物理必修一质点参考系和坐标系2 (2)(教育精品).ppt

第一章第一章 运动的描述运动的描述1 质点质点 参考系和坐标系参考系和坐标系运动运动 人与自然人与自然不了解运动，不了解运动，就不了解自然。就不了解自然。自然界中的运动，形式多样，复自然界中的运动，形式多样，复杂而又多变。大到天体的运动，杂而又多变。大到天体的运动，小到微观粒子的运动，还有与人小到微观粒子的运动，还有与人类密切相关的自然界的运动以及类密切相关的自然界的运动以及我们生产、生活中人体的运动、我们生产、生活中人体的运动、交通工具的运动等等。交通工具的运动等等。各种运动如何区分？怎样研究各各种运动如何区分？怎样研究各物体运动的规律？为了达到这些物体运动的规律？为了达到这些目的，首先要能科学地描述各类目的，首先要能科学地描述各类不同的运动。从本节课开始我们不同的运动。从本节课开始我们就来学习描述运动的基本概念。就来学习描述运动的基本概念。运动运动我们在自然界中所见到的所有各种运动，我们在自然界中所见到的所有各种运动，事实上事实上都是很复杂的。都是很复杂的。”“我们要了解自然规律，应该先分我们要了解自然规律，应该先分析最简单的情况，在最初阶段先放下较复杂的情况。析最简单的情况，在最初阶段先放下较复杂的情况。”机械运动是自然界中极为普遍的现象。机械运动是自然界中极为普遍的现象。机械运动机械运动运动运动怎样描述机械运动？怎样描述机械运动？思考思考 运动的描述运动的描述 讨论讨论“鸿雁鸿雁”传书传书 常州常州-北京北京T110次火车（里程次火车（里程1298km，旅时，旅时11h26min）是因为任何物体都有一定的形状和大小。是因为任何物体都有一定的形状和大小。运动的描述运动的描述 下面我们通过几个物体运动的案例来探究这个问题下面我们通过几个物体运动的案例来探究这个问题 提出假设：如果可以忽略物体的形状和大小而把提出假设：如果可以忽略物体的形状和大小而把物体看成只有质量而没有形状和大小的点，我们物体看成只有质量而没有形状和大小的点，我们不就可以很容易地描述物体的运动吗不就可以很容易地描述物体的运动吗？那么我们可以这样做吗？如果可以，应该有什么那么我们可以这样做吗？如果可以，应该有什么样的条件？样的条件？运动的描述运动的描述 质点质点火车从常州到北京的里程、时间火车从常州到北京的里程、时间？火车过桥里程、时间？火车过桥里程、时间？地球绕太阳公转一周的行程和时间（地球直径约地球绕太阳公转一周的行程和时间（地球直径约1.3104km，地球太阳相距约为，地球太阳相距约为1.5108km）？）？地球上的昼夜更替和季节变化（图片地球公转和四地球上的昼夜更替和季节变化（图片地球公转和四季变化）？季变化）？一、物体与质点w1、质点：把实际物体简化为一个有质量的、质点：把实际物体简化为一个有质量的点点。w物理学中，在某些情况下，我们忽略物体的大小和形状，突出“物体具有质量”这一要素。w2、在什么情况下可以把物体看成一个质点：w当研究的物体的大小、形状对所研究问题当研究的物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，物体可简化为质的影响可以忽略不计时，物体可简化为质点。点。运动的描述运动的描述 判断判断卫星总是可以当作质点（科学家研究它在空中飞行的卫星总是可以当作质点（科学家研究它在空中飞行的位置、离地高度、飞行姿势、飞行轨迹、飞行快慢呢）位置、离地高度、飞行姿势、飞行轨迹、飞行快慢呢）？跳水运动中的运动员可以当作质点（什么问题时）？跳水运动中的运动员可以当作质点（什么问题时）？规则物体总是可以当作质点（演示）？规则物体总是可以当作质点（演示）？小的物体总是可以当作质点（乒乓球直径小的物体总是可以当作质点（乒乓球直径4cm，质量，质量约约2.7g）？）？物理中的物理中的“质点质点”跟几何学中的点有什么相同和不同跟几何学中的点有什么相同和不同的地方？的地方？w 3、质点的物理意义质点的物理意义 质质点点就就是是一一种种理理想想化化的的物物理理模模型型，实实际际上上并不存在质点。并不存在质点。质质点点是是一一种种科科学学的的抽抽象象，在在物物理理学学中中，突突出出问问题题的的主主要要方方面面，忽忽略略次次要要因因素素，建建立立理理想想化化的的“物物理理模模型型”，并并将将其其作作为为研研究究对象，是经常采用的一种科学研究方法。对象，是经常采用的一种科学研究方法。AD课堂练习课堂练习1、下列关于质点的说法正确的是（、下列关于质点的说法正确的是（）A、质点是一个理想化模型，实际并不存在质点是一个理想化模型，实际并不存在B、因为质点没有大小，所以与几何中的点没有因为质点没有大小，所以与几何中的点没有 区别区别C、凡轻小的物体，都可看作质点凡轻小的物体，都可看作质点D、如果物体的大小和形状对所研究的问题属于如果物体的大小和形状对所研究的问题属于无关或次要因素，就可以把物体看作质点。无关或次要因素，就可以把物体看作质点。BCD2、研究下列运动时，可以把物体看作质点、研究下列运动时，可以把物体看作质点的是的是 （）A、做精彩表演的花样滑冰运动员做精彩表演的花样滑冰运动员B、参加马拉松比赛的运动员参加马拉松比赛的运动员C、研究飞出枪口的子弹运动轨迹时的子研究飞出枪口的子弹运动轨迹时的子弹弹D、研究绕地球运动一周所用时间的航天研究绕地球运动一周所用时间的航天飞机飞机运动的描述运动的描述甲同学和乙同学第一次乘火车，他们坐在火车站的火甲同学和乙同学第一次乘火车，他们坐在火车站的火车上。突然甲同学看着车窗外另一列火车叫起来：车上。突然甲同学看着车窗外另一列火车叫起来：“我们的车开动了！我们的车开动了！”乙同学盯着车窗外的柱子说：乙同学盯着车窗外的柱子说：“你看错了，我们的车还没开动。你看错了，我们的车还没开动。”你认为甲乙同学的你认为甲乙同学的说法谁对谁错？说法谁对谁错？讨论讨论 二、参考系w1、参考系：为了确定物体的位置和描述物参考系：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体运动而被选作参考的物体或物体系w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w2、参考系的选取：、参考系的选取：w（1）、可以任意选取。）、可以任意选取。w（2）、应以观测方便和使运动的描述尽可）、应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。能简单为原则。w（3）、常选择地面或相对地面静止的物体）、常选择地面或相对地面静止的物体为参考系。为参考系。w（4）、参考系选取不同，对物体运动的描）、参考系选取不同，对物体运动的描述可能不同。述可能不同。运动的描述运动的描述 讨论讨论甲乙描述的运动是绝对的还是相对的甲乙描述的运动是绝对的还是相对的?怎样才能避免彼此交流时出现的混乱怎样才能避免彼此交流时出现的混乱?要统一选什么为参考系呢要统一选什么为参考系呢?4、通常人们都选取大地或相对大地静止的物体、通常人们都选取大地或相对大地静止的物体3、运动和静止都是相对于参考系的、运动和静止都是相对于参考系的CD课堂练习课堂练习1、以下说法正确的是、以下说法正确的是 （）A、参考系就是不动的物体参考系就是不动的物体B、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系任何情况下，只有地球才是最理想的参考系C、不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的么运动的D、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果同的观察结果2、甲、乙、丙三架光电梯，甲中乘客看到、甲、乙、丙三架光电梯，甲中乘客看到一座高楼在向下运动，乙中乘客看甲在一座高楼在向下运动，乙中乘客看甲在向下运动，丙中乘客看甲、乙都在向上向下运动，丙中乘客看甲、乙都在向上运动，这三架电梯的运动情况可能有那运动，这三架电梯的运动情况可能有那些？些？运动的描述运动的描述 参考系参考系第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在正在2 000米高的空中飞行，忽然，他发现脸旁好像有米高的空中飞行，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。会参考系的选取与运动的相对性。(1)子弹飞得那么快子弹飞得那么快(一般为几百米每秒一般为几百米每秒)，为什么没，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？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。实现和正在绕地球运动的空间站实行空中对接。实现“空空中加油中加油”和和“空中对接空中对接”应满足的基本条件是什么应满足的基本条件是什么?空中加油机运动的描述运动的描述问题：如果一个可以看做质点的物体沿直线运动，怎问题：如果一个可以看做质点的物体沿直线运动，怎样定量描述物体的位置变化呢？样定量描述物体的位置变化呢？思考思考 请阅读教材坐标系内容，回答。三、坐标系三、坐标系w要定量描述物体的位置，可以利用我们已要定量描述物体的位置，可以利用我们已有的数学知识，建立坐标系。有的数学知识，建立坐标系。w1、坐标系的三要素：原点、正方向、单位、坐标系的三要素：原点、正方向、单位长度长度课堂练习课堂练习 看教材后的问题和练习 运动的描述运动的描述 知识归纳知识归纳一、质点一、质点1、质点：把物体简化为一个有质量的点。、质点：把物体简化为一个有质量的点。2、物体简化为质点的条件：物体的大小和形状对所、物体简化为质点的条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时。研究问题的影响可忽略不计时。3.质点的物理意义：是以理想化模型。质点的物理意义：是以理想化模型。二、参考系二、参考系1、参考系：为了确定物体的位置和描述物体运动而参考系：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。被选作参考的物体或物体系。2、选取参考系不同，对物体运动描述可能不同。、选取参考系不同，对物体运动描述可能不同。3、选取参考系应以观测方便、描述简单为原则。、选取参考系应以观测方便、描述简单为原则。三、坐标系三、坐标系三要素：原点、正方向、单位长度三要素：原点、正方向、单位长度