質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

第一章，運(yùn)動(dòng)的描述不了解運(yùn)動(dòng)，就不了解自然。——亞里士多德第一頁，共四十四頁。1.1質(zhì)點(diǎn)，參考系和坐標(biāo)系找茬游戲找出兩張照片中的不同之處??！第二頁，共四十四頁。把甲圖作為開始時(shí)的情況，乙圖作為一段時(shí)間后的情況的話。那圖中哪些小孩是靜止的，哪些小孩是運(yùn)動(dòng)的？判斷的依據(jù)是什么？知識(shí)點(diǎn)一：機(jī)械運(yùn)動(dòng)1、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的定義：物體的位置隨時(shí)間的變化，稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)第三頁，共四十四頁。2、機(jī)械運(yùn)動(dòng)常見形式：（1）平動(dòng)：平動(dòng)過程中，物體各部分的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)完全相同例如：木塊在水平桌面上滑動(dòng)（2）轉(zhuǎn)動(dòng)：物體的各部分繞某一點(diǎn)（或軸）做圓周運(yùn)動(dòng)例如：地球的自傳第四頁，共四十四頁。星光閃閃屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)嗎？植物的生長屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)嗎？因?yàn)椋枪忾W閃和植物的生長都沒有發(fā)生位置的改變。所以不屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)第五頁，共四十四頁?，F(xiàn)實(shí)中，運(yùn)動(dòng)的情況很多。如滾動(dòng)的足球、雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔。我們能準(zhǔn)確的描述其上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況嗎？第六頁，共四十四頁。雄鷹的身體在向前運(yùn)動(dòng)，但它的翅膀在向前的同時(shí)也在向上/向下的運(yùn)動(dòng)。足球在向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還在滾動(dòng)。所以要準(zhǔn)確的描述其上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是不容易的，原因是什么呢？原因就是物體都有一定的大小和形狀，各部分的運(yùn)動(dòng)情況一般來說并不一樣！第七頁，共四十四頁。那大家想想，我們可以用什么方法來使我們對(duì)這些物體的描述變得簡(jiǎn)單呢？我們可以用一個(gè)點(diǎn)來代替這個(gè)物體。這樣對(duì)這個(gè)物體的描述是不是就變得很簡(jiǎn)單啦！第八頁，共四十四頁。生活中，有沒有把物體看成一個(gè)點(diǎn)來對(duì)其運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行描述的？例如：追蹤器第九頁，共四十四頁。導(dǎo)航第十頁，共四十四頁。戰(zhàn)術(shù)板第十一頁，共四十四頁。知識(shí)點(diǎn)二：質(zhì)點(diǎn)像這種可以忽略物體的大小和形狀，而突出“物體具有質(zhì)量”這個(gè)要素，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)，這樣的點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn)1、質(zhì)點(diǎn)的定義：例如：例如我們數(shù)教室里有多少張桌子，這時(shí)就可以把桌子當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)。因?yàn)槲覀償?shù)數(shù)是不用管桌子的大小和形狀的第十二頁，共四十四頁。2、將物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件（1）如果物體的大小和形狀在研究問題的過程中可以忽略不計(jì)，就可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)（2）物體做平動(dòng)。（一般情況下可以看作質(zhì)點(diǎn)，要是題目中出現(xiàn)要求，就不能看作質(zhì)點(diǎn)啦）質(zhì)點(diǎn)是個(gè)理想化的模型，實(shí)際生活中并不存在第十三頁，共四十四頁。3、物體可以視為質(zhì)點(diǎn)的幾種情況（1）研究物體的平動(dòng)時(shí)，一般可將物體視為質(zhì)點(diǎn)例：汽車在水平路面上行駛、從斜面上滑下來的木塊等（2）物體雖然有轉(zhuǎn)動(dòng)，但相對(duì)于平動(dòng)而言可以忽略其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可把物體視為質(zhì)點(diǎn)例：向前滾動(dòng)的足球，我要研究它的路徑時(shí)，也可以將足球視為質(zhì)點(diǎn)第十四頁，共四十四頁。（3）問題涉及的空間尺度遠(yuǎn)大于物體自身的大小時(shí)，物體自身的大小可以忽略不計(jì)，這時(shí)可將物體視為質(zhì)點(diǎn)例：研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，雖然地球很大，但相對(duì)于地球繞太陽的軌道的長度而言的話，地球的大小完全可以忽略，此時(shí)可將物體視為質(zhì)點(diǎn)第十五頁，共四十四頁。質(zhì)點(diǎn)中常常會(huì)遇到的一些問題1、是不是體積很大的物體不能看作質(zhì)點(diǎn)？2、是不是體積很小的物體就可以看作質(zhì)點(diǎn)？3、是不是轉(zhuǎn)動(dòng)的物體就不可以看作質(zhì)點(diǎn)？4、同一個(gè)物體不管在什么情況下都可以看作質(zhì)點(diǎn)或都不能看做質(zhì)點(diǎn)？第十六頁，共四十四頁。特別提醒：（1）物體能否看作質(zhì)點(diǎn)與物體的大小無關(guān)（2）對(duì)于同一個(gè)物體有時(shí)可以看作質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)不能（3）不能說平動(dòng)的物體一定能看作質(zhì)點(diǎn)，而轉(zhuǎn)動(dòng)的物體一定不能看作質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵還是看研究的問題中物體的大小和形狀是否可以忽略不計(jì)或是次要因素第十七頁，共四十四頁。質(zhì)點(diǎn)和幾何中的點(diǎn)是一回事嗎？相同點(diǎn)：都是沒有大小和形狀的。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，而且是一個(gè)相對(duì)的物理概念。幾何中的點(diǎn)是沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該是絕對(duì)的小。第十八頁，共四十四頁。下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中，正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的模型，實(shí)際并不存在B．因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沒有大小，所以與幾何中心的點(diǎn)沒有區(qū)別C．凡是輕小的物體，都可看作質(zhì)點(diǎn)D．如果物體的形狀和大小在所研究的問題中屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)AD第十九頁，共四十四頁。下列情況中的運(yùn)動(dòng)物體，不能被看成質(zhì)點(diǎn)的是（）A．研究繞地球飛行時(shí)航天飛機(jī)的軌道B．研究飛行中直升飛機(jī)上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)情況C．計(jì)算從北京開往上海的一列火車的運(yùn)行時(shí)間D．計(jì)算在傳送帶上輸送的工件數(shù)量B第二十頁，共四十四頁。下列幾種情況下的物體，哪些情況可將物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)來處理（）A．游樂場(chǎng)中，觀察坐在翻滾過山車中的小孩的表情B．確定太空中的宇宙飛船位置C．研究門的轉(zhuǎn)動(dòng)D．研究正在將貨物吊起的起重機(jī)B第二十一頁，共四十四頁。在研究下述運(yùn)動(dòng)時(shí)，能把物體看作質(zhì)點(diǎn)的是（）A．研究地球的自轉(zhuǎn)效應(yīng)B．研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)C．研究火車從南京到上海運(yùn)行需要的時(shí)間D．研究一列火車通過長江大橋所需的時(shí)間C第二十二頁，共四十四頁。下列物體可看作質(zhì)點(diǎn)的是（）A、做花樣溜冰的運(yùn)動(dòng)員B、遠(yuǎn)洋航行中的巨輪C、運(yùn)行中的人造衛(wèi)星D、轉(zhuǎn)動(dòng)著的砂輪ＢＣ第二十三頁，共四十四頁。當(dāng)我們坐在平穩(wěn)的汽車上/火車上，站在勻速上升的觀光電梯內(nèi)。當(dāng)我們閉上眼睛，我們能感覺到自己在動(dòng)嗎？當(dāng)我們睜開眼睛時(shí)，又是什么感覺？是怎么判斷的？第二十四頁，共四十四頁。所以要描述一個(gè)物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止的我們需要選擇一個(gè)物體作為參考。被選為參考的這個(gè)物體是假定不動(dòng)的。知識(shí)點(diǎn)三：參考系1、概念：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體做參考，假定這個(gè)“其他物體”不動(dòng)，觀察研究對(duì)象相對(duì)于這個(gè)“其他物體”的位置是否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化，這個(gè)用來做參考的物體，叫做參考系。第二十五頁，共四十四頁。特別提醒：同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，選擇的參考系不同，觀察的結(jié)果可能不同。要比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選擇同一參考系，若選擇不同的參考系研究?jī)蓚€(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，沒有意義。第二十六頁，共四十四頁。2、參考系的選取原則（1）研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選取地面或相對(duì)于地面靜止的物體作為參考系（2）參考系的選取是任意的，但在實(shí)際問題中，參考系的選取應(yīng)以研究問題方便、對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為基本原則第二十七頁，共四十四頁。特別提醒：1、由于運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性，凡是提到物體的運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)該明確它是相對(duì)于哪個(gè)參考系而言的。2、無論物體原來的運(yùn)動(dòng)情況如何，一旦這個(gè)物體被選為參考系，就認(rèn)為他是靜止的。第二十八頁，共四十四頁。3、參考系的四個(gè)性質(zhì)（1）相對(duì)性：用來作為參考的物體都是假定不動(dòng)的，被研究的物體運(yùn)動(dòng)還是靜止，都是相對(duì)于參考系而言的。（2）任意性：參考系的選取具有任意性。任何物體都可以作為參考系。第二十九頁，共四十四頁。（3）同一性：在同一個(gè)問題中，若要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)或同一個(gè)物體不同階段的運(yùn)動(dòng)，必須選擇同一參考系。（4）差異性：描述同一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果一般不同。第三十頁，共四十四頁。關(guān)于參考系的選取，下列說法正確的是（）A．參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體B．參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的C．在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系D．任何物體都可以作為參考系D第三十一頁，共四十四頁。地面觀察者看雨滴豎直下落時(shí)，坐在勻速前進(jìn)的車廂中的乘客看雨滴是（）A．向前運(yùn)動(dòng)B．向后運(yùn)動(dòng)C．傾斜落向前下方D．傾斜落向后下方D第三十二頁，共四十四頁。在平直的公路上，甲乘汽車以10m／s的速度運(yùn)動(dòng)，乙騎自行車以5m／s的速度運(yùn)動(dòng)，甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向相同，甲在前，乙在后，則（）A．甲觀察到乙以5m／s的速度靠近B．乙觀察到甲以5m／s的速度遠(yuǎn)離C．甲觀察到乙以15m／s的速度遠(yuǎn)離D．乙觀察到甲以15m／s的速度遠(yuǎn)離B要是運(yùn)動(dòng)方向相反，背對(duì)著朝兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，哪個(gè)選項(xiàng)正確呢？相對(duì)著呢？第三十三頁，共四十四頁。在生活中，人們常常問道的一個(gè)問題是，你在哪？到哪？比如我們可以在地球儀準(zhǔn)確的找出貴州貴陽的位置嗎？為什么可以？第三十四頁，共四十四頁。要是同學(xué)們散亂的站在操場(chǎng)上，我們可以準(zhǔn)確的描述某一同學(xué)的位置嗎？要是同學(xué)們整齊的站在操場(chǎng)上呢？這時(shí)能不能準(zhǔn)確的描述某一同學(xué)的位置？原因是什么？第三十五頁，共四十四頁。可以的原因就是，相當(dāng)于我們建立了一個(gè)坐標(biāo)系。知識(shí)點(diǎn)四：坐標(biāo)系１、引入坐標(biāo)系的目的為了定量的描述物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須在參考系上建立坐標(biāo)系，這樣才能應(yīng)用數(shù)學(xué)工具來研究運(yùn)動(dòng)。第三十六頁，共四十四頁。有了坐標(biāo)系，就可以定量的描述某一時(shí)刻物體的位置，以及某一段時(shí)間內(nèi)物體位置的變化。2、引入坐標(biāo)系的意義3、坐標(biāo)系的建立物體做直線運(yùn)動(dòng)——直線坐標(biāo)系（一維坐標(biāo)系）物體在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)——平面坐標(biāo)系（二維坐標(biāo)系）物體在空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)——空間坐標(biāo)系（三維坐標(biāo)系）高一上學(xué)期只學(xué)習(xí)，直線運(yùn)動(dòng)第三十七頁，共四十四頁。特別提醒：坐標(biāo)系相對(duì)于參考系是靜止的畫坐標(biāo)系時(shí)，必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長度物體在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值有正直也有負(fù)值，其正直、負(fù)值不表示大小，僅表示在參考點(diǎn)的哪一側(cè)：正號(hào)表示在參考點(diǎn)的正向一側(cè)，負(fù)號(hào)表示在參考點(diǎn)的負(fù)向一側(cè)。建立何種坐標(biāo)系由物體是在直線上、平面內(nèi)，還是在空間中運(yùn)動(dòng)而定。第三十八頁，共四十四頁。在一長直公路上某交通亭中心，公路為南北走向，規(guī)定向北為正方向。坐標(biāo)系上有A、B兩點(diǎn)，A的位置坐標(biāo)為，B的位置坐標(biāo)是，下列說法正確的是（）A

A點(diǎn)位于交通亭中心南方50m處BA點(diǎn)位于交通亭中心北方50m處CB點(diǎn)位于交通亭中心南方30m處DB點(diǎn)位于交通亭中心北方30m處BC第三十九頁，共四十四頁。一個(gè)小球從距離地面4m的高處落下，被地面彈回，在距地面1m的地方被接住，坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方2m處，坐標(biāo)軸的正方向設(shè)為向下，則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置的坐標(biāo)分別是（）A2m,-2m,-1mB-2m,2m,1mC4m,0m,1mD-4m,0m,-1mB第四十頁，共四十四頁。知識(shí)的梳理質(zhì)點(diǎn)參考系坐標(biāo)系機(jī)械運(yùn)動(dòng)1、定義2、常見的形式質(zhì)點(diǎn)1、定義2、判斷條件3、可以作為質(zhì)點(diǎn)的幾種情況平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)參考系1、概念2、選取原則3、四個(gè)性質(zhì)坐標(biāo)系1、引入坐標(biāo)系的目的2、引入坐標(biāo)系的意義特別提醒第四十一頁，共四十四頁。內(nèi)容總結(jié)：（小故事的形式）一個(gè)小人從宿舍樓走出來，相對(duì)于宿舍樓我們知道他的位置發(fā)生了改變，說明他運(yùn)動(dòng)了，一般的行走，我們可以近似的看作是平動(dòng)，可是這個(gè)人非常奇怪，他轉(zhuǎn)著圈走，這個(gè)時(shí)候，他做的就是轉(zhuǎn)動(dòng)啦！前面我們提到他運(yùn)動(dòng)了，可是他真的運(yùn)動(dòng)了嗎？當(dāng)我們選這個(gè)人的頭發(fā)作為參考系時(shí)，這個(gè)人是靜止的。當(dāng)我們選地面為參考系時(shí)，這個(gè)人是運(yùn)動(dòng)的。雖然是同一個(gè)人，當(dāng)我們選擇不同的參考系時(shí)，他的運(yùn)動(dòng)情況還可能不同??！第四十二頁，共四十四頁。他一直轉(zhuǎn)著圈來行走，看不清他