高中物理必修一質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

高中物理必修一質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系第1頁/共63頁地球在轉(zhuǎn)動(dòng)請同學(xué)們看下面這些例子:第2頁/共63頁地球在轉(zhuǎn)動(dòng)樹葉在飄落請同學(xué)們看下面這些例子:第3頁/共63頁地球在轉(zhuǎn)動(dòng)樹葉在飄落車輛在行駛請同學(xué)們看下面這些例子:第4頁/共63頁鳥兒在展翅飛翔請同學(xué)們看下面這些例子:第5頁/共63頁鳥兒在展翅飛翔火箭飛向蒼穹的太空請同學(xué)們看下面這些例子:第6頁/共63頁鳥兒在展翅飛翔火箭飛向蒼穹的太空小朋友在奔跑請同學(xué)們看下面這些例子:第7頁/共63頁上述六個(gè)例子給你共同的感覺是什么?第8頁/共63頁——他們都在動(dòng)!!!上述六個(gè)例子給你共同的感覺是什么?第9頁/共63頁

亞里士多德說過：“不了解運(yùn)動(dòng)，就不了解自然?！蔽矬w的空間位置隨時(shí)間的變化，是自然界中最簡單、最基本的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。第10頁/共63頁在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分支叫力學(xué)。

霍爾頓說：“無論從邏輯上還是從歷史上講，力學(xué)都是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)及其他科學(xué)研究的典范……力學(xué)之于物理學(xué)如同骨骼之于人體?！钡?1頁/共63頁問題：如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？

詩人用氣勢磅礴來描述大河中的水流，用矯捷如燕描述運(yùn)動(dòng)員輕盈的舞姿，畫家用汽車后面的幾個(gè)線條表示風(fēng)，來描述車輛的飛馳。第12頁/共63頁科學(xué)家怎樣描述呢？問題：如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？

詩人用氣勢磅礴來描述大河中的水流，用矯捷如燕描述運(yùn)動(dòng)員輕盈的舞姿，畫家用汽車后面的幾個(gè)線條表示風(fēng)，來描述車輛的飛馳。第13頁/共63頁物體的運(yùn)動(dòng)如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？第14頁/共63頁你能準(zhǔn)確描述物體上各部位的位置隨時(shí)間的變化嗎？如果我們研究物體的整體運(yùn)動(dòng)呢？如何才能比較準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？想一想第15頁/共63頁誰能準(zhǔn)確描述下列物體各點(diǎn)的位置及其隨時(shí)間的變化呢？如：雄鷹在空中翱翔魚兒在大海里游泳足球在綠茵場上飛滾火車在鐵軌上行駛

舉個(gè)例子第16頁/共63頁精確描述之難誰能準(zhǔn)確描述下列物體各點(diǎn)位置及其隨時(shí)間變化呢？如：雄鷹在空中翱翔魚兒在大海里游泳足球在綠茵場上飛滾火車在鐵軌上行駛舉個(gè)例子第17頁/共63頁我們怎樣來準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)？

例:地球的轉(zhuǎn)動(dòng),火車在軌道上行駛第18頁/共63頁我們是否要考慮火車自身的運(yùn)動(dòng)？我們怎樣來準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)？

例:地球的轉(zhuǎn)動(dòng),火車在軌道上行駛地球地球的大小與形狀需要考慮嗎？第19頁/共63頁我們是否要考慮火車自身的運(yùn)動(dòng)？我們怎樣來準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)？

例:地球的轉(zhuǎn)動(dòng),火車在軌道上行駛地球地球的大小與形狀需要考慮嗎？小結(jié)：在某些情況下，我們可以把物體簡化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)第20頁/共63頁一.物體和質(zhì)點(diǎn)(1)質(zhì)點(diǎn)的概念：在某些情況下，我們可以忽略物體的大小和形狀，而突出“物體具有質(zhì)量”這個(gè)要素，把它簡化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)，這樣的點(diǎn)成為質(zhì)點(diǎn)。(2)你是如何理解質(zhì)點(diǎn)模型的?

(3)實(shí)際物體哪些情況下可簡化為質(zhì)點(diǎn)?第21頁/共63頁想一想:在研究地球自傳和公轉(zhuǎn)時(shí)，地球可不可以看成質(zhì)點(diǎn)？第22頁/共63頁想一想:在研究地球自傳和公轉(zhuǎn)時(shí)，地球可不可以看成質(zhì)點(diǎn)？研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地球本身的大小和形狀不可忽略.不能看成質(zhì)點(diǎn).第23頁/共63頁想一想:在研究地球自傳和公轉(zhuǎn)時(shí)，地球可不可以看成質(zhì)點(diǎn)？研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地球本身的大小和形狀不可忽略.不能看成質(zhì)點(diǎn).研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)可以忽略地球的大小和形狀而把它視為質(zhì)點(diǎn)第24頁/共63頁

一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)是有問題的性質(zhì)決定的

結(jié)論：第25頁/共63頁1.研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，能否把它視為質(zhì)點(diǎn)呢？2.研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)能否把地球視為一個(gè)點(diǎn)？3.一列沿京滬鐵路運(yùn)動(dòng)的火車，若研究它從上海到北京的運(yùn)動(dòng)能否把它簡化為一個(gè)點(diǎn)？4.研究火車通過南京長江大橋的運(yùn)動(dòng)時(shí)，能否把它簡化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？練習(xí)第26頁/共63頁1.物體是否在所有的情況下都能看做質(zhì)點(diǎn)？2.物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？3.大的物體一定不能看成質(zhì)點(diǎn)？小的物體隨時(shí)都看成質(zhì)點(diǎn)嗎？討論第27頁/共63頁1.物體是否在所有的情況下都能看做質(zhì)點(diǎn)？2.物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？3.大的物體一定不能看成質(zhì)點(diǎn)？小的物體隨時(shí)都看成質(zhì)點(diǎn)嗎？討論1.同一物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，要依據(jù)問題的具體情況決定。2.物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件是：物體的形狀和大小對所研究的問題影響很小，可以忽略不計(jì)時(shí)。3.物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，與物體本身的大小無關(guān)。解答第28頁/共63頁(1)物體的各部分的運(yùn)動(dòng)情況都相同,此物體一般可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn). (2)物體的形狀大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所研究的距離,此物可當(dāng)作質(zhì)點(diǎn). (3)物體的自身大小在所研究的問題中不起主要作用.

結(jié)論：實(shí)際物體在下列三種情況下都可簡化為質(zhì)點(diǎn):第29頁/共63頁

物理方法——根據(jù)所研究問題的性質(zhì)和要求，抓住問題中的主要因素，忽略其次要因素，建立一種理想化的模型，使復(fù)雜問題得到簡化，這是一種重要的科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)就是這樣一個(gè)理想化模型。第30頁/共63頁

物理方法——根據(jù)所研究問題的性質(zhì)和要求，抓住問題中的主要因素，忽略其次要因素，建立一種理想化的模型，使復(fù)雜問題得到簡化，這是一種重要的科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)就是這樣一個(gè)理想化模型。

這是一種科學(xué)抽象。那以前接觸過這樣

的物理模型嗎？第31頁/共63頁

物理方法——根據(jù)所研究問題的性質(zhì)和要求，抓住問題中的主要因素，忽略其次要因素，建立一種理想化的模型，使復(fù)雜問題得到簡化，這是一種重要的科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)就是這樣一個(gè)理想化模型。

這是一種科學(xué)抽象。那以前接觸過這樣

的物理模型嗎？

——光滑的水平面、輕質(zhì)彈簧。第32頁/共63頁二.參考系1.什么叫參考系？2.你是如何理解“參考系”的？3.同一個(gè)運(yùn)動(dòng)，選擇的參考系不同？對

這個(gè)運(yùn)動(dòng)的描述是否相同？4.參考系可以任意選擇嗎？比較兩個(gè)物

體的運(yùn)動(dòng)是否要選擇同一參考系？第33頁/共63頁看圖：第34頁/共63頁看圖：如何解釋靜止和運(yùn)動(dòng)？同一個(gè)物體，運(yùn)動(dòng)會(huì)不同？第35頁/共63頁

物體的運(yùn)動(dòng)與靜止是相對的。為描述物體的運(yùn)動(dòng)，需要另外選取一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)作為標(biāo)準(zhǔn)的物體叫做參考系

結(jié)論：

第36頁/共63頁1.運(yùn)動(dòng)的相對性： 描述運(yùn)動(dòng)要尋找參考物體二.參考系第37頁/共63頁1.運(yùn)動(dòng)的相對性： 描述運(yùn)動(dòng)要尋找參考物體2.參考系(referenceframe)

二.參考系第38頁/共63頁1.運(yùn)動(dòng)的相對性： 描述運(yùn)動(dòng)要尋找參考物體2.參考系(referenceframe) (1)選擇的任意性(一般選擇地球和相對于地球靜止的物體) (2)對不同參考系，運(yùn)動(dòng)可能不同二.參考系第39頁/共63頁1.運(yùn)動(dòng)的相對性： 描述運(yùn)動(dòng)要尋找參考物體2.參考系(referenceframe) (1)選擇的任意性(一般選擇地球和相對于地球靜止的物體) (2)對不同參考系，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。二.參考系第40頁/共63頁

找出研究對象和選擇的參考系：

1.小小竹排江中流，巍巍青山兩岸走。2.月亮在蓮花般的云朵里穿行。3.兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來。練習(xí)第41頁/共63頁

體會(huì)詩境中的相對運(yùn)動(dòng)第42頁/共63頁

體會(huì)詩境中的相對運(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。第43頁/共63頁

？提問：選擇不同的參考系觀察結(jié)果如何？你有什么發(fā)現(xiàn)？第44頁/共63頁

參考系的選擇是任意的，以對運(yùn)動(dòng)的描述簡單、方便為原則。若無特別說明，通常是以地面或相對地面靜止的物體為參照系。

？提問：選擇不同的參考系觀察結(jié)果如何？你有什么發(fā)現(xiàn)？第45頁/共63頁如何確定物體的位置

若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如何描述位置變化？若在某平面（操場）上呢？第46頁/共63頁如何確定物體的位置

若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如何描述位置變化？若在某平面（操場）上呢？

文字描述方便嗎？能精確嗎？

有沒有簡便又準(zhǔn)確的方法？第47頁/共63頁如何確定物體的位置

若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如何描述位置變化？若在某平面（操場）上呢？

文字描述方便嗎？能精確嗎？

有沒有簡便又準(zhǔn)確的方法？第48頁/共63頁笛卡兒發(fā)明坐標(biāo)系如何確定物體的位置

若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如何描述位置變化？若在某平面（操場）上呢？

文字描述方便嗎？能精確嗎？

有沒有簡便又準(zhǔn)確的方法？區(qū)分：定性與定量第49頁/共63頁平面直角坐標(biāo)系立體坐標(biāo)系第50頁/共63頁1.坐標(biāo)系(coordinatesystem)建立的作用三.坐標(biāo)系第51頁/共63頁1.坐標(biāo)系(coordinatesystem)建立的作用為了定量地描述物體位置變化三.坐標(biāo)系第52頁/共63頁1.坐標(biāo)系(coordinatesystem)建立的作用為了定量地描述物體位置變化2.坐標(biāo)系的構(gòu)成要素：三.坐標(biāo)系第53頁/共63頁1.坐標(biāo)系(coordinatesystem)建立的作用為了定量地描述物體位置變化2.坐標(biāo)系的構(gòu)成要素：原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度、物理量、單位三.坐標(biāo)系第54頁/共63頁三.坐標(biāo)系單位長度（標(biāo)度）原點(diǎn)正方向單位物理量第55頁/共63頁從A到B位置變化了多少？你是如何得到的？第56頁/共63頁1.如何選擇坐標(biāo)軸？2.如何選坐標(biāo)原點(diǎn)？3.如何確定坐標(biāo)軸上的刻度值？問題第57頁/共63頁1.如何選擇坐標(biāo)軸？2.如何選坐標(biāo)原點(diǎn)？3.如何確定坐標(biāo)軸上的刻度值？問題對質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)，一般選質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為坐標(biāo)軸，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，選取質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過坐標(biāo)軸原點(diǎn)的時(shí)刻為時(shí)間的起點(diǎn)．畫坐標(biāo)系時(shí)，必須標(biāo)上原點(diǎn)、正方向和單位長度．要準(zhǔn)確地描述物體的位置及位置變化需要建立坐標(biāo)系．