《人教版必修一《質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系》教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版必修一《質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系》教案（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 最新人教版必修一《質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系》教案 1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系 1．物體和質(zhì)點(diǎn) (1) 提出問題 “嫦娥一號(hào) ”衛(wèi)星為立方體 , 兩側(cè)太陽能電池帆板最大跨度達(dá) 18.1 m, 重 2350kg, 近觀相當(dāng)龐大 , 但相對(duì) 蒼茫宇宙空間又是如此渺 小, 出現(xiàn)在指揮熒光屏上也僅是一個(gè)光點(diǎn) , 科學(xué)工作者在研究其運(yùn)行位置、飛行速 度和軌道等問題時(shí) , 有沒有必要考慮其大小和形狀 ?( 沒有必要 ) 實(shí)際研究中會(huì)采取一種怎樣的科學(xué)模型 呢?( 質(zhì)點(diǎn) ) (2) 質(zhì)點(diǎn) ①定義 ：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)

2、 ②將物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件： 物體的大小、形狀對(duì)所研究的問題的影響可以忽略不計(jì)時(shí) , 可視物體為質(zhì)點(diǎn)。 如：地球很大 , 但地球繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí) , 地球的大小就變成次要因素 , 我們完全可以把地球當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)看 待．當(dāng)然 , 在研究地球自轉(zhuǎn)時(shí) , 就不能把地球看成質(zhì)點(diǎn) 了。研究火車從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以把火車視為質(zhì)點(diǎn) , 但 研究火車過橋的時(shí)間時(shí)就不能把火車看成質(zhì)點(diǎn)了． 當(dāng)研究的問題不明確時(shí) , 可遵循分析問題的習(xí)慣：一般來說當(dāng)物體上各個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都相同時(shí) , 可用 物體上一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng) , 研究其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)時(shí) , 可將它視為質(zhì)點(diǎn)；做轉(zhuǎn)動(dòng)的物體．當(dāng)研

3、究其 細(xì)微特征時(shí)不能將其視為質(zhì)點(diǎn)；但是當(dāng)物體有轉(zhuǎn)動(dòng) , 且因轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的差異對(duì)研究問題的影響可忽略時(shí) , 物 體也可視為質(zhì)點(diǎn)． 此外物體的大小不是判斷物體能否作為質(zhì)點(diǎn)的依據(jù)． ③質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想模型 , 要區(qū)別于幾何學(xué)中的點(diǎn)． (3) 質(zhì)點(diǎn)的物理意義 實(shí)際存在的物體都有一定的形狀和大小 , 有質(zhì)量而無大小的點(diǎn)是不存在的 , 那么定義和研究質(zhì)點(diǎn)的意義 何在 ? 質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想的物理模型 , 盡管不是實(shí)際存在的物體 , 但它是實(shí)際物體的一種近似 , 是為了研究問題 的方便而進(jìn)行的科學(xué)抽象 , 它突出了事物的主要特征

4、 , 抓住了主要因素 , 忽略了次要因素 , 使所研究的復(fù)雜問 題得到了簡(jiǎn)化。 在物理學(xué)的研究中 , “理想模型 ”的建立 , 具有十分重要的意義．引入 “理想模型 ”,可以使問題的處理大 為簡(jiǎn)化而又不會(huì)發(fā)生大的偏差 , 在現(xiàn)實(shí)世界中 , 有許多實(shí)際的事物與這種 “理想模型 ” 十分接近 , 在一定條 件下 , 作為一種近似 , 可以把實(shí)際事物當(dāng)作 “理想模型 ”來處理 , 即可以將研究 “理想模型 ’’的結(jié)果直接地應(yīng) 用于實(shí)際事物。例 如：在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí) , 由于地球的直徑 ( 約 1.3 104 km

5、) 比地球和太陽 之間的距離 ( 約 1.5 108 km) 小得多 , 地球上各點(diǎn)相對(duì)于 太陽的運(yùn)動(dòng)可以看做是相同的 , 即地球的形狀： 大小可以忽略不計(jì) , 在這種情況下 , 就可以直接把地球當(dāng)作一個(gè)“質(zhì)點(diǎn)”來處理。 在高中物理必修課中 , 我們只研究能夠簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的物體的運(yùn)動(dòng) , 因此 , 如果沒有特別說明都可以把物 體視為質(zhì)點(diǎn)來處理。 (4) ．判定一個(gè)物體能否當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)的方法 中學(xué)物理中可視為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)物體有以下兩種情況： ①運(yùn)動(dòng)物體的大小跟所研究的問題有關(guān)的距離相比可忽略不計(jì)時(shí) , 可將該物體當(dāng)作質(zhì)

6、點(diǎn)。如：地球的 半徑遠(yuǎn)小于地球和太陽間的距離 , 故研究地球繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí) , 將地球當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)?；疖囬L度遠(yuǎn)小于武漢到的距 離, 故研究火車從武漢到的時(shí)間時(shí) , 將火車當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。 ②平動(dòng)的物體 由于物體上各個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的情況相同 , 可以選物體上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng) , 故做平動(dòng)的物體在研究其運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)時(shí) , 可將它視為質(zhì)點(diǎn)。 ③物體雖然有轉(zhuǎn)動(dòng) ,但是因轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的物體各部分的運(yùn)動(dòng)差異對(duì)所研究的問題不起主要作用． ④在中學(xué)物理中所研究的物體 ,一般情況下都可以把它們當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)．因此在物理習(xí)題中 ,對(duì)于“物體”和 “質(zhì)點(diǎn)”兩個(gè)詞一般不加區(qū)分． 【注

7、意】 ① 不能以物體的自身大小來決定物體是否可看成質(zhì)點(diǎn) , 而是相對(duì)的 , 螞蟻很小 , 但研究其腿長在哪 個(gè)部位時(shí) , 就不能將其當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)． ② 不能說平動(dòng)的物體一定能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn) , 而轉(zhuǎn)動(dòng)的物體一定不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)． 平動(dòng)的物體有時(shí)也不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn) , 如一列火車通過一座橋的時(shí)間 , 火車的長度就得考慮 , 不能當(dāng)作質(zhì) 點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)的物體有時(shí)也能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn) , 如花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員 , 在滑冰時(shí)有很多轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作 , 但在研究她在冰面上 1 / 4 所走徑跡時(shí) , 就可把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)． 【例 1】2007 年 5 月 25 日大阪田徑賽

8、上 ,“飛人”劉翔 ( 如圖所示 )以 13 秒 14 勇奪 110m欄世界冠軍 , 取得了 四連冠的好成績 ,伴隨著雄壯的國歌 ,世界各地的華人留下了激動(dòng)的淚水．下列說法正確的是 ( ) A ．劉翔在飛奔的 110m 中可以看做質(zhì)點(diǎn) B ．教練為了分析其動(dòng)作要領(lǐng) ,可以將其看做質(zhì)點(diǎn) C．無論研究什么問題 ,均不能把劉翔看做質(zhì)點(diǎn) D ．能否將劉翔看做質(zhì)點(diǎn) ,決定于我們所研究的問題 ,可以看做質(zhì)點(diǎn) ,故選項(xiàng) A 正確；分析其動(dòng)作要領(lǐng)時(shí) ,如 【解析】劉翔飛奔時(shí)我們無需關(guān)注其

9、跨欄動(dòng)作的細(xì)節(jié) 果看做質(zhì)點(diǎn) ,其擺臂、跨欄等動(dòng)作將被掩蓋 ,無法研究 ,故選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的定義 ,能否將物體看做 質(zhì)點(diǎn) ,關(guān)鍵是物體自身因素對(duì)我們研究問題的影響 ,而不能籠統(tǒng)地說能或不能 ,故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤 ,選項(xiàng) D 正 確． 【答案】 AD 【點(diǎn)評(píng)】物體能否被看成質(zhì)點(diǎn) ,關(guān)鍵要看所研究的問題．當(dāng)物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題無影響或者其影響可以忽略時(shí) ,此時(shí)物體可以看成質(zhì)點(diǎn)． 2 ．參考系 (1) 提出問題 坐船在河中旅行的人觀看兩岸的風(fēng)景時(shí) , 常有 “看山恰是走來迎 ”的感覺 , 而變換一下

10、目光 , 又感到 “仔細(xì) 看山山不動(dòng) ”,同是那二座山 , 為什么有時(shí)感覺它是動(dòng)的而有時(shí)卻感覺它是靜止不動(dòng)的呢 ? 平常我們認(rèn)為坐在屋子里的人是不動(dòng)的 , 而毛澤東卻有詩曰： “坐地日行八萬里 ”,這又是怎么回事呢 ? 其實(shí) , 要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng) , 首先要選定某個(gè)其他物體來作參考。 (2) 參考系 ①定義：在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí) , 選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的某個(gè)物體叫參考系。 ②物體的運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)參考系而言的 , 這是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性 一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng) , 怎樣運(yùn)動(dòng) , 決定于它相對(duì) 所選的參考系的位置是否變化、怎樣變化。同一物體 , 選取不同的參考系

11、 , 其運(yùn)動(dòng)情況可能不同 , 如：路邊 的樹木 , 若以地面為參考系是靜止的 , 若以行駛的汽車為參考系 , 樹木是運(yùn)動(dòng)的 , 這就是我們坐在車?yán)锴斑M(jìn)時(shí)感到樹木往后倒退的原因。 (1) 中的 “看山恰是走來迎 ”是以船為參考系 , “仔細(xì)看山山不動(dòng) " 是以河岸為參考系． “坐地日行八萬里 ”是以地一心為參考系 , 因?yàn)槿穗S地球自轉(zhuǎn) , 而地球周長約八萬里。 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(jiǎn)單為原則。研究地面上運(yùn)動(dòng)的物體是 , 常選地面為參考系。 (3) ．相對(duì)運(yùn)動(dòng)與參考系 判斷有關(guān)參考系和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的問題 , 應(yīng)注意跳出日常生活中以地面

12、為參考系的思維習(xí)慣．乘火車時(shí)以 自己所乘火車為參考系 , 通過觀察路邊物體、迎面而來的火車、同向而行的火車的運(yùn)動(dòng) , 可較好地體會(huì)以運(yùn) 動(dòng)物體為參考系和以地面為參考系的不同之處． 【例】地面觀察者看到雨滴豎直下落時(shí) , 坐在勻速前進(jìn)的列車廂中的乘客看雨滴是 ( ) ． A ．向前運(yùn)動(dòng) B ．向后運(yùn)動(dòng) C ．傾斜落向前下方 D ．傾斜落向后下方 【解析】這是以乘客為參考系的 , 此時(shí)雨滴在水平方向相對(duì)于乘客是向后運(yùn)動(dòng)的 , 再加上豎直下落的運(yùn) 動(dòng), 故應(yīng)為落向后下方 ,D 正確． 【答案】 D 【例 2】甲、乙、丙三人各乘一架直升飛機(jī) ,甲看

13、到樓房勻速上升 ,乙看到甲機(jī)勻速上升 ,丙看到乙機(jī)勻速下 降,甲看到丙機(jī)勻速上升 ,則甲、乙、丙三人相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是 ( ) 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 【解析】以靜止的樓房為參考系 ,甲是下降的；以甲為參考系 ,乙下降 ,故甲、乙相對(duì)于地面均下降 , 乙下降得更快；以甲和乙為參考系 ,丙是上升的 ,但丙相對(duì)于地面可能靜止 ,可能上升 ,也可能下降 ,只不過下降時(shí)比甲、乙都慢些．正確答案為 A 、 B、C． 【答案】 ABC 2 / 4

14、 【點(diǎn)評(píng)】同一物體的運(yùn)動(dòng) ,若選取的參考系不同 ,則運(yùn)動(dòng)情況一般不同．描述物體的運(yùn)動(dòng) ,必須選擇參考系 ,其一般方法為： (1)確定研究對(duì)象； (2)根據(jù)題意確定參考系 ,并假定參考系是不動(dòng)的； (3)分析被研究物體相對(duì)于參考系的位置變化情況． 3．坐標(biāo)系 (1) 提出問題 對(duì)于在平面上運(yùn)動(dòng)的物體 , 例如在做花樣滑冰的運(yùn)動(dòng)員 , 要描述他的位置 , 你認(rèn)為應(yīng)該怎樣做呢 ?當(dāng)然是建立平面直角坐標(biāo)系。 (2) 坐標(biāo)系 要準(zhǔn)確地描述物體的位置及位置變化需要建立坐標(biāo)系。如果物體在一維空間運(yùn)動(dòng) , 即沿一直線運(yùn)動(dòng) , 只 需建立直線坐標(biāo)系 , 就能

15、準(zhǔn)確表達(dá)物體的位置；如果物體在二維空間運(yùn)動(dòng) , 即在同一平面運(yùn)動(dòng) , 就需要建立 平面直角坐標(biāo)系來描述物體的位置；當(dāng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí) , 則需要建立三維直角坐標(biāo)系來描述。如下 圖所示為三種不同的坐標(biāo)系 , 其中： (A) 中 M點(diǎn)位置坐標(biāo)為 x=2m； (B) 中 N 點(diǎn)位置坐標(biāo)為 x=3m。 y=4m； (C) 中 P 點(diǎn)位置坐標(biāo)為 x=2m,y=3m,z=0m。 【例 3

16、】從高出地面 2m 的位置豎直向上拋出一個(gè)小球 ,它上．升 4m 后回落 ,最后小球到達(dá)地面 ,如圖所示 , 分別以地面和拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系 ,方向均以向上為正 ,填寫以下表格： 坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)置 出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo) 最高點(diǎn)的坐標(biāo) 落地點(diǎn)的坐標(biāo) 以地面為原點(diǎn) 3 / 4 以拋出點(diǎn)為原點(diǎn) 【解析】本題比較靈活地考查了對(duì)坐標(biāo)系的選取和理解．題中的物體沿直線運(yùn)動(dòng) ,可以在該直線上建立直 線坐標(biāo)系 ,來定量描述物體的位置 ,若以地面為原點(diǎn) ,則出發(fā)點(diǎn)、最高點(diǎn)、

17、落地點(diǎn)的坐標(biāo)分別為： x1=2m,x2 =6m,x3 =0；若以拋出點(diǎn)為原點(diǎn) ,則 x1 =0,x2=4m,x3=-2m． 【答案】 2m 6m 0 0 4m -2m 【點(diǎn)評(píng)】 (1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況建立坐標(biāo)系來描述物體的位置或位置的變化 ,其方法為：若為直線運(yùn)動(dòng) ,可建立直 線坐標(biāo)系 ,若在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)而不是直線運(yùn)動(dòng) ,則應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系 ,當(dāng)物體在空間運(yùn)動(dòng)時(shí)常常需要建 立空間坐標(biāo)系 (三維坐標(biāo)系 )才能精確描述物體位置及其變化 (如 GPS 系統(tǒng) )．無論哪種坐標(biāo)系、坐標(biāo)原點(diǎn)的 選取都不是唯一的 ,選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系可使問題簡(jiǎn)化． (

18、2)根據(jù)坐標(biāo)系確定某些位置的坐標(biāo) ,要結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)找到坐標(biāo)值 ,特別注意坐標(biāo)的正負(fù)和單位． 練習(xí) 1、研究下列哪種問題時(shí) ,題中的物體可以看做質(zhì)點(diǎn) ( ) A ．研究航天飛機(jī)繞地球飛行 -周的時(shí)間 B ．研究在斜坡上行駛的汽車通過斜坡的時(shí)間 C．研究自由體操運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作 D ．研究一列火車通過某一路標(biāo)的時(shí)間 【答案】： AB 【解析】：物體可看做質(zhì)點(diǎn)的條件是：物體的大小、形狀對(duì)問題的研究沒有影響或其影響可以忽略 ,因此 , 選項(xiàng) A 、B 正確．由于研究體操運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作是否到位或是否優(yōu)美 ,他的形狀是不能忽略的 ,故不能看成 質(zhì)

19、點(diǎn) ,選項(xiàng) C 錯(cuò)．火車通過某一路標(biāo)的時(shí)間與火車的速度和長度有關(guān) ,它的長度是不能忽略的 ,故選項(xiàng) D 錯(cuò)． 2、在電視連續(xù)劇《西游記》里 ,常常有孫悟空 ,做著飛行的動(dòng)作 ,在他的背景中展 “騰云駕霧”的鏡頭．這通常是采用背景拍攝法：讓孫悟空站在平臺(tái)上 現(xiàn)出藍(lán)天和急速飄動(dòng)的白云 ,同時(shí)加上煙霧效果；攝影師把人物動(dòng)作和飄動(dòng)的白云及下面的煙霧等一起 攝人鏡頭．放映時(shí) ,觀眾就感覺到孫悟空在“騰云駕霧”．觀眾所選的參考系是 ( ) A ．孫悟空 B．平臺(tái) C．飄動(dòng)的白云 D．煙霧

20、 【答案】： C 【解析】：放映時(shí)觀眾看到孫悟空在“騰云駕霧”是以飄動(dòng)的白云為參考系的．在拍攝的過程中 ,是飄動(dòng) 的白云相對(duì)于孫悟空是運(yùn)動(dòng)的 ,放映時(shí)觀眾不自覺地選擇了白云為參考系 ,因此認(rèn)為孫悟空是運(yùn)動(dòng)的． 3、一物體從 O 點(diǎn)出發(fā) ,沿東偏北 30的方向運(yùn)動(dòng) 10m 至 A 點(diǎn) ,然后又向正南方向運(yùn)動(dòng) 5m至 B 點(diǎn)．求： (1)建立適當(dāng)坐標(biāo)系 ,描繪出該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡； (2)依據(jù)建立的坐標(biāo)系 , 分別求出 A 、B 兩點(diǎn)的坐標(biāo)． 【答案】： (1)見解析 (2)A(5 3 ,5) B(5 3 ,0) 【解析】： (1)以 O 為原點(diǎn) ,向東為 x 軸正方向 ,向北為 y 軸正方向建立坐標(biāo)系 ,如圖所示 ,O→A→B 就是要求的軌跡． (2)A 點(diǎn)坐標(biāo)： xA=5 3 m,yA =5m；B 點(diǎn)坐標(biāo)： xB=5 3 m,yB=0． 4 / 4