質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系

1、第一章 運(yùn)動(dòng)的描述,在我們周?chē)梢钥吹礁鞣N各樣的運(yùn)動(dòng)：,雄鷹在飛翔,火箭飛向太空,地球在轉(zhuǎn)動(dòng),一切物體都在運(yùn)動(dòng)著,運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,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(jiǎn)單 最基本的運(yùn)動(dòng)形式。,誰(shuí)運(yùn)動(dòng)？（研究對(duì)象）, ,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）,問(wèn)題：該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？ 詩(shī)人用“氣勢(shì)磅礴”的詞語(yǔ)描述大河中的水流，用“矯捷如燕”來(lái)描述運(yùn)動(dòng)員輕盈的舞姿，畫(huà)家用汽車(chē)后面的線條來(lái)表示風(fēng)來(lái)描述車(chē)輛的飛馳。,1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系,你能準(zhǔn)確描述下列物體的運(yùn)動(dòng)嗎？,小汽車(chē)的運(yùn)動(dòng),試一試,拋出的木棒在空中的運(yùn)動(dòng),在描述上述

2、物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們遇到了哪些困難和麻煩，這個(gè)困難和麻煩是由于什么原因造成的？,難道我們真的無(wú)法準(zhǔn)確描述物體的運(yùn)動(dòng)嗎？,車(chē)箱的顫動(dòng)我們考慮嗎？,我們是否要考慮飛機(jī)本身大小形狀？,我們已經(jīng)很自然的忽略某些次要因素（如形狀、大?。魂P(guān)心主要的方面。,例：飛機(jī)以某速度從南京飛向北京, 火車(chē)在南京與上海之間的運(yùn)行,（2）質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的“物理模型”,矛盾的主次方面,（1）某些情況下，將物體簡(jiǎn)化為一個(gè) 有質(zhì)量的點(diǎn)-質(zhì)點(diǎn),忽略次要因素：形狀、大小等 突出主要因素：具有質(zhì)量（本質(zhì)屬性),物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)嗎？,可不可以這樣說(shuō)：大物體不能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，小物體才能當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)？,原子，分子,R=1.5108km,D=1

3、.3104km,（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的問(wèn)題中可以忽略不計(jì),介紹理想化方法：,我們?cè)谘芯课锢憩F(xiàn)象時(shí)，可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，也可以撇開(kāi)無(wú)關(guān)因素及次要因素，這種方法叫理想化方法。,質(zhì) 點(diǎn),忽略了大小和形狀,輕繩、輕桿,忽略了繩、桿的質(zhì)量,光滑平面,忽略了摩擦力,1、物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同時(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、物體雖有轉(zhuǎn)動(dòng)，但物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是我們所研究的主要問(wèn)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)。,歸納,3、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(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而跟物體自身體積的大小，

4、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)。 4、一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)取決于所研究問(wèn)題的性質(zhì)，即使同一個(gè)物體在研究問(wèn)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)。,歸納,觀察,如何解釋小孩的靜止？,物體的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的運(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（reference frame）,為描述物體的運(yùn)動(dòng)而選用來(lái)做參考的另外物體稱為參考系。,參考系假定不動(dòng),觀察,思考：同樣的物體，運(yùn)動(dòng)為何會(huì)不同？,2 參考系（reference frame）,（1）標(biāo)準(zhǔn)性：被研究物體是靜還是動(dòng)都是相對(duì)于參考系而言的。 （2）任意性：選擇的任意性參考系的選取可以是任意的，實(shí)際解題應(yīng)以觀測(cè)方便和使物

5、體的運(yùn)動(dòng)盡可能簡(jiǎn)單為原則，通常選地面為參考系。 （3）差異性：同一物體對(duì)于不同的參考系，運(yùn)動(dòng)可能不同 （4）統(tǒng)一性：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。,我們所說(shuō)的“日出東方，夕陽(yáng)西下”是以 . 作為參考系的，“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”第一句以 為參考系，第二句是以 為參考系。,地球,岸邊,竹排,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(shī)境中的相對(duì)運(yùn)動(dòng),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(shī)境中的相對(duì)運(yùn)動(dòng),詩(shī)中描述了什么物體的運(yùn)動(dòng)？它是以什么物體為參考系的？ 你對(duì)詩(shī)人關(guān)于“榆堤”、“云”、“我” 的運(yùn)

6、動(dòng)與靜止的說(shuō)法有沒(méi)有不同的認(rèn)識(shí)？,如何確定物體的位置？,若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如何描述位置及位置變化？若在某平面（操場(chǎng)）上呢？,文字描述方便嗎？能精確嗎？ 有沒(méi)有簡(jiǎn)便又準(zhǔn)確的方法？,區(qū)分：定性與定量,3 坐標(biāo)系（coordinate system）,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。,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,說(shuō)一說(shuō) 對(duì)于在平面上運(yùn)動(dòng)的物體，例如冰場(chǎng)上的花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員，要描述他們的位置，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系？,二維(直角)坐標(biāo)系,坐標(biāo)系,坐標(biāo)系,參考系（地面）,高空飛機(jī),（視為質(zhì)點(diǎn)）,科學(xué)漫步 全

7、球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）,手持式GPS定位器,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）,車(chē)載GPS定位系統(tǒng),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,定 位 儀 中 所 示 位 置,1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)：物體相對(duì)于其他物體的位置變化叫機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)。,2.參考系：描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí),用來(lái)作參考的(假定為靜止) 另外的物體。,3.質(zhì)點(diǎn)：用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。(關(guān)鍵是要弄清什么時(shí)候可以看作質(zhì)點(diǎn)! ),4.坐標(biāo)系: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。,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)) 全球定位系統(tǒng)是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)2