质点参考系和坐标系讲稿.ppt

关于质点参考系和坐标系第一页，讲稿共四十三页哦第二页，讲稿共四十三页哦第三页，讲稿共四十三页哦第一章第一章 运动的描述运动的描述 第一节 质点 参考系和坐标系第四页，讲稿共四十三页哦一个物体相对于另一个物体相对于另一一个物体位置的改变，叫做机械运动，简称运动个物体位置的改变，叫做机械运动，简称运动.1.1.机械运动机械运动（1 1）机械运动的分类）机械运动的分类 按运动形式分：平动和转动按运动形式分：平动和转动 按运动轨迹分：直线运动和曲线运动按运动轨迹分：直线运动和曲线运动 按速度分：匀速运动和变速运动按速度分：匀速运动和变速运动 平动特点：物体上所有点的运动情况是一样的平动特点：物体上所有点的运动情况是一样的 做平动的物体运动轨迹不一定是直线做平动的物体运动轨迹不一定是直线转动特点：做转动的物体上的各点都绕轴做圆周转动特点：做转动的物体上的各点都绕轴做圆周 运动运动第五页，讲稿共四十三页哦问题问题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？第六页，讲稿共四十三页哦一.质点 北京时间8月29日，2015年田径世锦赛男子4X100米大战，中国选手发挥出色，创造历史取得银牌。用时34秒01。运动员身上各部分(头、手臂、腿、脚等)运动情况相同吗？在研究运动员决赛所用时间时，能否忽略他们的大小和形状，把他看成一个“点”呢？不相同能看成一个“点”答案他的头、手臂、腿、脚等运动的差异对研究运动时间，属于无关因素，可忽略第七页，讲稿共四十三页哦1质点的特点质点的特点(1)质点是用来代替物体的质点是用来代替物体的 ，它忽略了物体的，它忽略了物体的 和和 等次要因素，而突出了物体具有等次要因素，而突出了物体具有 这个主要因素这个主要因素它与几何中的它与几何中的“点点”有本质区别有本质区别(2)质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上 (填填“存在存在”或或“不存在不存在”)2物体可以看成质点的条件：物体可以看成质点的条件：有质量的物质点大小形状不存在物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时质量第八页，讲稿共四十三页哦是不是很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以看做质点？请举例说明.【延伸思考】不是举例：研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点，而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看做质点答案第九页，讲稿共四十三页哦研究地球运动时，可以将地球看成研究地球运动时，可以将地球看成“点点”吗？吗？第十页，讲稿共四十三页哦运动的火车可以看成一个运动的火车可以看成一个“点点”吗？吗？第十一页，讲稿共四十三页哦思考与讨论：质点和几何中的点是一回事吗？质点和几何中的点是一回事吗？1、相同点：都是没有形状和大小的点。、相同点：都是没有形状和大小的点。2、不同点：质点是实际物体的抽象，它、不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；几何部质量，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。绝对的小。第十二页，讲稿共四十三页哦2物体能否看做质点的几种情况物体能否看做质点的几种情况(1)平动的物体因各部分运动情况相同，一般可以看做质点平动的物体因各部分运动情况相同，一般可以看做质点(2)物物体体有有转转动动，但但物物体体的的转转动动不不是是我我们们所所要要研研究究的的主主要要问问题题，物物体体本本身身的的形形状状和和大大小小已已变变成成了了次次要要因因素素时时可可以以看看做做质质点点如如研研究究地地球球绕绕太太阳阳的的公公转转规规律律时时，地地球球的的大大小小就就变变成成次次要要因因素素，可可以以不不考考虑虑，此此时时地地球球就就可可以以看做质点看做质点转转动动的的物物体体在在研研究究其其转转动动的的规规律律时时不不能能看看成成质质点点如如研研究究地地球球自自转转时时，地地球球的的大大小小和和形形状状就就是是影影响响研研究究问问题题的的重重要要因因素素了了，因因此此就不能再把地球看做质点了就不能再把地球看做质点了(3)物物体体本本身身的的大大小小对对所所研研究究问问题题的的影影响响不不能能忽忽略略时时，不不能能把把物物体体看做质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看做质点看做质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看做质点第十三页，讲稿共四十三页哦其形状、大小可以忽略不计，可以看成质点例1：分析研究下列物体运动时，研究对象能看作质点的是()A研究“嫦娥三号”“奔月”的过程B研究奥运冠军邓琳琳在平衡木上的动作C研究从斜面上滑下的木块的滑行时间D研究运动员发出的弧旋乒乓球的旋转情况AC对动作进行技术分析，不能看作质点木块各部分的运动情况都相同，故可把木块看作质点弧旋的乒乓球，各点的运动情况不同，不能把它看作质点解析第十四页，讲稿共四十三页哦1.(对质点的理解)在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是()A研究撬棒撬东西时，用力大 小与支点位置关系B研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀 抱中“走”出来，即两器分离 过程中“玉兔”一连串技术含 量极高的“慢动作”C研究“玉兔”号巡视器巡视月 球时的运动轨迹D研究旋转的电扇扇叶所受阻 力大小的影响因素解析C支点位置影响撬棒用力大小，撬棒不可以看作质点；研究其技术动作时，不能把“玉兔”看成质点；研究其运动轨迹，大小和形状能忽略，可看成质点；扇叶所受阻力与扇叶形状大小有关，不能看作质点.第十五页，讲稿共四十三页哦练习：练习：研究火车从温州开到上海的时间研究火车从温州开到上海的时间研究王励勤发球的旋转情况研究王励勤发球的旋转情况研究王励勤拉弧圈球的轨迹研究王励勤拉弧圈球的轨迹研究郭晶晶研究郭晶晶 在空中做翻滚动作在空中做翻滚动作只能是很小的物体才可以看成质点只能是很小的物体才可以看成质点同一物体在同一过程中，由于研究的问题不一样，物体不一定同一物体在同一过程中，由于研究的问题不一样，物体不一定能看成质点能看成质点研究火车通过一大桥的运动时，用的时间研究火车通过一大桥的运动时，用的时间第十六页，讲稿共四十三页哦3在在研研究究体体育育比比赛赛中中运运动动员员的的运运动动特特点点时时，下下列列运运动动员员可可以当做质点处理的是以当做质点处理的是()A研究姚明在扣篮的动作时研究姚明在扣篮的动作时B研究李小鹏在双杆上比赛的动作时研究李小鹏在双杆上比赛的动作时C研究菲尔普斯研究菲尔普斯100米自由游触壁的瞬间米自由游触壁的瞬间D记记录录某某马马拉拉松松运运动动员员在在比比赛赛过过程程中中各各时时刻刻的的位位置置时时答案答案 D第十七页，讲稿共四十三页哦你和你的同伴正在坐一辆火车，铁路边的人看到火车中的你和你的同伴正在坐一辆火车，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情况，而同伴认为你是怎么样的？乘客是什么情况，而同伴认为你是怎么样的？第十八页，讲稿共四十三页哦思维体操：同样的物体，运动会不同？v 如何解释小孩的如何解释小孩的静止？第十九页，讲稿共四十三页哦二.参考系天宫一号空间站绕地球飞行时：以地球为参考系，坐在其中的宇航员如何运动？以空间站为参考系呢？以地球为参考系，宇航员在绕地球做近似圆周运动 答案以空间站为参考系：宇航员处于静止状态宇航员和空间站保持相对静止第二十页，讲稿共四十三页哦【要点提炼】方便地面相对静止任意第二十一页，讲稿共四十三页哦例2：下列关于运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()A.诗句“飞流直下三千尺”，是以飞流作为参考系的B.钱塘观潮时，观众觉得潮水扑面而来，以潮水作为参考系的C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,以万重山作为参考系的D.升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以国旗作为参考系的研究对象是“水”，故是以地面为参考系研究对象是“潮水”，是以观察者为参考系研究对象是“轻舟”，是以万重山为参考系研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的解析C第二十二页，讲稿共四十三页哦2.(参考系与相对运动)如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方法表达了运动的美请问摄影师选择的参考系是()A大地 B太阳C滑板运动员 D步行的人摄影师以自己作为参考系(即以运动员为参考系)拍摄，这样背景上其他物体看起来就是“运动”的，因而模糊不清.C解析摄影师与运动员以相同的速度运动，保持相对静止第二十三页，讲稿共四十三页哦例3：观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是 ()A甲、乙两车一定向左运动B甲、乙两车一定向右运动C甲车可能运动，乙车向右 运动D甲车可能静止，乙车向左 运动解析以地面为参考系，房子相对于地面是静止的，所以，此时风向向左甲有三种可能的情况：甲车不动，风把小旗向左吹；甲车向右运动；甲车向左运动但速度小于风速,因此风仍能把小旗向左吹.乙车：只有向左运动并且速度大于风速时，风才能把小旗向右吹 D第二十四页，讲稿共四十三页哦二、参考系与相对运动问题二、参考系与相对运动问题例例2 甲甲、乙乙、丙丙三三架架观观光光电电梯梯，甲甲中中乘乘客客看看见见高高楼楼在在向向下下运运动动；乙乙中中乘乘客客看看见见甲甲在在向向下下运运动动；丙丙中中乘乘客客看看见见甲甲、乙乙都都在在向向上运动这三架电梯相对地面的运动情况可能是上运动这三架电梯相对地面的运动情况可能是()A甲向上，乙向下，丙不动甲向上，乙向下，丙不动B甲向上，乙向上，丙不动甲向上，乙向上，丙不动C甲向上，乙向上，丙向下甲向上，乙向上，丙向下D甲向上，乙向上，丙也向上，但比甲、乙都慢甲向上，乙向上，丙也向上，但比甲、乙都慢解解析析 电电梯梯中中的的乘乘客客观观看看其其他他物物体体的的运运动动情情况况时时，是是以以自自己己所所乘乘的的电电梯梯为为参参考考系系甲甲中中乘乘客客看看见见高高楼楼向向下下运运动动，说说明明甲甲相相对对于于地地面面一一定定在在向向上上运运动动同同理理，乙乙相相对对甲甲在在向向上上运运动动，说说明明乙乙相相对对地地面面也也是是向向上上运运动动，且且运运动动得得比比甲甲更更快快丙丙电电梯梯无无论论是是静静止止，还还是是在在向向下下运运动动，或或以以比比甲甲、乙乙都都慢慢的的速速度度在在向向上上运运动动，丙丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到它们是在向上运动中乘客看甲、乙两电梯都会感到它们是在向上运动第二十五页，讲稿共四十三页哦2关于参考系，下列说法不符合实际的是关于参考系，下列说法不符合实际的是()A一个物体相对于其他物体的位置变化，叫机械运动一个物体相对于其他物体的位置变化，叫机械运动B不选定参考系，就无法研究某一物体怎样运动不选定参考系，就无法研究某一物体怎样运动C参考系是不动的物体参考系是不动的物体D参考系是人们假设不动的物体参考系是人们假设不动的物体答案答案 C第二十六页，讲稿共四十三页哦5某某校校高高一一的的新新同同学学分分别别乘乘两两辆辆汽汽车车去去市市公公园园玩玩两两辆辆汽汽车车在在平平直直公公路路上上运运动动，甲甲车车内内一一同同学学看看见见乙乙车车没没有有运运动动，而而乙乙车车内内一一同同学学看看见见路路旁旁的的树树木木向向西西移移动动如如果果以以地地面面为为参参考考系系，那那么么，上述观察说明上述观察说明()A甲车不动，乙车向东运动甲车不动，乙车向东运动B乙车不动，甲车向东运动乙车不动，甲车向东运动C甲车向西运动，乙车向东运动甲车向西运动，乙车向东运动D甲、乙两车以相同的速度都向东运动甲、乙两车以相同的速度都向东运动解解析析 甲甲看看到到乙乙车车不不动动，说说明明甲甲和和乙乙运运动动情情况况相相同同，乙乙车车内内同同学学看看到到树树木木向向西西运运动动，说说明明车车在在向向东东运运动动，选选项项D正正确确，A、B、C错错误误答案答案 D第二十七页，讲稿共四十三页哦 文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？笛卡儿发笛卡儿发明坐标系明坐标系 若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？如 何 确 定 物 体 的 位 置第二十八页，讲稿共四十三页哦四、坐标系四、坐标系1、全球卫星定位系统（、全球卫星定位系统（GPS）2、坐标系：、坐标系：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第二十九页，讲稿共四十三页哦1要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系，这个坐标系上包括 、和 2研究质点的直线运动时，一般建立一维 ，坐标轴上的一个坐标点对应质点的一个 3直线坐标系中坐标值的含义(1)坐标值的正负表示物体所在位置在原点的正方向还是负方向上(2)坐标值的绝对值表示物体所在位置到 【要点提炼】原点正方向单位长度直线坐标系位置坐标原点的距离第三十页，讲稿共四十三页哦描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？(1)描述百米运动员在运动中的位置(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置三.坐标系(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系；答案(2)以滑冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系；(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立 三维空间直角坐标系同一直线上的运动平面内的运动空间立体的运动第三十一页，讲稿共四十三页哦例例1.以广场上旗杆所在的位置做为坐标以广场上旗杆所在的位置做为坐标原点，向东的方向为正方向，则原点，向东的方向为正方向，则X=5m，X=-10m，表示的是什么意思？，表示的是什么意思？第三十二页，讲稿共四十三页哦例4：在60周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过，以北京长安街为坐标轴，向西为正方向，以长安街中心为坐标原点O，建立一维直线坐标系一辆彩车最初在原点以东3 km处，一段时间后行驶到原点以西2 km处这辆彩车的最初位置和最终位置坐标分别是()A3 km；2 kmB-3 km；2 kmC3 km；-2 km D-3 km；-2 kmB向西为正0长安街x/km-3-2-1321解析根据题意建立坐标系:由图可知：第三十三页，讲稿共四十三页哦解析3.(坐标系的建立及应用)一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下为坐标轴的正方向则小球的抛出点、落地点、被接住点的位置坐标分别是 ()A2 m，-2m，-1 mB-2 m,2 m,1 mC4 m,0,1 mD-4 m,0，-1 m根据题意建立坐标系:BA为抛出点，坐标为-2 m，B点为坐标原点，D点为落地点，坐标为2m，C点为接住小球的点，坐标为1 m由图可知：第三十四页，讲稿共四十三页哦10为为了了确确定定平平面面上上物物体体的的位位置置，我我们们建建立立平平面面直直角角坐坐标标系系，如如图图所所示示以以O点点为为坐坐标标原原点点，沿沿东东西西方方向向为为x轴轴，向向东东为为正正；沿沿南南北北方方向向为为y轴轴，向向北北为为正正图图中中A点点的的坐坐标标如如何何表表示示？其其含含义义是是什么？什么？第三十五页，讲稿共四十三页哦解解析析 A点点的的横横坐坐标标x2 m，A点点的的纵纵坐坐标标y3 m，坐坐标标值值的的含含义表示义表示A点在坐标原点偏东点在坐标原点偏东2 m，偏北，偏北3 m处处答案答案(2 m,3 m)A点在坐标原点偏东点在坐标原点偏东2 m，偏北，偏北3 m处处11一一物物体体从从O点点出出发发，沿沿东东偏偏北北30的的方方向向运运动动10 m至至A点点，然然后又向正南方向运动后又向正南方向运动5 m至至B点点(1)建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹(2)依据建立的坐标系，分别求出依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标两点的坐标解析解析(1)坐标系如图所示，线坐标系如图所示，线OAB为运动轨迹为运动轨迹(2)xA=5 m，yA=5 m；xB=5 m，yB=0.A点点的的坐坐标标：(5,5)，B点的坐标：点的坐标：(5,0)第三十六页，讲稿共四十三页哦变式训练变式训练2 2从从高高出出地地面面3 m的的位位置置竖竖直直向向上上抛抛出出一一个个小小球球，它它上上升升5 m后后落落回回地地面面，如如图图12所所示示，分分别别以以地地面面和和抛抛出出点点为为原原点点建建立立坐坐标标系系，方向均以向上为正，填写下面的表格方向均以向上为正，填写下面的表格第三十七页，讲稿共四十三页哦解解析析 在在物物体体运运动动的的直直线线上上建建立立直直线线坐坐标标系系，定定量量描描述述物物体体的的位位置置，若若以以地地面面为为原原点点，则则出出发发点点、最最高高点点、落落地地点点的的坐坐标标分分别别为为x13 m，x28 m，x30；若若以以抛抛出出点点为为原原点点，则则x10.2，x25 m，x33 m.第三十八页，讲稿共四十三页哦小结小结:一、机械运动一、机械运动1、定义：物体的空间位置随时间的变化。、定义：物体的空间位置随时间的变化。2、注：、注：运动和静止是相对的；运动和静止是相对的；自然界中一切物体都在不停地运动着；自然界中一切物体都在不停地运动着；描述物体的运动必须要有个参照标准；描述物体的运动必须要有个参照标准；位置的变化：位置的变化：一个物体相对于另一物体一个物体相对于另一物体 物体的一部分相对于另一部分。物体的一部分相对于另一部分。第三十九页，讲稿共四十三页哦二、物体和质点二、物体和质点1、质点的定义：用来代替物体的有质量的点。、质点的定义：用来代替物体的有质量的点。2、物体可以看作质点的条件：、物体可以看作质点的条件：物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响可以物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响可以忽略不计。忽略不计。3、注：、注：质点是一种科学抽象的理想模型；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，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。同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。第四十页，讲稿共四十三页哦三、参考系三、参考系1、定义：描述一个物体的运动时，选定作为参考的、定义：描述一个物体的运动时，选定作为参考的其他物体。其他物体。2、注：、注：描述物体是否运动是看相对于参考系的位置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；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；往往是不同；参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观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；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；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。比较两个物体的运动应选同一参考系。第四十一页，讲稿共四十三页哦四、坐标系四、坐标系1、全球卫星定位系统（、全球卫星定位系统（GPS）2、坐标系：、坐标系：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第四十二页，讲稿共四十三页哦2022/10/12感谢大家观看第四十三页，讲稿共四十三页哦