高中物理人教版 (新课标)必修11 质点 参考系和坐标系导学案

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修11 质点 参考系和坐标系导学案，共5页。学案主要包含了物体和质点，参考系，坐标系等内容，欢迎下载使用。
学习目标：
1.理解质点的概念，知道物体可看成质点的条件．
2．理解参考系的概念，知道运动具有相对性．
3．通过对坐标系的理解，会建立坐标系和定量描述物体位置的变化．
4．体会科学研究中建立物理模型的重要方法．
重点难点：
1.对物体能否看做质点的判断． 2．不同参考系下物体运动的描述．
一、物体和质点
【合作探究】
1．已知地球到太阳的距离为1.5×108 km，地球直径为1.3×104 km.
在研究地球公转时,由于地球直径与到太阳距离相比________，由其大小引起的差异可以忽略不计，因此________把地球视为质点；而在研究地球的自转问题时,由于地球上的不同点_______不同，所以_______把地球看做质点．研究地面上各处季节变化时，_______把地球看成质点。
2．撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目，一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段：助跑、撑杆起跳、越过横杆．讨论并思考后回答，在下列几种情况下运动员能否被看作质点，从中体会质点模型的建立过程．
(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点?
(2)分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点?
(3)测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时，能否将其看成质点?
3、原子核直径的数量级为10-15 m，在研究其内部结构时，________视为质点．
【知识梳理】
1、质点：在某些情况下，可以忽略物体的_______和_______，把它简化为一个有________的点.
2、把物体看成质点的条件：大小和形状对所研究的问题______影响或影响______，就可以把物体看成质点.
3、质点是一种科学的抽象，实际上不存在，是理想化的“物理模型”。在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。
【疑难解释】
1、并不是只有很小的物体才能被看做质点，也不是很大的物体就一定不能被看做质点，关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动时是否为次要因素．
2、对于同一物体，能否将其看做质点要视研究的问题而定．
【典例精析】
例1：下列说法正确的是（ ）
A、体积很小的物体可以看成质点 B、质量很小的物体可以看成质点
C、体积很大的物体不能看成质点
D、只有低速运动的物体能看成质点，高速运动的物体不能看成质点
E、只有当物体的大小形状对我们所研究问题产生的影响可以忽略时可以把物体看成质点。
F、质点是一种理想化的模型实际并不存在。
例2.下列各种情况中，可以所研究对象（加点者）看作质点的是（ ）
A．研究小木块的翻倒过程 B．研究一列火车从桥上通过的时间
C．研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱的速度 D．研究王皓在决赛中发出的乒乓球
二、参考系
[自主探究]
1．(1)你能举出一个处于绝对静止状态的物体吗？
(2)我们说房屋、树木处于静止，是相对_____而言的;铁路旁的人看到高速列车中的乘客飞快离去，是相对_____而言的；乘客认为铁路旁的人、房屋、树木等飞快离去，这是相对______而言的．
2．(1)从匀速飞行的飞机上落下的重物，飞行员以飞机为参考系，看到重物沿_____竖直下落，地面上的人以地面为参考系,看到重物沿_______下落．
(2)从路旁树上落下的苹果，站在地面上的人以地面为参考系，看到苹果沿_____________下落，行驶的客车中乘客以客车为参考系，看到苹果沿_________下落．
【知识梳理】
1． (1)运动是绝对的，也是相对的，物理学研究运动的_______性；
(2)参考系：在描述物体的运动时，被选定的作为_______的其他物体．
2．(1)同一个运动，选择不同的参考系，得出的运动结果可能会______；
(2)参考系可任意选取,但应以观测_________和描述运动_________为原则;研究地面附近的物体的运动时，通常选取_______________为参考系．
【疑难解释】
(1)在研究物体的运动情况时，如果一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的．
(2)在解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明．
【典例精析】
例1．有关参照物的说法中，正确的是 ( )
A．运动的物体不能做参照物 B．只有固定在地面上的物体才能做参照物
C．参照物可以不同，但对于同一个物体，运动的描述必须是相同的
D．要研究某一个物体的运动情况，必须先选定参照物
例2．下列各对物体中，可以认为保持相对静止的是 ( )
A．在空中加油的加油机和受油机 B．在稻田工作的联合收割机和卡车
C．在平直公路上匀速行驶的各种车辆 D．流水和随水漂流的小球
三、坐标系
【合作探究】
如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置及变化，可以以这条直线为x轴，在直线上规定 、 和 ，建立直线坐标系，如图所示，若物体运动到A点，此时它的位置坐标xA= ，若它运动到B点，则此时它的位置坐标xB = 。
【知识梳理】
1．为了_______地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系．
2．建立坐标系时,必须规定_____、_______和__________．
3．描述沿直线运动的物体时，建立_____坐标系(一维坐标)；描述在平面上运动的物体时，建立______坐标系(二维坐标)；描述在空间运动的物体时，建立空间坐标系(三维坐标)．
【疑难解释】
1、根据质点运动的规律选取坐标系，如质点做直线运动，建立直线坐标系，如质点在一平面内做曲线运动，建立平面坐标系；如质点在空间运动，则建立三维坐标系．
2、画坐标系时，必须标上坐标原点、正方向和单位长度．
3、位置坐标的正负表示方向，数据表示距坐标原点的距离．
【典例精析】
例1、一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下方向为坐标轴的正方向．则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A．2 m，-2 m，-1 m B．-2 m,2 m,1 m C．4 m,0,1 m D．-4 m,0，-1 m
例2、 质点由西向东运动，从A点出发到达C点再返回B点静止。如图，若AC=100m，BC=30m，以B点为原点，向东为正方向建立直线坐标，则：出发点的位置为 m，B点位置是 m，C点位置为 m，A到B位置变化是 m，方向 。C到B位置变化为 m，方向 .
【巩固拓展训练】
1．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 B．只有体积很小的物体才能被看成质点
C．凡轻小的物体，皆可被看成质点
D．如果物体的形状和大小与所研究的问题无关或属于次要因素，可把物体看成质点
2．第26届世界大学生夏季运动会在中国深圳举行，中国体育代表团获取了75枚金牌、145枚奖牌的优异成绩，名列金牌榜首，在下列比赛项目中，运动员可视为质点的为( )
A．健美操 B．花样游泳 C．跳水 D．田径长跑
3．下列说法不正确的是( )
A．研究“神舟”八号绕地球飞行时，飞船可看做质点
B．研究“神舟”八号与“天宫”一号对接时，“天宫”一号可看做质点
C．研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时，火车可看做质点
D．研究电子绕原子核的运动情况时，电子可看做质点
4．下列关于质点的说法中正确的是( )
A．只要是体积很小的球体就可以视为质点
B．研究一汽车从济南到北京的运动路线时可以将其视为质点
C．因为太阳的体积太大了，所以任何情况下都不可以将其视为质点
D．观察月相时可以将月亮视为质点
5．我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系．下列说法中正确的是( )
A．我们说“日落西山”，是以山为参考系的
B．我们说“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的
C．坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以他自己为参考系的
D．参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体
6.观察如图所示的漫画，图中司机对乘车人说：“你没动．”而路边的小女孩说：“真快！”司机和小女孩对乘车人运动状态的描述所选取的参考系分别为( )
A．地面，地面 B．地面，汽车 C．汽车，地面 D．汽车，汽车
7．关于坐标系，下列说法正确的是( )
A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化
B．坐标系与参考系都是为了研究物体的运动而引入的
C．物体做直线运动时必须建立平面直角坐标系
D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置
8．第一次世界大战时，一位法国飞行员在2000 m高空飞行时，发现座舱边有一个与他几乎相对静止的小“昆虫”，他顺手抓过来一看，原来是一颗子弹．这个情景是因为( )
A．子弹静止在空中 B．子弹飞行得很慢
C．飞机飞行得很快 D．子弹与飞机同方向飞行，且飞行速度很接近
9．在平直公路上，甲乘汽车以10 m/s的速度运动，乙骑自行车以5 m/s的速度运动，则甲、乙( )
A．同向运动时，甲观察到乙以5 m/s的速度远离
B．同向运动时，乙观察到甲以5 m/s的速度靠近
C．背离运动时，甲观察到乙以15 m/s的速度远离
D．相向运动时，乙观察到甲以15 m/s的速度靠近
10．观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是( )
A．甲、乙两车一定向左运动 B．甲、乙两车一定向右运动
C．甲车可能向左运动，乙车可能向右运动 D．甲车可能静止，乙车一定向左运动
11．甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降．那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是( )
A．甲、乙匀速下降，v 乙>v甲，丙停在空中 B．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙>v甲 D．以上说法均不对
12．一列长为60 m的火车，以20 m/s的速度匀速通过长为100 m的铁路大桥，求火车过桥所用的时间，能否将火车看做质点？为什么？
13．一物体从O点出发，沿东偏北30°的方向运动10 m至A点，然后又向正南方向运动5 m至B点．
(1)建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹；
(2)依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标．