精品-高一物理必修一11《质点参考系和坐标系》.ppt

情景切入 我们生活在一个运动的世界之中 从浩瀚的宇宙到微小的粒子，自然界的一切，都在不停地运动飘动的树叶、滚滚的江水、飞逝的流星、飘动的红旗、呼啸的飞机(如图) 在这一章里，我们将初步学习、研究如何描述物体的运动1、质点、质点 参考系和坐标系参考系和坐标系定义：定义： 在我们周围可以看到各种各样的运动：汽车行驶、江水咆哮、鸟儿飞翔、飞船运行等。物体的空间位置随时间的变化，叫物体的空间位置随时间的变化，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，研究物体做机械运动在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫的分支叫力学力学。不了解运动，不了解运动，就不了解自然。就不了解自然。 亚里士多德亚里士多德亚里士多德（亚里士多德（Aristotle,前前384前前322） 一切物体都在不停_ 问题问题1 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。科学家呢科学家呢？ 谁能准确描述下列物体的运动？ 如：雄鹰在空中翱翔 足球的飞滚 树叶、纸张的飘落 海浪的汹涌澎湃问题问题1 1：该如何描述物体的运动呢？：该如何描述物体的运动呢？问题问题1 1：该如何描述物体的运动呢？：该如何描述物体的运动呢？ 难道我们真的无法描述物体的运动？ 例：飞机以某速度从南京飞向北京, 研究火车在城市之间运行因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响很小很小,可忽略不计可忽略不计在物理学中为了研究的方便在物理学中为了研究的方便,可以用一个小可以用一个小点代替物体点代替物体这个有质量的点称为质点这个有质量的点称为质点物理方法 1、质点（mass point） （1）某些情况下，将物体简化为一个某些情况下，将物体简化为一个 有质量的点的点 （2）理想化的的“物理模型物理模型” 忽略次要因素：形状、大小等 突出主要因素：具有质量（本质属性）物体都可以看物体都可以看作质点么？作质点么？(1)定义定义不考虑物体的大小和形状时，用来代替不考虑物体的大小和形状时，用来代替物体的有质量的点物体的有质量的点(2)物体可以看成质点的条件：物体可以看成质点的条件：物体的形状、大小以及物体上各部分运物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异对所研究问题的影响可以忽略动的差异对所研究问题的影响可以忽略不计时，就可以把物体看成质点不计时，就可以把物体看成质点思考思考（1） 研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质点呢？点呢？（2） 研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？质点呢？（3） 一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个质点？到北京的运动能否把它简化为一个质点？（4） 研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把它简化为一个质点呢？它简化为一个质点呢？ （5）我们在欣赏跳水运动时我们看的是什么）我们在欣赏跳水运动时我们看的是什么? 质点小结：质点小结：质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法。一种重要的研究方法。一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。质量的多少和运动速度的大小无关。质点是没有大小、没有形状，而具有物体全部质量的点。质点是没有大小、没有形状，而具有物体全部质量的点。同一物体有时可以被看做质点，有时不能被看做质点。同一物体有时可以被看做质点，有时不能被看做质点。思考思考：（1）坐火车旅行；（）坐火车旅行；（2）跳伞运动；（）跳伞运动；（3）地球）地球绕太阳转动绕太阳转动 如何解释小孩的如何解释小孩的静止？问题问题1 1：你和一位同伴坐在火车上你和一位同伴坐在火车上，铁路边的人看到火车中的乘客，铁路边的人看到火车中的乘客是静止的还是运动的？而同伴认是静止的还是运动的？而同伴认为你是怎么样的为你是怎么样的? ? 分析：以车上其中一个小孩为分析：以车上其中一个小孩为参照物的时候，车上的另一个参照物的时候，车上的另一个小孩是静止的；以座椅为参照小孩是静止的；以座椅为参照物的时候，小孩同样是静止的物的时候，小孩同样是静止的。 同样的物体，运动会同样的物体，运动会不会不会不同？不同？选地面上的运动员观察选地面上的运动员观察跳伞运动员是怎样下落的，跳伞运动员是怎样下落的，而飞机驾驶员看跳伞运动而飞机驾驶员看跳伞运动员是怎样下落的？员是怎样下落的？选择不同的参考物来选择不同的参考物来观察同一个物体的运动，观察同一个物体的运动，结果会不同。结果会不同。这就是我们这节课要学这就是我们这节课要学习的另外一个知识点习的另外一个知识点参考系参考系。(1)定义：定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系外的物体，叫做参考系(2)说明：说明：参考系是人为假定静止的，不是真正的静止，参考系是人为假定静止的，不是真正的静止，自然界不存在绝对静止的物体自然界不存在绝对静止的物体同一物体，选取不同的参考系，其运动情况同一物体，选取不同的参考系，其运动情况可能不同，如路边的树木，若以地面为参考系可能不同，如路边的树木，若以地面为参考系是静止的若以行驶的汽车为参考系，则树木是静止的若以行驶的汽车为参考系，则树木是往后倒退的是往后倒退的参考系小结 运动和静止是相对于参考系的。运动和静止是相对于参考系的。 参考系的选取是任意的。参考系的选取是任意的。 选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样。也可能一样。 选择参考系时，应使物体运动的描述尽选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便。可能简单、方便。 比较两个物体的运动情况，必须选择同一参比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义。考系才有意义。 本教材中的本教材中的“参考系参考系”就是初中所学的就是初中所学的“参照物参照物”，参照物是通俗的说法，参，参照物是通俗的说法，参考系才有考系才有科学的名科学的名称称。 文字描述方便吗？能精确吗？ 有没有简便又准确的方法？ 若物体只在一条直线上运动，如何准确的描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？问题：如 何 确 定 物 体 的 位 置？ 5m 坐标系的构成要素：原点、正方向、标度 (2)分类： 一维坐标系：如果物体在一维空间运动，即沿一直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置 二维坐标系(如直角坐标系)：如果物体在二维空间运动，即在某一平面内运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置 多维坐标系(如三维立体空间坐标系)：当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述物体的位置