1.1质点参考系坐标系

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章,运动的描述,质点 参考系和坐标系,如何描述运动,?,诗人,:,画家,:,身轻如燕,气势磅礴,科学家呢,？,、,机械运动,机械运动：物体的空间位置随时间的变化叫,机械运动，简称运动,他们都在动,!,在实际生活中，机械运动一般都比较复杂，那么，我们研究机械运动时，可以将问题简化吗？,2003,年月,10,月,15,日, “,神舟”五号发射升空,据报道“神舟”五号飞船载人舱长,7.4m,直径,2.8m,用长,58m,重,480t,长征”,2,号”火箭发射,升空后,显示在指挥部荧光屏上的只是,一个光点,.,科学家研究它在空中的位置,离地的高度,飞行的速度,运动的轨道等问题时,需要考虑到它的大小和形状吗,?,视频,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，可以用一个小点代替这个,“,庞大,”,的飞机,因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计,新知探究,质点（理想化方法）,要了解自然就要了解运动。而运动，指的是物体的运动，是针对物体而言的,自然界的物体是有一定大小，一定的体积的，有的体积还很大，比如地球，有的很小，但物体再小也有一定的大小,一定的体积。虽然实际的物体是有一定的大小，一定的体积，但在某些时候我们可以不去考虑它的大小而把物体看成,(,视为,),一个没有体积，没有大小的东东,一个没有体积，没有大小的东东是什么呢,点,在研究物体运动时有时不必考虑物体的体积和大小而把物体视为一个有质量的点，这样的点在物理学上叫,质点,问题一,:,地球可不可以看成质点,.,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,.,可看成质点,.,问题导航,问题一,:,地球可不可以看成质点,.,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,.,可看成质点,.,研究地球自转时，地球本身的大小和形状不可忽略,.,不能看成质点,.,问题导航,问题二,:,乒乓球可不可以看成质点？,问题导航,1.,研究乒乓球的运动轨迹时,;,物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关,2.,在研究上旋球或下旋球对接球的影响时；,3.,老师在楼上观看王法同学在操场上做操,:,A.,他站在第二行第二个,; B.,老师正观赏他做操的动作好认看哟,A,B,两种情况下王法同学能否视为质点,?,答：,A,情况中可视质点，,B,不能,2,质点是一种科学抽象，一种理想化的模型，实际并不存在。,质点小结,:,1.,不考虑物体的形状和大小,只把它简化成一个有质量的点,称为质点,3,、在什么情况下可以把物体看成一个质点：,（,1,）当研究的物体的大小、形状对所研究问题的影响可忽略不计时，物体可简化为质点，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。,（,2,）一个物体有时可当质点，有时可不当质点。一个物体能否视为质点是由问题的性质来决定的。,1,、下列关于质点的说法中，正确的是（ ）,A,、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,C,、物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看成质点,D,、只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看成质点,C,跟踪导练,2,、下列情况不能看成质点的是（ ）,A,、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道,B,、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况,C,、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间,D,、计算火车通过路口所用的时间,BD,跟踪导练,观察下面两图,回答问题,?, 如何解释小孩的,静止？,同样的物体，运动会不同？,乙,甲,甲同学和乙同学第一次乘火车，他们坐在火车站的未开动火车上。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！,”,乙同学盯着车窗外的柱子说：,“,你看错了，我们的车还没开动。,”,你认为甲乙同学的说法谁对谁错？,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被选做参考的物体。,（即假定不动的物体，初中,所学参照物是通俗说法，但本质相同）,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。,2,、参考系的选取：,（,1,）可以任意选取；,（,2,）应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则；,（,3,）常选择地面或相对地面静止的物体为参考系；,（,4,）参考系的选取不同，对物体运动的描述可能不同；,（,5,）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义；,（,6,）运动和静止都是相对于参考系的；,注意,：,以后凡是说到运动，都应该首先选择参考系，常默认为地面或相对地面静止的物体为参考系。,从水平匀速飞行的飞机上投出的炸弹，以飞机为参考系和以地面为参考系各做什么运动？,看飞机投弹动画,问题思考,1,、电影,闪闪的红星,中有两句歌词：,“,小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。,”,这其中分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为参考系的？,河岸、竹排,小组讨论,第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在,2 000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。,小组讨论,(1),子弹飞得那么快,(,一般为几百米每秒,),，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,“,空中加油,”,和,“,空中对接,”,应满足的基本条件是什么,?,一汽车沿东西方向的平直公路行驶,车站就在公路边上,汽车在车站以东,2km,处开始运动,5,分钟后在车站以东,3km,处,20,分钟后又在车站以西,1km,处,如何确定汽车的位置变化,?,东,车站,文字描述方便吗？能精确吗？,有没有简便又准确的方法？,- 2 - 1 0 1 2 3 4,x/km,A,B,C,初位置,x,A,=2km,5,分钟时的位置,x,B,=3km,20,分钟时的位置,x,C,=-1km,规定车站的位置为坐标原点,向东方向为正方向,单位长度为,1km.,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。,三、坐标系,如果物体沿直线运动，可以以这条直线为,x,轴，在直线上规定,原点,，,正方向,和,单位长度,，建立直线坐标系。,X,O,5m,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,问题,：,一质点在,x,轴上运动,分别运动至,A,B,C,D,E,F,位置,位置,A,B,C,D,E,F,X/m,(1),请在表中填入质点运动到各个位置的坐标值,(2),哪两个位置相距最远,?,有多远,?,x/m,-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3,4 5 6 7,E C D A F B,0 5 -4 -1 -7 1,o,x/m,y/m,1 2 3 4 5,1,2,3,4,平面坐标系,(,二维坐标系,),二维坐标,（平面直角坐标系）,描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置。,A,x,y,O,2,2,喷水抛物线,x,1,y,1,y,o,x,本节主要内容,一、质点,（,1,）定义：用来代替物体的有质量的点。,（,2,）将物体看成质点的条件：物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点平动的物体可以视为质点,二、参考系,（,1,）定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体叫参考系,（,2,）物体的运动都是相对参考系而言的，这是运动的相对性同一物体，选取不同的参考系，其运动情况可能不同。,（,3,）参考系的选择是任意的，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系,三、坐标系,（,1,）定义：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,（,2,）,一维坐标系：,选某一位置为坐标原点，以某个方向为正方向，选择适当的标度建立一个坐标轴，就构成了一维坐标系,二维坐标系：,由两个互相垂直的坐标轴组成，又称为平面直角坐标系,三维直角坐标系：,由三个互相垂直的坐标轴组成，又称为立体直角坐标系,下一页,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。,ACFG,练习,3,。,公路上向左匀速行驶的汽车经过一棵果树附近时，恰有一个果子从树上自由落下，如图所示，则地面上的观察者看到的果子的运动轨迹是,，车中人以车为参考看到的果子的运动轨迹是,(,填,“,直线,”,或,“,曲线,”,),。,。,练习,4,：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，如图所示，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：,坐标原点的设置,出发点的坐标,最高点的坐标,落地点的坐标,以地面为原点,以抛出点为原点,5m,3m,3m 8m 0,0 5m -3m,