第一节 质点、参考系和坐标系.

1、第一节 质点、参考系和坐标系第一章第一章 运动的描述运动的描述巴东县第三高级中学巴东县第三高级中学作者作者 谭洋谭洋生活中的运动机械运动物理学中将物体的物理学中将物体的空间位置空间位置随随时间时间的的变化变化，这，这种自然界中最简单、最基本的运动形态，称为种自然界中最简单、最基本的运动形态，称为机械运动机械运动研究研究物体物体机械运动机械运动规律规律的物理学分支叫做的物理学分支叫做力学力学参照物讨论：讨论：参照物为了科学的描述物体的运动，我们从生活经验为了科学的描述物体的运动，我们从生活经验中发现，在描述物体的运动时，需要先选定一中发现，在描述物体的运动时，需要先选定一个个标准物体标准物体，然

2、后将需要描述运动状态的物体，然后将需要描述运动状态的物体与其比较，最后得出所要描述的物体的运动情与其比较，最后得出所要描述的物体的运动情况。况。这种做法中被选为标准的物体在物理学中称为这种做法中被选为标准的物体在物理学中称为参照物参照物。运动的描述在对生活中的物体的运动情况描述的过程中我在对生活中的物体的运动情况描述的过程中我们发现，我们经常用们发现，我们经常用“某物体何时在何地某物体何时在何地”这类这类型的语言来描述物体的运动。型的语言来描述物体的运动。经过科学的分析，我们得出要描述物体的运动经过科学的分析，我们得出要描述物体的运动最基本的即是表述清楚最基本的即是表述清楚物体物体在在时间时间

3、和和空间位置空间位置这两方面的情况。这两方面的情况。物体空间位置的描述为了科学地描述物体的运动，我们先来学习怎为了科学地描述物体的运动，我们先来学习怎么科学地描述物体的空间位置。么科学地描述物体的空间位置。1.1.语言描述法语言描述法（例如，物体甲和乙物体都在同（例如，物体甲和乙物体都在同一水平面上，且甲在乙的左边，距离乙一水平面上，且甲在乙的左边，距离乙 5m5m。）。）2.2.运动图运动图运动图在当今科学技术的背景下，我们已经可以利用在当今科学技术的背景下，我们已经可以利用照相机记录物体在某一个运动的全过程了，如照相机记录物体在某一个运动的全过程了，如下图：下图：此图是用相机对准与跑步者运

4、动方向垂直的方此图是用相机对准与跑步者运动方向垂直的方向，然后向，然后每隔相等的时间间隔每隔相等的时间间隔对其照相，得到对其照相，得到的一连串照片的一连串照片运动图如果将这些照片如果将这些照片按时间先后顺序一张张叠起来按时间先后顺序一张张叠起来，我们能得到下面的图：我们能得到下面的图：运动图运动图：可以显示运动物体：可以显示运动物体在相同在相同时间间隔时间间隔所处的所处的各个位置各个位置的图像的图像质点模型生活中我们在一些情况下常常生活中我们在一些情况下常常忽视忽视运动物体的运动物体的体积和大小体积和大小，而把所研究的运动物体想象成一，而把所研究的运动物体想象成一个非常小的物体，更确切地说，就

5、是把其想象个非常小的物体，更确切地说，就是把其想象成成一个点一个点。这种忽略物体的大小和体积而这种忽略物体的大小和体积而把物体看做一个把物体看做一个点点的方法，物理学中称为的方法，物理学中称为质点模型质点模型。那么前面的运动图在质点模型下将变成这样：那么前面的运动图在质点模型下将变成这样：质点模型下的运动图由前面的学习，我们发现在质点模型下的运动由前面的学习，我们发现在质点模型下的运动图十分简洁，并且也同样反映了物体的运动情图十分简洁，并且也同样反映了物体的运动情况。况。但是这还不够，但是这还不够，虽然虽然变得变得简洁简洁了但是了但是没有没有被被量量化化（科学研究使需要计算的）。（科学研究使需

6、要计算的）。问：怎么量化呢？问：怎么量化呢？坐标系为了使物体的运动图量化，我们加入了数学工为了使物体的运动图量化，我们加入了数学工具具坐标系。例：坐标系。例：由此图我们由此图我们 就可以既简洁又可以量化物体运就可以既简洁又可以量化物体运动时的空间位置变化情况了。动时的空间位置变化情况了。小结机械运动：机械运动：1.1.定义：物体定义：物体相对相对其他物体的位置变化。其他物体的位置变化。2.2.运动的绝对性和静止的相对性运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中没有：宇宙中没有不动的物体，一切的物体都在不停地运动，不动的物体，一切的物体都在不停地运动，运动是绝对的，静止是相对的。运动是绝对的，静止是相对

7、的。小结运动图：运动图：学会作在坐标系和质点模型下的运动图学会作在坐标系和质点模型下的运动图例题：例题：小结质点模型：质点模型：1.1.概念：用来代替物体的具有质量的点概念：用来代替物体的具有质量的点2.2.把物体看做质点的条件：把物体看做质点的条件：物体的尺寸和形状等因素不影响问题的研究时，物体的尺寸和形状等因素不影响问题的研究时，就可以把物体看成质点。就可以把物体看成质点。3.3.规律：规律：一般一般情况下做平动的物体能被看做质情况下做平动的物体能被看做质点，有转动的物体不能看做质点。点，有转动的物体不能看做质点。小结参考系（参照物）参考系（参照物）1.1.定义：建立在参照物上的坐标系和参

8、照物的定义：建立在参照物上的坐标系和参照物的统称统称2.2.选取原则：选取原则：（1 1）研究物体的运动时，参考系的选取是任意）研究物体的运动时，参考系的选取是任意的，一般根据研究问题的方便来选择的，一般根据研究问题的方便来选择（2 2）在研究地面上的物体的运动时，通常把地）在研究地面上的物体的运动时，通常把地面或者相对于地面静止不动的其他物体做参面或者相对于地面静止不动的其他物体做参考系考系D D小结坐标系坐标系1.1.定义：为定量地描述物体的位置及其变化而定义：为定量地描述物体的位置及其变化而建立在参照物上的具有原点、方向和标度的建立在参照物上的具有原点、方向和标度的坐标轴。坐标轴。2.2.意义：确定物体在某一时刻所在的位置及在意义