質點參考系和坐標系

1、 在我們周圍可以看到各種各樣的運動：汽車行駛、江水咆哮、鳥兒飛翔、飛船運行等。物體的空間位置隨時間的變化，叫物體的空間位置隨時間的變化，叫機械運動機械運動，它是自然界最簡單最基，它是自然界最簡單最基本的運動形式。本的運動形式。在物理學中，研究物體做機械運動在物理學中，研究物體做機械運動的分支叫的分支叫力學力學不了解運動，不了解運動，就不了解自然。就不了解自然。 亞里士多德亞里士多德亞里士多德（亞里士多德（Aristotle,前前384前前322） 一切物體都在不停_運動運動_人類的認知規(guī)律： 運動：由淺入深由淺入深由表及里由表及里1 1、質點、質點 參考系和坐標系參考系和坐標系1.理解質點的定

2、義及建立思想，知道物體可看作質點的條件。2.理解參考系的概念，知道同一物體的運動在不同參考系中的描述不同3.理解坐標系的概念，會用一維坐標系定量描述物體的位置及位置變化學習目標學習目標 問題問題1 1：該如何描述物體的運動呢？：該如何描述物體的運動呢？ 詩人用氣勢磅礴來描述大河中的水流，用矯捷如燕來描述運動員輕盈的舞姿，畫家用汽車后面的線條來表示風，來描述車輛的飛馳?？茖W家呢科學家呢？ 誰能準確描述下列物體的運動？ 如：雄鷹在空中翱翔 足球的飛滾 樹葉、紙張的飄落 海浪的洶涌澎湃 難道我們真的無法描述物體的運動？ 例：飛機以某速度從南京飛向北京, 研究火車在城市之間運行物理方法 1、質點（ma

3、ss point） （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 有質量的點的點 （2）理想化的的“物理模型物理模型” 忽略次要因素：形狀、大小等 突出主要因素：具有質量（本質屬性）物體都可以看物體都可以看作質點么？作質點么？定義：定義：思考思考（1） 研究地球繞太陽的公轉能否把地球視為研究地球繞太陽的公轉能否把地球視為一個質點呢？一個質點呢？（2） 研究地球上各處的季節(jié)變化時，能否把研究地球上各處的季節(jié)變化時，能否把它視為質點呢？它視為質點呢？（3） 一列沿京滬鐵路運動的火車，若研究它一列沿京滬鐵路運動的火車，若研究它從上海到北京的運動能否把它簡化為一個質從上海到北京的運動

4、能否把它簡化為一個質點？點？質點小結：質點小結：質點是一種科學抽象，是一種理想化的模型。質點是一種科學抽象，是一種理想化的模型。質點是對實際物體的近似，這也是物理學中質點是對實際物體的近似，這也是物理學中常用的一種重要的研究方法。常用的一種重要的研究方法。一個物體能否看成質點，取決于一個物體能否看成質點，取決于它的形狀和它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計大小在所研究問題中是否可以忽略不計，而跟，而跟自身體積的大小、質量的多少和運動速度的大自身體積的大小、質量的多少和運動速度的大小無關。小無關。(1)(1)當物體上各個點的運動情況當物體上各個點的運動情況都相同時都相同時(2)(2)當物

5、體的大小和形狀對所研究問當物體的大小和形狀對所研究問題沒有影響時題沒有影響時平動平動 典型例題 1、在下列物體的運動中，可視作質點的物體有 ( ) A.從北京開往廣州的一列火車 B.研究轉動的汽車輪胎 C.研究繞地球運動時的航天飛機 D.表演精彩芭蕾舞演員 E.參加一百米跑競賽的運動員在沖刺過程中 F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑動的箱子 G.計算子彈從槍口到靶心的飛行時間 H.測量子彈船過一張薄紙的時間。 二、參考系二、參考系定義：定義：參考系小結 參考系的選取是任意的。參考系的選取是任意的。 運動和靜止是相對的。運動和靜止是相對的。 選擇不同的參考系，觀察的結果可能不一樣，選擇不同的參考

6、系，觀察的結果可能不一樣，也可能一樣。也可能一樣。 選擇參考系時，應使物體運動的描述盡選擇參考系時，應使物體運動的描述盡可能可能比較兩個物體的運動情況，必須選比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才有意義。擇同一參考系才有意義。 簡單、方便。簡單、方便。注：常選地面為參考系注：常選地面為參考系詩境詩境中的相對運動中的相對運動體會 2、描述物體地運動，必須選擇參考系，關于參考系，下列說法中正確地是（ ） （A）早晨太陽從東方升起，參考系是地面 （B）地球繞太陽近似做圓周運動，參考系是太陽 （C）研究地面上物體的運動只能取地面為參考系 （D）在不同參考系中描述物體的運動，簡繁程度會不同 ABD

7、 文字描述方便嗎？能精確嗎？ 有沒有簡便又準確的方法？ 若物體只在一條直線上運動，如何描述位置變化？若在某平面（操場）上呢？ 3 坐標系 5m 1、坐標系建立的作用：為了定量地描述物體的位置，即物體的位置用坐標表示。 2、坐標系的構成要素： 原點、正方向、標度、 物理量、單位三三. . 參參 考考 系系對坐標系的理解對坐標系的理解1.坐標系相對于參考系是靜止的坐標系相對于參考系是靜止的.2.坐標系的三要素：原點、正方向、單坐標系的三要素：原點、正方向、單位長度位長度.3.物體在坐標系中的坐標值有正有負，物體在坐標系中的坐標值有正有負，這里的正負不表示大小，僅表示方向這里的正負不表示大小，僅表示

8、方向.4.建立何種坐標系要針對物體是在直線建立何種坐標系要針對物體是在直線上、平面內，還是在空間中運動而定上、平面內，還是在空間中運動而定.3.3.分類及建立原則分類及建立原則: :(1)(1)直線坐標系直線坐標系: :物體在某一直線上運動物體在某一直線上運動(3)(3)空間直角坐標系空間直角坐標系: :物體在三維空間運動物體在三維空間運動(2)(2)平面直角坐標系平面直角坐標系: :物體在某一平面內運動物體在某一平面內運動(1)(1)直線坐標系直線坐標系: :物體在某一直線上運動物體在某一直線上運動(2)(2)平面直角坐標系平面直角坐標系: :物體在某一平面內運動物體在某一平面內運動(3)(

9、3)空間直角坐標系空間直角坐標系: :物體在三維空間運動物體在三維空間運動(1)(1)直線坐標系直線坐標系: :物體在某一直線上運動物體在某一直線上運動(2)(2)平面直角坐標系平面直角坐標系: :物體在某一平面內運動物體在某一平面內運動說一說 生活中的物理車載車載GPS定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)1生活中的物理 GPS：全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)是美國從20世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，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)。 在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術與“阿波羅”飛船登月、航天飛機升空，同列為20世紀“三大航天工程”。

10、生活中的物理 GPS：全球定位系統(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（用戶部分）1 1質點是研究物體運動時的一種理想模型，關質點是研究物體運動時的一種理想模型，關于質點，下列說法中正確的是于質點，下列說法中正確的是( )( )A A質點就是物體的重心質點就是物體的重心B B質點是實際存在的有質量的點質點是實際存在的有質量的點C C它涉及的研究方法是科學抽象法它涉及的研究方法是科學抽象法D D“嫦娥二號嫦娥二號”在地面檢修時可以看做質點在地面檢修時可以看做質點【解析解析】選選C C質點是理想化的物理模型，是用來代替物體

11、質點是理想化的物理模型，是用來代替物體的具有質量的點，實際上并不存在，所涉及的是一種科學的的具有質量的點，實際上并不存在，所涉及的是一種科學的思想方法，故思想方法，故A A、B B項錯誤，項錯誤，C C項正確；項正確；“嫦娥二號嫦娥二號”在地面在地面檢修時需要研究每一個部件的情況，所以不能看成質點來處檢修時需要研究每一個部件的情況，所以不能看成質點來處理，理，D D項錯誤項錯誤. .2.2.小行星撞擊地球的可能性盡管很小，小行星撞擊地球的可能性盡管很小，但是人類不能掉以輕心那么科學家但是人類不能掉以輕心那么科學家在研究小行星撞擊地球的時候在研究小行星撞擊地球的時候( )( )A A地球和小行星

12、都可以看做質點地球和小行星都可以看做質點B B地球可以看做質點，小行星不能看做質點地球可以看做質點，小行星不能看做質點C C小行星可以看做質點，地球不能看做質點小行星可以看做質點，地球不能看做質點D D地球和小行星都不可以看做質點地球和小行星都不可以看做質點【解析解析】選選D.D.在研究小行星撞擊地球時，要研究兩者碰撞的在研究小行星撞擊地球時，要研究兩者碰撞的位置及碰撞所產生的后果，此時兩者的體積和大小均不能忽位置及碰撞所產生的后果，此時兩者的體積和大小均不能忽略，故選略，故選D.D.3 320102010年年1111月月1212日，第十六屆亞運會日，第十六屆亞運會在廣州開幕在廣州開幕. .開

13、幕式上，有人觀察到會開幕式上，有人觀察到會場主旗桿上旗幟和兩位火炬手傳遞時場主旗桿上旗幟和兩位火炬手傳遞時手中火炬火焰的狀況如圖所示，下列手中火炬火焰的狀況如圖所示，下列說法中正確的是說法中正確的是( )( )A A甲、乙兩火炬手一定向左運動甲、乙兩火炬手一定向左運動B B甲、乙兩火炬手一定向右運動甲、乙兩火炬手一定向右運動C C甲火炬手可能靜止，乙火炬手向右運動甲火炬手可能靜止，乙火炬手向右運動D D乙火炬手可能靜止，甲火炬手向右運動乙火炬手可能靜止，甲火炬手向右運動【解析解析】選選D D由靜止的旗桿上的旗幟的展向可知當?shù)氐娘L向由靜止的旗桿上的旗幟的展向可知當?shù)氐娘L向向右，甲火炬手的火焰向左

14、偏，則甲一定以大于風的速度向向右，甲火炬手的火焰向左偏，則甲一定以大于風的速度向右運動，乙火炬手的火焰向右偏，則乙可能靜止，可能向左右運動，乙火炬手的火焰向右偏，則乙可能靜止，可能向左運動，也可能以小于風的速度向右運動運動，也可能以小于風的速度向右運動. .綜上所述綜上所述. .A A、B B、C C三項均錯誤，三項均錯誤，D D項正確項正確. . 甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看高樓在向下運甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看高樓在向下運動；乙中乘客看甲在向下運動；丙中乘客看甲、乙都動；乙中乘客看甲在向下運動；丙中乘客看甲、乙都在向上運動。這三架電梯相對地面的運動情況可能是在向上運動。這三架

15、電梯相對地面的運動情況可能是( ) A.甲向上、乙向下、丙不動甲向上、乙向下、丙不動 B.甲向上、乙向上、丙不動甲向上、乙向上、丙不動 C.甲向上、乙向上、丙向下甲向上、乙向上、丙向下 D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢 電梯中的乘客觀看其他物體的運動情況時，是以電梯中的乘客觀看其他物體的運動情況時，是以自己所乘的電梯為參考系。甲中乘客看高樓向下運動，自己所乘的電梯為參考系。甲中乘客看高樓向下運動，說明甲相對于地面一定在向上運動。同理，乙相對甲在說明甲相對于地面一定在向上運動。同理，乙相對甲在向上運動，說明乙相對地面也是向上運動，且運動得比向上

16、運動，說明乙相對地面也是向上運動，且運動得比甲更快。丙電梯無論是靜止，還是在向下運動，或以比甲更快。丙電梯無論是靜止，還是在向下運動，或以比甲、乙都慢的速度在向上運動，丙中乘客看甲、乙兩電甲、乙都慢的速度在向上運動，丙中乘客看甲、乙兩電梯都會感到是在向上運動。故梯都會感到是在向上運動。故B、C、D對。對。撐桿跳高是一項非常刺激的體育運動項目，一般來說可以把撐桿跳高是一項非常刺激的體育運動項目，一般來說可以把撐桿跳高運動分為如下幾個階段：助跑、撐桿起跳、越過橫撐桿跳高運動分為如下幾個階段：助跑、撐桿起跳、越過橫桿討論并思考后回答，在下列幾種情況下運動員能否被看桿討論并思考后回答，在下列幾種情況下

17、運動員能否被看做質點，從中體會質點模型的建立過程做質點，從中體會質點模型的建立過程(1)(1)教練員針對訓練錄像糾正運動員的錯誤時，能否將運動員教練員針對訓練錄像糾正運動員的錯誤時，能否將運動員看成質點看成質點? ?(2)(2)分析運動員的助跑速度時，能否將其看成質點分析運動員的助跑速度時，能否將其看成質點? ?(3)(3)測量其所跳高度測量其所跳高度( (判斷其是否打破紀錄判斷其是否打破紀錄) )時，能否將其看成時，能否將其看成質點質點? ?【解析解析】(1)(1)不能，糾正錯誤時不能忽略運動員的姿勢和動作不能，糾正錯誤時不能忽略運動員的姿勢和動作( (即運動員的形狀和大小即運動員的形狀和大小) )；(2)(2)能，分析運動員的助跑速度時，能，分析運動員的助跑速度時，可以忽略姿勢和動作可以忽略姿勢和動作( (即運動員的形狀和大小即運動員的形狀和大小) )；(3)(3)能，此時能，此時只考慮運動員所能通過的橫桿的高度只考慮運動員所能通過的橫桿的高度, ,不考慮運動員本身的體不考慮運動員本身的體形及動作形及動作. .答案：答案：見解析見解析8.(108.(10分分) )如圖所示，某同學沿平直路面由如圖所示，某同學沿平直路面由A A點出發(fā)，前進了點出發(fā)，前進了100 m100 m到斜坡底端到斜坡底端B B點，又沿傾角為點，又沿傾角為4545的斜坡前進的斜坡前進100 m100