1-1《質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系》

1、 思考：這些運(yùn)動(dòng)有什么共同特點(diǎn)？思考：這些運(yùn)動(dòng)有什么共同特點(diǎn)？ 運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)絕對(duì)的的 物體的空間位置隨時(shí)間的變化，叫物體的空間位置隨時(shí)間的變化，叫機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)是自然界最簡(jiǎn)單最基本的運(yùn)動(dòng)形式。是自然界最簡(jiǎn)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)力學(xué)。 問(wèn)題問(wèn)題1 1：該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？：該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？ 詩(shī)人用氣勢(shì)磅礴來(lái)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)家用汽車后 面的線條來(lái)表示風(fēng)，來(lái)描述車輛的飛馳。 科學(xué)家呢科學(xué)家呢？ 難道我們真的無(wú)法描述物體的運(yùn)動(dòng)？ 飛機(jī)以某速度從南京

2、飛向北京, 研究火車在城市之間運(yùn)行 一、質(zhì)點(diǎn)：一、質(zhì)點(diǎn)： 用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。 1、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： A、它沒(méi)有大小和形狀。、它沒(méi)有大小和形狀。 B、它具有物體的全部的質(zhì)量。、它具有物體的全部的質(zhì)量。 C、它是一種理想化的模型。、它是一種理想化的模型。 問(wèn)題一問(wèn)題一: :地球可不可以看成質(zhì)點(diǎn)地球可不可以看成質(zhì)點(diǎn). . 問(wèn)題導(dǎo)航問(wèn)題導(dǎo)航 問(wèn)題二問(wèn)題二: :乒乓球可不可以看成質(zhì)點(diǎn)？乒乓球可不可以看成質(zhì)點(diǎn)？ 問(wèn)題導(dǎo)航問(wèn)題導(dǎo)航 1. 研究乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)研究乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí); 2.在研究上旋球或下旋球?qū)忧虻挠绊憰r(shí)；在研究上旋球或下旋球?qū)忧虻挠绊憰r(shí)； 物體能物體能 否

3、看成否看成 質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)與 物體本物體本 身的大身的大 小和形小和形 狀無(wú)關(guān)狀無(wú)關(guān) 思考思考 （3） 一列沿京滬鐵路運(yùn)動(dòng)的火車，若研究它從一列沿京滬鐵路運(yùn)動(dòng)的火車，若研究它從 上海到北京的運(yùn)動(dòng)能否把它簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？上海到北京的運(yùn)動(dòng)能否把它簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？ （4） 研究火車通過(guò)南京長(zhǎng)江大橋的運(yùn)動(dòng)時(shí)，能研究火車通過(guò)南京長(zhǎng)江大橋的運(yùn)動(dòng)時(shí)，能 否把它簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)呢？否把它簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)呢？ （5）我們?cè)谛蕾p跳水運(yùn)動(dòng)時(shí)我們看的是什么）我們?cè)谛蕾p跳水運(yùn)動(dòng)時(shí)我們看的是什么? 二、哪些物體可以看成質(zhì)點(diǎn)二、哪些物體可以看成質(zhì)點(diǎn) 當(dāng)物體的大小與形狀在研究的問(wèn)題當(dāng)物體的大小與形狀在研究的問(wèn)題 中中影響很小影響很小

4、, ,可忽略不計(jì)時(shí)可忽略不計(jì)時(shí), ,可看成質(zhì)點(diǎn)可看成質(zhì)點(diǎn). . 幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明: : 1 1、物理各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同（平動(dòng)）時(shí)，可、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)。物體看作質(zhì)點(diǎn)。 2 2、物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是我們所研、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(wèn)題時(shí)，物體的本身大小和形狀已究的主要問(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)。變成了次要因素，物體可以看作質(zhì)點(diǎn)。 3 3、物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大、物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大 小在

5、所研究的問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而小在所研究的問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而 跟物體自身體積的大小，質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)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(wú)關(guān)。速度的大小無(wú)關(guān)。 1、關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的以下說(shuō)法正確的是（、關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的以下說(shuō)法正確的是（ ） A只有體積很小或質(zhì)量很小的物體才能看作只有體積很小或質(zhì)量很小的物體才能看作 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn) B只要物體運(yùn)動(dòng)不是很快，就可以把物體看只要物體運(yùn)動(dòng)不是很快，就可以把物體看 作質(zhì)點(diǎn)作質(zhì)點(diǎn) C物體的大小和形狀可以忽略時(shí)，可將物體物體的大小和形狀可以忽略時(shí)，可將物體 看作質(zhì)點(diǎn)看作質(zhì)點(diǎn) D質(zhì)點(diǎn)是客觀存在的質(zhì)點(diǎn)是客觀存在的 C 2 2、在下列各物體的運(yùn)動(dòng)中，可視作

6、質(zhì)點(diǎn)、在下列各物體的運(yùn)動(dòng)中，可視作質(zhì)點(diǎn) 的物體有（）的物體有（） A A從北京開(kāi)往廣州的一列火車從北京開(kāi)往廣州的一列火車 B B研究轉(zhuǎn)動(dòng)的汽車輪胎研究轉(zhuǎn)動(dòng)的汽車輪胎 C C研究繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)的航天飛機(jī)研究繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)的航天飛機(jī) D D表現(xiàn)精彩的芭蕾舞演員表現(xiàn)精彩的芭蕾舞演員 E E參加百米跑競(jìng)賽的運(yùn)動(dòng)員參加百米跑競(jìng)賽的運(yùn)動(dòng)員 AC BD 2 2 關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A A質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)體積很小的小球質(zhì)點(diǎn)就是一個(gè)體積很小的小球 B B只有很小的物體才能被視為質(zhì)點(diǎn)只有很小的物體才能被視為質(zhì)點(diǎn) C C質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體，只是一質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體，只是一

7、種理想模型種理想模型 DD大的物體有時(shí)也可以被視為質(zhì)點(diǎn)大的物體有時(shí)也可以被視為質(zhì)點(diǎn) 解析解析 質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體，更不是小球，是實(shí)際物體的近似，質(zhì)點(diǎn)不是實(shí)際存在的物體，更不是小球，是實(shí)際物體的近似， 是理想模型；不一定小的物體才可以被視為質(zhì)點(diǎn)，如地球很大，但是理想模型；不一定小的物體才可以被視為質(zhì)點(diǎn)，如地球很大，但 在研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)可將其視為質(zhì)點(diǎn)在研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)可將其視為質(zhì)點(diǎn) 答案答案 C D 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(méi)有形狀和大小的點(diǎn)。、相同點(diǎn)：都是沒(méi)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、不同點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象，它具有 一

8、定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，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(méi)有質(zhì)而且是一相對(duì)的物理概念；幾何中的點(diǎn)沒(méi)有質(zhì) 量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對(duì)的小。量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對(duì)的小。 質(zhì)點(diǎn)小結(jié)：質(zhì)點(diǎn)小結(jié)： 質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型。質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型。 是實(shí)際物體的一種是實(shí)際物體的一種 近似近似. 一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大 小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而跟自身小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而跟自身 體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)。體積的

9、大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)。 用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。 新知探究新知探究 第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國(guó)飛行員在第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國(guó)飛行員在2000米的高空飛行米的高空飛行 時(shí)，發(fā)現(xiàn)旁邊有一個(gè)小東西，他以為是一只小飛蟲(chóng)，敏捷地時(shí)，發(fā)現(xiàn)旁邊有一個(gè)小東西，他以為是一只小飛蟲(chóng)，敏捷地 把它抓過(guò)來(lái)，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈。把它抓過(guò)來(lái)，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈。 恐怖份子在失控的汽車上安置炸 彈，如何安全轉(zhuǎn)移乘客？ 思考：思考：同樣的物體，運(yùn)動(dòng)為什么會(huì)不同？ 描述物體的位置及其變化時(shí)，又總是相對(duì)描述物體的位置及其變化時(shí)，又總是相對(duì) 其它物體而言

10、，即運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性其它物體而言，即運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性 參考系：描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)參考系：描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí), ,用來(lái)作參考用來(lái)作參考( (假假 定為不動(dòng)定為不動(dòng)) )的另外的物體的另外的物體 新知探究新知探究 拋磚引玉拋磚引玉參考系的選擇是任意的參考系的選擇是任意的 選擇參考系的原則是什么？選擇參考系的原則是什么？ 1、原則上參考系可以任意選取。但實(shí)際上、原則上參考系可以任意選取。但實(shí)際上 總是總是本著觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可本著觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可 能簡(jiǎn)單的原則選取。能簡(jiǎn)單的原則選取。 2、一般研究地面上運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)選取地面、一般研究地面上運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)選取地面 為參考系。為參考系。 新知

11、探究新知探究 1 1、關(guān)于參考系的選取，下列說(shuō)法正確的是、關(guān)于參考系的選取，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A A、參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體、參考系必須選取靜止不動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系、在空中運(yùn)動(dòng)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 跟蹤導(dǎo)練跟蹤導(dǎo)練 2.在公路上向左勻速運(yùn)動(dòng)的汽車，經(jīng)過(guò)一棵在公路上向左勻速運(yùn)動(dòng)的汽車，經(jīng)過(guò)一棵 果樹(shù)時(shí)，恰有樹(shù)上一個(gè)果子從上面自由落下，果樹(shù)時(shí)，恰有樹(shù)上一個(gè)果子從上面自由落下， 下圖為運(yùn)動(dòng)的軌跡，在地面上觀察到的運(yùn)動(dòng)下圖為

12、運(yùn)動(dòng)的軌跡，在地面上觀察到的運(yùn)動(dòng) 軌跡是軌跡是_車中人以車為參考系觀察到果車中人以車為參考系觀察到果 子的運(yùn)動(dòng)軌跡是子的運(yùn)動(dòng)軌跡是_ ABCD A D 跟蹤導(dǎo)練跟蹤導(dǎo)練 體會(huì)詩(shī)境中的相對(duì)體會(huì)詩(shī)境中的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 1 1 、以下說(shuō)法正確的是（、以下說(shuō)法正確的是（ ） A.A.參考系就是不動(dòng)的物體參考系就是不動(dòng)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(wú)法研究某一個(gè)物體是怎不選定參考系，就無(wú)法研究某一個(gè)物體是怎 么運(yùn)動(dòng)的么運(yùn)動(dòng)的 D.D.同一物體的運(yùn)動(dòng)，對(duì)不同的參考系可能有不同一物體的運(yùn)動(dòng)，對(duì)不同的參考系可能有不 同的觀

13、察結(jié)果同的觀察結(jié)果 CD 2 2、列車、列車A A和和B B并排停在某站，當(dāng)并排停在某站，當(dāng)A A啟動(dòng)后啟動(dòng)后B B還還 未啟動(dòng)，此時(shí)列車未啟動(dòng)，此時(shí)列車B B內(nèi)的一乘客看到自己內(nèi)的一乘客看到自己 所乘的列車運(yùn)動(dòng)了，他選的參考系是（所乘的列車運(yùn)動(dòng)了，他選的參考系是（ ） A A列車列車A A B B列車列車B B C C站臺(tái)站臺(tái) D D鐵軌鐵軌 A 4 4 觀察圖中的煙和小旗，關(guān)于甲、乙兩車相對(duì)于房子觀察圖中的煙和小旗，關(guān)于甲、乙兩車相對(duì)于房子 的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是（ ） A A甲、乙兩車一定向左運(yùn)動(dòng)甲、乙兩車一定向左運(yùn)動(dòng) B B甲、乙兩車一定向右運(yùn)動(dòng)甲、

14、乙兩車一定向右運(yùn)動(dòng) C C甲車可能運(yùn)動(dòng)，乙車向右運(yùn)動(dòng)甲車可能運(yùn)動(dòng)，乙車向右運(yùn)動(dòng) DD甲車可能靜止，乙車向左運(yùn)動(dòng)甲車可能靜止，乙車向左運(yùn)動(dòng) 解析解析 圖中房子相對(duì)地面是靜止的，由煙囪冒出的煙向左飄，可知此時(shí)風(fēng)圖中房子相對(duì)地面是靜止的，由煙囪冒出的煙向左飄，可知此時(shí)風(fēng) 向向左（相對(duì)于地球而言）甲車上的旗子也向左，則有三種可能情況：向向左（相對(duì)于地球而言）甲車上的旗子也向左，則有三種可能情況： 一是甲車不動(dòng)，風(fēng)把小旗向左刮；二是甲車向右運(yùn)動(dòng)，風(fēng)相對(duì)甲向左，一是甲車不動(dòng)，風(fēng)把小旗向左刮；二是甲車向右運(yùn)動(dòng)，風(fēng)相對(duì)甲向左， 風(fēng)把小旗向左刮；三是甲車向左運(yùn)動(dòng)但小于風(fēng)速，因此風(fēng)仍能把小旗向風(fēng)把小旗向左刮；三是

15、甲車向左運(yùn)動(dòng)但小于風(fēng)速，因此風(fēng)仍能把小旗向 左刮對(duì)于乙車，則只有乙車向左運(yùn)動(dòng)并大于風(fēng)速，此時(shí)風(fēng)把小旗向右左刮對(duì)于乙車，則只有乙車向左運(yùn)動(dòng)并大于風(fēng)速，此時(shí)風(fēng)把小旗向右 刮故選項(xiàng)刮故選項(xiàng)D正確正確 答案答案 D 思考： 我們?cè)f(shuō)過(guò)運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，現(xiàn)在又 說(shuō)運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，矛盾么？ 小結(jié)： 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（reference frame） 定義：選來(lái)作為參考的物體 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。 文字描述方便嗎？能精確嗎？ 有沒(méi)有

16、簡(jiǎn)便又準(zhǔn)確的方法？ 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(chǎng)）上呢？ 如 何 確 定 物 體 的 位 置 思考 為了定量地描述物體的位置及位置的變化，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。需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。 4.坐標(biāo)系坐標(biāo)系 如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以以這條直線為如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以以這條直線為x軸，軸， 在直線上規(guī)定原點(diǎn)，正方向和單位長(zhǎng)度，建立在直線上規(guī)定原點(diǎn)，正方向和單位長(zhǎng)度，建立 直線坐標(biāo)系。直線坐標(biāo)系。 X O 5m 練習(xí)練習(xí) A點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)XA=-3m X/m O 如圖所示，汽車沿如圖所示，汽車沿X軸做直線運(yùn)動(dòng)，

17、從軸做直線運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，由圖判斷點(diǎn)，由圖判斷A點(diǎn)坐標(biāo)、點(diǎn)坐標(biāo)、B點(diǎn)坐標(biāo)和點(diǎn)坐標(biāo)和 走過(guò)的路程。走過(guò)的路程。 1-1234-2-3-4 A B B點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)XB=2m 走過(guò)的路程走過(guò)的路程 B= m 噴水拋物線噴水拋物線 平面直角坐標(biāo)系 X1 y1 y 0 x 知識(shí)歸納知識(shí)歸納 坐標(biāo)系坐標(biāo)系 （1）定義：）定義：為了定量地描述物體的位置及位置的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：）一維坐標(biāo)系：選某一位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以某選某一位置為坐標(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

18、標(biāo)軸，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：）二維坐標(biāo)系：由兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸組成，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)，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)系又稱為平面直角坐標(biāo)系 （4）三維直角坐標(biāo)系：）三維直角坐標(biāo)系：由三個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸由三個(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組成，又稱為立體直角

19、坐標(biāo)系適用于描述物體在 三維空間中的具體位置三維空間中的具體位置 5 5 、從高出地面、從高出地面3m3m的位置豎直向上拋出一個(gè)小球，它上升的位置豎直向上拋出一個(gè)小球，它上升5m5m后回落，最后回落，最 后到達(dá)地面，如圖所示，分別以地面和拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，方向均后到達(dá)地面，如圖所示，分別以地面和拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，方向均 以向上為正，填寫(xiě)以下表格：以向上為正，填寫(xiě)以下表格： 坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)置坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)置出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)最高點(diǎn)的坐標(biāo)最高點(diǎn)的坐標(biāo) 落地點(diǎn)的坐標(biāo)落地點(diǎn)的坐標(biāo) 以地面為原點(diǎn)以地面為原點(diǎn) 以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)以拋出點(diǎn)為原點(diǎn) 解析：解析：本題中的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以在該直線上建

20、立直角坐本題中的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，可以在該直線上建立直角坐 標(biāo)系，來(lái)定量描述物體的位置，若以地面為原點(diǎn)，則出發(fā)點(diǎn)、標(biāo)系，來(lái)定量描述物體的位置，若以地面為原點(diǎn)，則出發(fā)點(diǎn)、 最高點(diǎn)、落地點(diǎn)的坐標(biāo)分別為最高點(diǎn)、落地點(diǎn)的坐標(biāo)分別為x13m，x28m，x30；若以拋；若以拋 出點(diǎn)為原點(diǎn)，則出點(diǎn)為原點(diǎn)，則x1 0 ，x2 5m ，x3 3m 歸納總結(jié)：歸納總結(jié)： 定量描述沿直線運(yùn)動(dòng)的物體的位置及變化，只需建立直線坐標(biāo)定量描述沿直線運(yùn)動(dòng)的物體的位置及變化，只需建立直線坐標(biāo) 系（一維坐標(biāo)系）；但當(dāng)物體在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)要用平面直系（一維坐標(biāo)系）；但當(dāng)物體在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)要用平面直 角坐標(biāo)系（二維坐標(biāo)系）才能定

21、量描述出物體的位置及位置的變角坐標(biāo)系（二維坐標(biāo)系）才能定量描述出物體的位置及位置的變 化化 說(shuō)一說(shuō) 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(kāi)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(jìng)賽的運(yùn)動(dòng)員在沖刺過(guò)程中 F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑動(dòng)的箱子 G.計(jì)算子彈從槍口到靶心的飛行時(shí)間 H.測(cè)量子彈船過(guò)一張薄紙的時(shí)間。 2、描述物體地運(yùn)動(dòng)，必須選擇參考系，關(guān)于參考系， 下列說(shuō)法中正確地是（ ） （A）早晨太陽(yáng)從東方升起，參考系是地面 （B）地球繞太陽(yáng)近似做圓周運(yùn)動(dòng)，參考系是太陽(yáng) （C）研究

22、地面上物體的運(yùn)動(dòng)只能取地面為參考系 （D）在不同參考系中描述物體的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)繁程度會(huì)不 同 ABD 手持式手持式GPSGPS 科學(xué)漫步：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（科學(xué)漫步：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPSGPS） GPSGPS顯示屏信息顯示屏信息 放大圖放大圖 24顆顆GPS衛(wèi)星在離地面衛(wèi)星在離地面1萬(wàn)萬(wàn)2千公里的高空上，以千公里的高空上，以12小時(shí)的周期環(huán)繞地小時(shí)的周期環(huán)繞地 球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以顆以 上的衛(wèi)星。上的衛(wèi)星。 由于衛(wèi)星的位置精確可知，在由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收

23、機(jī)觀測(cè)中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī) 的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用的距離，利用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成顆衛(wèi)星，就可以組成3個(gè)方程個(gè)方程 式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置式，解出觀測(cè)點(diǎn)的位置(X,Y,Z)。考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤。考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤 差，實(shí)際上有差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形顆衛(wèi)星，形 成成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。 事實(shí)上，接收機(jī)往往可以鎖住事實(shí)上，接收機(jī)往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時(shí)，接

24、收機(jī)可按衛(wèi)顆以上的衛(wèi)星，這時(shí)，接收機(jī)可按衛(wèi) 星的星座分布分成若干組，每組星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過(guò)算法挑選出誤差最小的一顆，然后通過(guò)算法挑選出誤差最小的一 組用作定位，從而提高精度。組用作定位，從而提高精度。 由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差，大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差，大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào) 的影響，以及人為的的影響，以及人為的SA保護(hù)政策，使得民用保護(hù)政策，使得民用GPS的定位精度只有的定位精度只有100米。米。 為提高定位精度，普遍采用差分為提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技術(shù)，建立基準(zhǔn)站技術(shù)，建立基準(zhǔn)站(差分臺(tái)差分臺(tái)) 進(jìn)

25、行進(jìn)行GPS觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，從而得觀測(cè)，利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo)，與觀測(cè)值進(jìn)行比較，從而得 出一修正數(shù)，并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行出一修正數(shù)，并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與自身的觀測(cè)值進(jìn)行 比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明，利用差分比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明，利用差分 GPS，定位精度可提高到，定位精度可提高到5米。米。 全球定位系統(tǒng)屬于美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是在子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)全球定位系統(tǒng)屬于美國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是在子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ) 上發(fā)展起來(lái)的，它采納了

26、子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)。和子午儀系統(tǒng)一樣，全球定上發(fā)展起來(lái)的，它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)。和子午儀系統(tǒng)一樣，全球定 位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三大部分組成。該系統(tǒng)的空間位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三大部分組成。該系統(tǒng)的空間 部分使用部分使用 24 顆高度約顆高度約 2.02 萬(wàn)千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。萬(wàn)千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。 21+3 顆衛(wèi)星均為近顆衛(wèi)星均為近 圓形軌道，運(yùn)行周期約為圓形軌道，運(yùn)行周期約為 11 小時(shí)小時(shí) 58 分，分布在六個(gè)軌道面上（每軌道面四分，分布在六個(gè)軌道面上（每軌道面四 顆），軌道傾角為顆），軌道傾角為 55 度。衛(wèi)星的分布使得在全球的

27、任何地方，任何時(shí)間都可度。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方，任何時(shí)間都可 觀測(cè)到四顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖形（觀測(cè)到四顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度的幾何圖形（ DOP ）。）。 這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α＿@就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?GPS 衛(wèi)星已發(fā)展至衛(wèi)星已發(fā)展至 Block II 型式的定位衛(wèi)星，型式的定位衛(wèi)星， 由由 Rockwell International 制造，在軌道上重量約制造，在軌道上重量約 1,900 磅，太陽(yáng)能接收板長(zhǎng)度約磅，太陽(yáng)能接收板長(zhǎng)度約 17 呎，呎， 于于 1994 年完成第年完成第 24 顆衛(wèi)星的發(fā)射。因此目

28、前太空中有顆衛(wèi)星的發(fā)射。因此目前太空中有 24 顆顆 GPS 衛(wèi)星可供衛(wèi)星可供 定位運(yùn)用，繞行地球一周需定位運(yùn)用，繞行地球一周需 12 恒星時(shí)，每日可繞行地球恒星時(shí)，每日可繞行地球 2 周，這也就是說(shuō)，周，這也就是說(shuō)， 不論任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，至少有不論任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，至少有 4 顆以上的衛(wèi)星出現(xiàn)在我們的上空。顆以上的衛(wèi)星出現(xiàn)在我們的上空。 目前全球有五個(gè)地面衛(wèi)星監(jiān)控站，分布于夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西目前全球有五個(gè)地面衛(wèi)星監(jiān)控站，分布于夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西 亞、瓜加林島、科羅拉多泉，這些衛(wèi)星地面控制站，同時(shí)監(jiān)控亞、瓜加林島、科羅拉多泉，這些衛(wèi)星地面控制站，同時(shí)監(jiān)控 GPS 衛(wèi)星

29、的運(yùn)衛(wèi)星的運(yùn) 作狀態(tài)及它們?cè)谔罩械木_位置，主地面控制站更負(fù)責(zé)傳送衛(wèi)星瞬時(shí)常數(shù)作狀態(tài)及它們?cè)谔罩械木_位置，主地面控制站更負(fù)責(zé)傳送衛(wèi)星瞬時(shí)常數(shù) (Ephemeras Constant) 及時(shí)脈偏差及時(shí)脈偏差 (Clock Offsets) 的修正量，再由衛(wèi)星將的修正量，再由衛(wèi)星將 這些修正量提供給這些修正量提供給 GPS 接收器做為定位運(yùn)用。接收器做為定位運(yùn)用。 GPS的定位是利用衛(wèi)星基本三角定位原理，的定位是利用衛(wèi)星基本三角定位原理，GPS接收裝置以測(cè)量無(wú)線電信號(hào)接收裝置以測(cè)量無(wú)線電信號(hào) 的傳輸時(shí)間來(lái)量測(cè)距離，以距離來(lái)判定衛(wèi)星在太空中的位置，這是一種高軌的傳輸時(shí)間來(lái)量測(cè)距離，以距離來(lái)判定

30、衛(wèi)星在太空中的位置，這是一種高軌 道與精密定位的道與精密定位的 觀測(cè)方式。假設(shè)衛(wèi)星在觀測(cè)方式。假設(shè)衛(wèi)星在11,000英哩高處，測(cè)量我們的距離，英哩高處，測(cè)量我們的距離， 首先以首先以11,000英哩為半徑，以此衛(wèi)星為圓心畫(huà)一圓，而我們位置正處于球面英哩為半徑，以此衛(wèi)星為圓心畫(huà)一圓，而我們位置正處于球面 上。再假設(shè)第二顆衛(wèi)星距離我們上。再假設(shè)第二顆衛(wèi)星距離我們12,000英哩，而我們正處于這二顆球所交集英哩，而我們正處于這二顆球所交集 的圓周上?，F(xiàn)在我們?cè)僖缘谌w衛(wèi)星做精密定位，假設(shè)高度的圓周上?，F(xiàn)在我們?cè)僖缘谌w衛(wèi)星做精密定位，假設(shè)高度13,000 英哩，我英哩，我 們即可進(jìn)一步縮小范圍到二點(diǎn)位置上，但其中一點(diǎn)為非我們所在的位置極有們即可進(jìn)一步縮小范圍到二點(diǎn)位置上，但其中一點(diǎn)為非我們所在的位置極有 可能在太空中的某一點(diǎn)，因此，我們舍棄這一點(diǎn)參考點(diǎn)，選擇另一點(diǎn)為位置可能在太空中的某一點(diǎn)，因此，我們舍棄這一點(diǎn)參考點(diǎn)，選擇另