第一节-质点-参考系和坐标系.ppt

1、第一章运动的描述,物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态，称为机械运动，简称运动,猎豹在捕食，熊猫在悠闲的走动，汽车在赛跑，足球在绿茵场上飞滚，神舟飞船在茫茫太空遨游，连静静的山川也在“坐地日行八万里”，。宇宙中的一切物体都在不停地的运动，运动是宇宙间永恒的主题，也是日常生活中常见的现象，诗人可以用“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”来描述气势磅礴的瀑布，画家也可以用汽车后面的几个线条表示“风”，来描述车辆的飞驰。科学家应该怎样描绘物体的机械运动呢？,1,质点参考系和坐标系,我们知道自然界物体的运动是多种多样的，要想详细而准确地描述物体上各部分的运动是一件十分困难的事。,

2、思考：描述物体运动的困难和麻烦出在哪里？能不能克服这些麻烦呢？,物体的大小和形状在一些问题的描述过程中，起着重要的作用，不可忽略，如教练研究刘翔跨栏的动作要领；裁判根据跳水运动员在空中翻滚的动作打分时，大小和形状就起了关键作用。,问题一:是不是我们研究的所有问题，大小和形状都起关键作用而不可忽略呢？比如地球的运动,人类居住的地球在绕太阳公转，同时又在自转。因此，地球的各个部分离太阳的远近在不断变化，但是，如果考虑到地球到太阳的距离长达1.5108K，而地球的直径只有1.3104K，还不到它与太阳距离的万分之一，那么，在研究地球公转的时候，由地球的大小而引起的地球上各部分的运动差异就可以忽略不计

3、了,研究地球公转时，地球本身的大小和形状是次要因素可忽略. 可看成一个“点”.,研究地球自转时，地球本身的大小和形状不可忽略. 不能看成一个“点”.,问题一:是不是我们研究的所有问题，大小和形状都起关键作用而不可忽略呢？比如地球的运动,问题二:忽略地球的大小和形状把地球看做一个“点”时，能忽略地球的质量吗？,不能，质量是物体的固有属性,在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。,在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出“物体具有质量”这个要素，把它简化为一个有质量的物质点，这样的点称为质点。,研究飞机在空

4、中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，可以用一个小点代替这个“庞大”的飞机,因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响很小，可忽略不计,研究飞机轮胎的转动时就不能把它看成质点，飞机轮胎的大小与形状在研究的问题中不可忽略,问题三:那么什么情况下可以把飞机看做质点，质点又有哪些特征？,问题四：乒乓球可不可以看成质点？,1. 研究乒乓球的运动轨迹时;,物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关,2.在研究上旋球或下旋球对接球的影响时；,一、质点,2、物体可以看作质点的条件： 当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小，可忽略不计时，可看成质点.,1、质点：用来代替物体的有质量的点。,3、

5、特点：有质量，没有大小和形状。质点是一种科学抽象的理想模型； 物体本身大小不是能否看成质点的标准； 物体能否看成质点取决于所研究问题的性质，同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。,【课堂探究】 1.沿一个方向推动桌面上的书本，如果测量书本移动的距离，是否可以将书本视为质点，为什么？ 2.如果测定书本经过桌面上方某一定点所需要的时间，是否可以将书本视为质点，为什么？ 3.还有什么情况下书本可以被视为质点？什么情况下书本不能被视为质点？,问题五：同样的飞机投弹，为什么会观察到不同的轨迹呢？,问题六：为什么对于同一物体的同一状态，关于运动和静止的说法不一样呢？,以车站为参照系,以汽车为参照系,车

6、站,车站,恐怖份子在失控的汽车上安置炸弹，如何安全转移乘客？,二、参考系,要描述一个物体的运动，首先要选定某个其它的物体做参考，观察物体相对这个物体“其它物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化。这种用来做参考的物体称为参考系。,1、参考系：为了确定物体的位置和描述物体运动而被选作参考的物体或物体系。,2、参考系的选取： 描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变，事先假定参考系不动； 选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同； 参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则； 通常选取地面为参考系； 比较两个物体的运动应选同一参考系。,第一次世界大

7、战期 间的一次空战中， 一个法国飞行员正 在2 000米高的空中 飞行，忽然，他发 现脸旁好像有一个 小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来。他抓住的不是别的，是德国飞机射向他的一颗子弹。请根据上述信息讨论回答以下问题，并注意体会参考系的选取与运动的相对性。,(1)子弹飞得那么快(一般为几百米每秒)，为什么没有把他的手打穿？体会一下，同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗？,(2)受类似现象的启发，人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油，在航天飞行中，宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接。实现“空中加油”和“空中对接”应满

8、足的基本条件是什么?,问题七：如图所示，某人从学校门口A处开始散步，先向南走了50到达B处，再向东走了100到达C处，最后又向北走了150到达D处，则A、B、C、D各点的位置如何表示？,A,B,C,D,50m,100m,150m,为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。,三、坐标系,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，建立直线坐标系。,X,O,A点坐标XA=-3m,X/m,O,如图所示，汽车沿X轴做直线运动，从A点运动到B点，由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程。,1,-1,2,3,4,-2,-3,-4,A,B,B点坐标

9、XB=2m,走过的路XB=m,对于在平面上运动的物体，例如喷水抛物线，要描述他们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？,平面直角坐标系,如果物体在同一平面上运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置,【课堂训练】 一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：,（1）请画出一个x轴并在x轴上标出质点在各时刻的位置. （2）哪个时刻离坐标原点最远？有多远？,手持式GPS,科学漫步：全球卫星定位系统（GPS）,GPS显示屏信息,车载GPS,放大图,机械运动：物体的空间位置随时间的变化叫机械运动，简称运动 质点：用来代替物体的有质量的点。 当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小，可忽略不计时,可看

10、成质点。 质点是一个理想物理模型，是实际物体的一种近似. 参考系：描述物体运动时,用来作参考(假定为不动)的另外的物体。 参考系的选择是任意的。（一般研究地面上运动的物体时选取地面为参考系） 坐标系:要规定原点、正方向、单位长度。,1、下列关于质点的说法中，正确的是（ ）,A、体积很小的物体都可看成质点 B、质量很小的物体都可看成质点 C、物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看成质点 D、只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看成质点,C,2、下列情况不能看成质点的是（ ）,A、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道 B、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况 C、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间 D、计算火车通过路口所用的时间,BD,3、关于参考系的选取，下列说法正确的是（ ） A、参考系必须选取静止不动的物体 B、参考系必须是和地面联系在一起的 C、在空中运动的物体不能作为参考系 D、任何物体都可以作为参考系,D,4.在公路上向左匀速运动的汽车，经过一棵果树时，恰有树上一个果子从上面自由落下，下图为运动的轨迹，在地面上观察到的运动轨迹是_车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是_,A,B,C,D,A,D,5、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