高一物理質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系3省公開課一等獎全國示范課微課金獎?wù)n件

§1.1質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系一、機械運動1、定義：物體空間位置隨時間改變。2、注：①運動是絕正確，靜止是相正確；②自然界中一切物體都在不停地運動著；③描述物體運動必須要有個參考標(biāo)準(zhǔn)；④位置改變：一個物體相對于另一物體物體一部分相對于另一部分。第1頁二、物體和質(zhì)點1、質(zhì)點定義：用來代替物體有質(zhì)量點。2、物體能夠看作質(zhì)點條件：物體形狀、大小、體積對所研究問題影響能夠忽略不計。3、注：①質(zhì)點是一個科學(xué)抽象理想模型；②物體本身大小不是能否看成質(zhì)點標(biāo)準(zhǔn)；③物體能否看成質(zhì)點取決于所研究問題性質(zhì)，同一物體有時可看成質(zhì)點，有時不可看作質(zhì)點。第2頁三、參考系1、定義：描述一個物體運動時，選定作為參考其它物體。2、注：①描述物體是否運動是看相對于參考系位置是否改變，事先假定參考系不動；②選取不一樣參考系來觀察同一物體運動結(jié)果往往是不一樣；③參考系選取能夠是任意，實際解題應(yīng)以觀察方便和使物體運動盡可能簡單為標(biāo)準(zhǔn)；④通常選取地面為參考系；⑤比較兩個物體運動應(yīng)選同一參考系。第3頁三、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

24顆GPS衛(wèi)星在離地面1萬2千公里高空上，以12小時周期圍繞地球運行，使得在任意時刻，在地面上任意一點都能夠同時觀察到4顆以上衛(wèi)星。因為衛(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個方程式，解出觀察點位置(X,Y,Z)?？紤]到衛(wèi)星時鐘與接收機時鐘之間誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀察點經(jīng)緯度和高程。實際上，接收機往往能夠鎖住4顆以上衛(wèi)星，這時，接收機可按衛(wèi)星星座分布分成若干組，每組4顆，然后經(jīng)過算法挑選出誤差最小一組用作定位，從而提升精度。因為衛(wèi)星運行軌道、衛(wèi)星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號影響，以及人為SA保護政策，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)進行GPS觀察，利用已知基準(zhǔn)站準(zhǔn)確坐標(biāo)，與觀察值進行比較，從而得出一修正數(shù)，并對外公布。接收機收到該修正數(shù)后，與本身觀察值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準(zhǔn)確位置。試驗表明，利用差分GPS，定位精度可提升到5米。第5頁全球定位系統(tǒng)屬于美國第二代衛(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，它采納了子午儀系統(tǒng)成功經(jīng)驗。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)控部分和用戶接收機三大部分組成。該系統(tǒng)空間部分使用24顆高度約2.02萬千米衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。21+3顆衛(wèi)星均為近圓形軌道，運行周期約為11小時58分，分布在六個軌道面上（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，太陽能接收板長度約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，每日可繞行地球2周，這也就是說，不論任何時間，任何地點，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，同時監(jiān)控GPS衛(wèi)星運作狀態(tài)及它們在太空中準(zhǔn)確位置，主地面控制站更負責(zé)傳送衛(wèi)星瞬時常數(shù)(Ephemera'sConstant)及時脈偏差(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GPS定位是利用衛(wèi)星基本三角定位原理，GPS接收裝置以測量無線電信號傳輸時間來量測距離，以距離來判定衛(wèi)星在太空中位置，這是一個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，測量我們距離，首先以11,000英哩為半徑，以此衛(wèi)星為圓心畫一圓，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。現(xiàn)在我們再以第三顆衛(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位置上，但其中一點為非我們所在位置極有可能在太空中某一點，所以，我們舍棄這一點參考點，選擇另一點為位置參考點。

假如要取得更準(zhǔn)確定位，則必定要再測量第四個顆衛(wèi)星，從基本物理觀念上來說，以訊號傳輸時間乘以速度即是我們與衛(wèi)星距離，我們將此測得距離稱為虛擬距離，在GPS測量上，我們測是無線信號，速度幾乎達18萬6千英哩/Sec光速，而時間卻短驚人，甚至只要0.06秒，時間測量需要二個不一樣時表，一個時表裝置于衛(wèi)星上以統(tǒng)計無線電信號傳送時間，另一個時表則裝置在接收器上，用以統(tǒng)計無線電信號接收時間，即使衛(wèi)星傳送信號至接收器時間極短，但時間上并不一樣時，假設(shè)衛(wèi)星與接收器同時發(fā)出聲音給我們，我們會聽到二種不一樣聲音，這是因為衛(wèi)星從11,000英哩遠地方傳來，所以會有延遲時間，所以，我們能夠延遲接收器時間，從此延遲時間╳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；/資訊hxh47kyd為老太太您擔(dān)心，您這么慈愛，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，我是樣樣事情都聽他們了。”就罷了再吃醉瓜心。此時見，喲，味是那股味兒，玉碗里瓜，怎么熱騰騰？酒味比夏天當(dāng)季時還更濃些，聞起來還是老太太頗愛長春法酒！這一盤瓜，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)削開了，成了個天然蓋子，奉到老太太面前后，主勺媳婦上前，把瓜蓋也已打開，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)媳婦笑吟吟稟報作法：“老太太，這里是糯米、葛仙米淘凈蒸熟，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，問過大夫，已算不得生冷物色了，老太太可略多用些兒?！奔晤佁胬咸艘槐K，老太太嘗了一口，又叫來一盞，推給唐家姑奶奶。唐姑奶奶謝了，細細品鑒。老太太叫給每人都舀些，又笑道：“省著點！別害他們作東一桌啃瓜殼子?！闭粕紫眿D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，賣相不如這個，反正要吃話，吃起來是一樣?！崩咸宸溃骸皢?！原來還有藏下私?！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。戲臺上戲，還在一折一折往下唱，有愛聽，便坐著聽下去，困乏了，便回屋去歇歇。老太太回去歇一會兒，去之前對福珞和玉笙都加以贊賞，字面看來未有偏倚，但人難免猜，她心中已經(jīng)有褒貶。沒人發(fā)覺寶音做手腳，瓜上層那藥酒，藥放得尤其重些，對老太太身體也不太好。她假如先讓給子孫們，那邊無妨，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，換過細潔小杯小盞，依然盛落花生、杏梅等小食，備聽?wèi)蛱珎內(nèi)∮?，又將椅子也換成軟躺椅