高中物理 質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系課件

第一章運(yùn)動的描述§1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系第一章運(yùn)動的描述§1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系機(jī)械運(yùn)動一、機(jī)械運(yùn)動：物體的空間位置隨時(shí)間的變化，叫機(jī)械運(yùn)動。

它是自然界最簡單最基本的運(yùn)動形式。在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運(yùn)動的分支叫力學(xué)。機(jī)械運(yùn)動一、機(jī)械運(yùn)動：思考問題1：該如何描述物體的運(yùn)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(yùn)動員輕盈的舞姿，畫家用汽車后面的線條來表示風(fēng)，來描述車輛的飛馳。科學(xué)家呢？思考問題1：該如何描述物體的運(yùn)動呢？科學(xué)家呢？質(zhì)點(diǎn)

誰能準(zhǔn)確描述下列物體的運(yùn)動？如：雄鷹在空中翱翔足球的飛滾樹葉、紙張的飄落海浪的洶涌澎湃精確描述之難質(zhì)點(diǎn)誰能準(zhǔn)確描述下列物體的運(yùn)動？精確描述之難質(zhì)點(diǎn)

難道我們真的無法描述物體的運(yùn)動？例：飛機(jī)以某速度從南京飛向北京,

研究火車在城市之間運(yùn)行我們是否要考慮飛機(jī)本身大??？車箱的顫動我們考慮嗎？我們已經(jīng)很自然的忽略某些次要因素（如形狀、大小），只關(guān)心主要的方面。質(zhì)點(diǎn)難道我們真的無法描述物體的運(yùn)動？我們是否要考物體和質(zhì)點(diǎn)二、質(zhì)點(diǎn)（masspoint）1、定義：某些情況下，可以將物體簡化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，稱為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的“物理模型”。2、物體可以看做質(zhì)點(diǎn)的條件⑴當(dāng)物體上各部分運(yùn)動情況都相同時(shí)，可以用其上任意一點(diǎn)的運(yùn)動來代替整個(gè)物體運(yùn)動。⑵物體的大小、形狀對所研究的問題無影響或可忽略不計(jì)的情況下。物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)么？物體和質(zhì)點(diǎn)二、質(zhì)點(diǎn)（masspoint）物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)物體和質(zhì)點(diǎn)

幾點(diǎn)說明:1、物理各點(diǎn)的運(yùn)動情況相同（平動）時(shí)，可以看作質(zhì)點(diǎn)，一般研究物體的轉(zhuǎn)動時(shí)不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)。2、物體有轉(zhuǎn)動，但物體的轉(zhuǎn)動不是我們所研究的主要問題時(shí)，物體的本身大小和形狀已變成了次要因素，物體可以看作質(zhì)點(diǎn)。3、物體本身的大小對所研究的問題不能忽略時(shí)，不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)。物體和質(zhì)點(diǎn)幾點(diǎn)說明:物體和質(zhì)點(diǎn)4、物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究的問題中是否可以忽略不計(jì)，而跟物體自身體積的大小，質(zhì)量的多少和運(yùn)動速度的大小無關(guān)。5、一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)取決于所研究問題的性質(zhì)，即使同一個(gè)物體在研究問題不同時(shí)，有的情況下可以看作質(zhì)點(diǎn)，而有的情況下不可以看作質(zhì)點(diǎn)。物體和質(zhì)點(diǎn)4、物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究物體和質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)和幾何中的點(diǎn)是一回事嗎？1、相同點(diǎn)：都是沒有形狀和大小的點(diǎn)。2、不同點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一相對的物理概念；幾何中的點(diǎn)沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對的小。物體和質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)和幾何中的點(diǎn)是一回事嗎？1、相同點(diǎn)：都是沒有形例1下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是（）A、質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際并不存在B、只有體積很小的物體才能被看成質(zhì)點(diǎn)C、凡輕小的物體，皆可被看成質(zhì)點(diǎn)D、如果物體的大小和形狀對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)。例題AD例1下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是（）例題例題例2在下列物體的運(yùn)動中，可視作質(zhì)點(diǎn)的物體有()A.從北京開往廣州的一列火車B.研究轉(zhuǎn)動的汽車輪胎C.研究繞地球運(yùn)動時(shí)的航天飛機(jī)D.表演精彩芭蕾舞演員E.參加一百米跑競賽的運(yùn)動員在沖刺過程中F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑動的箱子G.計(jì)算子彈從槍口到靶心的飛行時(shí)間H.測量子彈船過一張薄紙的時(shí)間。ACFG例題例2在下列物體的運(yùn)動中，可視作質(zhì)點(diǎn)的物體有思考與討論如何解釋小孩的靜止？同樣的物體，運(yùn)動會不同？思考與討論如何解釋小孩的靜止？參考系三、參考系1、運(yùn)動的相對性：

運(yùn)動是絕對的，描述物體運(yùn)動要相對其他物體2、參考系（referenceframe）

⑴選擇的任意性（一般選擇地球和相對于地球靜止的物體）

⑵對不同參考系，同一物體運(yùn)動情況可能不同

⑶同一問題中研究多個(gè)物體的運(yùn)動或同一物體的不同階段時(shí)，必須選同一參考系。參考系三、參考系1、運(yùn)動的相對性：

飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動，不知云與我俱東。詩境中的相對運(yùn)動飛花兩岸照船紅，詩境中的相對運(yùn)動例3、以下說法正確的是（）A、參考系就是不動的物體B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系C、不選定參考系，就無法研究某一個(gè)物體是怎么運(yùn)動的D、同一物體的運(yùn)動，對不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果CD例3、以下說法正確的是（例4、甲、乙、丙三架光電梯，甲中乘客看到一座高樓在向下運(yùn)動，乙中乘客看甲在向下運(yùn)動，丙中乘客看甲、乙都在向上運(yùn)動，這三架電梯的運(yùn)動情況可能有那些？例4、甲、乙、丙三架光電梯，甲中乘客看到一座高樓在向下運(yùn)動，坐標(biāo)系

文字描述方便嗎？能精確嗎？

有沒有簡便又準(zhǔn)確的方法？區(qū)分：定性與定量笛卡兒發(fā)明坐標(biāo)系

若物體只在一條直線上運(yùn)動，如何描述位置變化？若在某平面（操場）上呢？如何確定物體的位置坐標(biāo)系文字描述方便嗎？能精確嗎？區(qū)分：定性與定量笛卡兒討論尋找有用信息：經(jīng)度與緯度（大地坐標(biāo)系）如何在地面定物體位置？討論尋找有用信息：經(jīng)度與緯度（大地坐標(biāo)系）如何在地面定物體位坐標(biāo)系1、意義：為了定量地描述某時(shí)刻物體的位置，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。2、分類：

⑴直線坐標(biāo)系（一維坐標(biāo)系）：原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度、物理量、單位

⑵平面坐標(biāo)系（二維坐標(biāo)系）：描述物體在平面上運(yùn)動

⑶三維坐標(biāo)系：描述物體在三維空間位置四、坐標(biāo)系（coordinatesystem）坐標(biāo)系1、意義：為了定量地描述某時(shí)刻物體的位置，需要在參考系例題例5一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表所示：則此質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動后：⑴請?jiān)谧鴺?biāo)軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位置。⑵質(zhì)點(diǎn)哪個(gè)時(shí)刻離坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)，有多遠(yuǎn)？例題例5一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表所示：生活中的物理生活中的物理生活中的物理GPS：全球定位系統(tǒng)

(授時(shí)與測距導(dǎo)航系統(tǒng)----全球定位系統(tǒng)navigationsystemtimingandranging—globalpositioningsystem)

全球定位系統(tǒng)是美國從20世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月、航天飛機(jī)升空，同列為20世紀(jì)“三大航天工程”。生活中的物理GPS：全球定位系統(tǒng)生活中的物理GPS：全球定位系統(tǒng)

(授時(shí)與測距導(dǎo)航系統(tǒng)----全球定位系統(tǒng)navigationsystemtimingandranging—globalpositioningsystem)GPS系統(tǒng)包括三大部分：

（1）GPS衛(wèi)星（空間部分）（2）地面支撐系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分）

（3）GPS接收機(jī)（用戶部分）生活中的物理GPS：全球定位系統(tǒng)定位儀中所示位置定第一章運(yùn)動的描述§1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系第一章運(yùn)動的描述§1.1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系機(jī)械運(yùn)動一、機(jī)械運(yùn)動：物體的空間位置隨時(shí)間的變化，叫機(jī)械運(yùn)動。

它是自然界最簡單最基本的運(yùn)動形式。在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運(yùn)動的分支叫力學(xué)。機(jī)械運(yùn)動一、機(jī)械運(yùn)動：思考問題1：該如何描述物體的運(yùn)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(yùn)動員輕盈的舞姿，畫家用汽車后面的線條來表示風(fēng)，來描述車輛的飛馳?？茖W(xué)家呢？思考問題1：該如何描述物體的運(yùn)動呢？科學(xué)家呢？質(zhì)點(diǎn)

誰能準(zhǔn)確描述下列物體的運(yùn)動？如：雄鷹在空中翱翔足球的飛滾樹葉、紙張的飄落海浪的洶涌澎湃精確描述之難質(zhì)點(diǎn)誰能準(zhǔn)確描述下列物體的運(yùn)動？精確描述之難質(zhì)點(diǎn)

難道我們真的無法描述物體的運(yùn)動？例：飛機(jī)以某速度從南京飛向北京,

研究火車在城市之間運(yùn)行我們是否要考慮飛機(jī)本身大?。寇囅涞念潉游覀兛紤]嗎？我們已經(jīng)很自然的忽略某些次要因素（如形狀、大?。?，只關(guān)心主要的方面。質(zhì)點(diǎn)難道我們真的無法描述物體的運(yùn)動？我們是否要考物體和質(zhì)點(diǎn)二、質(zhì)點(diǎn)（masspoint）1、定義：某些情況下，可以將物體簡化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，稱為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的“物理模型”。2、物體可以看做質(zhì)點(diǎn)的條件⑴當(dāng)物體上各部分運(yùn)動情況都相同時(shí)，可以用其上任意一點(diǎn)的運(yùn)動來代替整個(gè)物體運(yùn)動。⑵物體的大小、形狀對所研究的問題無影響或可忽略不計(jì)的情況下。物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)么？物體和質(zhì)點(diǎn)二、質(zhì)點(diǎn)（masspoint）物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)物體和質(zhì)點(diǎn)

幾點(diǎn)說明:1、物理各點(diǎn)的運(yùn)動情況相同（平動）時(shí)，可以看作質(zhì)點(diǎn)，一般研究物體的轉(zhuǎn)動時(shí)不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)。2、物體有轉(zhuǎn)動，但物體的轉(zhuǎn)動不是我們所研究的主要問題時(shí)，物體的本身大小和形狀已變成了次要因素，物體可以看作質(zhì)點(diǎn)。3、物體本身的大小對所研究的問題不能忽略時(shí)，不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)。物體和質(zhì)點(diǎn)幾點(diǎn)說明:物體和質(zhì)點(diǎn)4、物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究的問題中是否可以忽略不計(jì)，而跟物體自身體積的大小，質(zhì)量的多少和運(yùn)動速度的大小無關(guān)。5、一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)取決于所研究問題的性質(zhì)，即使同一個(gè)物體在研究問題不同時(shí)，有的情況下可以看作質(zhì)點(diǎn)，而有的情況下不可以看作質(zhì)點(diǎn)。物體和質(zhì)點(diǎn)4、物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究物體和質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)和幾何中的點(diǎn)是一回事嗎？1、相同點(diǎn)：都是沒有形狀和大小的點(diǎn)。2、不同點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一相對的物理概念；幾何中的點(diǎn)沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對的小。物體和質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)和幾何中的點(diǎn)是一回事嗎？1、相同點(diǎn)：都是沒有形例1下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是（）A、質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，實(shí)際并不存在B、只有體積很小的物體才能被看成質(zhì)點(diǎn)C、凡輕小的物體，皆可被看成質(zhì)點(diǎn)D、如果物體的大小和形狀對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)。例題AD例1下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是（）例題例題例2在下列物體的運(yùn)動中，可視作質(zhì)點(diǎn)的物體有()A.從北京開往廣州的一列火車B.研究轉(zhuǎn)動的汽車輪胎C.研究繞地球運(yùn)動時(shí)的航天飛機(jī)D.表演精彩芭蕾舞演員E.參加一百米跑競賽的運(yùn)動員在沖刺過程中F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑動的箱子G.計(jì)算子彈從槍口到靶心的飛行時(shí)間H.測量子彈船過一張薄紙的時(shí)間。ACFG例題例2在下列物體的運(yùn)動中，可視作質(zhì)點(diǎn)的物體有思考與討論如何解釋小孩的靜止？同樣的物體，運(yùn)動會不同？思考與討論如何解釋小孩的靜止？參考系三、參考系1、運(yùn)動的相對性：

運(yùn)動是絕對的，描述物體運(yùn)動要相對其他物體2、參考系（referenceframe）

⑴選擇的任意性（一般選擇地球和相對于地球靜止的物體）

⑵對不同參考系，同一物體運(yùn)動情況可能不同

⑶同一問題中研究多個(gè)物體的運(yùn)動或同一物體的不同階段時(shí)，必須選同一參考系。參考系三、參考系1、運(yùn)動的相對性：

飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動，不知云與我俱東。詩境中的相對運(yùn)動飛花兩岸照船紅，詩境中的相對運(yùn)動例3、以下說法正確的是（）A、參考系就是不動的物體B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系C、不選定參考系，就無法研究某一個(gè)物體是怎么運(yùn)動的D、同一物體的運(yùn)動，對不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果CD例3、以下說法正確的是（例4、甲、乙、丙三架光電梯，甲中乘客看到一座高樓在向下運(yùn)動，乙中乘客看甲在向下運(yùn)動，丙中乘客看甲、乙都在向上運(yùn)動，這三架電梯的運(yùn)動情況可能有那些？例4、甲、乙、丙三架光電梯，甲中乘客看到一座高樓在向下運(yùn)動，坐標(biāo)系

文字描述方便嗎？能精確嗎？

有沒有簡便又準(zhǔn)確的方法？區(qū)分：定性與定量笛卡兒發(fā)明坐標(biāo)系

若物體只在一條直線上運(yùn)動，如何描述位置變化？若在某平面（操場）上呢？如何確定物體的位置坐標(biāo)系文字描述方便嗎？能精確嗎？區(qū)分：定性與定量笛卡兒討論尋找有用信息：經(jīng)度與緯度（大地坐標(biāo)系）如何在地面定物體位置？討論尋找有用信息：經(jīng)度與緯度（大地坐標(biāo)系）如何在地面定物體位坐標(biāo)系1、意義：為了定量地描述某時(shí)刻物體的位置，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。2、分類：

⑴直線坐標(biāo)系（一維坐標(biāo)系）：原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度、物理量、單位

⑵平面坐標(biāo)系（二維坐標(biāo)系）：描述物體在平面上運(yùn)動

⑶三維坐標(biāo)系：描述物體在三維空間位置四、坐標(biāo)系（coordinatesystem）坐標(biāo)系1、意義：為了定量地