質(zhì)點、參考系和坐標系ppt(1)

1、第一章第一章 運動的描述運動的描述1 質(zhì)點質(zhì)點 參考系和坐標系參考系和坐標系世界是由什么夠成的？世界是由什么夠成的？構成世界的物體是怎么存在的？構成世界的物體是怎么存在的？在我們周圍可以看到各種各樣的運動：雄鷹在飛翔雄鷹在飛翔 火箭飛向太空火箭飛向太空 地球在轉(zhuǎn)動地球在轉(zhuǎn)動一切物體都在運動著一切物體都在運動著運動是絕對的運動是絕對的 物體的空間物體的空間位置位置隨時間的變化，隨時間的變化，叫叫機械運動機械運動，它是自然界最簡單，它是自然界最簡單最基本的運動形式。最基本的運動形式。人類的認知規(guī)律運動運動由淺入深由淺入深由表及里由表及里 問題：該如何描述物體的運動呢？問題：該如何描述物體的運動呢？

2、 畫家畫家 問題：該如何描述物體的運動呢？問題：該如何描述物體的運動呢？ 詩人用“氣勢磅礴”的詞語描述大河中的水，用“矯捷如燕”來描述運動員輕盈的舞姿，用“白駒過隙”來描述時光的流逝那么物理學家如何描述運動呢那么物理學家如何描述運動呢？在描述上述物體運動時，我們遇在描述上述物體運動時，我們遇到了哪些困難，這個困難是由于什么到了哪些困難，這個困難是由于什么原因造成的？原因造成的？ 想一想難道我們真的無法準確描述物體的運動嗎？難道我們真的無法準確描述物體的運動嗎？例：出門去北京旅行：例：出門去北京旅行： 飛機飛機滄州滄州向向北京北京, , 火車火車滄州滄州與與北京，北京， 汽車汽車滄州滄州與與北京

3、北京飛機火車內(nèi)部構造輪軸之間的作用需要考慮嗎1 質(zhì)點（mass point）（2）質(zhì)點是一個理想化的質(zhì)點是一個理想化的“物理模型物理模型”（1）某些情況下，將物體簡化為一個某些情況下，將物體簡化為一個 有質(zhì)量有質(zhì)量的點的點-質(zhì)點質(zhì)點忽略次要因素：形狀、大小等忽略次要因素：形狀、大小等突出主要因素：具有質(zhì)量（本質(zhì)屬性突出主要因素：具有質(zhì)量（本質(zhì)屬性) )地球：那種情況下可試為質(zhì)點？地球：那種情況下可試為質(zhì)點？想一想太陽系原子 可不可以這樣說：大物體可不可以這樣說：大物體不能當作質(zhì)點，小物體才能當不能當作質(zhì)點，小物體才能當作質(zhì)點？作質(zhì)點？（3）物體能否看作質(zhì)點是物體能否看作質(zhì)點是有條件的有條件的

4、物體的大小和形狀物體的大小和形狀在研究的問題中在研究的問題中可可以忽略不計以忽略不計1 質(zhì)點（質(zhì)點（mass point）介紹理想化方法：介紹理想化方法： 我們在研究物理現(xiàn)象時，可以對問題進行簡化，我們在研究物理現(xiàn)象時，可以對問題進行簡化，也可以撇開無關因素及次要因素，這種方法叫理想也可以撇開無關因素及次要因素，這種方法叫理想化方法?；椒?。質(zhì)質(zhì) 點點忽略了大小和形狀忽略了大小和形狀動滑輪動滑輪忽略了摩擦力和動滑輪的質(zhì)量忽略了摩擦力和動滑輪的質(zhì)量光滑平面光滑平面忽略了摩擦力忽略了摩擦力1 質(zhì)點（質(zhì)點（mass point）自由落體：忽略空氣阻力自由落體：忽略空氣阻力1 1、研究平動物體的運動情

5、況、研究平動物體的運動情況2 2、物體的轉(zhuǎn)動不起主要作用、物體的轉(zhuǎn)動不起主要作用3 3、物體的大小，形狀可以忽略、物體的大小，形狀可以忽略4 4、題目中有特殊說明的物體、題目中有特殊說明的物體可看作質(zhì)點的幾種情況可看作質(zhì)點的幾種情況1 質(zhì)點（質(zhì)點（mass point）疾馳的火車上我們?yōu)槭裁纯梢造o止？疾馳的火車上我們?yōu)槭裁纯梢造o止？物體的運動是相對的物體的運動是相對的運動的相對性運動的相對性 描述運動要尋找參考物體描述運動要尋找參考物體論參考的重要性論參考的重要性：2 參考系參考系（reference frame）1定義：為描述物體的運動而選用來做定義：為描述物體的運動而選用來做參考的物體稱為

6、參考系。參考的物體稱為參考系。2參考系假定不動參考系假定不動2 參考系參考系（reference frame）觀察觀察思考：同樣的物體，運動思考：同樣的物體，運動為何會不同？為何會不同？任意性任意性：參考系的選取是參考系的選取是任意的任意的簡單為原則簡單為原則，通常選地面為，通常選地面為參考系。參考系。差異性差異性：同一物體對于不同：同一物體對于不同的參考系，運動可能不同的參考系，運動可能不同毛澤東毛澤東“坐地坐地日行日行八萬里八萬里， 巡天遙看一千河巡天遙看一千河”2 參考系參考系（reference frame）標準性：被研究物體是靜還是動都是相對于參標準性：被研究物體是靜還是動都是相對于

7、參考系而言的?？枷刀缘摹＝y(tǒng)一性：比較兩個物體的運動情況，必須選擇統(tǒng)一性：比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一個參考系才有意義。同一個參考系才有意義。做一做做一做地球地球岸邊岸邊竹排竹排詩境中的相對運動詩境中的相對運動船地面，假設汽車沿著假設汽車沿著筆直筆直的公路從的公路從家家里出發(fā)，里出發(fā)，要問汽車開到哪里了我們怎樣回答？要問汽車開到哪里了我們怎樣回答？ 如何確定物體的位置？ 若物體只在一條直線上運動，如何描述位置及位置變化？ 文字描述方便嗎？能精確嗎？有沒有簡便又準確的方法？3 坐標系坐標系（coordinate system）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

8、及位置的變化，需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼?。需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼怠? 1、坐標系建立的作用、坐標系建立的作用2 2、坐標系的構成要素：、坐標系的構成要素： 原點、正方向、標度、物理量、單位原點、正方向、標度、物理量、單位若在某平面（操場）上呢，如何描述位置及位置變化？平面直角坐標系若在某空間上呢，如何描述位置及位若在某空間上呢，如何描述位置及位置變化？置變化？坐標系坐標系x / mx / my / my / mx / mz / m直角坐標直角坐標系系、球坐標、球坐標系系、極坐標、極坐標系系、柱面坐標柱面坐標系系等等 還有自然坐標系還有自然坐標系坐標系r衛(wèi)星衛(wèi)星法線法線切線切線運動質(zhì)

9、點運動質(zhì)點n自然坐標系自然坐標系由運動曲線上任由運動曲線上任一點的法線和切一點的法線和切線組成線組成科學漫步科學漫步 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS） 手持式手持式GPS定位器定位器生活中的物理生活中的物理全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）車載車載GPS定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)GPS系統(tǒng)包括三大部分：系統(tǒng)包括三大部分： （1）GPS衛(wèi)星（空間部分）衛(wèi)星（空間部分） （2）地面支撐系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分）地面支撐系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分） （3）GPS接收機（用戶部分接收機（用戶部分1質(zhì)點質(zhì)點 參考系和坐標系參考系和坐標系 定位儀中所示位置課堂小結課堂小結1.1.機械運動：物體相對于其他物體的

10、位機械運動：物體相對于其他物體的位置變化叫置變化叫機械運動，簡稱運動。機械運動，簡稱運動。 2.2.參考系：描述物體運動時參考系：描述物體運動時, ,用來作參考用來作參考的的( (假定為靜止假定為靜止) ) 另外的物體。另外的物體。課堂小結課堂小結3.3.質(zhì)點：質(zhì)點： 4.4.坐標系坐標系: :為了定量地描述物體的位置及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位置的變化，需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼?。的坐標系。生活中的物理生活中的物理GPSGPS：全球定位系統(tǒng)：全球定位系統(tǒng) ( ( 授時與測距導航系統(tǒng)授時與測距導航系統(tǒng)-全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)) ) 全球定位系統(tǒng)是美國從

11、全球定位系統(tǒng)是美國從2020世紀世紀7070年代開始研年代開始研制，歷時制，歷時2020年，耗資年，耗資200200億美元，于億美元，于19941994年全面年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。 在美國在美國,GPS,GPS全球衛(wèi)星定位技術與全球衛(wèi)星定位技術與“阿波羅阿波羅”飛船登月、航天飛機升空，同列為飛船登月、航天飛機升空，同列為2020世紀世紀“三大三大航天工程航天工程”。2關于質(zhì)點關于質(zhì)點,下述說法中正確的是下述說法中正確的是 ( )A 只要體積小就可以視為質(zhì)點只要體積小就可以視為質(zhì)點B 在研究物體運動時，其大小與形狀可在研究物體運動時，其大小與形狀可以不考慮時，可以視為質(zhì)點以不考慮時，可以視為質(zhì)點C 物體各部分運動情況相同，在研究其物體各部分運動情況相同，在研究其運動規(guī)律時，可以視為質(zhì)點運動規(guī)律時，可以視為質(zhì)點D 上述說法都不正確上述說法都不正確BCCC1 第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在2000 m高空飛行時，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個小東西，高空飛行時，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個小東西，他以為是一只小昆蟲，敏