1 质点 参考系和坐标系
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知识梳理
1.质点:不考虑物体的大小和形状,把物体简化成一个有质量的点,称为____________.
2.参考系:描述一个物体运动时,用来作_______________的其他物体称为参考系.
(1)描述同一物体的运动时,若以不同的物体作为参考系,观察的结果可能不同.
(2)参考系的选取原则上是任意的,在实际问题中应以研究问题的方便、对运动的描述尽可能简单为原则.
(3)在研究地面上的物体的运动时,通常取地面或相对于地面不动的物体作参考系.
3.坐标系:在选定的参考系上建立适当的坐标系后,就能定量地描述物体的位置及位置的变化.
疑难突破
物体在什么条件下能看作质点?
剖析:质点是一种科学的抽象,是一种理想化的模型,是在研究物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,对实际问题的近似,在什么条件下物体可以看作质点呢?
(1)当物体上各部分的运动情况都相同时,物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动,物体可看作质点.
(2)物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略不计的情况下,可以看作质点.
(3)同一个物体在不同的问题中,有时可以看作质点,有时不能看作质点.
问题探究
问题1 试分析运动中的地球、火车、自行车能否被看成质点.
探究:我们通过研究不同的问题来说明运动物体能否被看成质点.
地球:在研究地球绕太阳的公转问题时,可看作质点;在研究地球的自转问题时,则不能看作质点.
火车:如果是求一列火车从上海到北京所用时间或运行的平均速度,火车的长度远小于两地的距离,所以能看作质点;如果是求一列火车过一座桥梁所用时间,因火车的长度与桥梁的长度可比拟,所以不能看作质点.
自行车:如果求自行车通过两地所用时间或速度,则可以看作质点;如果研究自行车车轮上某一点的运动情况,则不能看作质点.
问题2 对于在平面上运动的物体,例如冰场上的花样滑冰运动员,要描述他们的位置,你认为应该怎样建立坐标系?
探究:由于花样滑冰运动员并不是沿直线运动,而是在一平面内运动,所以应建立二维直角坐标系.
典题精讲
例1:下列情况中的物体可以看作质点的是( )
A.地面上放一只木箱,在上面的箱角处用水平力推它,当研究它是先滑动还是先翻转的时候
B.上述木箱,在外力作用下在水平面上沿直线运动时
C.对于汽车的后轮,在研究车牵引力的来源时
D.人造地球卫星,在研究其绕地球运动时
思路解析 木箱在水平力作用下是否翻转与力的作用点的位置有关,在这种情况下木箱是不能看作质点的;当研究木箱在水平方向上平动的时候,木箱上各点的运动情况是一致的,这时可以把木箱看作质点.汽车牵引力的来源与后轮的转动有关,在研究牵引力的来源