1质点参考系和坐标系

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汽车在公路上奔驰，我们怎样描述汽车的运动呢？汽车在公路上奔驰，我们怎样描述汽车的运动呢？科学家是如科学家是如何描述飞船何描述飞船的运动的呢的运动的呢？我们需要首先引入我们需要首先引入描述运动的一些基描述运动的一些基本概念，进而研究本概念，进而研究物体的运动。物体的运动。1.1.理解质点的概念，能明确物体在什么情况下理解质点的概念，能明确物体在什么情况下可以看作质点。可以看作质点。（重点）（重点）2.2.知道参考系的概念，选取参考系时，要考虑知道参考系的概念，选取参考系时，要考虑到使运动的描述尽可能简单。到使运动的描述尽可能简单。3.3.知道坐标系的概念，能够用坐标系描述物体知道坐标系的概念，能够用坐标系描述物体的位置和位置的变化。的位置和位置的变化。一、物体和质点一、物体和质点要描述鸽子身上各点的位置随时间变化的规律是件要描述鸽子身上各点的位置随时间变化的规律是件不容易的事，困难在哪里？不容易的事，困难在哪里？如果只研究鸽子从家里到目的地飞行的快慢，需要如果只研究鸽子从家里到目的地飞行的快慢，需要知道鸽子身上各部分的运动吗？知道鸽子身上各部分的运动吗？结论：结论：如果仅仅研究鸽子整个飞行过程的运动情况，如果仅仅研究鸽子整个飞行过程的运动情况，我们可以忽略鸽子的形状和大小而把鸽子看成只有我们可以忽略鸽子的形状和大小而把鸽子看成只有质量而没有形状和大小的质量而没有形状和大小的“点点”。研究飞机在空中的位置、离地面的高度、飞行的速研究飞机在空中的位置、离地面的高度、飞行的速度等问题时，能否把飞机看成有质量的点？度等问题时，能否把飞机看成有质量的点？【问题思考问题思考】研究火车通过大桥的时间时，能忽略火车的形状和研究火车通过大桥的时间时，能忽略火车的形状和大小吗？大小吗？研究地球公转时，可以把地球视为有质量的点吗？研究地球公转时，可以把地球视为有质量的点吗？研究地球自转时，能不考虑地球的形状和大小吗？研究地球自转时，能不考虑地球的形状和大小吗？1.1.质点的概念：质点的概念：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。其特点是无大小、无形状、无体积、有质量。其特点是无大小、无形状、无体积、有质量。质点是一种理想化的质点是一种理想化的物理模型：突出问题物理模型：突出问题的主要方面而忽略了的主要方面而忽略了次要因素。次要因素。是不是很小的物体才能看成质点，很大的物体不能看是不是很小的物体才能看成质点，很大的物体不能看成质点？成质点？结论：物体本身的尺寸大小不是能否看作质点的标准，结论：物体本身的尺寸大小不是能否看作质点的标准，物体能否看作质点是由所研究的问题决定的。物体能否看作质点是由所研究的问题决定的。2 2.物体可以看作质点的条件：物体可以看作质点的条件：当物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不当物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，就可以将物体作为质点处理。计时，就可以将物体作为质点处理。【小组讨论小组讨论】下列关于质点的说法中，正确的是下列关于质点的说法中，正确的是()()A.A.质点就是体积很小的物体质点就是体积很小的物体B.B.只有做直线运动的物体才能看成质点只有做直线运动的物体才能看成质点C.C.任何物体在一定的条件下都可以看成质点任何物体在一定的条件下都可以看成质点D.D.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计时，就可以看的问题没有影响或影响可以忽略不计时，就可以看成质点成质点CDCD【例题例题】思考：物理中的思考：物理中的“质点质点”和几何中的点有哪些异同？和几何中的点有哪些异同？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。不同点：质点是实际物体的抽象表示，它具有一定的不同点：质点是实际物体的抽象表示，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一个相物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一个相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对得小。而且应该绝对得小。二、参考系二、参考系从匀速飞行的飞机上投出炸弹，飞机上的观察者和地从匀速飞行的飞机上投出炸弹，飞机上的观察者和地面上的人所看到的炸弹的运动情况一样吗？为什么？面上的人所看到的炸弹的运动情况一样吗？为什么？【问题思考问题思考】1.1.定义：在描述一个物体的运动时定义：在描述一个物体的运动时,被选作参考的被选作参考的另外的物体另外的物体,叫做参考系。叫做参考系。2.选取：选取：参考系的选取是任意的，应以使运动的描参考系的选取是任意的，应以使运动的描述尽可能简单为原则。述尽可能简单为原则。3 3.理解：理解：同一物体，如果选取的参考系不同，运动同一物体，如果选取的参考系不同，运动情况可能不同。情况可能不同。注意：以后凡是说到运动，都应该首先选取参考系，注意：以后凡是说到运动，都应该首先选取参考系，常常选地面或相对地面静止的物体为参考系。常常选地面或相对地面静止的物体为参考系。汽车沿直线运动，怎样汽车沿直线运动，怎样定量定量地地描述它的位置变化呢？描述它的位置变化呢？可以利用我们已有的数学知识，建立直线坐标系。可以利用我们已有的数学知识，建立直线坐标系。坐标系的三要素：坐标系的三要素：原点、正方向、单位长度原点、正方向、单位长度。三、坐标系三、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，可可以以建建立立一一维直线坐标系。维直线坐标系。一维坐标表示：一维坐标表示：x xx/mx/m0 01 12 23 3-1-1如果物体（如滑冰运动员）在平面上运动，我们如果物体（如滑冰运动员）在平面上运动，我们应如何建立坐标系？应如何建立坐标系？如果物体在空间里运动呢？如果物体在空间里运动呢？描述平面上运动的物体的描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维位置变化，可以建立二维平面直角坐标系。平面直角坐标系。二维坐标表示二维坐标表示（x,yx,y）描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系。建立三维立体空间坐标系。三维坐标表示三维坐标表示（x,y,zx,y,z）y/my/m1 10 02 2-2-2-1-1-1-1-2-22 21 1x/mx/m参考系参考系:坐标系坐标系质点质点定义：定义：看作质点的条件：看作质点的条件：意义：是一种理想化的物理模型意义：是一种理想化的物理模型用来代替物体的有质量的点用来代替物体的有质量的点物体的大小和形状对所研物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计究问题的影响可忽略不计在描述一个物体的运动时，被选作参考的另外在描述一个物体的运动时，被选作参考的另外的物体的物体1.1.下列关于质点的说法中，正确的是下列关于质点的说法中，正确的是()()A.A.研究细胞的结构时研究细胞的结构时,因为细胞很小所以可以看作质点因为细胞很小所以可以看作质点B.B.研究地球的公转时，因为地球很大所以不能看作质研究地球的公转时，因为地球很大所以不能看作质点点C.C.研究火车从北京到石家庄需要的时间时可以把火车研究火车从北京到石家庄需要的时间时可以把火车看作质点看作质点D.D.研究车轮的转动时可以把车轮看作质点研究车轮的转动时可以把车轮看作质点C C2.2.以下说法正确的是以下说法正确的是()()A.A.参考系就是不动的物体参考系就是不动的物体B.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.C.不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的运动的D.D.同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果观察结果CDCDC C3.3.研究下列物体的运动时，能被看作质点的是研究下列物体的运动时，能被看作质点的是()()A.A.自由体操运动员在空中翻滚的动作自由体操运动员在空中翻滚的动作B.B.砂轮的转动情况砂轮的转动情况C.C.顺水漂流的小船，它漂流顺水漂流的小船，它漂流10 km10 km所用的时间所用的时间D.D.篮球运动员的投篮姿势篮球运动员的投篮姿势4.4.描述物体的运动，必须选择参考系，关于参考系，描述物体的运动，必须选择参考系，关于参考系，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()()A.A.比较两个物体运动的快慢选取的参考系必须是一样的比较两个物体运动的快慢选取的参考系必须是一样的B.B.研究物体的运动时，选择任意物体做参考系，其运动研究物体的运动时，选择任意物体做参考系，其运动的描述都是一样的的描述都是一样的C.C.“飞流直下三千尺，疑是银河落九天飞流直下三千尺，疑是银河落九天”一定是以地面一定是以地面为参考系为参考系D.D.选择地面或者选择相对地面静止的物体为参考系研究选择地面或者选择相对地面静止的物体为参考系研究结果将不同结果将不同 A A不要被不重要的人或事过多打扰，因为不要被不重要的人或事过多打扰，因为“成功的秘诀就是抓住目标不放成功的秘诀就是抓住目标不放”。