物理質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系新人教必修

物理質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系新人教必修第1頁/共42頁誰運(yùn)動(dòng)？（研究對(duì)象）人類的認(rèn)知規(guī)律：······運(yùn)動(dòng)：由淺入深由表及里

怎樣運(yùn)動(dòng)？（描述：文字、物理量、圖像）為何會(huì)運(yùn)動(dòng)？（因果分析）第2頁/共42頁雄鷹、小鳥在空中飛翔飛機(jī)在空中劃過汽車在公路飛馳輪船在海水中搏擊海浪······機(jī)械運(yùn)動(dòng)

物體的空間位置隨時(shí)間的變化，是自然界中最簡單、最基本的運(yùn)動(dòng)形態(tài).第3頁/共42頁物體的空間位置隨時(shí)間的變化，叫機(jī)械運(yùn)動(dòng)，它是自然界最簡單最基本的運(yùn)動(dòng)形式。在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分支叫力學(xué)第4頁/共42頁第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系第5頁/共42頁一

、物體的運(yùn)動(dòng)1、運(yùn)動(dòng)是______的

難道我們真的無法描述物體的運(yùn)動(dòng)？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)本身大小？車箱的顫動(dòng)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?。?，只關(guān)心主要的方面。第6頁/共42頁一、物體和質(zhì)點(diǎn)

神舟五號(hào)

地球繞太陽轉(zhuǎn)研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，可以忽略地球的大小，把它視為一個(gè)點(diǎn)。用熒光屏上的小光點(diǎn)代替這個(gè)“龐大”的飛船質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。第7頁/共42頁說明：1、質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型2、物體可以看成質(zhì)點(diǎn)的條件：(1)當(dāng)物體上各個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都相同時(shí)(2)當(dāng)物體的大小和形狀對(duì)所研究問題沒有影響時(shí)第8頁/共42頁一

、物體的運(yùn)動(dòng)1、運(yùn)動(dòng)是______的

難道我們真的無法描述物體的運(yùn)動(dòng)？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(dòng)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?。?，只關(guān)心主要的方面。第9頁/共42頁1、運(yùn)動(dòng)是______的2、質(zhì)點(diǎn)（1）某些情況下，將物體簡化為一個(gè)

有質(zhì)量的點(diǎn)（2）理想化的“物理模型”

忽略次要因素：形狀、大小等突出主要方面：具有質(zhì)量（本質(zhì)屬性）（3）物體能否看作質(zhì)點(diǎn)是有條件的

物體的大小和形狀在研究問題時(shí)可以忽略不計(jì)第10頁/共42頁一、質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。1、特點(diǎn)：

A、它沒有大小和形狀。B、它具有物體的全部的質(zhì)量。C、它是一種理想化的模型。2、物體被看作質(zhì)點(diǎn)的條件：當(dāng)物體的大小和形狀對(duì)我們研究問題的影響不大可以忽略時(shí)，可以把物體看作質(zhì)點(diǎn)。第11頁/共42頁幾點(diǎn)說明:1、物理各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同（平動(dòng)）時(shí)，可以看作質(zhì)點(diǎn)，一般研究物體的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不能把物體看作質(zhì)點(diǎn)。2、物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但物體的轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)所研究的問題不能忽略時(shí)，不能把物體看作質(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(dòng)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)。第12頁/共42頁思考與討論：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(duì)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(duì)的小。第13頁/共42頁想一想，做一做······1、下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中，正確的是········（）A、體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)B、質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)C、不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸跟物體間距相比甚小時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn)D、只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看作質(zhì)點(diǎn)C第14頁/共42頁想一想，做一做······2、下列情形中的物體可以看作質(zhì)點(diǎn)的是·········（）A、跳水冠軍郭晶晶在跳水比賽中B、一枚硬幣用力上拋，猜測(cè)它落地時(shí)是正面朝上還是反面朝上C、奧運(yùn)會(huì)冠軍邢慧娜在萬米長跑中D、花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員在比賽中E、研究一列火車通過某一路標(biāo)所用的時(shí)間F、我國科學(xué)考察船去南極的途中CF第15頁/共42頁二、參考系1、描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)被選來作標(biāo)準(zhǔn)的假定不動(dòng)的物體稱為參考系2、運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)的3、參考系的選擇是任意的，一般選擇地面或相對(duì)地面靜止的物體⑴選擇不同參考系，觀察的結(jié)果可能不一樣，也可能一樣⑵選擇參考系時(shí)，應(yīng)使物體運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡單、方便注：⑶比較物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)選擇同一參考系。第16頁/共42頁

飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動(dòng)，不知云與我俱東。詩境中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)體會(huì)第17頁/共42頁A．坐地日行八萬里；B．小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走；C．月亮在蓮花般的云朵里穿行D．汽車開動(dòng)了，請(qǐng)大家不要?jiǎng)?E．滿眼風(fēng)波多閃爍，看山恰似走來迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行．其中“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別是什么?F.喜馬拉雅山的高度是8888米。分別找出下面幾句話中作者所選取的參考系第18頁/共42頁甲、乙、丙三架觀光電梯,甲中乘客看一高樓在向下運(yùn)動(dòng),乙中乘客看甲在向下運(yùn)動(dòng),丙中乘客看甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng).這三架電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是()A.甲向上、乙向下、丙不動(dòng)B.甲向上、乙向上、丙不動(dòng)C.甲向上、乙向上、丙向下D.甲向上、乙向上、丙也向上,但比甲乙都慢BCD第19頁/共42頁思維體操：如何解釋小孩的靜止？同樣的物體，運(yùn)動(dòng)會(huì)不同？圖1.1-4選擇不同的參考系來觀察同一物體的運(yùn)動(dòng)，看到的現(xiàn)象會(huì)不一樣。他在沿直線下落呀！他明明在沿曲線下落嘛！圖1.1-3人車中的小孩是靜止的還是運(yùn)動(dòng)？第20頁/共42頁二、參考系1、運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性：

描述運(yùn)動(dòng)要尋找參考物體2、參考系（1）選擇的任意性（一般選擇地球和相對(duì)于地球靜止的物體）（2）對(duì)不同參考系，運(yùn)動(dòng)可能不同注意：比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選擇同一個(gè)參考系才有意義。第21頁/共42頁三、坐標(biāo)系

一般說來，為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系分類及建立原則:(1)直線坐標(biāo)系:物體在某一直線上運(yùn)動(dòng)(2)平面直角坐標(biāo)系:物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)(3)空間直角坐標(biāo)系:物體在三維空間運(yùn)動(dòng)第22頁/共42頁上一頁下一頁知識(shí)歸納

坐標(biāo)系（1）定義：為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系．（2）一維坐標(biāo)系：選某一位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以某個(gè)方向?yàn)檎较?，選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度建立一個(gè)坐標(biāo)軸，就構(gòu)成了一維坐標(biāo)系，適用于描述物體在一維空間運(yùn)動(dòng)（即物體沿一條直線運(yùn)動(dòng)）時(shí)物體的位置．（3）二維坐標(biāo)系：由兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸組成，適用于物體在二維空間（即在同一平面）內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，又稱為平面直角坐標(biāo)系．（4）三維直角坐標(biāo)系：由三個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸組成，又稱為立體直角坐標(biāo)系．適用于描述物體在三維空間中的具體位置．

第23頁/共42頁

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

若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，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第24頁/共42頁為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。4.坐標(biāo)系如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以以這條直線為x軸，在直線上規(guī)定原點(diǎn)，正方向和單位長度，建立直線坐標(biāo)系。XO5m第25頁/共42頁練習(xí)A點(diǎn)坐標(biāo)XA=-3mX/mO如圖所示，汽車沿X軸做直線運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，由圖判斷A點(diǎn)坐標(biāo)、B點(diǎn)坐標(biāo)和走過的路程。1-1234-2-3-4ABB點(diǎn)坐標(biāo)XB=2m走過的路程ＳＡB=５m第26頁/共42頁從A到B位置變化了多少？你是如何得到的？第27頁/共42頁思考1：如果要描述一個(gè)在冰場上的花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的位置，應(yīng)該建立怎樣的坐標(biāo)系呢？思考2：如果要描述一個(gè)坐在運(yùn)動(dòng)的過山車上的同學(xué)的位置，應(yīng)該建立怎樣的坐標(biāo)系呢？第28頁/共42頁[課堂練習(xí)]

一個(gè)物體從桌面上方離桌面2m處下落了4m后靜止，若以桌面上某一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，取豎直向上為正方向，則物體的最終坐標(biāo)為

。

-2m第29頁/共42頁想一想，做一做······一質(zhì)點(diǎn)在X軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表：t/s012345X/m05-4-1-711、請(qǐng)?jiān)趚軸上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位置。2、哪個(gè)時(shí)刻離坐標(biāo)原點(diǎn)最遠(yuǎn)？有多遠(yuǎn)？第30頁/共42頁1、坐標(biāo)系建立的作用2、坐標(biāo)系的構(gòu)成要素：

原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度、物理量、單位三.參考系第31頁/共42頁生活中的物理第32頁/共42頁車載GPS第33頁/共42頁放大圖第34頁/共42頁生活中的物理GPS：全球定位系統(tǒng)

(授時(shí)與測(cè)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”。第35頁/共42頁生活中的物理GPS：全球定位系統(tǒng)

(授時(shí)與測(cè)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）第36頁/共42頁定位儀所示位置第37頁/共42頁尋找有用信息：經(jīng)度與緯度（大地坐標(biāo)系）如何在地面定物體位置？第38頁/共42頁第39頁/共42頁典型例題1、在下列物體的運(yùn)動(dòng)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(dòng)的汽車輪胎C.研究繞地球運(yùn)動(dòng)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(dòng)員在沖刺