高一物理質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系3省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

§1.1質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)1、定義：物體空間位置隨時(shí)間改變。2、注：①運(yùn)動(dòng)是絕正確，靜止是相正確；②自然界中一切物體都在不停地運(yùn)動(dòng)著；③描述物體運(yùn)動(dòng)必須要有個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)；④位置改變：一個(gè)物體相對(duì)于另一物體物體一部分相對(duì)于另一部分。第1頁(yè)二、物體和質(zhì)點(diǎn)1、質(zhì)點(diǎn)定義：用來(lái)代替物體有質(zhì)量點(diǎn)。2、物體能夠看作質(zhì)點(diǎn)條件：物體形狀、大小、體積對(duì)所研究問(wèn)題影響能夠忽略不計(jì)。3、注：①質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)科學(xué)抽象理想模型；②物體本身大小不是能否看成質(zhì)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)；③物體能否看成質(zhì)點(diǎn)取決于所研究問(wèn)題性質(zhì)，同一物體有時(shí)可看成質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)不可看作質(zhì)點(diǎn)。第2頁(yè)三、參考系1、定義：描述一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，選定作為參考其它物體。2、注：①描述物體是否運(yùn)動(dòng)是看相對(duì)于參考系位置是否改變，事先假定參考系不動(dòng)；②選取不一樣參考系來(lái)觀察同一物體運(yùn)動(dòng)結(jié)果往往是不一樣；③參考系選取能夠是任意，實(shí)際解題應(yīng)以觀察方便和使物體運(yùn)動(dòng)盡可能簡(jiǎn)單為標(biāo)準(zhǔn)；④通常選取地面為參考系；⑤比較兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)應(yīng)選同一參考系。第3頁(yè)三、坐標(biāo)系1、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）2、坐標(biāo)系：x/m0123-1一維二維（直角坐標(biāo)系）x/my/m102-2-1-1-221第4頁(yè)

24顆GPS衛(wèi)星在離地面1萬(wàn)2千公里高空上，以12小時(shí)周期圍繞地球運(yùn)行，使得在任意時(shí)刻，在地面上任意一點(diǎn)都能夠同時(shí)觀察到4顆以上衛(wèi)星。因?yàn)樾l(wèi)星位置準(zhǔn)確可知，在GPS觀察中，我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)距離，利用三維坐標(biāo)中距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就能夠組成3個(gè)方程式，解出觀察點(diǎn)位置(X,Y,Z)?？紤]到衛(wèi)星時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間誤差，實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解，從而得到觀察點(diǎn)經(jīng)緯度和高程。實(shí)際上，接收機(jī)往往能夠鎖住4顆以上衛(wèi)星，這時(shí)，接收機(jī)可按衛(wèi)星星座分布分成若干組，每組4顆，然后經(jīng)過(guò)算法挑選出誤差最小一組用作定位，從而提升精度。因?yàn)樾l(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)影響，以及人為SA保護(hù)政策，使得民用GPS定位精度只有100米。為提升定位精度，普遍采取差分GPS(DGPS)技術(shù)，建立基準(zhǔn)站(差分臺(tái))進(jìn)行GPS觀察，利用已知基準(zhǔn)站準(zhǔn)確坐標(biāo)，與觀察值進(jìn)行比較，從而得出一修正數(shù)，并對(duì)外公布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后，與本身觀察值進(jìn)行比較，消去大部分誤差，得到一個(gè)比較準(zhǔn)確位置。試驗(yàn)表明，利用差分GPS，定位精度可提升到5米。第5頁(yè)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)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，它采納了子午儀系統(tǒng)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(hù)接收機(jī)三大部分組成。該系統(tǒng)空間部分使用24顆高度約2.02萬(wàn)千米衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。21+3顆衛(wèi)星均為近圓形軌道，運(yùn)行周期約為11小時(shí)58分，分布在六個(gè)軌道面上（每軌道面四顆），軌道傾角為55度。衛(wèi)星分布使得在全球任何地方，任何時(shí)間都可觀察到四顆以上衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度幾何圖形（DOP）。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)全球?qū)Ш侥芰Α?/p>

GPS衛(wèi)星已發(fā)展至BlockII型式定位衛(wèi)星，由RockwellInternational制造，在軌道上重量約1,900磅，太陽(yáng)能接收板長(zhǎng)度約17呎，于1994年完成第24顆衛(wèi)星發(fā)射。所以當(dāng)前太空中有24顆GPS衛(wèi)星可供定位利用，繞行地球一周需12恒星時(shí)，每日可繞行地球2周，這也就是說(shuō)，不論任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，最少有4顆以上衛(wèi)星出現(xiàn)在我們上空。

當(dāng)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GPS衛(wèi)星運(yùn)作狀態(tài)及它們?cè)谔罩袦?zhǔn)確位置，主地面控制站更負(fù)責(zé)傳送衛(wèi)星瞬時(shí)常數(shù)(Ephemera'sConstant)及時(shí)脈偏差(ClockOffsets)修正量，再由衛(wèi)星將這些修正量提供給GPS接收器做為定位利用。

第6頁(yè)GPS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)傳輸時(shí)間來(lái)量測(cè)距離，以距離來(lái)判定衛(wèi)星在太空中位置，這是一個(gè)高軌道與精密定位觀察方式。假設(shè)衛(wèi)星在11,000英哩高處，測(cè)量我們距離，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，我們即可深入縮小范圍到二點(diǎn)位置上，但其中一點(diǎn)為非我們所在位置極有可能在太空中某一點(diǎn)，所以，我們舍棄這一點(diǎn)參考點(diǎn)，選擇另一點(diǎn)為位置參考點(diǎn)。

假如要取得更準(zhǔn)確定位，則必定要再測(cè)量第四個(gè)顆衛(wèi)星，從基本物理觀念上來(lái)說(shuō)，以訊號(hào)傳輸時(shí)間乘以速度即是我們與衛(wèi)星距離，我們將此測(cè)得距離稱(chēng)為虛擬距離，在GPS測(cè)量上，我們測(cè)是無(wú)線信號(hào)，速度幾乎達(dá)18萬(wàn)6千英哩/Sec光速，而時(shí)間卻短驚人，甚至只要0.06秒，時(shí)間測(cè)量需要二個(gè)不一樣時(shí)表，一個(gè)時(shí)表裝置于衛(wèi)星上以統(tǒng)計(jì)無(wú)線電信號(hào)傳送時(shí)間，另一個(gè)時(shí)表則裝置在接收器上，用以統(tǒng)計(jì)無(wú)線電信號(hào)接收時(shí)間，即使衛(wèi)星傳送信號(hào)至接收器時(shí)間極短，但時(shí)間上并不一樣時(shí)，假設(shè)衛(wèi)星與接收器同時(shí)發(fā)出聲音給我們，我們會(huì)聽(tīng)到二種不一樣聲音，這是因?yàn)樾l(wèi)星從11,000英哩遠(yuǎn)地方傳來(lái)，所以會(huì)有延遲時(shí)間，所以，我們能夠延遲接收器時(shí)間，從此延遲時(shí)間╳速度，就是接收器到衛(wèi)星距離，此即為GPS基本定位原理。

第7頁(yè)；/資訊hxh47kyd為老太太您擔(dān)心，您這么慈愛(ài)，怎么舍得呢？還是停了它，不要再吃罷！”老太太當(dāng)初嘆道：“我那些兒子媳婦們，只要有你二分之一上心，我是樣樣事情都聽(tīng)他們了?！本土T了再吃醉瓜心。此時(shí)見(jiàn)，喲，味是那股味兒，玉碗里瓜，怎么熱騰騰？酒味比夏天當(dāng)季時(shí)還更濃些，聞起來(lái)還是老太太頗愛(ài)長(zhǎng)春法酒！這一盤(pán)瓜，不是直接送到二太太這邊桌上，而是小丫頭先端到老太太面前，跪下奉給老太太看，瓜上半部，連著蒂兒一塊已經(jīng)削開(kāi)了，成了個(gè)天然蓋子，奉到老太太面前后，主勺媳婦上前，把瓜蓋也已打開(kāi)，能夠看到瓜身內(nèi)不但有微紅熟瓤，還有黃澄澄誘人糯泥果丁。第六十五章勝敗已分看星芒(3)媳婦笑吟吟稟報(bào)作法：“老太太，這里是糯米、葛仙米淘?xún)粽羰?，與金糕搗在一道，取蕉脯、橘脯、糖桂花，皆濾去渣滓，熬化于米糕中，加藥酒，共置瓜內(nèi)，蒸熟，問(wèn)過(guò)大夫，已算不得生冷物色了，老太太可略多用些兒。”嘉顏替老太太舀了一盞，老太太嘗了一口，又叫來(lái)一盞，推給唐家姑奶奶。唐姑奶奶謝了，細(xì)細(xì)品鑒。老太太叫給每人都舀些，又笑道：“省著點(diǎn)！別害他們作東一桌啃瓜殼子。”掌勺媳婦忙道：“老太太您盡用不妨！先前掏出瓜瓤，還有好多，是放在其它容器里蒸，賣(mài)相不如這個(gè)，反正要吃話，吃起來(lái)是一樣?！崩咸宸溃骸皢?！原來(lái)還有藏下私?！奔晤佇χ?，果然給老太太這桌各人都只舀了一些些，又給大太太那桌分了一圈，去了大半個(gè)瓜。剩下那兩桌，就用掏出瓜瓤分享了。這一道用畢，午宴算是結(jié)束。戲臺(tái)上戲，還在一折一折往下唱，有愛(ài)聽(tīng)，便坐著聽(tīng)下去，困乏了，便回屋去歇歇。老太太回去歇一會(huì)兒，去之前對(duì)福珞和玉笙都加以贊賞，字面看來(lái)未有偏倚，但人難免猜，她心中已經(jīng)有褒貶。沒(méi)人發(fā)覺(jué)寶音做手腳，瓜上層那藥酒，藥放得尤其重些，對(duì)老太太身體也不太好。她假如先讓給子孫們，那邊無(wú)妨，假如竟先自己取用了，那就要受損。寶音看著，老太太果然自己先用，剩下才分給子孫。這就怪不得寶音了。生死大仇，這里又報(bào)了一小寸。這些都吃畢，寶音吩咐下人將桌上狼藉杯盞收拾，換過(guò)細(xì)潔小杯小盞，依然盛落花生、杏梅等小食，備聽(tīng)?wèi)蛱珎內(nèi)∮?，又將椅子也換成軟躺椅