1質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系

1、第一章第一章 運動的描述運動的描述1 1 質(zhì)點質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系參考系和坐標(biāo)系 問題：該如何描述物體的運動呢？問題：該如何描述物體的運動呢？ 詩人用氣勢磅礴來描述大河中的水流，用矯捷如燕來描述運動員輕盈的舞姿，畫家用汽車后面的線條表示風(fēng)，來描述車輛的飛馳?？茖W(xué)家呢？科學(xué)家呢？一、物體與質(zhì)點一、物體與質(zhì)點1.1.要描述鴿子身上各點飛行的位置隨時間變化的規(guī)律是要描述鴿子身上各點飛行的位置隨時間變化的規(guī)律是件不容易的事，困難在哪里？件不容易的事，困難在哪里？結(jié)論：結(jié)論：如果僅僅研究如果僅僅研究“白鴿白鴿”的運動情況，我們可以的運動情況，我們可以忽略忽略“白鴿白鴿”的形狀和大小而把物體看成只有質(zhì)量而

2、的形狀和大小而把物體看成只有質(zhì)量而沒有形狀和大小的沒有形狀和大小的“點點”。所以，為了研究問題的方。所以，為了研究問題的方便，常常把物體看成一個點。便，常常把物體看成一個點。2.2.如果只研究鴿子從家里到目的地飛行的快慢，需要如果只研究鴿子從家里到目的地飛行的快慢，需要知道鴿子身上各部分的運動嗎？知道鴿子身上各部分的運動嗎？問題思考神舟五號飛船，長神舟五號飛船，長8.86m8.86m，直徑，直徑58.3m58.3m，用長，用長58m58m、重、重480t480t的的“長征二號長征二號”火箭發(fā)射?？茖W(xué)家研究飛船在太空中的火箭發(fā)射。科學(xué)家研究飛船在太空中的運動位置、高度、速度等問題時，能否把飛船看

3、成一個運動位置、高度、速度等問題時，能否把飛船看成一個點？點？小結(jié)：科學(xué)家研究飛船在太空中的運動位置、高度、小結(jié)：科學(xué)家研究飛船在太空中的運動位置、高度、速度等問題時，可以把飛船簡化為一個有質(zhì)量的點。速度等問題時，可以把飛船簡化為一個有質(zhì)量的點。質(zhì)點：質(zhì)點：概念：物理學(xué)中，在某些情況下，我們忽略物體的概念：物理學(xué)中，在某些情況下，我們忽略物體的大小和形狀，突出大小和形狀，突出“物體具有質(zhì)量物體具有質(zhì)量”這一要素，把這一要素，把它簡化為一個有質(zhì)量的點。它簡化為一個有質(zhì)量的點。條件：物體的大小和形狀對所研究問題的影響可忽條件：物體的大小和形狀對所研究問題的影響可忽略不計。略不計。物理意義：質(zhì)點是一

4、種科學(xué)抽象，是一種理想化的物理意義：質(zhì)點是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的物理模型。物理模型。1.1.研究綠茵研究綠茵場上飛起的場上飛起的足球的運動足球的運動時，能把足時，能把足球看成質(zhì)點球看成質(zhì)點嗎？嗎？問題思考2.2.研究火車通過大橋的時間時，能把火車看成質(zhì)點嗎？研究火車通過大橋的時間時，能把火車看成質(zhì)點嗎？研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、研究飛機在空中的位置、離開地面的高度、飛行的速度、運動軌道等問題時，運動軌道等問題時，能否把飛機看作質(zhì)點？能否把飛機看作質(zhì)點？問題思考問題思考如果只研究地球整體的運動軌跡，地球是否可以當(dāng)做一如果只研究地球整體的運動軌跡，地球是否可以當(dāng)做一個

5、點來進行簡單化處理呢？個點來進行簡單化處理呢？ 結(jié)論：結(jié)論：研究地球公轉(zhuǎn)時，地球本身的大小和形狀是次研究地球公轉(zhuǎn)時，地球本身的大小和形狀是次要因素可忽略要因素可忽略. . 可看成質(zhì)點可看成質(zhì)點. .A問題思考如果只研究地球上某一點如果只研究地球上某一點A A的運動情況，是否的運動情況，是否也也可以當(dāng)做可以當(dāng)做一個點來進行簡單化處理呢？一個點來進行簡單化處理呢？ 結(jié)論：結(jié)論：研究地球自轉(zhuǎn)時，地球本身的大小和形狀不可忽研究地球自轉(zhuǎn)時，地球本身的大小和形狀不可忽略略. . 不能看成質(zhì)點不能看成質(zhì)點. .結(jié)論：結(jié)論：物體能否看成質(zhì)點與物體本身的大小和形狀物體能否看成質(zhì)點與物體本身的大小和形狀無無關(guān)關(guān)。

6、 1.1.是不是很小的物體才能看作質(zhì)點，很大的物體不能是不是很小的物體才能看作質(zhì)點，很大的物體不能看看做做質(zhì)點？質(zhì)點？小組討論2.2.物理中的物理中的“質(zhì)點質(zhì)點”和幾何中的點和幾何中的點有哪些異同有哪些異同？相同點：相同點：都是沒有形狀和大小的點。都是沒有形狀和大小的點。不同點：不同點：質(zhì)點是實際物體的抽象質(zhì)點是實際物體的抽象表示表示，它具有一定的物，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一個個相對的相對的物理概念；幾何中的點沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)物理概念；幾何中的點沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對的小。該絕對的小。下列關(guān)于質(zhì)點的說

7、法中，正確的是下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是( )( )A. A. 體積很小的物體都可看成質(zhì)點體積很小的物體都可看成質(zhì)點 B. B. 質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點C. C. 不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對所研究的不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對所研究的問題沒有影響或影響可以忽略不計時，就可以看成質(zhì)點問題沒有影響或影響可以忽略不計時，就可以看成質(zhì)點D. D. 只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點，高速運動的物只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點，高速運動的物體不可看作質(zhì)點體不可看作質(zhì)點C C例題1 1、在下列各運動中，可以當(dāng)做質(zhì)點的有（、在下列各運動中，可以當(dāng)做質(zhì)點的有（

8、）A A、研究做旋轉(zhuǎn)動作的體操運動員、研究做旋轉(zhuǎn)動作的體操運動員 B B、研究遠洋航行中巨輪的航行、研究遠洋航行中巨輪的航行C C、研究轉(zhuǎn)動著的螺旋槳、研究轉(zhuǎn)動著的螺旋槳 D D、研究繞地球運動的衛(wèi)星、研究繞地球運動的衛(wèi)星BDBD2 2、下列物體或人可以看做質(zhì)點的是、下列物體或人可以看做質(zhì)點的是( )( )A A、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動作、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動作 B B、研究奧運冠軍王軍霞在萬米長跑中的過程、研究奧運冠軍王軍霞在萬米長跑中的過程C C、研究一列火車通過某一路標(biāo)所用的時間、研究一列火車通過某一路標(biāo)所用的時間D D、研究我國科學(xué)考察團去南極的過程、研究我國

9、科學(xué)考察團去南極的過程BDBD 3 3、下列情況不能看成質(zhì)點的是（、下列情況不能看成質(zhì)點的是（ ）A A、研究繞地球飛行時航天飛機的軌道、研究繞地球飛行時航天飛機的軌道B B、研究飛行中的直升機上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動情況、研究飛行中的直升機上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動情況C C、計算從北京開往汕頭的一列火車的運行時間、計算從北京開往汕頭的一列火車的運行時間D D、計算火車通過路口所用的時間、計算火車通過路口所用的時間乙乙甲甲 甲同學(xué)和乙同學(xué)第一次乘火車，他們坐在火車站的甲同學(xué)和乙同學(xué)第一次乘火車，他們坐在火車站的未開動火車上。突然甲同學(xué)看著車窗外另一列火車叫起未開動火車上。突然甲同學(xué)看著車窗外另一列火車叫起來：

10、來：“我們的車開動了！我們的車開動了！”乙同學(xué)盯著車窗外的柱子說：乙同學(xué)盯著車窗外的柱子說：“你看錯了，我們的車還沒開動。你看錯了，我們的車還沒開動?！蹦阏J為甲乙同學(xué)的你認為甲乙同學(xué)的說法誰對誰錯？說法誰對誰錯？ 二、參考系二、參考系1 1、參考系：、參考系： 為了確定物體的位置和描述物體運動而被選做參考為了確定物體的位置和描述物體運動而被選做參考的物體。（注：初中所學(xué)參照物是通俗說法，但本質(zhì)相的物體。（注：初中所學(xué)參照物是通俗說法，但本質(zhì)相同）同） 要描述一個物體的運動，首先要選定某個其它的物要描述一個物體的運動，首先要選定某個其它的物體做參考，觀察物體相對這個物體體做參考，觀察物體相對這個

11、物體( (其它物體其它物體) )的位置是的位置是否隨時間變化，以及怎樣變化。這種用來做參考的物體否隨時間變化，以及怎樣變化。這種用來做參考的物體稱為參考系。稱為參考系。2 2、參考系的選?。?、參考系的選?。海? 1）可以任意選??；）可以任意選??；（2 2）應(yīng)以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則；）應(yīng)以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則；（3 3）常選擇地面或相對地面靜止的物體為參考系；）常選擇地面或相對地面靜止的物體為參考系；（4 4）參考系的選取不同，對物體運動的描述可能不同；）參考系的選取不同，對物體運動的描述可能不同；（5 5）比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才）比較兩

12、個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才有意義；有意義；（6 6）運動和靜止都是相對于參考系的；）運動和靜止都是相對于參考系的；（7 7）運動是絕對的，靜止是相對的。）運動是絕對的，靜止是相對的。注意：注意：以后凡是說到運動，都應(yīng)該首先選擇參考系，常以后凡是說到運動，都應(yīng)該首先選擇參考系，常默認為地面或相對地面靜止的物體為參考系。默認為地面或相對地面靜止的物體為參考系。從水平勻速飛行的飛機上投出的炸彈，以飛機為參考從水平勻速飛行的飛機上投出的炸彈，以飛機為參考系和以地面為參考系各做什么運動？系和以地面為參考系各做什么運動？看飛機投彈動畫看飛機投彈動畫問題思考 1 1、電影、電影閃閃的紅星閃閃的紅

13、星中有兩句歌詞：中有兩句歌詞：“小小小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走。竹排江中游，巍巍青山兩岸走。”這其中分別描述了這其中分別描述了兩種運動情景，那么它們分別是以什么為參考系的？兩種運動情景，那么它們分別是以什么為參考系的？ 2 2、坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩句、坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩句“坐地坐地日行八萬里，巡天遙看一千河日行八萬里，巡天遙看一千河”時，但我們感覺是時，但我們感覺是靜止不動的。這與詩句里的描述是否矛盾？說明理靜止不動的。這與詩句里的描述是否矛盾？說明理由。由。河岸、竹排河岸、竹排不矛盾不矛盾小組討論1 1、關(guān)于參考系的選取，下列說法正確的是（、關(guān)于參考系的選取，下列說

14、法正確的是（ ）A A、參考系必須選取靜止不動的物體、參考系必須選取靜止不動的物體 B B、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的C C、在空中運動的物體不能作為參考系、在空中運動的物體不能作為參考系 D D、任何物體都可以作為參考系、任何物體都可以作為參考系 D D 2 2、以下說法正確的是（、以下說法正確的是（ ）A A、參考系就是不動的物體、參考系就是不動的物體B B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系C C、不選定參考系，就無法研究某一個物體是怎么運、不選定參考系，就無法研究某一個物體是怎么運動的動的D D、同一物體的

15、運動，對不同的參考系可能有不同的、同一物體的運動，對不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果觀察結(jié)果CDCD3 3、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向下運動，乙中乘客看到甲在向下運動，丙中乘客看到甲、下運動，乙中乘客看到甲在向下運動，丙中乘客看到甲、乙都在向上運動，這三架電梯的運動情況可能有那些？乙都在向上運動，這三架電梯的運動情況可能有那些？【解析【解析】以地面為參考系，甲是向上運動的；而乙也是以地面為參考系，甲是向上運動的；而乙也是向上運動的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上運動，向上運動的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上運動，但丙的速度比

16、甲、乙都??；丙也可能向下運動；丙還有但丙的速度比甲、乙都??；丙也可能向下運動；丙還有可能靜止?？赡莒o止。如果一個可以看做質(zhì)點的物體沿直線運動，怎樣定量描述如果一個可以看做質(zhì)點的物體沿直線運動，怎樣定量描述物體的位置變化呢？物體的位置變化呢？要定量描述物體的位置變化，可以利用我們已有的數(shù)學(xué)知要定量描述物體的位置變化，可以利用我們已有的數(shù)學(xué)知識，建立直線坐標(biāo)系。識，建立直線坐標(biāo)系。坐標(biāo)系的三要素：坐標(biāo)系的三要素：原點、正方向、單位長度原點、正方向、單位長度。三、坐標(biāo)系三、坐標(biāo)系問題思考小組討論（1 1）如果物體（例如滑冰運動員）如果物體（例如滑冰運動員）在平面上運動在平面上運動，我們，我們應(yīng)如何建

17、立坐標(biāo)系？應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？ （2 2）如果物體在空間里運動呢？）如果物體在空間里運動呢？1 1、描述直線運動的物體的位置變化，可以建立一維、描述直線運動的物體的位置變化，可以建立一維直線坐標(biāo)系直線坐標(biāo)系一維坐標(biāo)表示：一維坐標(biāo)表示：x x2 2、描述平面上運動的物體的、描述平面上運動的物體的位置變化，可以建立二維平面位置變化，可以建立二維平面直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系二維坐標(biāo)表示二維坐標(biāo)表示（x,yx,y）x/mx/m0 01 12 23 3-1-13 3、描述立體空間內(nèi)運動的物體的位置變化，可以建立、描述立體空間內(nèi)運動的物體的位置變化，可以建立三維立體空間坐標(biāo)系三維立體空間坐標(biāo)系三維坐標(biāo)表示三維坐

18、標(biāo)表示（x,y,zx,y,z） y/my/m1 10 02 2-2-2-1-1-1-1-2-22 21 1x/mx/m 一個小球從距地面一個小球從距地面4 m高處落下，被地面彈高處落下，被地面彈回，在距地面回，在距地面1 m高處被接住坐標(biāo)原點定在拋出高處被接住坐標(biāo)原點定在拋出點正下方點正下方2 m處，向下方向為坐標(biāo)軸的正方向則處，向下方向為坐標(biāo)軸的正方向則小球的拋出點、落地點、接住點的位置坐標(biāo)分別小球的拋出點、落地點、接住點的位置坐標(biāo)分別是是()A2 m，2 m，1 mB2 m,2 m,1 mC4 m,0,1 mD4 m,0，1 mB一、質(zhì)點一、質(zhì)點 1 1、質(zhì)點：把物體簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點。、質(zhì)點：把物體簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點。 2 2、物體簡化為質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀對、物體簡化為質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀對所研究問題的影