高一物理1.1《質(zhì)點-參考系和坐標系-》教案資料

1、高一物理1.1質(zhì)點-參考系和坐標系-n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人類的認知規(guī)律：n運動及其描述：由淺入深由淺入深由表及里由表及里n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？n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。科學

2、家呢科學家呢？n如：雄鷹在空中翱翔n 足球的飛滾n 樹葉、紙張的飄落n 海浪的洶涌澎湃物理學家怎樣描述下列物體的運動呢？物理學家怎樣描述下列物體的運動呢？對于復雜的運動應該如何描述呢？對于復雜的運動應該如何描述呢？n 1、飛機以某速度從南京飛向北京所用時間。n 2、 研究火車在城市之間運行快慢情況。n它們的大小形狀不同，能否簡化呢？因為飛機、火車的大小與形狀在上述研究的因為飛機、火車的大小與形狀在上述研究的問題中影響很小問題中影響很小,可忽略不計可忽略不計在物理學中為了研究的方便在物理學中為了研究的方便,可以用一個小可以用一個小點代替物體點代替物體這個有質(zhì)量的點稱為質(zhì)點這個有質(zhì)量的點稱為質(zhì)點定

3、義：定義：物理方法n1、質(zhì)點（mass point）n （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)量的點的點n （2）理想化的的“物理模型物理模型”n 忽略次要因素：形狀、大小等n 突出主要因素：具有質(zhì)量（本質(zhì)屬性）物體都可以看物體都可以看作質(zhì)點么？作質(zhì)點么？思考思考（1） 研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)能否把地球視為一個研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)能否把地球視為一個質(zhì)點呢？質(zhì)點呢？（2） 研究地球上各處的季節(jié)變化時，能否把它視研究地球上各處的季節(jié)變化時，能否把它視為質(zhì)點呢？為質(zhì)點呢？（3） 一列沿京滬鐵路運動的火車，若研究它從上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

4、把它簡化為一個質(zhì)點？海到北京的運動能否把它簡化為一個質(zhì)點？（4） 研究火車通過南京長江大橋的運動時，能否研究火車通過南京長江大橋的運動時，能否把它簡化為一個質(zhì)點呢？把它簡化為一個質(zhì)點呢？ （5）我們在欣賞跳水運動時我們看的是什么）我們在欣賞跳水運動時我們看的是什么? 質(zhì)點小結(jié)：質(zhì)點小結(jié)：質(zhì)點是一種科學抽象，是一種理想化的模型。質(zhì)點是一種科學抽象，是一種理想化的模型。質(zhì)點是對實際物體的近似，這也是物理學中質(zhì)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(zhì)點，取決于一個物體能否看成質(zhì)點，取決于它的形狀它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略

5、不計，或和大小在所研究問題中是否可以忽略不計，或者者各點的運動情況是否完全相同。而跟自身各點的運動情況是否完全相同。而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運動速度的大小無體積的大小、質(zhì)量的多少和運動速度的大小無關。關。腦筋急轉(zhuǎn)彎：腦筋急轉(zhuǎn)彎：n1、自然界存在很多質(zhì)點。n2、小的物體一定可以看作質(zhì)點。n3、大的物體不能當作質(zhì)點。n4、原子核一定可以當作質(zhì)點。n5、研究運動員的長跑時，可以看作質(zhì)點。n6、研究跳水運動員的運動時不能簡化為質(zhì)點。思維體操：n 如何解釋小孩的如何解釋小孩的靜止？n 同一個物體，運動會不同？NoImage定義：定義：新沂市物理研究會新沂市物理研究會參考系小結(jié)n運動和靜止是相對于

6、參考系的。運動和靜止是相對于參考系的。n參考系的選取是任意的。參考系的選取是任意的。n選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果可能不一樣，選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果可能不一樣，也可能一樣。也可能一樣。n選擇參考系時，應使物體運動的描述盡可選擇參考系時，應使物體運動的描述盡可能簡單、方便。能簡單、方便。n比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系才有意義。才有意義。“云不動”是以 - 為參考系。“云與我俱東”是以- 為參考系詩境詩境中的相對運動中的相對運動體會n 文字描述方便嗎？能精確嗎？n 有沒有簡便又準確的方法？n 若物體只在一條直線上運動，如何描述位置變化？

7、若在某平面（操場）上呢？ 如 何 確 定 物 體 的 位 置 5mn1、坐標系（coordinate system）建立的作用n2、坐標系的構(gòu)成要素：n 原點、正方向、標度、n 物理量、單位三三. . 坐坐 標標 系系說一說 3. 3.如圖所示，一輛自行車從青海新村出發(fā)沿青海路駛向如圖所示，一輛自行車從青海新村出發(fā)沿青海路駛向海中附校和海門中學方向，我們怎樣描述自行車的位置海中附校和海門中學方向，我們怎樣描述自行車的位置隨時間的變化？隨時間的變化？青海新村青海新村：00青海路青海路獅山路獅山路7：09海門中學海門中學7：12海中附校海中附校7：07青海青海橋橋7：03x（西）（西）0(西西)y

8、 y( (南南) )生活中的物理車載車載GPS定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)1GPS導航系統(tǒng)是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統(tǒng)。它由三部分構(gòu)成，一是地面控制部分，由主控站、地面天線、監(jiān)測站及通訊輔助系統(tǒng)組成。二是空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個軌道平面。三是用戶裝置部分，由GPS接收機和衛(wèi)星天線組成。民用的定位精度可達10米內(nèi)。 生活中的物理nGPS：全球定位系統(tǒng)n ( 授時與測距導航系統(tǒng)-全球定位系統(tǒng)nnavigation system timing and rangingglobal positioning system )n

9、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)。 n 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”。生活中的物理nGPS：全球定位系統(tǒng)n ( 授時與測距導航系統(tǒng)-全球定位系統(tǒng)nnavigation system timing and rangingglobal positioning system )n GPS系統(tǒng)包括三大部分：n （1）GPS衛(wèi)星（空間部分）n （2）地面支撐系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分）n （3）GPS接收機

10、（用戶部分）定位儀中所示位置全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)n1、美國全球定位系統(tǒng)（GPS）。有24顆衛(wèi)星組成，分布在6條交點互隔60度的軌道面上，精度約為10米，軍民兩用，目前正在試驗第二代衛(wèi)星系統(tǒng)；2、俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)。有24顆衛(wèi)星組成，精度在10米左右，軍民兩用，設計2009年底服務范圍拓展到全球；3、歐洲“伽利略”系統(tǒng)。有30顆衛(wèi)星組成，定位誤差不超過1米，主要為民用。2005年首顆試驗衛(wèi)星已成功發(fā)射。預計2008年前開通定位服務；4、中國“北斗”系統(tǒng)。由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。定位精度10米。計劃2008年左右覆蓋中國及周邊地區(qū)，然后逐步擴展為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。 中國中

11、國“北斗北斗”系統(tǒng)系統(tǒng)n北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System是中國正在實施n北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)介紹n的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),縮寫為BDS1-2,與美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，并稱全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)2012年12月27日起提供連續(xù)導航定位與授時服務n北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成?？臻g端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）、歐盟“伽利略”（GALILEO）等其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終端組成。n中國此前已成功發(fā)射四顆北斗導航試驗衛(wèi)星和十六顆北斗導航衛(wèi)星（其中，北斗-1A已經(jīng)結(jié)束任務），將在系統(tǒng)組網(wǎng)和試驗基礎上，逐步擴展為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。n典型例題n1、在下列物體的運動中，可視作質(zhì)點的物體有 ( )nA.從北京開往廣州的一列火車nB.研究轉(zhuǎn)動的汽車輪胎nC.研究繞地球運動時的航天飛機nD.表演精彩芭蕾舞演員nE.參加一百米跑競賽的運動員在沖刺過程中nF.在斜下推力的作用下，沿水平面滑動的箱子nG.計算子彈從槍口到靶心的飛行時間nH.測量子彈船過一張薄紙的時間。 n2、描述物體地運動，必須選擇參