《质点、参考系和坐标系》课件.ppt

1、质点、参考系和坐标系课件请同学们看下面生活中的一些例子请同学们看下面生活中的一些例子:请同学们看下面生活中的一些例子请同学们看下面生活中的一些例子:地球在转动地球在转动请同学们看下面生活中的一些例子请同学们看下面生活中的一些例子:地球在转动地球在转动乌龟在跑乌龟在跑地球在转动地球在转动乌龟在跑乌龟在跑手在动手在动请同学们看下面生活中的一些例子请同学们看下面生活中的一些例子:请同学们看下面生活中的一些例子请同学们看下面生活中的一些例子:雄鹰在展翅翱翔雄鹰在展翅翱翔请同学们看下面生活中的一些例子请同学们看下面生活中的一些例子:雄鹰在展翅翱翔雄鹰在展翅翱翔火箭飞向苍穹的太空火箭飞向苍穹的太空请同学们

2、看下面生活中的一些例子请同学们看下面生活中的一些例子:雄鹰在展翅翱翔雄鹰在展翅翱翔火箭飞向苍穹的太空火箭飞向苍穹的太空小朋友在奔跑小朋友在奔跑请同学们看下面生活中的一些例子请同学们看下面生活中的一些例子:上述六个例子给你最强烈的感觉是什么上述六个例子给你最强烈的感觉是什么?他们都在动他们都在动!上述六个例子给你最强烈的感觉是什么上述六个例子给你最强烈的感觉是什么?物体的空间位置随时间的变化，物体的空间位置随时间的变化，叫叫机械运动机械运动，它是自然界最简单最基，它是自然界最简单最基本的运动形式。本的运动形式。在物理学中，研究物体做机械运在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫动的分支叫力学力学。

3、力学知识架构力学知识架构力力 学学力学知识架构力学知识架构运动学运动学运动的描述及常见运动的特点和规律运动的描述及常见运动的特点和规律静力学静力学常见力的认识及其物体的平衡常见力的认识及其物体的平衡动力学动力学回答力与运动的关系回答力与运动的关系力力 学学问题问题1：该如何描述物体的运动呢？：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。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？问题问题1：该如何描述物体的运动

4、呢？：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。车后面的线条来表示风，来描述车辆的飞驰。一、物体的运动一、物体的运动不了解运动就不了解运动就不了解自然不了解自然1.运动是运动是_ 的的;一切物体都在不停一切物体都在不停_.一、物体的运动一、物体的运动谁能准确描述下列物体的运动？谁能准确描述下列物体的运动？如：雄鹰在空中翱翔如：雄鹰在空中翱翔 足球的飞滚足球的飞滚 树叶、纸张的飘落树叶、纸张的飘落 海浪的汹涌澎湃海浪的汹涌澎

5、湃1.运动是运动是_ 的的;一切物体都在不停一切物体都在不停_.一、物体的运动一、物体的运动精确描述精确描述之难之难谁能准确描述下列物体的运动？谁能准确描述下列物体的运动？如：雄鹰在空中翱翔如：雄鹰在空中翱翔 足球的飞滚足球的飞滚 树叶、纸张的飘落树叶、纸张的飘落 海浪的汹涌澎湃海浪的汹涌澎湃1.运动是运动是_ 的的;一切物体都在不停一切物体都在不停_.一、物体的运动一、物体的运动一、物体的运动一、物体的运动难道我们真的无法描述物体的运动？难道我们真的无法描述物体的运动？一、物体的运动一、物体的运动难道我们真的无法描述物体的运动？难道我们真的无法描述物体的运动？例例:飞机以某速度从南京飞向北京

6、飞机以某速度从南京飞向北京,研研究火车在城市之间运行究火车在城市之间运行我们是否要考虑我们是否要考虑飞机本身大小？飞机本身大小？一、物体的运动一、物体的运动难道我们真的无法描述物体的运动？难道我们真的无法描述物体的运动？例例:飞机以某速度从南京飞向北京飞机以某速度从南京飞向北京,研研究火车在城市之间运行究火车在城市之间运行我们是否要考虑我们是否要考虑飞机本身大小？飞机本身大小？车箱的颤动我车箱的颤动我们考虑吗？们考虑吗？一、物体的运动一、物体的运动难道我们真的无法描述物体的运动？难道我们真的无法描述物体的运动？例例:飞机以某速度从南京飞向北京飞机以某速度从南京飞向北京,研研究火车在城市之间运行

7、究火车在城市之间运行我们是否要考虑我们是否要考虑飞机本身大小？飞机本身大小？车箱的颤动我车箱的颤动我们考虑吗？们考虑吗？我们已经很自然的我们已经很自然的忽略忽略某些次要因素某些次要因素（如形状、大小），（如形状、大小），只关心只关心主要的方面。主要的方面。一、物体的运动一、物体的运动难道我们真的无法描述物体的运动？难道我们真的无法描述物体的运动？例例:飞机以某速度从南京飞向北京飞机以某速度从南京飞向北京,研研究火车在城市之间运行究火车在城市之间运行2.物体和质点物体和质点(1)质点的概念：质点的概念：(2)你是如何理解质点模型的你是如何理解质点模型的?(3)实际物体哪些情况下都可简化为质点实际

8、物体哪些情况下都可简化为质点?(3)物体能否看作质点是有条件的物体能否看作质点是有条件的物体的大小和形状在研究问题时可物体的大小和形状在研究问题时可以忽略不计以忽略不计(1)物体的各部分的运动情况都相同物体的各部分的运动情况都相同,此物体一般可当作质点此物体一般可当作质点.(2)物体的形状大小远远小于所研究物体的形状大小远远小于所研究的距离的距离,此物可当作质点此物可当作质点.(3)物体的自身大小在所研究的问题物体的自身大小在所研究的问题中不起主要作用中不起主要作用.结论：结论：实际物体在下列三种情况下实际物体在下列三种情况下都可简化为质点都可简化为质点:物理方法物理方法根据所研究问题的性质和

9、根据所研究问题的性质和要要，抓住问题中的主要因素抓住问题中的主要因素，忽略其次要因忽略其次要因素素，建立一种建立一种理想化的模型理想化的模型，使复杂问题得使复杂问题得到简化到简化，这是一种重要的科学研究方法。质这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。点就是这样一个理想化模型。物理方法物理方法根据所研究问题的性质和根据所研究问题的性质和要要，抓住问题中的主要因素抓住问题中的主要因素，忽略其次要因忽略其次要因素素，建立一种建立一种理想化的模型理想化的模型，使复杂问题得使复杂问题得到简化到简化，这是一种重要的科学研究方法。质这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。点就

10、是这样一个理想化模型。这是一种科学抽象。那以前接触过这样这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？的物理模型吗？物理方法物理方法根据所研究问题的性质和根据所研究问题的性质和要要，抓住问题中的主要因素抓住问题中的主要因素，忽略其次要因忽略其次要因素素，建立一种建立一种理想化的模型理想化的模型，使复杂问题得使复杂问题得到简化到简化，这是一种重要的科学研究方法。质这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。点就是这样一个理想化模型。这是一种科学抽象。那以前接触过这样这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？的物理模型吗？光滑的水平面、轻质弹簧。光滑的水平面、轻质弹簧。1.在下

11、列物体的运动中，可视作质点的物在下列物体的运动中，可视作质点的物体有体有()A.从北京开往广州的一列火车从北京开往广州的一列火车B.研究转动的汽车轮胎研究转动的汽车轮胎C.研究绕地球运动时的航天飞机研究绕地球运动时的航天飞机D.表演精彩芭蕾舞演员表演精彩芭蕾舞演员E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中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。测量子弹船过一张薄纸的时间。典型例题典型例题1.在下列物体的运动中，可视作质点的物在

12、下列物体的运动中，可视作质点的物体有体有()A.从北京开往广州的一列火车从北京开往广州的一列火车B.研究转动的汽车轮胎研究转动的汽车轮胎C.研究绕地球运动时的航天飞机研究绕地球运动时的航天飞机D.表演精彩芭蕾舞演员表演精彩芭蕾舞演员E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中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。测量子弹船过一张薄纸的时间。ACFG典型例题典型例题思维体操：思维体操：如何解释小孩如何解释小孩的的静止？静止？同样

13、的物体，运同样的物体，运动会不同？动会不同？二二、参考系、参考系1.什么叫参考系？什么叫参考系？2.你是如何理解你是如何理解“参考系参考系”的？的？3.同一个运动，选择的参考系不同？对同一个运动，选择的参考系不同？对 这个运动的描述是否相同？这个运动的描述是否相同？4.参考系可以任意选择吗？比较两个物参考系可以任意选择吗？比较两个物 体的运动是否要选择同一参考系？体的运动是否要选择同一参考系？1.运动的相对性：运动的相对性：二二、参考系、参考系1.运动的相对性：运动的相对性：描述运动要寻找参考物体描述运动要寻找参考物体二二、参考系、参考系1.运动的相对性：运动的相对性：描述运动要寻找参考物体描

14、述运动要寻找参考物体2.参考系参考系(reference frame)二二、参考系、参考系1.运动的相对性：运动的相对性：描述运动要寻找参考物体描述运动要寻找参考物体2.参考系参考系(reference frame)(1)选择的任意性选择的任意性(一般选择地球和相一般选择地球和相对于地球静止的物体对于地球静止的物体)(2)对不同参考系，运动可能不同对不同参考系，运动可能不同二二、参考系、参考系1.运动的相对性：运动的相对性：描述运动要寻找参考物体描述运动要寻找参考物体2.参考系参考系(reference frame)(1)选择的任意性选择的任意性(一般选择地球和相一般选择地球和相对于地球静止的

15、物体对于地球静止的物体)(2)对不同参考系，运动可能不同对不同参考系，运动可能不同注意：比较两个物体的运动情况，必注意：比较两个物体的运动情况，必须选择同一个参考系才有意义。须选择同一个参考系才有意义。二二、参考系、参考系体会诗境中的相对运动体会诗境中的相对运动体会诗境中的相对运动体会诗境中的相对运动飞花两岸照船红，飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。百里榆堤半日风。卧看满天云不动，卧看满天云不动，不知云与我俱东。不知云与我俱东。2.描述物体地运动，必须选择参考系，描述物体地运动，必须选择参考系，关于参考系，下列正确地是关于参考系，下列正确地是()A.早晨太阳从东方升起，参考系是地面早晨太阳从东方

16、升起，参考系是地面 B.地球绕太阳近似做圆周运动，参考系地球绕太阳近似做圆周运动，参考系是太阳是太阳 C.研究地面上物体的运动只能取地面为研究地面上物体的运动只能取地面为参考系参考系 D.在不同参考系中描述物体的运动，简在不同参考系中描述物体的运动，简繁程度会不同繁程度会不同 典型例题典型例题 2.描述物体地运动，必须选择参考系，描述物体地运动，必须选择参考系，关于参考系，下列正确地是关于参考系，下列正确地是()A.早晨太阳从东方升起，参考系是地面早晨太阳从东方升起，参考系是地面 B.地球绕太阳近似做圆周运动，参考系地球绕太阳近似做圆周运动，参考系是太阳是太阳 C.研究地面上物体的运动只能取地

17、面为研究地面上物体的运动只能取地面为参考系参考系 D.在不同参考系中描述物体的运动，简在不同参考系中描述物体的运动，简繁程度会不同繁程度会不同 ABD典型例题典型例题如何确定物体的位置如何确定物体的位置 若物体只在一条直线上运动，如何描述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？位置变化？若在某平面（操场）上呢？如何确定物体的位置如何确定物体的位置 若物体只在一条直线上运动，如何描述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？位置变化？若在某平面（操场）上呢？文字描述方便吗？能精确吗？文字描述方便吗？能精确吗？如何确定物体的位置如何确定物体的位

18、置 若物体只在一条直线上运动，如何描述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？位置变化？若在某平面（操场）上呢？文字描述方便吗？能精确吗？文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？有没有简便又准确的方法？如何确定物体的位置如何确定物体的位置 若物体只在一条直线上运动，如何描述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？位置变化？若在某平面（操场）上呢？文字描述方便吗？能精确吗？文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？有没有简便又准确的方法？笛卡儿发明笛卡儿发明坐标系坐标系如何确定物体的位置如何确定物体的位置 若物体只在一条直

19、线上运动，如何描述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？位置变化？若在某平面（操场）上呢？文字描述方便吗？能精确吗？文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？有没有简便又准确的方法？笛卡儿发明笛卡儿发明坐标系坐标系如何确定物体的位置如何确定物体的位置 若物体只在一条直线上运动，如何描述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？位置变化？若在某平面（操场）上呢？文字描述方便吗？能精确吗？文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？有没有简便又准确的方法？区分：区分：定性定性与与定量定量1.坐标系坐标系(coordinate s

20、ystem)建立的作用建立的作用三、坐标系三、坐标系1.坐标系坐标系(coordinate system)建立的作用建立的作用2.坐标系的构成要素：坐标系的构成要素：三、坐标系三、坐标系1.坐标系坐标系(coordinate system)建立的作用建立的作用2.坐标系的构成要素：坐标系的构成要素：原点、正方向、标度、原点、正方向、标度、物理量、单位物理量、单位三、坐标系三、坐标系从从A到到B位置变化了多少？位置变化了多少？从从A到到B位置变化了多少？位置变化了多少？你是如何得到的？你是如何得到的？3.从高出地面从高出地面3m的位置竖直向上抛出的位置竖直向上抛出一个小球，它上升一个小球，它上升

21、5m后回落，最后到达地后回落，最后到达地面，分别以地面和抛出点为原点建立坐标面，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格：系，方向均以向上为正，填写以下表格：典型例题典型例题坐标点原点的坐标点原点的设置设置出发点的出发点的坐标坐标最高点的最高点的坐标坐标落地点落地点的坐标的坐标以地面为原点以地面为原点以抛出点为原点以抛出点为原点 如果要描述一个在冰场上的花样滑冰运如果要描述一个在冰场上的花样滑冰运动员的位置，应该建立怎样的坐标系呢？动员的位置，应该建立怎样的坐标系呢？如果要描述一个坐在运动的过山车上的如果要描述一个坐在运动的过山车上的同学的位置，应该建立怎样的坐标系呢

22、同学的位置，应该建立怎样的坐标系呢?思考思考1 1：思考思考2 2：生活中的物理生活中的物理人类的认知规律：人类的认知规律：运动：运动：谁运动？（谁运动？（研究对象研究对象）人类的认知规律：人类的认知规律：运动：运动：谁运动？（谁运动？（研究对象研究对象）怎样运动？（怎样运动？（描述：描述：文字、物理量、图像文字、物理量、图像）人类的认知规律：人类的认知规律：运动：运动：谁运动？（谁运动？（研究对象研究对象）怎样运动？（怎样运动？（描述：描述：文字、物理量、图像文字、物理量、图像）为何会运动？为何会运动？（因果分析因果分析）人类的认知规律：人类的认知规律：运动：运动：谁运动？（谁运动？（研究对

23、象研究对象）怎样运动？（怎样运动？（描述：描述：文字、物理量、图像文字、物理量、图像）为何会运动？为何会运动？（因果分析因果分析）人类的认知规律：人类的认知规律：运动：运动：谁运动？（谁运动？（研究对象研究对象）怎样运动？（怎样运动？（描述：描述：文字、物理量、图像文字、物理量、图像）为何会运动？为何会运动？（因果分析因果分析）人类的认知规律：人类的认知规律：运动：运动：谁运动？（谁运动？（研究对象研究对象）怎样运动？（怎样运动？（描述：描述：文字、物理量、图像文字、物理量、图像）为何会运动？为何会运动？（因果分析因果分析）人类的认知规律：人类的认知规律：运动：运动：由浅入深由浅入深由表及里由表及里