质点、参考系和坐标系
人教版(2019)高中物理必修第一册第一章第1节质点 参考系和坐标 (共14张PPT)
(10m,20m)
-20
随堂训练
7、以某十字路口的交通岗亭为坐标原点，向东为x轴正方向，向 南为y轴正方向，画出坐标系描述坐标为（-60m，80m）的建筑 物相对交通岗亭的位置，并求该建筑物距岗亭的距离。
0
x
s 602 802
100(m)
y
（2）取A端为坐标原点，A、B点的坐标又是多少？环从A到B的过程中位 置变化了多少？
（3）由以上两问可以看出，坐标原点的不同对位置坐标还是位置变化有影 响？
随堂训练
5、如图所示，一根长0.8m的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，
从杆的顶点A向下滑动，向下为正方向，
（1）取杆的下端O为坐标原点，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到 B的过程中，位置变化了多少？（OB间距离为0.2m）
小小竹排江中游， 巍巍青山两岸走。
随堂训练
2、明代诗人写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛，人在 桥上走，桥流水不流”其中“桥流水不流”中的“桥流”选择的参 照系为( )
A．水
B．桥
C．人
D．地面
随堂训练
3、（多选）某空军红鹰飞行表演队驾驶我国自主研制的k-8高级 教练机首次亮相，飞出特高难动作，如图为六机低空拉烟通场表 演，以非常一致的飞行姿态通过观礼台．飞机编队保持队形不 变．下列关于飞机运动情况的说法正确的是（ ） A地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系 B飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系 C以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的 D以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的
-0.8
xA 0.8m
xB 0.2m
x xB xA
-0.2
0.6m
随堂训练
§1-1 质点 参考系和坐标系
的物体称为参考系。 的物体称为参考系。
由于运动描述的相对性，凡是提到运动， 由于运动描述的相对性，凡是提到运动， 都应该弄清楚它是相对哪个参考系而言的， 都应该弄清楚它是相对哪个参考系而言的， 要比较两个物体的运动情况， 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！ 参考系，比较才有意义！参考系选择得当就 会使问题研究变的简洁、方便！ 会使问题研究变的简洁、方便！
D
）
A．参考系必须选取静止不动的物体 ． B．参考系必须是和地面联系在一起的 ． C．在空中运动的物体不能作为参考系 ． D．任何物体都可以作为参考系 ．
例5、“坐地日行八万里，巡天遥看 、 坐地日行八万里， 一千河。 这一句诗表明（ 一千河。”这一句诗表明（ BC A．坐在地上的人是绝对静止的 ． B．坐在地上的人相对地球以外的其他 ． 星体是运动的 C．人在地球上的静止是相对的，运动 ．人在地球上的静止是相对的， 是绝对的 D．以上说法都错误 ． ）
参考系（ 参考系（reference frame)： ：
在描述一个物体的运动 选来作参考的物体， 时，选来作参考的物体，叫 做参考系。 做参考系。
注意： 注意：
（1）参考系的选择是任意的 ）参考系的选择是任意的. （2）对同一个运动的描述，参考系不同 ）对同一个运动的描述， 运动的描述就可能不同。 运动的描述就可能不同。 （3）若无特别说明，通常是以地面或相 ）若无特别说明， 对地面静止的物体为参考系。 对地面静止的物体为参考系。
那么，如果研究地球自转， 那么，如果研究地球自转，考查地球上各点的运 还可以把地球看作质点吗？为什么？ 动，还可以把地球看作质点吗？为什么？ 不能，因为地球上各点的运动情况不一样。 不能，因为地球上各点的运动情况不一样。
第一节质点参考系坐标系
答案：CD
如何描述物体的运动呢？
观察图片思考问题：
武汉长江大桥长度为1200米。某一天，一辆5米 长的私家车以10米每秒的速度从汉阳开往武昌， 与此同时一列长为800米的动车以20米每秒的速 度也从汉阳开往武昌，问： 私家车与火车的过桥时间各是多长？若不考虑各 自长度呢？
私家车的长度，形状对问题的影响可以忽略不计 在研究某些问题时，我们可以忽略物体的大小和 形状，而仅仅突出“物体具有质量”这一要素， 从而可以把它简化成一有质量的点。
三、质点
1、定义：不考虑物体的大小和形状, 只用一个有 质量的点来代替物体的理想化的物理模型 2、物体可视为质点的条件:物体的大小和形状对 所研究的问题影响不大,可忽略不计 注：质点是一种科学抽象的理想化物理模型；
思考辨析：
a、大的物体(如地球)一定不能看成质点吗? 小的物体(如分子)一定可看成质点吗? b、匀速运动的物体可看做质点,转动的物体不能 看成质点吗?
例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，所 以，引入这个概念没有多大意义 B、只有体积很小的物体才能看做质点 C、凡有轻小的物体，皆可看做质点 D、如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无 关或次要因素时，即可把物体看做质点
答案：D
提升训练
关于质点，下列说法中正确的是 （ ） A、地球不能看做质点，而原子核可以看做质点 B、研究火车通过路旁一根电线杆时，火车可看做 质点 C、研究乒乓球中的弧圈球时，不能把乒乓球看做 质点 D、研究跳水运动员的跳水动作时，不能把运动员 看做质点
第一章 运动的描述
第一节 质点 参考系和坐标系
初中衔接知识点
1、在物理学里，我们把物体位置的变化叫做 2、要描述物体的位置变化，需要选一个 物体来做参考，人们把它叫做 3、运动是绝对的又是相对的，绝对的说宇宙间 一切物体都在 ，相对的是指物体具 体做何种运动是相对 来说的
高中物理质点、参考系和坐标系的知识点
高中物理质点、参考系和坐标系的知识点1质点1.定义：用来代替物体的有质量的点，是一个概念化的模型。
2.原则：物体的大小和形状对研究问题忽略不计影响或影响很小可以没有。
3.内容：(1)没有形状、大小，而具有质量的点。
(2)质点是一个理论化的质点物理模型，实际并不存在。
(3)一个物体能否看成旋转轴，并不玻色子取决于这个粒子的大小，而是看在所研究的问题中物体的形状、被忽视大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素，要具体问题具体分析。
1参考系、坐标系1、参考系定义：为了研究物体的文学运动而假定不动的物体。
2、注意点：体育运动的描述是相对的，因参考系的选取的不同而不同。
参考系的选择以研究问题的方便为原则。
3、坐标系：为了定量描述物体的位置及位置的变化而建立的参考系。
(1)物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。
(2)在描述一个物体运动时，选来作为标准的(即假定为不动的)另外的物体，叫做参考系。
①对同一运动物体，选取不同的作以物体作惯性时，对物体的窥探观察结果往往不同的。
②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对深入研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够并使解题显得简捷。
③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以或初始条件取地面作为参照系?1坐标系为了定量地描述物体的位置及位置环上的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。
是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的经典力学。
(1)坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。
具体有：①一维坐标：描述物体在一条直线那条上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上有关规定原点、圣戈当斯区方向和单位长度，建立直线坐标系。
如图1—1—1所示，若某一星体运动到A点，此时它的位置坐标XA=3m，若它运动到B点，则此时它的坐标XB=-2m(“-”表示沿X轴负方向)。
②二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内所运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置③三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。
质点 参考系和坐标系
1、地球公转
地球到太阳距离 1.5 108 km 地球的直径
1.3 10 km
4
研究地球的公转时可以忽略地球的大小 和形状而把它视为“点”
2、火车行驶
当我们只关心列车 整体运动时，可以认为 列车上各点的运动情况 完全相同，因而可以用 它上面一个“点”的运 动表示列车这个庞然大 物的运动。
这个有质量的点称为质点
1、质点 参考系和坐标系
在我们周围,到处可看到物体的运动
物体的空间位置随时间的变化叫做机械运动
一、物体与质点
(1)要准确描述雄鹰身上各点的位置随时间的变化不 是容易事，困难和麻烦出在哪儿呢？ 雄鹰的翅膀在雄鹰身体前进时上下运动 任何物体都具有一定的形状和大小，各部分的 运动情况一般说来不一样。 (2)如果我们研究雄鹰从百官飞往杭州时，它在空中 的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等 问题时，需要了解它身体各部分运动的区别吗？ 在物理学中为了研究的方 便,可以用一个小点代替物体
思考 关于质点，下列说法正确的是( C ) A．质点一定是体积、质量极小的物体 B．研究旋转效应的足球时，足球可看作质点 C．虽然地球很大，且有自转，研究地球公转 时仍可作为质点 D．研究航天员翟志刚在太空漫步时的动作时， 他可被看作质点
初中所知:描述物体运动时，用来作参考(假 定为不动) 的物体称为参照物 初中:参照物 高中:参考系
二、参考系
参考系的研究
参考系的研究
参考系小结
运动和静止是相对于参考系的。 参考系的选取是任意的(运动与静止物均可)。
选择不同的参考系，观察的结果可能不一样， 也可能一样。
选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简 单、方便（一般取地面或地面上的静止物）。
高中物理必修1人教版精品课件第一章质点 参考系和坐标系
例2 观察图4中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况， 下列说法正确的是
图4 A.甲、乙两车一定向左运动 B.甲、乙两车一定向右运动 C.甲车可能运动，乙车向右运动
√D.甲车可能静止，乙车向左运动
解析 答案
针对训练 (多选)下列关于运动的描述中，叙述正确的是 A.诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东” 中“云与我俱东”是以
船为参考系的
√B. “明月松间照，清泉石上流”，是以山石为参考系的
C.“太阳东升西落”，是以太阳为参考系的
√D.升国旗时，观察到国旗冉冉升起，是以旗杆为参考系的
答案
三、坐标系
[导学探究] 描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？ (1)描述百米运动员在跑动中的位置. 答案 以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系； (2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置. 答案 以滑冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向， 建立二维平面直角坐标系； (3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置. 答案 确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系.
多大意义 B.体积很小的物体都可以看成是质点，而体积较大的物体一定不能看成
质点 C.只要物体运动不是很快，就可以把物体看成质点
√D.物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时，可以将物体看成
质点
1234
解析 答案
2.(质点的实例判断)如图5所示，研究下列现象，涉及到的物体可看做质点 的是
图5
√A.研究地球绕太阳公转的时间
答案
[知识深化] 坐标系的建立及应用
分类 直线坐标系
项目
平面坐标系
空间坐标系
适用 物体沿直线运 物体在某平面内做曲 物体在空间内做曲线
第一节 质点 参考系和坐标系教学参考
人教课标高一物理必修1第一章运动的描述第一节质点参考系和坐标系教学参考学习目标:1.理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。
2.知道参考系的概念和如何选择参考系。
学习重点难点:质点的概念。
主要内容:一、运动1.定义：物体相对于其他物体的位置变化,叫做运动。
2.运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。
运动是绝对的，静止是相对的。
二、物体和质点1.定义：用来代替物体的有质量的点。
①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。
②质点没有体积，因而质点是不可能转动的。
任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。
同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。
2．物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点。
3．突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。
质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。
思考：1．能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？2．研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？3．原子核很小，可以把原子核看作质点吗？【例一】下列情况中的物体，哪些可以看成质点（）A．研究绕地球飞行时的航天飞机B．研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮C．研究从北京开往上海的一列火车D．研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱课堂训练：1．下述情况中的物体，可视为质点的是（）A．研究小孩沿滑梯下滑B．研究地球自转运动的规律C．研究手榴弹被抛出后的运动轨迹D．研究人造地球卫星绕地球做圆周运动2.下列各种情况中，可以把所研究对象（加点者）看作质点的是（）A.研究小木块．．．的翻倒过程B．研究从桥上通过的一列队伍．．．．C．研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱．．D．汽车后轮．．，在研究牵引力来源的时三、参考系1．定义：宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。
1-1.质点参考系和坐标系
二、参考系
为了确定物体的位置和描述物体运动而被选作 物体。 参考的假定不动的物体。 参考的 物体
物体的运动性质与参考系的选择有关。 物体的运动性质与参考系的选择有关。比 如：1、2、3。 所以，描述一个物体的运动时， 所以，描述一个物体的运动时，首先要搞 清楚参考系。 清楚参考系。 原则上说参考系的选择是任意的， 原则上说参考系的选择是任意的，但不是随意 应使物体运动的描述尽可能简单、方便． 的！应使物体运动的描述尽可能简单、方便．
[课堂练习 课堂练习] 课堂练习 1、以下说法正确的是 、 （ CD ） 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 、任何情况下， C、不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运 、不选定参考系， 动的 D、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的 、同一物体的运动， 观察结果
三、坐标系
为了定量地描述物体的位置及位置的 为了定量地描述物体的位置及位置的 定量 变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。 变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。
坐标系的构成要素： 坐标系的构成要素： 原点、正方向、 原点、正方向、单位长度
思考与讨论
[课堂练习 课堂练习] 课堂练习 一个物体从桌面上方离桌面2m处下落了 处下落了 一个物体从桌面上方离桌面 4m后静止，若以桌面上某一点为坐标原点， 后静止， 后静止 若以桌面上某一点为坐标原点， 取竖直向上为正方向， 取竖直向上为正方向，则物体的最终坐标 为 。
2、研究下列运动时，可以把物体看作质点的是（ 、研究下列运动时，可以把物体看作质点的是（ ） BCD A、做精彩表演的花样滑冰运动员 、 B、参加马拉松比赛的运动员 、 C、研究飞出枪口的子弹运动轨迹时的子弹 、 D、研究绕地球运动一周所用时间的航天飞机 、 3、下列各种情况中，可以所研究对象（划线的）看作 、下列各种情况中，可以所研究对象（划线的） 质点的是（ 质点的是（ C ） A. 研究小木块的翻倒过程。 研究小木块的翻倒过程。 小木块的翻倒过程 B．研究从桥上通过的一列队伍。 队伍。 ．研究从桥上通过的一列队伍 C．研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。 木箱。 ．研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱 D．汽车后轮，在研究牵引力来源的时。 后轮， ．汽车后轮 在研究牵引力来源的时。
高中物理第一章质点参考系和坐标系
1.1 质点、参考系和坐标系班级：姓名：※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。
3．认识坐标系，并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。
☆重难点☆重点: 理解质点的概念难点: 理解质点的概念★自主探究★1．机械运动：物体的位置随时间而变化。
宇宙间的一切物体，大到宇宙天体，小到分子、原子都处在永恒的运动中，所以运动是的．平常说的静止，是指这个物体相对于另一个物体的位置没有发生变化，所以静止是的．2．质点【阅读】P9第一部分：物体与质点并完成下列问题。
（1）雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚……在这些司空见惯的现象中，雄鹰、足球都在做机械运动。
详细描述物体的运动有什么困难?困难出在哪里？（2）描述物体运动时，物体各部分运动可能不同，可以将问题简化吗？为什么？（3）军舰的雷达发现敌舰时，我们在显示屏上看到的是什么？（4）下列哪几种情况我们能将物体看成点。
①研究火车过拱桥的过桥时间时，能否将火车看成点？②研究火车车轮的转动时，能否将火车看成点？③研究火车从宜昌到北京的运动时间时，能否将火车看成点？④研究花样滑冰运动员的肢体动作时，能否将运动员看成点？⑤研究刘翔在110米跨栏中的运动时间时，能否将其看成点？⑥研究地球绕太阳的公转一周的时间时，能否将地球看成点？⑦研究地球上不同纬度的物体随地球如何运动时，能否将地球看成点？（5）在回答上述问题时，物体能否看成点是由物体自身的大小和形状决定的吗？如果不是，那么是由什么来决定的呢？（物体可看作质点的条件！）【试一试】（6）（多选）下列关于质点的说法中，正确的是（）A．质点就是质量很小的物体B．质点就是体积很小的物体C．质点是一种理想化模型，实际上并不存在D．如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时，即可把物体看成质点（7）质点：定义：用来代替物体的3．参考系与坐标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变化，以及怎样变化，这种用来做的物体称为参考系。
质点 参考系和坐标系
3．讨论①是不是只有很小的物体才能看作质点？
②地球的自转和转动的车轮能否被看作质点？
③物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？
师生共同讨论得出：关于质点简化的条件
一个物体能否抽象成质点，并不是取决于物体的形状和体积大小，这要看具体情况而定。
①平动的物体一般可以看作质点
做平动的物体，由于物体上各点的运动情况相同，可以用一个点代表整个物体的运动，在这种情况下，物体的大小、形状就无关紧要了，可以把整个物体当质点。
例如：平直公路上行驶的汽车，车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。当然，假如我们需要研究汽车轮胎的运动，由于轮胎上各部分运动情况不相同，那就不能把它看作质点了。
2．从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。
难点
1．理解质点的概念
教法
引导、自学探究
学法
课前师生收集丰富的图片、视频、文字等资料，联系学生日常生活中身边熟悉的实例，激发学生学习的兴趣，通过老师引导，学生得出有关物理概念，从而使学生乐于探究和思考。
教学流程设计
（一）引入课题
教师活动
学生活动
1．（利用多媒体播放一段反映物体运动的视频，雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”……）。请同学们思考回答：这些场景中哪些物体是在运动的？在物理学中，什么叫做机械运动？举例说明。
6．进一步说明：物理学对实际问题的简化，必须从实际出发，撇开不考虑的（只能是与当前考察无关的因素），和对当前考察影响很小的次要因素。
1．学生分小组讨论得出：研究地球公转时，由于地球的大小而引起的地球各个部分的差异很小，可以忽略不计，也就是说可以忽略地球的大小，把它视为一个点。忽略地球的大小和形状把地球看作一个点时，能够忽略地球质量吗？