内容正文:
第1节 质点 参考系和坐标系
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要点例析
1.机械运动
物体的空间位置随时间的变化称为机械运动.
2.质点
(1)定义:在某些情况下,可以忽略物体的大小和形状,而突出“物体具有质量”这个要素,把它简化为一个有质量的物质点,这样的点称为质点.
(2)把物体看成质点的条件
物体的形状和大小等因素不影响问题的研究时,就可以把物体看成质点.
3.参考系
(1)定义:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化,以及怎样变化,这种用来做参考的物体称为参考系.
(2)说明
①对同一个物体的运动,选取不同的参考系,所得出的结果可能是不同的.
②在以后研究的问题中,我们通常取地面或相对地面静止的物体为参考系.
4.坐标系
(1)建立目的:为了定量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)建立方法:当物体沿直线运动时,往往以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系.
探究感悟1:一个物体越小,是否越可以看成质点?
答案:物体看成质点的条件是:相对于研究的问题而言其大小和形状可以忽略不计,而不是物体本身的大小,如果研究该小物体的自身转动情况,则不可以视为质点.
探究感悟2:描述一辆列车的运动,甲说它向北行驶,乙说它向南后退,这可能吗?
答案:可能.选择不同的参考系描述同一物体的运动一般不同,甲一定选择了相对列车向南运动的物体为参考系,乙一定选择了相对列车向北运动的物体为参考系.
理想化模型与质点
1.理想化模型
(1)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的抽象,实际并不存在.
(2)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)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.
2.对质点的认识
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点是“具有质量”,但是质点没有大小、体积、形状,它与几何中的“点”有本质区别.
(2)质点是一种“理想化模型”.
(3)可将物体看做质点的几种情况:
【例1】 第26届世界大学生运动会于2011年8月12日在深圳开幕,本届运动会共设24个竞赛项目,有306个竞赛小项,为历届之最.中国夺75金创造新纪录,下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的是( )
A.在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时
B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时
C.跆拳道比赛中研究运动员的动作时
D.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时
解析:逐项分析如下
选项
诊断
结论
A
支撑杆从插在地面某点到把运动员送过横杆过程中,不能忽略其长度、形状
×
B
帆船的大小在确定帆船在大海中的位置时可忽略
√
C
跆拳道比赛中运动员的肢体动作是不能忽略的
×
D
忽略铅球的形状、大小不影响所研究的问题
√
答案:BD.
针对训练11:(2012南昌高一检测)下列关于质点的说法中正确的是( )
A.质点就是体积很小的物体
B.只有做直线运动的物体才能看成质点
C.转动着的物体不可以看成质点
D.任何物体在一定条件下都可以看成质点
解析:一个物体能否看成质点不是以其大小而论,而是看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响,如果无影响或影响不大,该物体就可以视为质点,否则不能视为质点.A、B、C错误,D项正确.
答案:D.
参考系与相对运动
1.运动的相对性:物体是运动的还是静止的,都是相对参考系而言的,这是运动的相对性.同一运动选择不同的参考系,观察结果可能不同.例如,坐在行驶汽车中的乘客,以地面为参考系,乘客是运动的,但如果以车本身为参考系,乘客则是静止的.
2.参考系的选择
(1)任意性:参考系的选取具有任意性,但应以方便观察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,通常选地面或相对地面静止的物体为参考系.
(2)统一性:比较两个物体的运动情况时,应选择同一个参考系.
【例2】 (2012河北冀州高一检测)甲、乙、丙三人各乘一架直升机,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲机匀速上升,丙看到乙机匀速下降,甲看到丙机匀速上升,则甲、乙、丙相对于地面的运动可能是( )
A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙机停在空中
B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙机匀速上升
C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙机匀速下降,v丙<v甲
D.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙机匀速下降,v丙>v甲
思路点拨:选择不同的参考系,观察到的物体的运动不同.
解析:三者各自看到另一方的不同运动状态,是因为各自以自身为参考系.甲和乙在匀速下降,但乙的下降速度更大.丙则有几种情况:可能