杭州江干高中培训新王牌教育质点参考系和坐标系

1、第一节第一节. .质点质点 参考系和坐标系参考系和坐标系第一章第一章 运动的描述运动的描述杭州江干高中培训新王牌教育杭州江干高中培训新王牌教育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手在动手在动(上课可不能这样上课可不能这样)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鸟儿在展翅飞翔鸟儿在展翅飞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? ?不了解运动就不了解自然不了解运动就不了解自然 亚里士多德亚里士多德一一.

2、.机械运动机械运动：物体的空间位置随时间变化，：物体的空间位置随时间变化，是自然界中最简单、最基本的运动状态叫是自然界中最简单、最基本的运动状态叫机机械运动，简称运动械运动，简称运动 匀速飞行的飞机上，驾驶员看跳伞员是直线下匀速飞行的飞机上，驾驶员看跳伞员是直线下落还是曲线下落呢？地面上的人观察跳伞员和驾落还是曲线下落呢？地面上的人观察跳伞员和驾驶员看到的一样吗？驶员看到的一样吗？提问提问一一. .机械运动机械运动：物体的空间位置随时间变化，：物体的空间位置随时间变化，是自然界中最简单、最基本的运动状态叫是自然界中最简单、最基本的运动状态叫机机械运动，简称运动械运动，简称运动 二二.参考系参考

3、系：描述物体运动时：描述物体运动时,用来作参考的另用来作参考的另外的物体外的物体. (假定为不动假定为不动)(1)参考系是参照物的科学说法参考系是参照物的科学说法(2)参考系的选择是任意的参考系的选择是任意的,一般选择地面一般选择地面为参考系为参考系 物体和质点物体和质点 飞机上各点的运动情况相同，研究其中一点的运动情况就可以知道飞机的运动情况。同江同江抚远抚远一只鸟从抚远飞到同江一只鸟从抚远飞到同江1.如果我想准确研究鸟离地面的高度如果我想准确研究鸟离地面的高度,飞飞行的速度行的速度.你认为该如何研究你认为该如何研究?2.你研究上述的问题中你研究上述的问题中, 困难和麻烦出现在困难和麻烦出现

4、在哪里哪里?同江同江抚远抚远同江同江抚远抚远一只鸟从一只鸟从抚远抚远飞到飞到同江同江现在这只鸟变小了现在这只鸟变小了同江同江抚远抚远同江同江抚远抚远同江同江抚远抚远一只鸟从抚远飞到同江一只鸟从抚远飞到同江现在这只鸟变得更加小了现在这只鸟变得更加小了同江同江抚远抚远同江同江抚远抚远同江同江抚远抚远同江同江抚远抚远一只鸟从抚远飞到同江一只鸟从抚远飞到同江现在这只鸟变成了一个点了现在这只鸟变成了一个点了如果我们把鸟看作一个点研究如果我们把鸟看作一个点研究:鸟离地鸟离地面的高度面的高度,飞行的速度是不是要简单一飞行的速度是不是要简单一些些?请同学们思考几个问题请同学们思考几个问题:1.为什么可以把活生

5、生的一只大鸟看作一个点为什么可以把活生生的一只大鸟看作一个点?2.把一只鸟看作一个点把一只鸟看作一个点,从语文的角度是用了从语文的角度是用了什么手法什么手法? 鸟的形状和大小对研究的问题是可以忽略鸟的形状和大小对研究的问题是可以忽略或者是次要的因素或者是次要的因素.在物理学中为了研究的方便在物理学中为了研究的方便,可以用一个小点代替物体可以用一个小点代替物体理想化理想化3.既然把鸟看作一个点既然把鸟看作一个点,也可以忽略质量吗也可以忽略质量吗?不能不能,质量是物质的一种属性质量是物质的一种属性一一. .机械运动机械运动：物体相对于其他物体的位置变化叫：物体相对于其他物体的位置变化叫机机械运动，

6、简称运动械运动，简称运动 二二.参考系参考系：描述物体运动时：描述物体运动时,用来作参考用来作参考(假定为不动假定为不动) 的另外的物体的另外的物体(1)参考系是参照物的科学说法参考系是参照物的科学说法(2)参考系的选择是任意的参考系的选择是任意的,一般选择地面为参考系一般选择地面为参考系三三. .质点质点：不考虑物体的大小和形状时，：不考虑物体的大小和形状时， 是实际物体的一是实际物体的一种近似种近似. 物体和质点物体和质点例题例题1.根据机械运动的定义，下面说法正确根据机械运动的定义，下面说法正确的是（）的是（）、机械运动就是一切机械的运动，空气、机械运动就是一切机械的运动，空气的流动不属

7、于机械运动的流动不属于机械运动、机械运动就是物质的一切运动、机械运动就是物质的一切运动、一切物体相对于别的物体的位置改变、一切物体相对于别的物体的位置改变 叫机械运动叫机械运动、物体做怎样的运动跟参照物的选择无、物体做怎样的运动跟参照物的选择无关关例题例题2 2：毛泽东：毛泽东：“坐地日行八万坐地日行八万里，里， 巡天遥看一千河巡天遥看一千河” 这句话中描述的：人到底是运动还是静止的呢？这句话中描述的：人到底是运动还是静止的呢？cbd当我们研究地球公转的规律时能不能看成质点当我们研究地球公转的规律时能不能看成质点?如果研究其自转如果研究其自转,考查地球上各点的运动考查地球上各点的运动,还可以把

8、地球看作一还可以把地球看作一个点吗？个点吗？再看下面再看下面的例子的例子 学习了参考系后，我们就能定性粗略的描述学习了参考系后，我们就能定性粗略的描述物体的运动状态，但是，在实际的生产、生活、物体的运动状态，但是，在实际的生产、生活、军事中对物体的位置及位置变化有更祥细的要求。军事中对物体的位置及位置变化有更祥细的要求。 问题：如图，某人从学校门口a处开始散步，先向南走了50米，到达b处，在向东走了100米到达c处，最后又向北走了150米，到达d处，则a、b、c、d各点的位置如何表示。abcd50m100m150m为了定量地描述物体的位置及位置的变化，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要

9、在参考系上建立适当的坐标系。需要在参考系上建立适当的坐标系。四四.坐标系坐标系 如果物体沿直线运动，可以以这条直线为如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。建立直线坐标系。xo5m坐标系的种类坐标系的种类:x/m0 1 2 3-1一维一维二维（直角坐标系）二维（直角坐标系）x/my/m102-2-1-1-221三维空间空间坐标系(全球卫星定位系（全球卫星定位系（gps）)（直线坐标系（直线坐标系 直线运动）直线运动）（平面直角坐标系（平面直角坐标系 平运动面）平运动面）（空间直角坐标系（空间直角坐标系

10、 空间运动）空间运动）喷水抛物线喷水抛物线平面直角坐标系x1y1y0 x手持式手持式gpsgps科学漫步：全球卫星定位系统（科学漫步：全球卫星定位系统（gpsgps）gpsgps显示屏信息显示屏信息车载gps放大图放大图24颗颗gps卫星在离地面卫星在离地面1万万2千公里的高空上，千公里的高空上，以以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗颗以上的卫星。以上的卫星。由于卫星的位置精确可知，在由于卫星的位置精确可知，在gps观测中，观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标

11、我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成颗卫星，就可以组成3个个方程式，解出观测点的位置方程式，解出观测点的位置(x,y,z)。考虑到卫星。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个个未知数，未知数，x、y、z和钟差，因而需要引入第和钟差，因而需要引入第4颗颗卫星，形成卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。点的经纬度和高程。练习练习a点坐标点坐标xa=-3mx/mo如图所示，汽车沿如图所示，汽车沿x轴做直线运动，从轴做直线运动，从a点点运

12、动到运动到b点，由图判断点，由图判断a点坐标、点坐标、b点坐标和点坐标和走过的路程。走过的路程。1-1234-2-3-4abb点坐标点坐标xb=2m走过的路程走过的路程b=m课外自主探究题：课外自主探究题：太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。这些条件是： ( )a.时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大b.时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大c.时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大d.时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大c 小结：小结：1、质点是一种科学抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要 因素，对实际物体的近似，是一个理想化的模型。2、参考系是可以任意选取的，但是，实际选取参考系的时候，需要考虑到使运动的尽可能简单。研究地面上物体的运动，通常取地面或相对于地面不动的其他物体作参考系比较方便。 3、为了准确为了准确.定量地描述质点的运动，还要在参考系中建立坐标系。定量地描述质点的运动，还要在参考系中建