质点参考系坐标系（用）.ppt

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1、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 小小竹排江中游，小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。巍巍青山两岸走。一、机械运动：一、机械运动：物体的物体的空间位置随时间的变化空间位置随时间的变化，叫机械运动，它是自然界最简单叫机械运动，它是自然界最简单最基本的运动形式。最基本的运动形式。在物理学中，研究物体做机械运在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫力学动的分支叫力学问题问题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。科学家该如何描述物体的运

2、动呢？科学家该如何描述物体的运动呢？分析几幅日常运动的图片分析几幅日常运动的图片由于物体有大小和形状，物体的各部分运动由于物体有大小和形状，物体的各部分运动情况一般不一样，要描述物体的各部分的空情况一般不一样，要描述物体的各部分的空间位置随时间的变化，是很困难的。间位置随时间的变化，是很困难的。1、在任何情况下，描述物体的运动都、在任何情况下，描述物体的运动都必须要考虑物体的大小和形状吗？必须要考虑物体的大小和形状吗？学生猜想、举例。学生猜想、举例。举例：研究地球绕太阳公转可以忽略举例：研究地球绕太阳公转可以忽略地球的大小和形状地球的大小和形状.研究一列北京到广州的列车研究一列北京到广州的列车

3、的位置随的位置随时间的变化关系等可以忽略物体的时间的变化关系等可以忽略物体的大小和形状，将它看作是有质量的大小和形状，将它看作是有质量的点。点。思考：思考：1、判断下列情况下是否可以忽略物体的大、判断下列情况下是否可以忽略物体的大小和形状小和形状A A、研究地球的自转和调整飞船的飞行姿态。研究地球的自转和调整飞船的飞行姿态。B B、研究火车车轮的运动。研究火车车轮的运动。C C、裁判给跳水运动员裁判给跳水运动员打分。打分。D、跳远裁判观看运动员是否起跳犯规。跳远裁判观看运动员是否起跳犯规。二、质点：（重点）二、质点：（重点）用来代替物体的有质量的点叫质点。用来代替物体的有质量的点叫质点。2.基

4、本属性基本属性只占有位置不占有空间只占有位置不占有空间具有所代替的物体的全部质量具有所代替的物体的全部质量3 3、理解、理解A A、质点不是实际存在的物体、质点不是实际存在的物体B质点的概念是一种质点的概念是一种科学的抽象科学的抽象，C是一种是一种理想化的模型理想化的模型。D建立质点概念是抓住主要因素，忽略了次要因素，建立质点概念是抓住主要因素，忽略了次要因素，E研究质点得出的结论可应用于实际物体。研究质点得出的结论可应用于实际物体。1、质点：、质点：(1)(1)物体的大小跟它在运动过程中涉及的空间范围相比很小物体的大小跟它在运动过程中涉及的空间范围相比很小物体的大小跟它在运动过程中涉及的空间

5、范围相比很小物体的大小跟它在运动过程中涉及的空间范围相比很小时，可将物体视为质点。火车长距离运行等。时，可将物体视为质点。火车长距离运行等。时，可将物体视为质点。火车长距离运行等。时，可将物体视为质点。火车长距离运行等。(2)(2)平动的物体一般可以视质点。（平动的物体各点的运动平动的物体一般可以视质点。（平动的物体各点的运动平动的物体一般可以视质点。（平动的物体各点的运动平动的物体一般可以视质点。（平动的物体各点的运动情况相同）情况相同）情况相同）情况相同）但但但但有时也不能有时也不能有时也不能有时也不能，(3)(3)转动的物体一般不能视为质点，但转动可以忽略时可以转动的物体一般不能视为质点

6、，但转动可以忽略时可以转动的物体一般不能视为质点，但转动可以忽略时可以转动的物体一般不能视为质点，但转动可以忽略时可以视为质点。如汽车运动由五华开往广州，如计算火车通视为质点。如汽车运动由五华开往广州，如计算火车通视为质点。如汽车运动由五华开往广州，如计算火车通视为质点。如汽车运动由五华开往广州，如计算火车通过长江大桥的时间时，火车不能视为质点。过长江大桥的时间时，火车不能视为质点。过长江大桥的时间时，火车不能视为质点。过长江大桥的时间时，火车不能视为质点。物体的大小和形状对所研究的物体的大小和形状对所研究的问题影响可忽略不计时问题影响可忽略不计时,物体可视为质点，能否看成质点与本身物体可视为

7、质点，能否看成质点与本身体积大小、质量的多少和速度的快慢无关。体积大小、质量的多少和速度的快慢无关。2、将物体看作质点的条件（难点）：、将物体看作质点的条件（难点）：典型例题典型例题1、在在下下列列物物体体的的运运动动中中，可可视视作作质质点点的的物物体体有有()A.从北京开往广州的一列火车从北京开往广州的一列火车B.研究转动的汽车轮胎研究转动的汽车轮胎C.研究绕地球运动时的航天飞机研究绕地球运动时的航天飞机D.表演精彩芭蕾舞演员表演精彩芭蕾舞演员E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑动的箱子在斜下推力的作用下，沿水平面滑

8、动的箱子G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间计算子弹从枪口到靶心的飞行时间H.测量子弹穿过一张薄纸的时间。测量子弹穿过一张薄纸的时间。【例例】下列说法中，正确的是（）下列说法中，正确的是（）A.体积很小的物体都可看成质点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质量很小的物体都可看成质点C.不不论论物物体体的的质质量量多多大大，只只要要物物体体的的尺尺寸寸对对所所研研究究的的问问题题没没有有影影响响或或影影响响可可以以忽忽略略不不计，就可以看成质点计，就可以看成质点D.只只有有低低速速运运动动的的物物体体才才可可看看成成质质点点，高高速运动的物体不可看作质点速运动的物体不可看作质点

9、毛毛主席主席送瘟神送瘟神坐地日行八万里，坐地日行八万里，巡天遥看一千河。巡天遥看一千河。坐地日行八万里坐地日行八万里的根据是什么？的根据是什么？人是人是运动的还是静止的？运动的还是静止的？坐地日行八万里，巡天遥看一千河坐地日行八万里，巡天遥看一千河人们住在地球上，因人们住在地球上，因地球自转，于不知不觉中，一日已行了八万里路。地球赤地球自转，于不知不觉中，一日已行了八万里路。地球赤道全长四万公里，合八万华里。地球在天空转动，所以住道全长四万公里，合八万华里。地球在天空转动，所以住在地球上的人们也在在地球上的人们也在“巡天巡天”。一千河，泛指宇宙中很多。一千河，泛指宇宙中很多的星河。的星河。三、

10、参考系 自然界的一切物体处于永恒的自然界的一切物体处于永恒的运动中，运动中，运动是绝对的运动是绝对的，绝对绝对静止的物体时没有的静止的物体时没有的，要描述，要描述一个物体的位置随时间变化，一个物体的位置随时间变化，却又总是相对于其它物体而言却又总是相对于其它物体而言的。即的。即运动的相对性运动的相对性。绝对静止的物体有吗？绝对静止的物体有吗？（一）参考系：（一）参考系：要描述一个物体的运动，首先要选定其它要描述一个物体的运动，首先要选定其它物体做参考，观察物体相对于选定的其它物体做参考，观察物体相对于选定的其它物体的位置是否变化以及怎样变化，这种物体的位置是否变化以及怎样变化，这种用来做参考的

11、物体用来做参考的物体叫参考系。叫参考系。动画（二）理解（二）理解1 1、标准性：参考系是假定为不动的、标准性：参考系是假定为不动的2 2、任意性：参考系可、任意性：参考系可任意任意选择，选择，尽可能简单、方便为原尽可能简单、方便为原尽可能简单、方便为原尽可能简单、方便为原则则则则.3 3、差异性：参考系选择不同，物体的运动情况不一样、差异性：参考系选择不同，物体的运动情况不一样。参考系选择参考系选择恰当恰当，会使问题的研究，会使问题的研究简洁方便简洁方便。4 4、统一性：比较物体的运动应选同一参考系、统一性：比较物体的运动应选同一参考系5.5.研究地球上的物体的运动通常选地面为参考系研究地球上

12、的物体的运动通常选地面为参考系,研究研究行星运动常选太阳为参考系。行星运动常选太阳为参考系。若若那么相对于向哪个方向运动？那么相对于向哪个方向运动？若若那么相对于向哪个方向运动？那么相对于向哪个方向运动？若若那么相对于向哪个方向运动？那么相对于向哪个方向运动？【思考思考】、都向右运动三、坐标系三、坐标系为为了了定定量量地地描描述述物物体体的的位位置置及及位位置置的的变变化化，需需要要在在参参考考系系上上建建立立适适当当地坐标系。地坐标系。如如果果物物体体沿沿直直线线运运动动，在在直直线线上上规规定定原原点点、正正方方向向和和单单位位长长度度，建建立立直线坐标系。直线坐标系。XA=3 XB=-2

13、描述直线运动的物体的位置变化，可以建立描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系一维直线坐标系描述平面上运动的物体的位置变化，可以建描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维直角坐标系立二维直角坐标系描述立体空间运动的物体的位置变化，可以描述立体空间运动的物体的位置变化，可以建立三维空间坐标系建立三维空间坐标系四四.坐标系（坐标系（coordinatesystem）为了准确地描述物体的位置及其位置变化，需为了准确地描述物体的位置及其位置变化，需为了准确地描述物体的位置及其位置变化，需为了准确地描述物体的位置及其位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。要在参考系上建立适当的坐标系。

14、要在参考系上建立适当的坐标系。要在参考系上建立适当的坐标系。1.1.一维坐标系：一维坐标系：一维坐标系：一维坐标系：0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91010-1-1-2-2-3-3-4-4-5-5-6-6-7-7-8-8-9-9x/x/mmA AB BxA=_ xB=_ 4m4m7m7m比较比较比较比较 x xA A 与与与与 x xB B 大小？大小？大小？大小？例例6在桌面处竖向上抛出一在桌面处竖向上抛出一个小球，上升到个小球，上升到3m处到达最高处到达最高点后落回地面，已知桌面离地点后落回地面，已知桌面离地面的高度为面的高度为1.5m试完成下列试完成下列表格：

15、表格：(向上为正方向向上为正方向)小球位置小球位置小球位置小球位置原点原点原点原点坐坐坐坐标标标标地面地面地面地面坐坐坐坐标标标标最高最高最高最高点坐点坐点坐点坐标标标标图图图图中中中中A A点点点点图图图图中中中中B B点点点点以桌面以桌面以桌面以桌面为为为为原原原原点点点点 x/x/mm以地面以地面以地面以地面为为为为原原原原点点点点 x/x/mm4.54.50 00 03 31 1-0.5-0.5-1.5-1.50 01 12.52.52.2.二维坐标系二维坐标系二维坐标系二维坐标系利用二维坐标系可以描述质点在平面内的位置利用二维坐标系可以描述质点在平面内的位置还可以在二维平面内画出质点

16、的运动轨迹还可以在二维平面内画出质点的运动轨迹A AB B3.3.三维坐标系三维坐标系三维坐标系三维坐标系x x/mmz z/mmy y/mmo o A AzxyA A 点的空间坐标表示形式：点的空间坐标表示形式：点的空间坐标表示形式：点的空间坐标表示形式：A A(x x，y y，z z）v科学漫步：全球卫星定位系全球卫星定位系统统在在地球上看到的经纬地球上看到的经纬线，实际上就是在地线，实际上就是在地球表面建立的坐标系，球表面建立的坐标系，地面上任一点的位置地面上任一点的位置地可以用这点的坐标地可以用这点的坐标表示表示空间物体的准确定位空间物体的准确定位:GPS系统简介系统简介GPSGPS定

17、位器处于我国哪个城市定位器处于我国哪个城市定位器处于我国哪个城市定位器处于我国哪个城市?从显示器中还能获得哪些信息从显示器中还能获得哪些信息从显示器中还能获得哪些信息从显示器中还能获得哪些信息?3、一根长、一根长0.8米的一杆竖直放置，今有米的一杆竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点点A向下滑动，取杆的下端向下滑动，取杆的下端O为坐标为坐标原点，取向下为正方向，图中原点，取向下为正方向，图中A、B两点的坐标各是多少？环从两点的坐标各是多少？环从A到到B的的过程中，位置变化了多少？过程中，位置变化了多少？本课小结本课小结一、机械运动：一、机械运动：物体

18、的空间位置随时物体的空间位置随时间的变化，它是自然界最简间的变化，它是自然界最简单最基本的运动形式。单最基本的运动形式。在物理学中，研究物体做机械在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫力学运动的分支叫力学二、参考系：要描述一个物体的运动，二、参考系：要描述一个物体的运动，首先要选定其它物体做参考，观察物体首先要选定其它物体做参考，观察物体相对于选定的其它物体的位置是否变化相对于选定的其它物体的位置是否变化以及怎样变化，这种用来做参考的物体以及怎样变化，这种用来做参考的物体叫参考系。叫参考系。三、质点三、质点1 1、定义：用来代替物体的有质量、定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。的点叫质点。2

19、 2、质点的概念是一种科学的抽象，、质点的概念是一种科学的抽象，是一种理想化的模型是一种理想化的模型。3 3、将物体看作质点的条件：物体、将物体看作质点的条件：物体的大小和形状在研究问题时可以的大小和形状在研究问题时可以忽略不计忽略不计四、坐标系四、坐标系为为了了定定量量地地描描述述物物体体的的位位置置及及位位置置的的变变化化，需需要要在在参参考系上建立适当地坐标系。考系上建立适当地坐标系。如如果果物物体体沿沿直直线线运运动动，在在直直线线上上规规定定原原点点、正正方方向向和和单单位长度，建立直线坐标系。位长度，建立直线坐标系。练练习习：描描述述物物体体地地运运动动，必必须须选选择择参参考考系

20、系，关关于于参考系，下列说法中正确地是（参考系，下列说法中正确地是（）A、早晨太阳从东方升起，参考系是地面早晨太阳从东方升起，参考系是地面B、地球绕太阳近似做圆周运动，参考系是太阳地球绕太阳近似做圆周运动，参考系是太阳C、研究地面上物体的运动只能取地面为参考系研究地面上物体的运动只能取地面为参考系D D、在不同参考系中描述物体的运动，运动情况在不同参考系中描述物体的运动，运动情况一定相同一定相同 AB第一次世界大战期间的一次空战中，一个法第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员在国飞行员在2000米高的空中飞行，忽然发现米高的空中飞行，忽然发现脸旁好象有东西，他以为是昆虫，伸手轻松脸旁好象有东西，他以为是昆虫，伸手轻松的把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身的把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗，他抓住的不是别的，是一颗子弹。你冷汗，他抓住的不是别的，是一颗子弹。你认为这个资料是否真实？说出理由认为这个资料是否真实？说出理由受受类似现象的启示，人们实现了飞机在空中类似现象的启示，人们实现了飞机在空中加油，实现了在太空中飞船与空间站的对接加油，实现了在太空中飞船与空间站的对接