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第一章 运动的描述

芁第一节 质点 参考系和坐标系

膀【教学目标】

羇 1．理解质点的概念．知道它是一种科学抽象，知道物体在什么情况下可以看作质点，知道这种科学

抽象是一种普遍的研究方法。

薆 2．知道参考系的概念．知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同，通常选择参考

系时，要考虑研究问题的方便。

羃 3．学会在参考系上建立坐标系来定量确定物体位置以及位置的变化。

罿【重点难点】

肆重点：对质点概念的理解，物体可以看作质点的条件；研究实际问题时，如何选取参考系。

蚃难点：什么情况下可以将物体看作质点。

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蚈【教学过程】

膆自然界的一切物体都在不停地运动，江河奔流不息，鸟儿自由飞翔，车辆高速行驶，火箭发射，天

体运转，电子绕核运动……

肄物体的空间位置随时间的变化，称为机械运动，简称运动。按物体上各部分的运动情况是否相同可

以将运动分为平动（物体上各点的运动情况都相同）和转动（物体上各点以某一点为轴运动）；按照物体的运动轨迹又可以将运动分为直线运动和曲线运动。在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。

膃 为了描述物体的运动，我们首先要来学习几个相关的概念。（板书课题）

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芆（一）物体和质点

蒅“质点”的引入：自然界中大多数物体的运动是比较复杂的。比如：鸽子在天空中飞翔时，身体各部

分的运动情况并不一样，身体向前飞行时，翅膀还在上下拍动；人在向前奔跑的时候，不仅躯干在向前运动，手臂也在前后摆动。要准确地描述这些物体的运动显得比较困难。但我们一定要将物体各部分运动情况都描述清楚吗？不一定。当我们要研究鸽子或人的运动快慢的时候，可以忽略翅膀和手臂的运动，将它们“浓缩”为一个只有质量没有形状和大小的点，而这对我们所要研究的问题并没有太大的影响。为了使研究的问题简化，可以，将物体看成一个只有质量而没有大小和形状的点。

薁1．质点：用来代替物体的有质量而没有形状和大小的点。

蒀 2．质点是一个理想模型，实际并不存在。但不同于几何中的点（阅读课本P11左下角）

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袆3．视作质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题的影响可忽略不计。

莃 例1：在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（ ）

艿A．研究地球绕太阳公转一周所需的时间

莆B．研究地球的自转运动

芇C．研究在平直公路上飞驰的汽车的速度

螀D．研究火车通过长江大桥所需的时间

莂E．正在进行花样溜冰的运动员

蒆F．研究比赛时乒乓球的旋转

莃例2：下列关于质点的说法中，正确的是（ ）

蒂A．只要是体积很小的物体都可看成质点

肀B．只要是质量很小的物体都可看成质点

薆C．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看做质点

螄D．由于所研究的问题不同，同一物体有时可以看做质点，有时不能看做质点

膄（举例：研究地球公转时，可以把地球视为质点；而研究地球的自转时，就不能将地球视为质点。火

车行驶……）

衿注意：⑴物体能否看作质点不是看物体的大小，而是要根据具体的问题来确定。（学生举例）

蚆 ⑵“质点”不是几何中的点。

芅（二）参考系

蚂“参考系”的引入：平常，我们看到房屋、树木是静止的，但汽车里的乘客却发现路边的房屋、树

木是向后退的。为什么人们的看法会存在这样的差异呢？

蚈 地面上的人以地面为标准，房屋、树木相对于地面静止；乘客以汽车为标准，房屋、树木相对

于汽车后退。上述事例说明：运动具有相对性。所以，要描述一个物体的运动首先必须选定某个其他物体做参考，我们称这个物体为参考系（“参考系”是“参照物”的科学名称）。

螅1．定义：为了描述一个物体的运动而选定的用来作为参考的物体。

蚆对于同一物体，选取的参考系不同，物体的运动情况也可能不同。（P12图1.1-4）

莄2．参考系的选择

蚁 参考系的选择理论上是任意的，但在实际问题中，应以研究问题方便为原则，常取地面为参考

系。

袅提问：研究地面物体的运动，一般以地面为参考系；

螃研究月亮或人造卫星的运动，应选取地球为参考系；

袂研究行星的运动，应选取太阳为参考系。

蒀例：甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘

客看甲、乙都在向上运动，由此可判断这三架电梯相对于地面的运动情况可能是（ C D ）

袅A．甲向下、乙向下、丙向下 B．甲向下、乙向下、丙向上

膄C．甲向上、乙向上、丙向上 D．甲向上、乙向上、丙向下

薄过渡：我们在选定了参考系以后，就可以来描述物体的运动情况。如何更准确地来描述物体的位置

及位置变化呢？比如说你正沿着笔直的水泥路从学校大门向教学楼走来，如果问你的准确位置，你可以怎样描述呢？……

腿一般说来，为了定量地描述物体的位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系，用坐标值来表

示物体的位置。

艿（三）坐标系

薅如果物体在一直线上运动（即在一维空间运动），则需建立直线坐标系，（例如汽车在平直的公路

上行驶）；〖画图说明〗

羂如果物体在一平面内运动（即在二维空间运动），则需建立平面直角坐标系，（例如溜冰运动员在

冰面上滑行）；

节如果物体在三维空间内运动，则需建立三维直角坐标系，（飞行表演中的飞机）。

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羆（四）科学漫步——全球卫星定位系统（GPS）

螃第二节 时间和位移