資源簡介

運動的描述
質點 參考系和坐標系
【課標解讀】：掌握質點的概念，知道它是一種理想化的物理模型，并會判斷物體能否看做質點；掌握參考系的概念及選取原則；能利用坐標系描述物體的位置及變化。
【考點聚焦】：物體可看做質點的條件，會正確選擇參考系，會在參照系上建立坐標系來確定物體的位置以及位置的變化。
【知識要點】：
1.質點
（1）沒有形狀、大小，而具有質量的點。
（2）質點是一個理想化的物理模型，實際并不存在。
（3）一個物體能否看成質點，并不取決于這個物體的大小，而是看在所研究的問題中物體的形狀、大小和物體上各部分運動情況的差異是否為可以忽略的次要因素，要具體問題具體分析。
2.參考系
（1）物體相對于其他物體的位置變化，叫做機械運動，簡稱運動。
（2）在描述一個物體運動時，選來作為標準的（即假定為不動的）另外的物體，叫做
參考系。
對參考系應明確以下幾點：
①對同一運動物體，選取不同的物體作參考系時，對物體的觀察結果往往不同的。
②在研究實際問題時，選取參考系的基本原則是能對研究對象的運動情況的描述得到盡量的簡化，能夠使解題顯得簡捷。
③因為今后我們主要討論地面上的物體的運動，所以通常取地面作為參照系。
3.坐標系
為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當的坐標系。坐標系是在參考系的基礎上抽象出來的概念，是抽象化的參考系。
坐標系即參考系的具體化，是在參考系上建立的，坐標系相對參考系是靜止的。具體有：
① 一維坐標：描述物體在一條直線上運動，即物體做一維運動時，可以以這條直線為x軸，在直線上規定原點、正方向和單位長度，建立直線坐標系。如圖1—1—1所示，若某一物體運動到A點，此時它的位置坐標XA＝3m，若它運動到B點，則此時它的坐標XB＝-2m（“-”表示沿X軸負方向）。
② 二維坐標：平面直角坐標，描述物體在一平面內運動，即二維運動時，需采用兩個坐標確定它的位置③ 三維坐標：立體坐標系，描述物體在空間的運動。
GPS定位儀——確定地球物體的具體方位，提供準確時間。
要注意以下幾點：（a）坐標系相對參考系是靜止的。（b）坐標的三要素：原點、正方向、標度單位。（c）用坐標表示質點的位置。（d）用坐標的變化描述質點的位置改變。
【例題精講】：
題型一：質點的判斷
例1、質點是一個理想化模型，下列說法中正確的是(　　)
A．研究地球繞太陽的運動軌跡時，地球可看成質點
B．研究美麗的月食景象形成原因時，月球可看成質點
C．研究飛行中的直升飛機螺旋槳的轉動時，螺旋槳可看成質點
D．研究“天宮一號”在軌道上的飛行姿態時，“天宮一號”可看成質點
變式訓練1、做下列運動的物體，能當做質點處理的是(　　)
A．自轉中的地球
B．旋轉中的風力發電機葉片
C．在冰面上旋轉的花樣滑冰運動員
D．勻速直線運動的火車
變式訓練2、以下情景中,加點的人或物體可看成質點的是(　　)
A.研究一列火車通過長江大橋所需的時間
B.計算在傳送帶上輸送的工件數量
C.研究航天員翟志剛在太空出艙揮動國旗的動作
D.用GPS確定打擊海盜的“武漢”艦在大海中的位置
題型二：根據參考系判斷物體的運動
例題2、[多選]漢語成語中有一個“形影不離”的成語，意思是人的身體和影子分不開，形容關系密切，經常在一起。在晴天的早上，某同學在操場上跑步，下列說法正確的是(　　)
A．以地面為參考系，影子是靜止的
B．以地面為參考系，影子是運動的
C．以人為參考系，影子是靜止的
D．以人為參考系，影子是運動的
變式訓練：如圖所示，由于風的緣故，河岸上的旗幟向右飄，在河面上的兩條船上的旗幟分別向右和向左飄，兩條船的運動狀態是(　　)
A．A船肯定是向左運動的
B．A船肯定是靜止的
C．B船肯定是向右運動的
D．B船可能是靜止的
題型三：復雜運動的判斷
例題3、甲、乙、丙三人各乘一個熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，丙看到乙勻速下降。那么，從地面上看，甲、乙、丙的運動情況可能是(　　)
A．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙停在空中
B．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速上升
C．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速下降，且v丙>v乙
D．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速下降，且v丙＜v乙
變式訓練：一架直升機正在執行救援任務，它懸停在大海中的鉆井平臺上空，救生員抱著受援者通過纜繩將其提升到飛機上，分別以飛機駕駛員、救生員和平臺上的其他人員為參考系，描述受援者的運動情況，由此得到什么啟示？
【高考鏈接】
1.如圖所示，一架執行救援任務的直升飛機懸停在鉆井平臺的上空，救生員抱著傷病員，纜繩正在將他們拉上飛機．若以救生員為參考系，則處于靜止狀態的是
A．傷病員 B．直升飛機
C．鉆井平臺 D．直升飛機駕駛員
2. 下列關于質點的說法中正確的是
A．研究地球自轉時，地球可以看作質點
B．研究運動員百米賽跑起跑動作時，運動員可以看作質點
C．研究從北京開往上海的一列火車的運行總時間時，火車可以看作質點
D．研究原子核結構時，因原子核很小，可把原子核看作質點
3. 宋代詩人陳與義乘著小船在風和日麗的春日出游時曾經寫了一首詩，如圖所示，詩中“云與我俱東”所選取的參考系是
A．船
B．云
C．詩人
D．榆堤
4．在物理學研究中，有時可以把物體看成質點，則下列說法中正確的是
A．研究乒乓球的旋轉，可以把乒乓球看成質點
B．研究車輪的轉動，可以把車輪看成質點
C．研究跳水運動員在空中的翻轉，可以把運動員看成質點
D．研究地球繞太陽的公轉，可以把地球看成質點
5．學作品中往往蘊含著一些物理知識，下列詩句中加點的字表示位移的是
A．飛流直下三千尺 ，疑是銀河落九天
B．一身轉戰三千里，一劍曾當百萬師
C．坐地日行八萬里，巡天遙看一千河
D．三十功名塵與土，八千里路云和月
【課堂練習】
1．下列哪些現象是機械運動（ ）
A．神舟5號飛船繞著地球運轉
B．西昌衛星中心發射的運載火箭在上升過程中
C．鐘表各指針的運動
D．煤燃燒的過程
2．下列關于參考系的說法，正確的是(　　)
A．參考系是為了研究物體的運動而選取的
B．看到從勻速飛行的飛機上落下的重物沿直線豎直下落，是地面上的人以地面做參考系觀測到的結果
C．只能選取靜止不動的物體作為參考系
D．同一個運動對不同的參考系，其觀察結果一定是相同的
3．在60周年國慶盛典上，游行的隊伍和彩車依次從天安門前經過(如圖)，以北京長安街為坐標軸x，向西為正方向，以天安門中心所對的長安街中心為坐標原點O，建立一維坐標系，一輛彩車最初在原點以東3km處，一段時間后行駛到原點以西2km處。這輛彩車最初位置和最終位置分別是(　　)
A．3km　2km B．－3km　2km
C．3km　－2km D．－3km　－2km
4．第一次世界大戰期間，一名法國飛行員在2000 m高空飛行時，發現臉旁有一個小東西，他以為是一只小昆蟲，敏捷地把它一把抓過來，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈。飛行員能抓到子彈，是因為（ ）
A．飛行員的反應快 B．子彈相對于飛行員是靜止的
C．子彈已經飛得沒有勁了，快要落在地上了 D．飛行員的手有勁
5. 北京奧運會上中國代表團參加了包括田徑、體操、柔道在內的所有28個大項的比賽，下列幾種奧運比賽項目中的研究對象可視為質點的是 (　　)
A．在撐竿跳高比賽中研究運動員手中的支撐竿在支撐地面過程中的轉動情況時
B．帆船比賽中確定帆船在大海中的位置時
C．跆拳道比賽中研究運動員的動作時
D．鉛球比賽中研究鉛球被擲出后在空中的飛行時間時
6．從高出地面2m的位置豎直向上拋出一個球，它上升4m后回落，最后小球到達地面，如圖所示，分別以地面和拋出點為原點建立坐標系，方向均以向上為正，填寫下表：
坐標原點的設置 出發點的坐標 最高點的坐標 落地點的坐標
以地面為原點
以拋出點為原點
7．研究火車的各種運動情況時(如圖)，哪些情況可以將火車視為一個質點？
【方法點撥】：
1．能否把一個物體看做質點，并不是由物體的形狀和大小來決定的，而是由它的形狀和大小對所研究問題的影響程度決定的．一般來說，如果在研究的問題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的因素時，物體就可看做質點．
2．(1)描述物體是否運動首先要選擇一個參考系，以此為標準來衡量物體是運動還是靜止的，參考系一旦確定，對物體運動描述也唯一確定．
(2)參考系的選擇是任意的，但應以觀測方便和使運動的描述簡單為原則．研究地面上物體的運動時，常選地面為參考系．
答案
【例題精講】：
例1：A 變式訓練1、 D 變式訓練2、BD
例題2、BC 變式訓練： C
例題3、 ABD
變式訓練：．以飛機駕駛員為參考系，受援者在向上運動；以救生員為參考系，受援者靜止；以平臺上的其他人員為參考系，受援者在向上運動．可見選擇的參考系不同，對物體運動的描述往往是不同的．
【高考鏈接】
1、A 2、C 3、D
4、D 5、A
【課堂練習】
1.ABC
2.A
解析：參考系是為了描述物體的運動而事先選來作為標準的物體，故選項A正確；參考系的選取是任意的，以對物體運動的描述盡可能簡單為基本原則，故選項C錯誤；看到從勻速飛行的飛機上落下的重物沿直線豎直下落，是飛機上的人以飛機或自身做參考系觀測到的結果，若地面上的人以地面做參考系觀測的結果是該物體做拋物線運動，故選項B錯誤；由選項B的分析可知，同一個運動對不同的參考系，其觀察結果可能不同，故選項D錯誤。
3.B
解析：坐標軸的正方向向西，則位置在原點以西為正，在原點以東為負。彩車最初在原點以東且距原點3km處，所以最初位置是－3km，同理最終位置是2km，故B正確。
4.B
5.BD
6.
2m 6m 0
0 4m －2m
解析：本題比較靈活地考查了對坐標系的選取和理解。題中的物體沿直線運動，可以在該直線上建立直線坐標系來定量描述物體的位置，若以地面為原點，則出發點、最高點、落地點的坐標分別為：x1＝2m，x2＝6m，x3＝0；若以拋出點為原點，則x′1＝0，x′2＝4m，x′3＝－2m。
7、(1)(3)不可以看做質點，(2)可以看做質點。
解析：(1)火車進站時，火車的長度與站臺相比不能被忽略，所以在研究火車進站的時間時，不能將火車看做質點。
(2)火車的長度與從北京到重慶的距離相比，可以忽略不計，所以在研究火車從北京到重慶的時間時，可以將火車看做質點。
(3)研究火車車輪上某點的運動與車輪的大小和形狀有關，這種情況下不能將火車看做一個質點。
8、地面 太陽 不能 能

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