1、第1节 质点 参考系和坐标系高中物理必修1 第一章 运动的描述任务1：发现准确描述物体运动的困难任务2：建构质点模型，领会理想化方法任务3：通过实例理解能看成质点的条件任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念任务5：学会合理选择参考系.任务6：建立坐标系准确描述物体的位置.学习目标高中物理必修1 第一章 运动的描述问题情景:沿弧线飞向球门的足球(图1)，拍打翅膀在空中翱翔的雄鹰(图2)，飞车特技表演(图3)，飞驰的汽车(图4)1.图1至图4是运动物体的照片，你有什么办法让大家相信物体是运动的？2.图1、3让我们相信足球和运动员在运动，这种运动叫机械运动，请给机械运动下个定义?3.图1中的
2、足球向前运动时，还伴随着旋转，你认为足球上各个点的运动轨迹、速度完全相同吗?4.另外几幅图片中物体上每一点的运动相同吗？5.我们能否穷尽上述物体每一部分的运动情况?穷尽物体每一部分的运动情况对我们分析解决问题是否都是必要的?图1图2图3图4任务1：发现准确描述物体运动的困难问题高中物理必修1 第一章 运动的描述问题提示素养目标1.图1至图4是运动物体的照片，你有什么办法让大家相信物体是运动的？连拍照片的方式拍视频的方式了解机械运动是物体空间位置随时间的变化（物理观念）2.图1、3让我们相信足球和运动员在运动，这种运动叫机械运动，请给机械运动下个定义?物体的空间位置随时间的变化通过案例分析概括机
3、械运动的定义（科学思维）3.图1中的足球向前运动时，还伴随着旋转，你认为足球上各个点的运动轨迹、速度完全相同吗?不相同认识建立质点模型的必要性（物理观念）4.另外几幅图片中物体上每一点的运动相同吗？针对图分析5.我们能否穷尽上述物体每一部分的运动情况?穷尽物体每一部分的运动情况对我们分析解决问题是否都是必要的?针对图和要分析的问题具体分析高中物理必修1 第一章 运动的描述任务2：建构质点模型，领会理想化方法问题情景：2018年国际田联钻石联赛，在男子100米的比赛中，中国飞人苏炳添以9秒90的成绩获得第四名，这个成绩打破了卡塔尔归化选手奥古诺德创造的9秒91的亚洲纪录，下图为某次比赛的视频截图
4、。问题1.如果你是一个普通观众，观看苏炳添100米比赛时，你关心什么问题?这时他身体的形状、大小对所研究的问题影响大吗?2.如果你是苏炳添的教练，观看苏炳添100米比赛时，他是否会关心苏炳添身体各部分的位置和运动情况?3.作为一名物理学习者，如果要计算苏炳添跑完全程的速度，苏炳添的形状、大小重要吗?为什么?4.如果物体的形状大小对所研究的问题没有影响，或者影响很小，是否可以忽略形状大小将它看成一个有质量的点?5.一个物体能否看成质点是由物体本身决定的，还是由研究问题的性质决定的?同一物体能否看成质点的依据是什么?6.质点是实际存在的吗?将物体看做质点运用了什么方法?这种方法的功能是什么?高中物
5、理必修1 第一章 运动的描述问题提示素养目标1.如果你是一个普通观众，观看苏炳添100米比赛时，你关心什么问题?这时他身体的形状、大小对所研究的问题影响大吗?关心比赛成绩身体大小对研究问题影响不大能在质点概念的构建中，发现问题、分析原因、建构模型、解决问题(科学探究)能在具体问题中分析、判断物体的形状和大小是否可以忽略不计，能将物体抽象为质点模型(科学思维)2.如果你是苏炳添的教练，观看苏炳添100米比赛时，他是否会关心苏炳添身体各部分的位置和运动情况?关心3.作为一名物理学习者，如果要计算苏炳添跑完全程的速度，苏炳添的形状、大小重要吗?为什么?不重要，只关心时间即可以算出全程的速度4.如果物
6、体的形状大小对所研究的问题没有影响，或者影响很小，是否可以忽略形状大小将它看成一个有质量的点?可以5.一个物体能否看成质点是由物体本身决定的，还是由研究问题的性质决定的?同一物体能否看成质点的依据是什么?研究的问题决定的看成一个点后对研究的问题没有影响理解将物体看成质点的条件(物理观念)6.质点是实际存在的吗?将物体看做质点运用了什么方法?这种方法的功能是什么?理想化的模型抓主要因素，忽略次要因素知道质点是一种理想化模型(物理观念)高中物理必修1 第一章 运动的描述网孔的作用就是滤掉海水，但也失去一些小鱼，如果渔网没有孔，那么我们就无法提起充满海水的网，结果是我们无法捕到鱼。思考：渔网为什么有
7、孔?抓住主要因素忽略次要因素高中物理必修1 第一章 运动的描述任务3：通过实例理解能看成质点的条件问题情景:太阳系中地球的运动，一列向前运动的火车，石墨和金刚石中的碳原子问题1.如图，研究地球自转时，能否将地球看成质点?为什么?2.研究地球公转时，能否将地球看成质点?为什么?3.如图，研究火车的运动时，关注哪些问题时可以将火车看成质点，关注哪些问题时不可以看成质点?4.如图，在研究碳原子结合成石墨分子或金刚石分子时，能否将碳原子看成质点?5.能否总结将物体看成质点的条件?高中物理必修1 第一章 运动的描述问题提示素养目标1.如图，研究地球自转时，能否将地球看成质点?为什么?不能需要考虑各部分运
8、动的差异在具体问题中，能利用理想化方法将物体抽象为质点模型(科学思维)初步掌握具体问题具体分析的辩证唯物主义思想(科学思维)2.研究地球公转时，能否将地球看成质点?为什么?可以关注整体的运动，地球大小相比地球到太阳的距离小得多3.如图，研究火车的运动时，关注哪些问题时可以将火车看成质点，关注哪些问题时不可以看成质点?研究从北京到上海的时间可以看作质点研究过一个隧道的时间，长度不可以忽略4.如图，在研究碳原子结合成石墨分子或金刚石分子时，能否将碳原子看成质点?关注化学键位置的不同。考虑原子的大小5.能否总结将物体看成质点的条件?不由大小决定，与研究的问题有关进一步理解将物体看成质点的条件（物理观
9、念）高中物理必修1 第一章 运动的描述小结一 质点的理解与理想化模型1.将物体看成质点的条件物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点。2.物体可视为质点的情况有以下几种(1)研究物体的平动时一般可将物体看做质点。(2)物体虽然有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体视为质点。(3)问题涉及的空间尺度远大于物体自身的大小时，物体自身的大小可以忽略不计，这时可将物体视为质点。【方法技巧】物体能否看做质点，难以判定时可按照以下思路进行：（1）研究对象所关注的因素是什么；（2）忽略物体的形状、大小后，关注的因素是否受到影响；（3）如果没有影响，则物体可以看做质点，如
10、果有影响，则物体不能看做质点。高中物理必修1 第一章 运动的描述3.物体能否看成质点的常见示例研究对象可以看做质点的情景不能看做质点的情景火车研究从北京到上海的运行时间研究火车通过一座大桥的时间；研究火车车轮的运动汽车、自行车研究车的速度；确定车的位置研究车通过路旁一根电线杆的时间；研究车轮的转动地球研究地球的公转研究地球的自转球足球比赛中，研究队员踢出球的速度研究乒乓球的旋转运动员研究马拉松赛跑运动员的成绩；奥运会110 m栏决赛中，测算运动员飞奔时的速度花样滑冰的运动员；跳水比赛中的运动员；体操比赛中的运动员（关键看技术动作的均不能看做质点）宇宙飞船研究绕地球一周的时间与其他航天器进行对接
11、时调整飞行姿态时轮船确定轮船在大海中的位置轮船穿过一座大桥的时间直升机、无人机从甲地到乙地的时间螺旋桨的转动情况无人机的飞行姿势及翻滚动作高中物理必修1 第一章 运动的描述4.理想化模型的三个要点(1)实际并不存在“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象。(2)突出主要因素的结果“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”。(3)客观存在事物的部分特点反映“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种研究方法。【说明】在以后的学习中会接触到多个物理模型，物理模型的建立，
12、会使一些复杂的具体问题变得简洁，更加方便地分析和解决问题。高中物理必修1 第一章 运动的描述任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念问题情景：空中加油机给战机加油，竹排在江中游荡的画面问题1.请列举生活中的例子，谈谈有没有绝对静止的物体?2.如图是空中加油机通过油管给战机加油的情景，在空中加油机看来，战机的运动情况是怎样的?3.从地面上的人看来，空中加油机和战机的运动情况是怎样的?4.要描述战机的运动情况，首先必须选择一个作为参考的物体，这个物体叫做什么?5.歌词中“小小竹排江中游”和“巍巍青山两岸走”分别是以什么物体为参考系的?高中物理必修1 第一章 运动的描述问题提示素养目标1.请列
13、举生活中的例子，谈谈有没有绝对静止的物体?没有，坐地日行八万里理解参考系的概念，知道对于不同的参考系，运动的描述可能是不同的(物理观念)能根据选择的参考系描述物体的运动(科学思维)2.如图是空中加油机通过油管给战机加油的情景，在空中加油机看来，战机的运动情况是怎样的?静止的，加油时需要保持相对静止3.从地面上的人看来，空中加油机和战机的运动情况是怎样的?高速飞行4.要描述战机的运动情况，首先必须选择一个作为参考的物体，这个物体叫做什么?参照物（参考系）5.歌词中“小小竹排江中游”和“巍巍青山两岸走”分别是以什么物体为参考系的?青山竹排能根据运动的描述判断所选择的参考系(科学思维)高中物理必修1
14、 第一章 运动的描述任务5：学会合理选择参考系问题情景:飞机投弹照片，模拟飞机投弹问题1.飞机投弹时，你认为飞机是静止还是运动的?你做此判断时是以什么物体为参考系的?2.如果以飞机为参考系，炸弹的飞行轨迹是怎样的?3.通过实验，我们观察到炸弹的运动轨迹是一条曲线，如图所示，这和问题2的分析结果产生了矛盾，你认为原因是什么呢?4.如果要描述炸弹在空中的相对位置时，选择哪个物体为参考系会比较简单?高中物理必修1 第一章 运动的描述问题提示素养目标1.飞机投弹时，你认为飞机是静止还是运动的?你做此判断时是以什么物体为参考系的?运动的以地面为参考系知道通常选择地面为参考系(物理观念)2.如果以飞机为参
15、考系，炸弹的飞行轨迹是怎样的?竖直向下的运动3.通过实验，我们观察到炸弹的运动轨迹是一条曲线，如图所示，这和问题2的分析结果产生了矛盾，你认为原因是什么呢?选择的参考系不同会根据选择的参考系描述物体的运动(科学思维)知道参考系的选择应有利于问题的解决(物理观念)4.如果要描述炸弹在空中的相对位置时，选择哪个物体为参考系会比较简单?选择飞机为参考系高中物理必修1 第一章 运动的描述二 参考系的“四性”相对性用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的任意性参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面
16、为参考系统一性在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动，必须选择同一参考系差异性同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同示例 2019 江西赣州联考下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是（）A.“地球的公转”是以“地球”为参考系的B.“太阳东升西落”是以“太阳”为参考系的C.诗句“一江春水向东流”是以“流水”作为参考系的D.升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“地面”为参考系的【注意】（1）物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。（2）由于运动的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对于哪个参考系而言的。（3）不做特别说明的情况下，一般选取地面为参
17、考系。答案：D小结高中物理必修1 第一章 运动的描述任务6：建立坐标系准确描述物体的位置问题情景：行驶在长安街上的汽车，茫茫大海中的轮船，空中飞行的飞机，一维坐标系问题1.你正坐着汽车行驶在长安街上时，接到了同学的电话，你如何描述你的位置？轮船船长和飞机驾驶员如何报告位置？2.物体做直线运动时，常用一维坐标系描述物体的位置，如图中的坐标系，表达了哪些信息？3.一维坐标系中A、B、C表示汽车运动过程中经过的几个位置，A、B、C位置的坐标分别是什么？坐标值的意义是什么？高中物理必修1 第一章 运动的描述问题提示素养目标1.你正坐着汽车行驶在长安街上时，接到了同学的电话，你如何描述你的位置？轮船船长
18、和飞机驾驶员如何报告位置？通过标志牌船长和驾驶员通过位置坐标来描述通过实际问题认识建立坐标系的必要性（科学思维）2.物体做直线运动时，常用一维坐标系描述物体的位置，如图中的坐标系，表达了哪些信息？物体所在的位置理解坐标系概念，会用坐标系定量描述物体的位置（物理观念）3.一维坐标系中A、B、C表示汽车运动过程中经过的几个位置，A、B、C位置的坐标分别是什么？坐标值的意义是什么？100m，150m，-100m描述了物体所处的位置高中物理必修1 第一章 运动的描述常考题型题组一 物体可看成质点的条件和判断题1 2019江苏扬州高一期末下列说法中正确的是（）A.战斗机飞行员可以把正在甲板上用手势指挥的
19、引导员看成一个质点B.在战斗机飞行训练中，研究战斗机的空中有动作翻滚动作时，可以把战斗机看成质点C.研究“辽宁舰”在大海中运动轨迹时，可以把“辽宁舰”看成质点D.由于“辽宁舰”“高大威武”，故任何情包括远洋航行况下都不能将其看成质点【点拨】物体能看成质点的条件是：物体的大小、形状对所研究的问题不会产生影响，物体的大小、形状能忽略，与其他因素无关。A 错飞行员要按照引导员的指挥手势操作驾驶B错将战斗机视为质点后，就不可能研究战斗机的空中翻滚动作了C对D错“辽宁舰”虽大，但分析其在辽阔的大海中的航行轨迹时，“辽宁舰”的大小可以忽略不计高中物理必修1 第一章 运动的描述题22019河北武邑中学高一期
20、末下列关于质点的说法中，正确的是（）A.体积很小的物体都可以看成质点B.质量很小的物体都可以看成质点C.只有低速运动的物体才能看成质点，高速运动的物体不能看成质点D.不论物体质量多大，只要物体的形状和大小对所研究问题没有影响或影响可以忽略，都可以看成质点D题32019上海金山区高一期末物理学中的“质点”是一种理想化模型，研究下列物体的运动时可视为质点的是（）A.研究运动员跳高的过杆动作B.研究车轮边缘的速度C.计算轮船在海洋中的航行速度D.研究乒乓球的接发球技术C高中物理必修1 第一章 运动的描述题4多选在以下情况中可将物体看做质点的是（）A.研究一列火车从北京到上海所需的时间B.对某学生的骑
21、车姿势进行分析C.研究“天舟一号”从地球发射升空时的飞行轨迹D.研究“嫦娥四号”降落到月球表面后如何探测月球表面AC提示：物体的大小和形状对问题的研究有无影响，不是由物体的大小决定的，而是由研究的问题决定的；同一物体在不同的运动情景中，有时可视为质点，有时则不能视为质点，关键是看物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略。能否把物体看做质点的判断方法物体的大小和形状可以忽略或物体上任意一点的运动可代替物体的运动时，可把物体看做质点。有以下四种情况：高中物理必修1 第一章 运动的描述题组二 参考系的选取与应用题5 在某次运动会火炬传递中，观察到同一地点的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰是
22、移动的如图所示。关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法中正确的是（）A.甲、乙两火炬手一定都在向右运动B.甲、乙两火炬手一定都在向左运动C.甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动D.甲火炬手可能停止了运动，乙火炬手一定向左运动【思路点拨】根据题目中所述情景正确判定风的方向。【解析】根据旗帜的飘动情况可知风向左吹。甲火炬手所传递的圣火火焰向左飘动，由于旗杆是静止的，所以甲火炬手可能相对于旗杆静止，也可能向右运动，还可能向左运动，但此时的运动速度比风速小；乙火炬手所传递的圣火火焰向右飘动，表明乙火炬手一定向左运动，且运动速度比风速大。选项D正确。【答案】D【解题通法】（1）只有选
23、定参考系后，才能确定物体是否运动，运动得快还是慢。（2）选择的参考系不同，对同一物体运动的描述所作出的结论也可能不同。（3）巧妙选取参考系，能使我们更方便地处理相对运动问题。（4）虽然参考系的选取是任意的，但是一定要以能方便、简洁地描述物体的运动为准则。高中物理必修1 第一章 运动的描述题62019广东江门二中高一期末寓言“刻舟求剑”中的主人公找不到掉入水中的剑，是因为他选择的参考系是（）A.掉入水中的剑B.岸边的树木C.流动的河水D.乘坐的小船D【注意】（1）只要选定某物体为参考系，则认为该物体处于静止状态。（2）任何物体都可以选为参考系，为研究问题的方便，一般选地面或相对地面静止的物体为参
24、考系。（3）要比较不同物体的运动状况，应选取同一参考系。高中物理必修1 第一章 运动的描述题72019江苏省扬州中学期末 2016年10月19日，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现了自动交会对接。如图1-1-2所示，在对接过程中，“神舟十一号”开始向“天宫二号”缓缓靠拢，在按程序顺利完成一系列技术动作后，对接机构锁紧，两个飞行器建立刚性连接，形成组合体。下列说法中正确的是（）A.在对接靠拢的过程中，“神舟十一号”载人飞船选择“天宫二号”作为参考系B.在对接靠拢的过程中，“神舟十一号”载人飞船选择“地面指挥中心”作为参考系C.在对接靠拢的过程中，“天宫二号”能够看成质点D.在
25、调整对接姿态的过程中，“神舟十一号”能够看成质点A高中物理必修1 第一章 运动的描述题8 如图所示为A、B、C三列火车在一个车站的情景，A车上的乘客看到B车向东运动，B车上的乘客看到C车和站台都向东运动，C车上的乘客看到A车向西运动。站台上的人看A、B、C三列火车的运动正确的是（）A.A车向西运动B.B车向东运动C.C车一定是静止的D.C车一定向西运动AB车观察C车与站台都向东运动，但站台是固定的，故B车是向西运动的，选项B错A车观察B车向东运动，说明A车向西运动，且比B车的速度更大，选项A对C车观察A车向西运动，C车的运动有三种可能性：静止；向东运动；以较小速度向西运动，选项C、D错【方法技
26、巧】（1）比较多个物体运动状况时，一定要选取同一参考系。（2）题目中涉及的参考系不同时，要将参考系进行转换，变为同一个参考系。（3）涉及多个物体的复杂问题，解题时要在同一个参考系中画出运动简图，帮助分析。高中物理必修1 第一章 运动的描述题组三 坐标系的建立和位置的确定题92019江西九江期中一物体从O点出发，沿东偏北37的方向运动10 m到A点，然后又向正南方向运动10 m到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。【解】（1）根据题意建立二维平面坐标系，先确定坐标原点，选取正方向，设好标度，再确定坐标及位置变化。坐标系如图所示，图
27、线OAB为运动轨迹。（2）A点位置：xA=10 mcos 37=8 m，yA=10 msin 37=6 m。B点位置：xB=8 m，yB=6 m-10 m=-4 m。【解题通法】建立坐标系的步骤（1）选定原点、正方向、单位长度。（2）将运动过程各相应位置在坐标系上定量表示出来。（3）利用坐标系解决问题。高中物理必修1 第一章 运动的描述题10一个小球从距地面4 m高处竖直向下抛出，被地面弹回，在距地面1 m处被接住，坐标原点定在抛出点正下方2 m处，选竖直向下为坐标轴的正方向，抛出点、落地点、接住点的位置坐标是（）A.2 m，-2 m，-1 mB.-2 m，2 m，1 mC.4 m，0，1 m
28、D.-2 m，0，-1 m题11 如图所示，某人从学校门口A处开始散步，先向南走50 m到达B处，再向东走100 m到达C处，最后向北走150 m到达D处，若以校门口A点为坐标原点，则A、B、C、D各点的位置如何表示？【方法技巧】（1）建立坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度。（2）位置坐标的意义：正、负表示方向，数值表示与坐标原点的距离。（3）坐标轴的方向不一定非得在水平方向或竖直方向上，同时不能忽略“+”“-”号。（4）建立何种坐标系，由物体运动特点确定，建立坐标系的原则是方便准确地描述物体位置及位置变化。B解：以A点为坐标原点，向东为x轴的正方向，向北为y轴的正方向建立平面直角坐标系
29、，如图1-2所示，则各点的位置坐标为A（0，0），B（0，-50 m），C（100 m，-50 m），D（100 m，100 m）。高中物理必修1 第一章 运动的描述题122019南昌联考 如图所示，某物体在xOy平面内由点A（3 m，1 m）出发，沿直线运动到点B（1 m，4 m），然后又由点B（1 m，4 m）沿直线运动到点C（5 m，5 m）。试在图中完成坐标系的建立，并画出物体的运动轨迹。解析：取竖直轴为y轴，向上为正方向，取水平轴为x轴，向右为正方向，O点为原点，单位长度表示1 m。先在坐标系中确定A、B、C三点的位置，再连接AB、BC。坐标系的建立及物体的运动轨迹如图所示。高中物理必修1 第一章 运动的描述谢谢！
