第一章运动的描述

第一章运动的描述

1、质点参考系和坐标系

一、学习目标

(1)理解

．．质点的概念，并能明确物体在什么情况下可以看作质点

(2)知道实际选取参考系时的原则；知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同；能在具体问题中分辨出参考系是何物体；没特别说明时，参考系就是指地球或大地

(3)知道坐标系的概念，知道并能够运用坐标系定量、准确描述物体的位置

．．和位置的变化二、学习重点、难点

重点：质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立

难点：理想化模型的建立、判断及相应的思想方法；运动相对性题目

三、学习过程

同学们，在初中我们学过，一个物体相对于别的物体的位置改变叫做机械运动，简称运动．机械运动是最普遍的自然现象．宇宙中的一切物体，小到原子内部的质子、中子和电子，大到遥远的恒星和星系，都在不停地运动着．有些物体，例如耸立的山峰、马路两侧的房屋、路面上的铁轨，看起来是不动的，其实，这些物体是随着地球一起运动的．物体的运动是千差万别的,第一、二章从最简单、最基本的直线运动入手，开始我们的研究。首先学习、掌握几个基本概念。

1、质点

物体都有一定的大小和形状。但是，在某些情况下却可以不考虑物体的大小和形状，从而使问题大为简化。

实例分析：在讨论一列火车从北京开往天津需用多少时间时，火车的长度和北京到天津的距离相比，可以不考虑。我们抛开火车的形状、大小等起作用很小的次要因素，把火车看作一个有质量的点，可使计算大大简化。

质点：①定义：用来代替物体的有质量的点②将物体看成质点的条件：物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点。

注意：①质点是实际物体的一种理想化模型，是实际物体的一种科学抽象。

②实际物体可抽象为质点的条件：当物体的形状、大小在所研究的问题中属于次要因素，对所研究问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点。一个物体能不能看做质点，要看问题的具体情况而定。

如：地球很大，但地球绕太阳公转时，地球的大小就变成次要因素，我们完全可以把地球当作质点看待．当然，在研究地球自转时，就不能把地球看成质点了。研究火车从北京到上海的运动时可以把火车视为质点，但研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点了．注意：物体的大小不是判断物体能否作为质点的依据．

【例1】下列关于质点的判断正确的是（）

A、质点是指很小的物体；

B、研究在平直的高速公路上行驶的汽车的速度时，汽车可视为质点；

C、杂技演员做空翻动作时，可视为质点；

D、研究巨轮停在海面上所在的位置时，巨轮可视为质点；

(3)质点的物理意义

质点是一个理想的物理模型，尽管不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。

(4)．判定一个物体能否当作质点的方法

①运动物体的大小跟所研究的问题有关的距离相比可忽略不计时，可将该物体当作质点。如：研究地球绕太阳运动时，将地球当作质点。火车长度远小于武汉到北京的距离，故研究火车从武汉到北京的时间时，将火车当作质点。

②平动的物体

由于物体上各个点运动的情况相同，可以选物体上任一点的运动代替整个物体的运动，故做平动的物体在研究其运动的性质时，可将它视为质点。

【注意】不能以物体的自身大小来决定物体是否可看成质点

变1：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．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟研究的问题相比甚小时，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

变2：研究下列哪种问题时，题中的物体可以看做质点( )

A．研究航天飞机绕地球飞行-周的时间

B．研究在斜坡上行驶的汽车通过斜坡的时间研究某学生骑车回校的速度．

C．研究自由体操运动员的动作

D．研究一列火车通过某一路标的时间

2、参考系：

1、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系．

2、注意：

(1)运动和静止都是相对于参考系的．

(2)参考系的选取是任意的．

(3)选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样．

(4)选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便．

(5)比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义．

实例分析：坐在行驶的火车里乘客的运动情况

以火车为参考系，乘客是静止；而以路边的树木为参考系乘客是运动的。

（选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果会有不同。要比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系，比较才有意义）

【例2】甲、乙、丙三人各乘一架直升飞机，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲机匀速上升，丙看到乙机匀速下降，甲看到丙机匀速上升，则甲、乙、丙三人相对于地面的运动情况可能是( )

A．甲、乙均下降，丙停在空中 B．甲、乙均下降，丙上升

C．甲、乙、丙均下降 D．甲、乙、丙均上升

3、坐标系

要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系。如果物体在一维空间运动，即沿一直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述。如下图所示为三种不同的坐标系，其中：(A)中M点位置坐标为x=2m；(B)中N点位置坐标为x=3m。y=4m；(C)中P点位置坐标为x=2m，y=3m，z=0m。