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第一講 質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系精講精練 物理核心素養(yǎng) （一）物理觀念 1.認(rèn)識(shí)建立質(zhì)點(diǎn)模型的意義和方法能根據(jù)具體情況將物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)，知道它是一種科學(xué)的抽象，知道科學(xué)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(huì)根據(jù)實(shí)際情況選定參考系。 3.認(rèn)識(shí)一維直線坐標(biāo)系，掌握坐標(biāo)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用。 （二）科學(xué)思維、科學(xué)探究 1.體驗(yàn)質(zhì)點(diǎn)的條件及意義，初步掌握科學(xué)抽象這種研究方法。 2.體驗(yàn)不同參考系中運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，促使學(xué)生形成勤于觀察、勤于思考的習(xí)慣，提高學(xué)生自主獲取知識(shí)的能力。 3.體會(huì)用坐標(biāo)方法，描述物體位置的優(yōu)越性，可用不同的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并體會(huì)比較。增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并力求解決問(wèn)題的意識(shí)和能力。 （三）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 1.認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)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(xué)思想。 3.滲透具體問(wèn)題具體分析的辯證唯物主義思想。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 1.在研究問(wèn)題時(shí)，如何選取參考系。 2.質(zhì)點(diǎn)概念的理解。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)：在什么情況下可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)。 知識(shí)點(diǎn)梳理： 一、物體和質(zhì)點(diǎn) 1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)：物體的空間位置隨時(shí)間的變化。 2.質(zhì)點(diǎn)：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(jiǎn)化成有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。 3.把物體抽象成質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀可以忽略或物體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可代替整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)。 二、參考系 1.運(yùn)動(dòng)與靜止的關(guān)系 (1)自然界中的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，即運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的。 (2)描述某一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是相對(duì)于其他物體而言的，這便是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。 2.參考系 (1)定義：在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選定做參考、假定為不動(dòng)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(duì)觀察結(jié)果的影響：選擇不同的參考系觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，觀察結(jié)果往往不同。 三、坐標(biāo)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(biāo)系的三要素：原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。 核心突破： 一、質(zhì)點(diǎn) 1.了解質(zhì)點(diǎn)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) (1)一個(gè)物體能否被抽象成質(zhì)點(diǎn)是由所研究問(wèn)題的性質(zhì)決定的，要視具體情況而定。同一個(gè)物體，在某種情形下可以看成質(zhì)點(diǎn)，但在另外一種情形下就不一定能抽象成質(zhì)點(diǎn)。 (2)物體能否被抽象成質(zhì)點(diǎn)，與物體的大小和形狀沒(méi)有必然聯(lián)系。 (3)質(zhì)點(diǎn)就是沒(méi)有形狀和大小，只具有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。 (4)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何中的“點(diǎn)”，因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)具有質(zhì)量而幾何中的點(diǎn)無(wú)質(zhì)量；也不同于微觀粒子(如電子、質(zhì)子等)，因?yàn)槲⒂^粒子是實(shí)際存在的而質(zhì)點(diǎn)是“理想化模型”，實(shí)際是不存在的。 2.可將物體抽象成質(zhì)點(diǎn)的幾種情況 [例1] 在評(píng)判下列運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)的是(　　) 答案　A 解析　馬拉松比賽時(shí)，由于路程長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)員的體積可以忽略，可以將其視為質(zhì)點(diǎn)，故A正確；跳水時(shí)，評(píng)委要關(guān)注運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，所以不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；擊劍時(shí)評(píng)委需要觀察運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作，不能將其視為質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；評(píng)委主要根據(jù)體操運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作進(jìn)行評(píng)分，所以不能將其視為質(zhì)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。 練習(xí)1 (多選)在下述問(wèn)題中，能夠把研究對(duì)象當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的是(　　) A.研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間的多少 B.研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周地球上不同區(qū)域季節(jié)的變化、晝夜長(zhǎng)短的變化 C.研究一列火車全部通過(guò)一座普通大橋所需時(shí)間的多少 D.研究一列火車從連云港站開(kāi)往北京站所需時(shí)間的多少 答案　AD 解析　研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間的多少，地球自身的大小和形狀對(duì)公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間沒(méi)有影響，所以能把地球視為質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周地球上不同區(qū)域季節(jié)的變化、晝夜長(zhǎng)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(diǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；計(jì)算火車通過(guò)一座普通大橋的時(shí)間時(shí)，火車的長(zhǎng)度不可以忽略，不能看做質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；計(jì)算火車從連云港站開(kāi)往北京站所需時(shí)間時(shí)，火車的長(zhǎng)度對(duì)時(shí)間的影響很小很小，可以忽略，火車能被視為質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)D正確。 方法總結(jié) （１）只有質(zhì)量，沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。 （2）質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)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(xué)研究方法。 （3）一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)取決于它的形狀和大小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)。 （4）一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)，取決于所研究的問(wèn)題的性質(zhì)，同一個(gè)物體在不同的問(wèn)題中， 有的能被看作質(zhì)點(diǎn)，有的卻不能被看成質(zhì)點(diǎn)。 二、參考系 1.選取原則：以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選地面或相對(duì)于地面靜止的物體作為參考系。 2.對(duì)參考系的理解 (1)標(biāo)準(zhǔn)性：選做參考系的物體都假定不動(dòng)，被研究的物體都以參考系為標(biāo)準(zhǔn)。 (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(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則。研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選地面為參考系。 (3)統(tǒng)一性：在同一個(gè)問(wèn)題中，若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或同一個(gè)物體在不同階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須選擇同一參考系。 (4)相對(duì)性：同一運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(wàn)里，巡天遙看一千河 在上述三例中，各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的；若不變，則物體是靜止的。 三、坐標(biāo)系 例題3.從一中到冶浦橋的公交車或劉翔的110m欄。提出問(wèn)題：怎樣定量（準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（直線）、運(yùn)動(dòng)方向、各點(diǎn)之間的距離等因素。 1.直線坐標(biāo)系 （1）為了定量描述物體的位置隨時(shí)間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系應(yīng)該包含原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度。 （2）對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)，一般選取質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為坐標(biāo)軸， 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，選取計(jì)時(shí)起點(diǎn)為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。單位長(zhǎng)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(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 x/m 0 5 －4 －1 －7 1 (1)請(qǐng)?jiān)趫D中的x軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位置。 (2)哪個(gè)時(shí)刻離開(kāi)坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)？有多遠(yuǎn)？ 解析　(1)以運(yùn)動(dòng)路徑所在的直線為x軸，標(biāo)出各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)如圖所示。 (2)由圖可知第4 s末質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)，有7 m。 2、平面直角坐標(biāo)系 物體在某一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng) 如果物體在平面上運(yùn)動(dòng)（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員），我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？ 可以建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，此時(shí)可以用（x， y）表示物體的位置。 3.空間直角坐標(biāo)系 描述物體在空間的運(yùn)動(dòng) 在空間畫(huà)三個(gè)相互垂直的數(shù)軸(x軸、y軸、z軸)即可組成三維坐標(biāo)系，這時(shí)物體的位置由三個(gè)坐標(biāo)值來(lái)確定。