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第一講 質(zhì)點、參考系、坐標系精講精練 物理核心素養(yǎng) （一）物理觀念 1.認識建立質(zhì)點模型的意義和方法能根據(jù)具體情況將物體簡化為質(zhì)點，知道它是一種科學的抽象，知道科學抽象是一種普遍的研究方法。 2.理解參考系的選取在物理中的作用，會根據(jù)實際情況選定參考系。 3.認識一維直線坐標系，掌握坐標系的簡單應(yīng)用。 （二）科學思維、科學探究 1.體驗質(zhì)點的條件及意義，初步掌握科學抽象這種研究方法。 2.體驗不同參考系中運動的相對性，促使學生形成勤于觀察、勤于思考的習慣，提高學生自主獲取知識的能力。 3.體會用坐標方法，描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設(shè)計實驗并體會比較。增強學生發(fā)現(xiàn)問題并力求解決問題的意識和能力。 （三）科學態(tài)度與責任 1.認識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運動和靜止的相對性，培養(yǎng)學生熱愛自然、勇于探索的精神。 2.滲透抓住主要因素，忽略次要因素的哲學思想。 3.滲透具體問題具體分析的辯證唯物主義思想。 學習重點： 1.在研究問題時，如何選取參考系。 2.質(zhì)點概念的理解。 學習難點：在什么情況下可以把物體看作質(zhì)點。 知識點梳理： 一、物體和質(zhì)點 1.機械運動：物體的空間位置隨時間的變化。 2.質(zhì)點：某些情況下，忽略物體的大小和形狀，突出“物體具有質(zhì)量”，把它簡化成有質(zhì)量的物質(zhì)點。 3.把物體抽象成質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀可以忽略或物體上任意一點的運動可代替整個物體的運動。 二、參考系 1.運動與靜止的關(guān)系 (1)自然界中的一切物體都處于永恒的運動中，即運動是絕對的。 (2)描述某一個物體的運動時，總是相對于其他物體而言的，這便是運動的相對性。 2.參考系 (1)定義：在描述物體的運動時，被選定做參考、假定為不動的其他物體。 (2)選取原則：參考系的選取是任意的。 (3)參考系對觀察結(jié)果的影響：選擇不同的參考系觀察同一個物體的運動，觀察結(jié)果往往不同。 三、坐標系 1.建立目的：為了定量描述物體的位置及位置變化。 2.坐標系的三要素：原點、正方向和單位長度。 核心突破： 一、質(zhì)點 1.了解質(zhì)點應(yīng)注意以下幾點 (1)一個物體能否被抽象成質(zhì)點是由所研究問題的性質(zhì)決定的，要視具體情況而定。同一個物體，在某種情形下可以看成質(zhì)點，但在另外一種情形下就不一定能抽象成質(zhì)點。 (2)物體能否被抽象成質(zhì)點，與物體的大小和形狀沒有必然聯(lián)系。 (3)質(zhì)點就是沒有形狀和大小，只具有質(zhì)量的物質(zhì)點。 (4)質(zhì)點不同于幾何中的“點”，因為質(zhì)點具有質(zhì)量而幾何中的點無質(zhì)量；也不同于微觀粒子(如電子、質(zhì)子等)，因為微觀粒子是實際存在的而質(zhì)點是“理想化模型”，實際是不存在的。 2.可將物體抽象成質(zhì)點的幾種情況 [例1] 在評判下列運動員的比賽成績時，運動員可視為質(zhì)點的是(　　) 答案　A 解析　馬拉松比賽時，由于路程長，運動員的體積可以忽略，可以將其視為質(zhì)點，故A正確；跳水時，評委要關(guān)注運動員的動作，所以不能將運動員視為質(zhì)點，故B錯誤；擊劍時評委需要觀察運動員的肢體動作，不能將其視為質(zhì)點，故C錯誤；評委主要根據(jù)體操運動員的肢體動作進行評分，所以不能將其視為質(zhì)點，故D錯誤。 練習1 (多選)在下述問題中，能夠把研究對象當做質(zhì)點的是(　　) A.研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周所需時間的多少 B.研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周地球上不同區(qū)域季節(jié)的變化、晝夜長短的變化 C.研究一列火車全部通過一座普通大橋所需時間的多少 D.研究一列火車從連云港站開往北京站所需時間的多少 答案　AD 解析　研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周所需時間的多少，地球自身的大小和形狀對公轉(zhuǎn)一周的時間沒有影響，所以能把地球視為質(zhì)點，選項A正確；研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周地球上不同區(qū)域季節(jié)的變化、晝夜長短的變化，研究的是地球本身，地球自身的形狀和大小不能忽略，不能被視為質(zhì)點，選項B錯誤；計算火車通過一座普通大橋的時間時，火車的長度不可以忽略，不能看做質(zhì)點，選項C錯誤；計算火車從連云港站開往北京站所需時間時，火車的長度對時間的影響很小很小，可以忽略，火車能被視為質(zhì)點，選項D正確。 方法總結(jié) （１）只有質(zhì)量，沒有形狀和大小的點叫做質(zhì)點。 （2）質(zhì)點是一種科學抽象，一一種理想化的模型，這種忽略次要因素、突出主要因素（質(zhì)量）的處理方法是一種非常重要的科學研究方法。 （3）一個物體能否看成質(zhì)點取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運動速度的大小無關(guān)。 （4）一個物體能否被看成質(zhì)點，取決于所研究的問題的性質(zhì)，同一個物體在不同的問題中， 有的能被看作質(zhì)點，有的卻不能被看成質(zhì)點。 二、參考系 1.選取原則：以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則。研究地面上物體的運動時，常選地面或相對于地面靜止的物體作為參考系。 2.對參考系的理解 (1)標準性：選做參考系的物體都假定不動，被研究的物體都以參考系為標準。 (2)任意性：參考系的選擇具有任意性，但應(yīng)以觀察方便和使運動的描述盡可能簡單為原則。研究地面上物體的運動時，常選地面為參考系。 (3)統(tǒng)一性：在同一個問題中，若要研究多個物體的運動或同一個物體在不同階段的運動時，必須選擇同一參考系。 (4)相對性：同一運動選擇不同的參考系，觀察結(jié)果可能不同。例如，坐在行駛的車中的乘客，若以地面為參考系，則乘客是運動的；若以車為參考系，則乘客是靜止的。 例題2 （1）小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走 （2）月亮在蓮花般的云朵里穿行 （3）坐地日行八萬里，巡天遙看一千河 在上述三例中，各個物體的運動分別是以什么物體為參考系的。 方法總結(jié) 判斷物體是否運動的一般思路 (1)根據(jù)參考系的選取原則選取參考系。 (2)看物體與所選參考系之間的位置是否發(fā)生變化。 (3)若變，則物體是運動的；若不變，則物體是靜止的。 三、坐標系 例題3.從一中到冶浦橋的公交車或劉翔的110m欄。提出問題：怎樣定量（準確）地描述車或劉翔所在的位置。 提示：你的描述必須能反映物體（或人）的運動特點（直線）、運動方向、各點之間的距離等因素。 1.直線坐標系 （1）為了定量描述物體的位置隨時間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼担@個坐標系應(yīng)該包含原點、正方向和單位長度。 （2）對于質(zhì)點的直線運動，一般選取質(zhì)點的運動軌跡為坐標軸， 質(zhì)點運動的方向為坐標軸的正方向，選取計時起點為坐標軸的原點。單位長度的選定要根據(jù)具體情況。 （3）位置的表示方法，例： x=5m。 [例3] 一質(zhì)點在x軸上運動，各個時刻的位置坐標如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 x/m 0 5 －4 －1 －7 1 (1)請在圖中的x軸上標出質(zhì)點在各時刻的位置。 (2)哪個時刻離開坐標原點最遠？有多遠？ 解析　(1)以運動路徑所在的直線為x軸，標出各時刻質(zhì)點的位置坐標如圖所示。 (2)由圖可知第4 s末質(zhì)點離開坐標原點最遠，有7 m。 2、平面直角坐標系 物體在某一平面內(nèi)做曲線運動 如果物體在平面上運動（例如滑冰運動員），我們應(yīng)如何建立坐標系？ 可以建立一個直角坐標系，此時可以用（x， y）表示物體的位置。 3.空間直角坐標系 描述物體在空間的運動 在空間畫三個相互垂直的數(shù)軸(x軸、y軸、z軸)即可組成三維坐標系，這時物體的位置由三個坐標值來確定。