第一节：质点、参考系、坐标系829.ppt

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1、第一章第一章 运动的描述运动的描述 1.1 质点质点 参考系和坐标系参考系和坐标系一、机械运动:定义：物体的空间位置随时间变化的运动物体的空间位置随时间变化的运动（自然界最简单最基本的运动形式）。（自然界最简单最基本的运动形式）。类型：1、平动、转动、振动、平动、转动、振动 2直线运动、曲线运动、匀速运动、直线运动、曲线运动、匀速运动、变速运动；匀速直线、匀速曲线；变速运动；匀速直线、匀速曲线；变速直线、变速曲线。变速直线、变速曲线。分子的运动是机械运动吗？分子的运动是机械运动吗？他们都在动他们都在动!谁能准确描述下列物体的运动？谁能准确描述下列物体的运动？如：雄鹰在空中翱翔如：雄鹰在空中翱翔

2、 足球的飞滚足球的飞滚 树叶、纸张的飘落树叶、纸张的飘落 一列飞驰的火车一列飞驰的火车物理学中对于研究运动问题，需要考虑下列问题：物理学中对于研究运动问题，需要考虑下列问题：1、研究对象？2、参考物？3、位置？4、位置怎样变？二、质点二、质点:定义：定义：用来代替物体的有质量的点。用来代替物体的有质量的点。质点的物理意义:质点就是一种理想化质点就是一种理想化 的物理模型，实际上并不存在质点。的物理模型，实际上并不存在质点。把物体看成是质点的条件是什么？把物体看成是质点的条件是什么？思考（一）思考（一）（1）一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从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

3、能否把它简化为一个质点？上海到北京的运动能否把它简化为一个质点？（2）研究火车通过南京长江大桥的运动时，能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？否把它简化为一个质点呢？（3）研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质点呢？个质点呢？（4）研究地球上各处的季节变化时，能否把它研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为一质点呢？视为一质点呢？o研究地球自转时，地球本身的大小和形状研究地球自转时，地球本身的大小和形状不可忽略不可忽略.不能看成质点不能看成质点.思考（二）思考（二）:地球可否看成点？地球可否看成点？o研究地球公转时，地球本身的大小和

4、形研究地球公转时，地球本身的大小和形状是次要因素可忽略，可以看成质点。状是次要因素可忽略，可以看成质点。o是不是大的物体就一定不能看做质是不是大的物体就一定不能看做质点，小的物体就一定能看做质点？点，小的物体就一定能看做质点？研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗？大小和形状吗？大小和形状

5、吗？大小和形状吗？当物体的大小与形状在研究的问题中当物体的大小与形状在研究的问题中 影响很小影响很小,可忽略不计时可忽略不计时,可看成可看成“点点”1 1、研究飞机在空中的位置、离开地面研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，它本身的大小和形状是次要因素可忽略它本身的大小和形状是次要因素可忽略.这这时飞机可看成点时飞机可看成点.2.2、而当我们研究飞机轮胎、而当我们研究飞机轮胎的转动时的转动时,能否把飞机轮胎看成点能否把飞机轮胎看成点?不能不能!因为因为研究飞机轮胎的转动时研究飞机轮胎的转动时,飞飞机轮胎机轮胎的大小与形状在研究

6、的问题中不可的大小与形状在研究的问题中不可忽略忽略.物体被看做质点的条件物体被看做质点的条件1、物体上各点的运动状态相同。2、物体的大小、形状及各部分运动的差异对研究的问题的影响可以忽略不计。3、做转动的物体研究其细微特征时不能看做是质点，当转动引起的差异对问题的影响可以忽略时可看做质点。【例 1】、在 下 列 物 体 的 运 动 中，可 视 作 质 点 的 物 体 有 ()A.从北京开往广州的一列火车B.研究转动的汽车轮胎C.研究绕地球运动时的航天飞机D.表演精彩芭蕾舞演员E.参加一百米跑竞赛的运动员在终点冲刺过程中F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑动的箱子G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间

7、H.测量子弹穿过一张薄纸的时间。ACFGACFG例例2 2 ：20042004年年8 8月月2727日雅典奥运会上，飞人刘翔以日雅典奥运会上，飞人刘翔以1212秒秒9191勇夺勇夺110110米栏世界冠军，中国人第一次站在了这米栏世界冠军，中国人第一次站在了这个项目的冠军领奖台上，伴随着雄壮的国歌，世界各地个项目的冠军领奖台上，伴随着雄壮的国歌，世界各地的华人流下了激动的泪水，下列说法正确的是的华人流下了激动的泪水，下列说法正确的是A A刘翔在终点刘翔在终点冲刺过程中冲刺过程中，可以看做质点，可以看做质点B B教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点 C

8、 C无论研究什么问题，均不能把刘翔看做质点无论研究什么问题，均不能把刘翔看做质点D D是否能将刘翔看做质点，决定于我们所研究的问题是否能将刘翔看做质点，决定于我们所研究的问题 （D D）思考与讨论：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，具有物、不同点：质点是实际物体的抽象，具有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；几体的全部质量，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，而且应该绝何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。对的小。【问问2 2】某个同学坐在草地上，一动不动，毛主某

9、个同学坐在草地上，一动不动，毛主席却说他席却说他“坐地日行八万里坐地日行八万里”！这又是怎么回事！这又是怎么回事？【问问】从北京开往广州的一列火车，有人说从北京开往广州的一列火车，有人说是运动的，有人说是静止的这可能吗？是运动的，有人说是静止的这可能吗？【总结总结】：运动是绝对的，静止是相对的。：运动是绝对的，静止是相对的。自然界的一切物体都处于永恒的运动中自然界的一切物体都处于永恒的运动中,即运动的绝对即运动的绝对性。描述物体的位置及其变化时，又总是相对其它物性。描述物体的位置及其变化时，又总是相对其它物体而言，即运动和静止的相对性体而言，即运动和静止的相对性参考系：描述物体运动时参考系：描

10、述物体运动时,用来作参考用来作参考(假假定为不动定为不动)的另外的物体的另外的物体参考系的选择是任意的参考系的选择是任意的（三）参考系同一运动，如果选取的参考系不同，运动情同一运动，如果选取的参考系不同，运动情况一般不同，请举例说明况一般不同，请举例说明参考系的选择是任意的。参考系的选择是任意的。描述物体是否运动是看相对于参考系的位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；置是否改变，事先假定参考系不动；参考系的选取可以是任意的参考系的选取可以是任意的，选取不同的选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同；同；实际解题应以

11、观测方便和使物体的运动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；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。【例3】、乘客坐在一列火车里，他看见窗外另外一列火车在向正东方向行驶，则（BCD）A.乘客的火车一定向正西方向行驶B.乘客的火车可能向正东方向行驶 C.窗外的火车可能静止 D.两列火车都有可能向正西方向行驶 文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？区分：区分：定性定性与与定量定量笛卡儿发笛卡儿发笛卡儿发笛卡儿发明坐标系明坐标系明坐标系明坐标系如 何 确 定 物 体 的 位 置？四、坐

12、标系定义定义:为了定量地描述物体的位置及位置的变化，而需要在参考系上建立适当的坐标系5m0 0 x x一个坐标系有几个要素呢？一个坐标系有几个要素呢？数字原点单位长度正方向物理量的符号和单位除了上面的直线坐标系，你还除了上面的直线坐标系，你还知道什么其他的坐标系吗？知道什么其他的坐标系吗？3.从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格：坐标点原点的设置坐标点原点的设置出发点的坐标出发点的坐标最高点的坐标最高点的坐标落地点的坐标落地点的坐标以地面为原点 以抛出点为原点 X=3 X=8 X=5 X=0

13、 X=0 X=-3(2)分类：分类：一维坐标系：如果物体在一维空间运动，即一维坐标系：如果物体在一维空间运动，即沿沿一直线运动一直线运动，只需建立直线坐标系，就能准，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置确表达物体的位置(X=a)(X=a)二维坐标系二维坐标系(如直角坐标系如直角坐标系)：如果物体在二：如果物体在二维空间运动，即在某维空间运动，即在某一平面内运动一平面内运动，就需要建，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置立平面直角坐标系来描述物体的位置(x,yx,y)多维坐标系多维坐标系(如三维立体空间坐标系如三维立体空间坐标系)：当物：当物体在体在三维空间运动三维空间运动时，则需要建

14、立三维直角坐时，则需要建立三维直角坐标系来描述物体的位置标系来描述物体的位置(x,y,zx,y,z)【巩固练习巩固练习】：3 3下列说法中与人们的日常习惯相吻合的是下列说法中与人们的日常习惯相吻合的是A A测量三楼内日光灯的高度，选择三楼地板为参考系测量三楼内日光灯的高度，选择三楼地板为参考系 B B测量井的深度，以井底为参考系，井测量井的深度，以井底为参考系，井“深深”为为0 0米米 C C以卡车司机为参考系，卡车总是静止的。以卡车司机为参考系，卡车总是静止的。D D以路边的房屋为参考系判断自己是否运动以路边的房屋为参考系判断自己是否运动 （A A、C C、D D）例例4 4：下列情形中，物

15、体可以简化为质点的是下列情形中，物体可以简化为质点的是A A欣赏杨丽萍优美的舞姿欣赏杨丽萍优美的舞姿 B B测量旋转的铁饼飞出的距离测量旋转的铁饼飞出的距离 C C测量飞驰汽车的行驶距离测量飞驰汽车的行驶距离 D D教练员分析速滑运动员的动作技术教练员分析速滑运动员的动作技术E E研究奥运会乒乓球单打冠军张怡宁打出的乒乓研究奥运会乒乓球单打冠军张怡宁打出的乒乓球的旋转情况球的旋转情况（B B、C C）5：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系，关关于于参参考系，下列说法中正确地是（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

16、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，简繁程度、在不同参考系中描述物体的运动，简繁程度会不同会不同 ABD【例例6】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不不略略不不计，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C