高一物理质点参考系和坐标系3省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

§1.1质点、参考系和坐标系一、机械运动1、定义：物体空间位置随时间改变。2、注：①运动是绝正确，静止是相正确；②自然界中一切物体都在不停地运动着；③描述物体运动必须要有个参考标准；④位置改变：一个物体相对于另一物体物体一部分相对于另一部分。第1页二、物体和质点1、质点定义：用来代替物体有质量点。2、物体能够看作质点条件：物体形状、大小、体积对所研究问题影响能够忽略不计。3、注：①质点是一个科学抽象理想模型；②物体本身大小不是能否看成质点标准；③物体能否看成质点取决于所研究问题性质，同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。第2页三、参考系1、定义：描述一个物体运动时，选定作为参考其它物体。2、注：①描述物体是否运动是看相对于参考系位置是否改变，事先假定参考系不动；②选取不一样参考系来观察同一物体运动结果往往是不一样；③参考系选取能够是任意，实际解题应以观察方便和使物体运动尽可能简单为标准；④通常选取地面为参考系；⑤比较两个物体运动应选同一参考系。第3页三、坐标系1、全球卫星定位系统（GPS）2、坐标系：x/m0123-1一维二维（直角坐标系）x/my/m102-2-1-1-221第4页

24颗GPS卫星在离地面1万2千公里高空上，以12小时周期围绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上任意一点都能够同时观察到4颗以上卫星。因为卫星位置准确可知，在GPS观察中，我们可得到卫星到接收机距离，利用三维坐标中距离公式，利用3颗卫星，就能够组成3个方程式，解出观察点位置(X,Y,Z)。考虑到卫星时钟与接收机时钟之间误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观察点经纬度和高程。实际上，接收机往往能够锁住4颗以上卫星，这时，接收机可按卫星星座分布分成若干组，每组4颗，然后经过算法挑选出误差最小一组用作定位，从而提升精度。因为卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号影响，以及人为SA保护政策，使得民用GPS定位精度只有100米。为提升定位精度，普遍采取差分GPS(DGPS)技术，建立基准站(差分台)进行GPS观察，利用已知基准站准确坐标，与观察值进行比较，从而得出一修正数，并对外公布。接收机收到该修正数后，与本身观察值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确位置。试验表明，利用差分GPS，定位精度可提升到5米。第5页全球定位系统属于美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统基础上发展起来，它采纳了子午仪系统成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。该系统空间部分使用24颗高度约2.02万千米卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星分布使得在全球任何地方，任何时间都可观察到四颗以上卫星，并能保持良好定位解算精度几何图形（DOP）。这就提供了在时间上连续全球导航能力。

GPS卫星已发展至BlockII型式定位卫星，由RockwellInternational制造，在轨道上重量约1,900磅，太阳能接收板长度约17呎，于1994年完成第24颗卫星发射。所以当前太空中有24颗GPS卫星可供定位利用，绕行地球一周需12恒星时，每日可绕行地球2周，这也就是说，不论任何时间，任何地点，最少有4颗以上卫星出现在我们上空。

当前全球有五个地面卫星监控站，分布于夏威夷、亚森欣岛、迪亚哥加西亚、瓜加林岛、科罗拉多泉，这些卫星地面控制站，同时监控GPS卫星运作状态及它们在太空中准确位置，主地面控制站更负责传送卫星瞬时常数(Ephemera'sConstant)及时脉偏差(ClockOffsets)修正量，再由卫星将这些修正量提供给GPS接收器做为定位利用。

第6页GPS定位是利用卫星基本三角定位原理，GPS接收装置以测量无线电信号传输时间来量测距离，以距离来判定卫星在太空中位置，这是一个高轨道与精密定位观察方式。假设卫星在11,000英哩高处，测量我们距离，首先以11,000英哩为半径，以此卫星为圆心画一圆，而我们位置正处于球面上。再假设第二颗卫星距离我们12,000英哩，而我们正处于这二颗球所交集圆周上。现在我们再以第三颗卫星做精密定位，假设高度13,000英哩，我们即可深入缩小范围到二点位置上，但其中一点为非我们所在位置极有可能在太空中某一点，所以，我们舍弃这一点参考点，选择另一点为位置参考点。

假如要取得更准确定位，则必定要再测量第四个颗卫星，从基本物理观念上来说，以讯号传输时间乘以速度即是我们与卫星距离，我们将此测得距离称为虚拟距离，在GPS测量上，我们测是无线信号，速度几乎达18万6千英哩/Sec光速，而时间却短惊人，甚至只要0.06秒，时间测量需要二个不一样时表，一个时表装置于卫星上以统计无线电信号传送时间，另一个时表则装置在接收器上，用以统计无线电信号接收时间，即使卫星传送信号至接收器时间极短，但时间上并不一样时，假设卫星与接收器同时发出声音给我们，我们会听到二种不一样声音，这是因为卫星从11,000英哩远地方传来，所以会有延迟时间，所以，我们能够延迟接收器时间，从此延迟时间╳速度，就是接收器到卫星距离，此即为GPS基本定位原理。

第7页；/资讯hxh47kyd为老太太您担心，您这么慈爱，怎么舍得呢？还是停了它，不要再吃罢！”老太太当初叹道：“我那些儿子媳妇们，只要有你二分之一上心，我是样样事情都听他们了。”就罢了再吃醉瓜心。此时见，哟，味是那股味儿，玉碗里瓜，怎么热腾腾？酒味比夏天当季时还更浓些，闻起来还是老太太颇爱长春法酒！这一盘瓜，不是直接送到二太太这边桌上，而是小丫头先端到老太太面前，跪下奉给老太太看，瓜上半部，连着蒂儿一块已经削开了，成了个天然盖子，奉到老太太面前后，主勺媳妇上前，把瓜盖也已打开，能够看到瓜身内不但有微红熟瓤，还有黄澄澄诱人糯泥果丁。第六十五章胜败已分看星芒(3)媳妇笑吟吟禀报作法：“老太太，这里是糯米、葛仙米淘净蒸熟，与金糕捣在一道，取蕉脯、橘脯、糖桂花，皆滤去渣滓，熬化于米糕中，加药酒，共置瓜内，蒸熟，问过大夫，已算不得生冷物色了，老太太可略多用些儿。”嘉颜替老太太舀了一盏，老太太尝了一口，又叫来一盏，推给唐家姑奶奶。唐姑奶奶谢了，细细品鉴。老太太叫给每人都舀些，又笑道：“省着点！别害他们作东一桌啃瓜壳子。”掌勺媳妇忙道：“老太太您尽用不妨！先前掏出瓜瓤，还有好多，是放在其它容器里蒸，卖相不如这个，反正要吃话，吃起来是一样。”老太太佩服道：“哟！原来还有藏下私。”嘉颜笑着，果然给老太太这桌各人都只舀了一些些，又给大太太那桌分了一圈，去了大半个瓜。剩下那两桌，就用掏出瓜瓤分享了。这一道用毕，午宴算是结束。戏台上戏，还在一折一折往下唱，有爱听，便坐着听下去，困乏了，便回屋去歇歇。老太太回去歇一会儿，去之前对福珞和玉笙都加以赞赏，字面看来未有偏倚，但人难免猜，她心中已经有褒贬。没人发觉宝音做手脚，瓜上层那药酒，药放得尤其重些，对老太太身体也不太好。她假如先让给子孙们，那边无妨，假如竟先自己取用了，那就要受损。宝音看着，老太太果然自己先用，剩下才分给子孙。这就怪不得宝音了。生死大仇，这里又报了一小寸。这些都吃毕，宝音吩咐下人将桌上狼藉杯盏收拾，换过细洁小杯小盏，依然盛落花生、杏梅等小食，备听戏太太们取用，又将椅子也换成软躺椅