高中物理质点、参考系和坐标系课件.ppt

1、第一章第一章 运动的描述运动的描述1.1 质点 参考系和坐标系机械运动一、机械运动：一、机械运动：物体的空间位置随时间的变化，叫机物体的空间位置随时间的变化，叫机械运动械运动。它是自然界最简单最基本的运动形式。它是自然界最简单最基本的运动形式。在物理学中，研究物体做机械运动的在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫分支叫力学力学。思考问题1：该如何描述物体的运动呢？诗人用气势磅礴来描述大河中的水流，用矫捷如燕来描述运动员轻盈的舞姿，画家用汽车后面的线条来表示风，来描述车辆的飞驰。科学家呢科学家呢？质点 谁能准确描述下列物体的运动？如：雄鹰在空中翱翔 足球的飞滚 树叶、纸张的飘落 海浪的汹涌澎湃质

2、点 难道我们真的无法描述物体的运动？例：飞机以某速度从南京飞向北京,研究火车在城市之间运行物体和质点二、质点（mass point）1、定义：某些情况下，可以将物体简化为某些情况下，可以将物体简化为一个一个有质量的点，称为质点。的点，称为质点。质点是一个理想化的的“物理模型物理模型”。2、物体可以看做质点的条件当物体上各部分运动情况都相同时，可以用其上任意一点的运动来代替整个物体运动。物体的大小、形状对所研究的问题无影响或可忽略不计的情况下。物体都可以看物体都可以看作质点么？作质点么？物体和质点 几点说明:1、物理各点的运动情况相同（平动）时，可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质

3、点。2、物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。3、物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把物体看作质点。物体和质点物体和质点质点和几何中的点是一回事吗？1、相同点：都是没有形状和大小的点。、相同点：都是没有形状和大小的点。2、不同点：质点是实际物体的抽象，它、不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；全部质量，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。且应该绝对的

4、小。例例1 下列关于质点的说法正确的是下列关于质点的说法正确的是（）A、质点是一个理想化模型，实际并不存、质点是一个理想化模型，实际并不存在在 B、只有体积很小的物体才能被看成质点、只有体积很小的物体才能被看成质点 C、凡轻小的物体，皆可被看成质点、凡轻小的物体，皆可被看成质点 D、如果物体的大小和形状对所研究的问、如果物体的大小和形状对所研究的问题属于无关或次要因素，就可以把物体题属于无关或次要因素，就可以把物体看作质点。看作质点。例题AD例题 例2 在下列物体的运动中，可视作质点的物体有 ()A.从北京开往广州的一列火车 B.研究转动的汽车轮胎 C.研究绕地球运动时的航天飞机 D.表演精彩

5、芭蕾舞演员 E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中 F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑动的箱子 G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间 H.测量子弹船过一张薄纸的时间。思考与讨论 如何解释小孩的如何解释小孩的静止？同样的物体，运动会不同？参考系三、参考系1、运动的相对性：运动是绝对的，描述物体运动要相对其他物体2、参考系（reference frame）选择的任意性（一般选择地球和相对于地球静止的物体）对不同参考系，同一物体运动情况可能不同 同一问题中研究多个物体的运动或同一物体的不同阶段时，必须选同一参考系。诗境中的相对运动诗境中的相对运动 例例3、以下说法正确的是、以下说法正确的是 （）A、

6、参考系就是不动的物体、参考系就是不动的物体 B、任何情况下，只有地球才是最理想的、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系参考系 C、不选定参考系，就无法研究某一个物、不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的体是怎么运动的 D、同一物体的运动，对不同的参考系可、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果能有不同的观察结果CD 例例4、甲、乙、丙三架光电梯，甲中乘客、甲、乙、丙三架光电梯，甲中乘客看到一座高楼在向下运动，乙中乘客看看到一座高楼在向下运动，乙中乘客看甲在向下运动，丙中乘客看甲、乙都在甲在向下运动，丙中乘客看甲、乙都在向上运动，这三架电梯的运动情况可能向上运动，这三架电梯

7、的运动情况可能有那些？有那些？坐标系 文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？如如 何何 确确 定定 物物 体体 的的 位位 置置讨论寻找有用信息：寻找有用信息：经度与纬度（大地坐标系）如何在地面定物体位置？坐标系1、意义：为了定量地描述某时刻物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系。2、分类：直线坐标系（一维坐标系）：原点、正方向、标度、物理量、单位 平面坐标系（二维坐标系）：描述物体在平面上运动 三维坐标系：描述物体在三维空间位置四、坐标系四、坐标系例题t/s012345x/m05-4-1-71生活中的物理生活

8、中的物理 GPS：全球定位系统 (授时与测距导航系统-全球定位系统 navigation system timing and rangingglobal positioning system)全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月、航天飞机升空，同列为20世纪“三大航天工程”。生活中的物理 GPS：全球定位系统 (授时与测距导航系统-全球定位系统navigation system timing and rangingglobal positioning system)GPS系统包括三大部分：（1）GPS卫星（空间部分）（2）地面支撑系统（地面监控部分）（3）GPS接收机（用户部分）定 位 仪 中所 示 位 置