课件设计_赵全城_高中物理_质点 参考系 坐标系.ppt

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1、物理新课标教科版必修一寿光市第五中学主讲教师：赵全城在我们周围可以看到各种各样的运动：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、飞船汽车行驶、江水咆哮、鸟儿飞翔、飞船运行等。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。谁运动？（谁运动？（谁运动？（谁运动？（研究对象研究对象研究对象研究对象）人类的认知规律：运动：运动：由浅入深由浅入深由表及里由表及里 怎样运动？（怎样运动？（怎

2、样运动？（怎样运动？（描述：描述：描述：描述：文字、物理量、图像文字、物理量、图像文字、物理量、图像文字、物理量、图像）为何会运动？为何会运动？为何会运动？为何会运动？（因果分析因果分析因果分析因果分析）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？一、物体的运动 1、运动是_ 的 一切物体都在不停_ 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 海浪的汹涌澎湃精确描述精确描述精确描述精确描述之难之难之难之难一

3、、物体的运动 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我们是否要我们是否要我们是否要我们是否要考虑飞机本考虑飞机本考虑飞机本考虑飞机本身大小？身大小？身大小？身大小？车箱的颤动车箱的颤动车箱的颤动车箱的颤动我们考虑吗我们考虑吗我们考虑吗我们考虑吗？我们已经很自然的我们已经很自然的忽略忽略某些次要因素（如某些次要因素（如形状、大小），形状、大小），只关心只关心主要的方面。主要的方面。2、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 有质量的点点 （2）理想化理想化的“物理模型物理模型”忽略次要因素：形状、

4、大小 突出主要因素：具有质量（本质属性）矛盾的主矛盾的主矛盾的主矛盾的主次方面次方面次方面次方面物体都可以看物体都可以看作质点么？作质点么？（3）物体能否能否看作质点质点是有条件条件的 物体的大小和形状在研究问题时可以忽略不计 几点说明几点说明:1、物理各点的运动情况相同（平动）时，可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。2、物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。3、物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把物体看作质点。4、物体能否看作质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自

5、身体积的大小，质量的多少和运动速度的大小无关。5、一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质，即使同一个物体在研究问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况下不可以看作质点。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，它具有、不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，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；几何中的点没有质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，而且应该绝对的小。量，仅表示位置，而且应该绝对的小。思维体

6、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？二、参考系1、运动的相对性：描述运动要寻找参考物体2、参考系（reference frame）（1）选择的任意性（一般选择地球和相对于地球静止的物体）（2）对不同参考系，运动可能不同注意：比较两个物体的运动情况，必须选择同一个参考系才有意义。飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东。体会诗境中的相对体会诗境中的相对运动运动思考：我们曾说过运动是绝对的，现在又说运动是相对的，矛盾么？实际上这两种说 法并不矛盾，而是在不同的范畴谈论不同 的问题。从哲学的角度看，运动和物质是不可分割 的，运动是物质存在的形式。世

7、界上一切 物质都是处于永恒的运动状态之中，除了 运动着的物质之外，自然界中也就不存在 任何东西了。宇宙间的任何物体都在永不 停息地运动着。所以，在哲学上谈物质存 在的形式时，说运动是绝对的。这里所说 的运动，包括一切变化，而不仅局限于位 置的变化，这就是运动的绝对性的含义。在物理学中，描述每个具体物体的机械运 动情况时，首先都要选定一个参照物（参 照系）。描述同一个物体的运动，会因为 所选择的参照物不同，而得出不同的结论。运动的相对性是就这一事实而说的。概括起来说，运动的绝对性，是哲学上就 物质存在形式而言的；运动的相对性，是 物理学中从描述机械运动的角度来说的。1、参考系：在描述一个物体的运

8、动时，选来作为标准的另外的物体叫做参考系参考系。2、运动具有相对性：选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，其观察结果会有不同。3、比较两个物体的运动情况，只有选择同一参考系，比较才有意义。4、在没有特别指明参考系时，通常是以地面为参考系。5、描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，但具体选取时应使对物体运动的描述尽量简洁、方便。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 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 置寻找有用信息：寻

9、找有用信息：经度与纬度（大地坐标系）如何在地面定物体位置？1、坐标系（coordinate system）建立的作用2、坐标系的构成要素：原点、正方向、标度、物理量、单位 三、坐标系从A到B位置变化了多少？你是如何得到的？说一说 对于在平面上运动的物体，例对于在平面上运动的物体，例如冰场上的花样滑冰运动员，要描如冰场上的花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为应该怎样建述他们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？立坐标系？1 1、描描述述直直线线运运动动的的物物体体的的位位置置变变化化，可可以以建立建立一维直线一维直线坐标系坐标系2 2、描描述述平平面面上上运运动动的的物物体体的的位位置置变变化化

10、，可可以建立以建立二维平面二维平面直角坐标系直角坐标系3 3、描述立体、描述立体空间空间内运动的物体的位置变化，内运动的物体的位置变化，可以建立可以建立三维立体三维立体空间坐标系空间坐标系 生活中的物理GPS：全球定位系统(授时与测距导航系统-全球定位系统navigation system timing and rangingglobal positioning system)全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船

11、登月、航天飞机升空，同列为20世纪“三大航天工程”。生活中的物理GPS：全球定位系统(授时与测距导航系统-全球定位系统navigation system timing and rangingglobal positioning system)GPS系统包括三大部分：（1）GPS卫星（空间部分）（2）地面支撑系统（地面监控部分）（3）GPS接收机（用户部分）生活中的物理定位仪中所示位置BDS：北斗卫星导航系统(中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）)BDS系统包括三大部分：（1）BDS卫星（空间段）（2）地面支撑系统（地面段）（3）B

12、DS接收机（用户段）生活中的物理四大卫星导航系统中国北斗卫星导航系统（BDS）美国GPS俄罗斯GLONASS欧盟GALILEO典型例题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H.测量子弹船过一张薄纸的时间。ACFGACFG2、描述物体地运动，必须选择参考系，关于参考系，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（B）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（D）在不同参考系中描述物体的运动，简繁程度会不 同 ABD3、一根长0.8米的一杆竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，取杆的下端O为坐标原点，取向下为正方向，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中，位置变化了多少？小结小结质点：用来代替物体的有质量的点。参考系：为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的物体或物体系。坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。