程 中，下列说法正确的是（ C ） A、从飞机上看，物体静止 B、从飞机上看，物体始终在飞机的后方 C、从地面上看，物体做曲线运动 D、从地面上看，物体做直线运动
答案 C D
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目录
参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体 叫参考系．
1.1质点_参考系和坐标系
答案 BCD 要准确地描述物体的运动， 点评 要准确地描述物体的运动 ， 参考系的选取非常关 如在本题中，甲中乘客在观察高楼的运动时， 键．如在本题中，甲中乘客在观察高楼的运动时，是以自己 所乘的电梯为参考系．若以地面为参考系，高楼是静止的． 所乘的电梯为参考系．若以地面为参考系，高楼是静止的． 变式训练1 变式训练 我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考 下列说法正确的是( ) 系．下列说法正确的是 A．我们说“太阳东升西落”，是以地球为参考系的 ．我们说“太阳东升西落” B．我们说“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的 ．我们说“地球围绕太阳转” C．我们说 “同步卫星在高空静止不动 ” ， 是以太阳为 ． 我们说“同步卫星在高空静止不动” 参考系的 D．坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、 电线杆迎面 ． 坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、 向他飞奔而来， 向他飞奔而来，乘客是以火车为参考系的
图1－1(3) － 多维坐标系(如三维立体空间坐标系 如三维立体空间坐标系)： 多维坐标系 如三维立体空间坐标系 ：物体的运动不在 同一平面内时，可以建立多维坐标系. 同一平面内时，可以建立多维坐标系
方法指导
一、理解质点 例1 2008年8月16日，牙买加运动员博尔特在北京奥运会 年 月 日 上以9秒 打破男子百米跑世界纪录 再创速度极限． 打破男子百米跑世界纪录， 上以 秒 69打破男子百米跑世界纪录 ， 再创速度极限 ． 下列 说法正确的是( ) 说法正确的是 A．在博尔特的 米飞奔中， ．在博尔特的100米飞奔中，可以将他看做质点 米飞奔中 B．教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点 ．教练为了分析其动作要领， C．无论研究什么问题，均不能把博尔特看做质点 ．无论研究什么问题， D．是否能将博尔特看作质点 决定于我们所研究的问题 ．是否能将博尔特看作质点,决定于我们所研究的问题
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2 参考系（reference frame）
参考系的选择 （1）选择的任意性（一般选择地球和相 对于地球静止的物体） （2）同一物体对于不同的参考系，运动 可能不同
注意：比较两个物体的运动情况，必须选 择同一个参考系才有意义。
3 坐标系（coordinate system）
如何确定物体的位置？
若物体只在一条直线上运动，如何描述位置 及位置变化？ 文字描述方便吗？能精确吗？ 有没有简便又准确的方法？
运动的描述
高中物理 必修 ①
观察与思考
想一想
如何解释小孩的静止？
物体的运动是相对的 —— 运动的相对性 描述运动要寻找参考物体
运动的描述
高中物理 必修 ①
2 参考系（reference frame）
2.1 为描述物体的运动而选用来做参考的另外物体 参考系
做一做
“日出东方，夕阳西下”是以________ 作为 参考系的;“小小竹排江中游，巍巍青山两岸 走”第一句以 ________为参考系，第二句是 以___________为参考系。
1 质点（mass point）
归纳 3、物体能否看作质点，取决于它的形状和大小 在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体 自身体积的大小，质量的多少和运动速度的大小 无关。 4、一个物体能否看作质点取决于所研究问题的 性质，即使同一个物体在研究问题不同时，有的 情况下可以看作质点，而有的情况下不可以看作 质点。
运动的描述
高中物理 必修 ①
1 质点（mass point）
研究：在下列问题中，能否将物体看作质点？ ① 研究地球绕太阳的公转 ② 一列沿京沪铁路运行的列车，若要研 究它从北京到上海的运动时，能否将它视为质 点？ ③ 研究由于地球的自转而造成各处季节的 变化时，能否将地球视为质点？ ④ 研究火车通过一座桥梁运动时，能否将 火车视为质点？
A、绕太阳运转的地球
B、研究飞行中螺旋桨转动情况的直升机
C、计算从北京开往汕头运行时间的火车
D、计算通过路口所用时间的火车
1 质点（mass point）
归纳
1、物体上各点的运动情况相同时，可以 看作质点，一般研究物体的转动时不能把 物体看作质点。 2、物体有转动，但物体的转动不是我们 所研究的主要问题时，物体的本身大小和 形状已变成了次要因素，物体可以看作质 点。
A -4 -3 -2 -1 O 1
B 2 3 4 X/m
A 点坐标 xA = -3m B 点坐标 xB = 2m
走过的路程ＳＡB = ５m
运动的描述
高中物理 必修 ①
观察与思考
y
y1
0
X1
x
问题: 如何确定物体的位置？
说 一 说
对于在平面上运动的物体，例
如冰场上的花样滑冰运动员，要描 述他们的位置，你认为应该怎样建 立坐标系？
那么我们如何准确描述物体的运动呢？
例：飞机以某速度从南京飞向北京, 火车在南京与上海之间的运行
车箱的颤动 我们考虑吗？ 我们是否要考 虑飞机本身大 小形状？
我们已经很自然的忽略某些次要因素（如 形状、大小），只关心主要的方面。
1 质点（mass point）
（1）某些情况下，将物体简化为一个有质量的点 —质点 （2）质点是一个理想化的“物理模型” 忽略次要因素：形状、大小 等突出主要因素：具有质量 （本质属性) 矛盾的主 次方面
* 坐 标 系 3
三维直角坐标系：三维空间
y
0
x
z
课堂训练
C ） 2.下列关于质点的说法中，正确的是（ A.体积很小的物体都可看成质点 B.质量很小的物体都可看成质点 C.无论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟 物体间距相比甚小时(大于100倍)，就可以 看成质点 D.只有低速运动的物体才可看成质点,高速 运动的物体不可看作质点
3感悟“质点”概念 下列情况中的物体不能看作质点的是（ ）
运动的描述
高中物理 必修 ①
3 坐标系（coordinate system） 3.3 在坐标系中物体位置的表示方法
y/m
2 1 _ 2 _1 0 _1 _2
A
x = _____ m y = _____ m
12Βιβλιοθήκη x/m或A（2m，2m）平面坐标系
说 一 说
对于在空间里运动的物体，例
如孙悟空腾云驾雾，要描述他的位 置，你认为应该怎样建立坐标系？
提问:当我们研究地球公转的规律时怎么样看待 地球??
如果研究其自转,还可以把地球看作一个质点吗？
刘翔在110米栏赛中„„
1.现若要研究他的平均速度时是否可以把他看作质点?
2.若要研究他最后冲刺时的挺身动作,又是否能把他看作质点?
答案1.在研究他的平均速 度的时候,身体的大小与 其路程110米来说是可以 忽略的! 答案2.研究他在最后冲刺 的挺身动作,涉及到的是 具体的一些微小动作,此 时人的大小与研究的问 题对象关系密切,不能看 做质点!
运动的描述
高中物理 必修 ①
3 坐标系（coordinate system） 3.1 坐标系的建立 为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在 参考系上建立适当的坐标系。 3.2 坐标系的构成要素 原点、正方向、标度、物理量、单位
运动的描述
高中物理 必修 ①
3 坐标系（coordinate system） 3.3 在坐标系中物体位置的表示方法 如图所示，汽车沿 x 轴做直线运动，从 A 点运动到 B 点，由图判断 A 点坐标、B 点坐标和走过的路程。
第一章 运动的描述
1、质点 参考系和坐标系
在我们周围可以看到各种各样的运动：
雄鹰在飞翔 地球在转动 乌龟在跑 火箭飞向太空
一切物体都在运动着
运动是绝对的
运动的描述
高中物理 必修 ①
不了解运动就不了解自然 —— 亚里士多德
物体的空间位置随时间的变化，叫机 械运动，它是自然界最简单最基本的运动 形式。
质点小结：
质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。 质点是对实际物体的近似，这也是物理学中 常用的一种重要的研究方法。 一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小 在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体 积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。 1.研究下列运动时，可以把物体看作质点的是 （ BC ） A、做精彩表演的花样滑冰运动员 B 、教练在战术板上布置跑位的队员 C、研究飞出枪口后运动轨迹时的子弹 D 、研究乒乓球比赛中打的弧圈球