1质点参考系和坐标系

一、质点 参考系和坐标系,第一章 运动的描述,在我们周围可以看到各种各样的运动：,野鸭在飞翔,火箭飞向太空,乌龟在跑,地球在转动,一切物体都在运动着,运动是绝对的,不了解运动就不了解自然 亚里士多德,物体的空间位置随时间的变化，叫机械运动。,分类：平动：各点运动情况相同转动：各点运动情况不同,问题：该如何描述物体的运动呢？ 诗人用“气势磅礴”的词语描述大河中的水流，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。,作为未来科学家的你能准确描述下列物体的运动吗？,小汽车的运动,试一试,抛出的木棒在空中的运动,在描述上述物体运动时，我们遇到了哪些困难和麻烦，这个困难和麻烦是由于什么原因造成的？,车箱的颤动我们考虑吗？,我们是否要考虑飞机本身大小形状？,我们已经很自然的忽略某些次要因素（如形状、大小），只关心主要的方面。,例：飞机以某速度从南京飞向北京, 火车在南京与上海之间的运行,定义：用来代替物体的有质量的点。,质点是理想化的“物理模型”之一。,质点，是实际物体的一种近似。它抓住了事物的主要因素，忽略了次要因素，是对客观复杂事物近似的理性的反映。这是物理学中常用的一种重要的研究方法。,提问:当我们研究地球公转的规律时能把地球看成质点吗,如果研究其自转,考查地球上各点的运动,还可以把地球看作一个点吗？,研究火车从南京开往上海的时间，能否把火车看作“质点”？,研究火车过桥的时间，能否把火车看作“质点”？,刘翔在110米栏赛中,1.现若要研究他的平均速度时是否可以把他看作质点?,2.若要研究他最后冲刺时的挺身动作,又是否能把他看作质点?,这样说对吗？1.大物体不能当作质点，小物体才能当作质点？2.某物体在情况A中能看作质点，那它在情况B中也一定能看作质点,（3）物体看作质点的条件 物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,感悟“质点”概念,1.下列情况中的物体不能看作质点的是（ ）,A、绕太阳运转的地球B、研究飞行中螺旋桨转动情况的直升机C、计算从北京开往汕头运行时间的火车D、计算通过路口所用时间的火车,BD,2.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,观察,物体的运动是相对的运动的相对性 描述运动要寻找参考物体,2 参考系（reference frame）,为描述物体的运动而选用来做参考的另外物体称为参考系。,观察,思考：同样的物体，运动为何会不同？,2 参考系（reference frame）,（1）描述物体的运动可以选择任意一个参考系，为了简便，一般选择地面为参考系（任意性）（2）同一物体对于不同的参考系，运动往往是不同的。（差异性）（3）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。（统一性）,1、关于参考系的选取，下列说法正确的是（ ）A、参考系必须选取静止不动的物体 B、参考系必须是和地面联系在一起的C、在空中运动的物体不能作为参考系 D、任何物体都可以作为参考系,D,2、第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000米的高空飞行时，发现旁边有一个小东西，他以为是一只小飞虫，敏捷地把它抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓住子弹的原因是（ ）A、飞行员反应快 B、子弹相对飞行员是静止的 C、子弹已经飞行的没劲了 D、飞行员有手劲,B,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,我们所说的“日出东方，夕阳西下”是以 . 作为参考系的，“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”第一句以 为参考系，第二句是以 为参考系。,4. 甲乙丙三人各乘一电梯，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，丙看到乙匀速下降，甲看到丙匀速上升，则甲乙丙相对于地球的运动情况可能是（ ）A.甲和乙匀速下降，且v乙v甲，丙静止 B.甲和乙匀速下降，且v乙v甲，丙匀速上升C.甲和乙匀速下降，且v乙v甲，丙匀速下降 D.甲匀速下降，乙匀速上升，丙静止不动,如何确定物体的位置？,若物体只在一条直线上运动，如何描述位置及位置变化？若在某平面（操场）上呢？,笛卡儿发明坐标系,三、 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。,1、坐标系建立的作用,2、坐标系的构成要素： 原点、正方向、标度、物理量、单位,说一说 对于在平面上运动的物体，例如冰场上的花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？,二维(直角)坐标系,坐标系的种类,直线坐标系（一维）,平面直角坐标系（二维）,空间三维坐标系,科学漫步 全球卫星定位系统（GPS）,手持式GPS定位器,此 GPS 定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？,GPS：全球定位系统 ( 授时与测距导航系统-全球定位系统) 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”飞船登月、航天飞机升空，同列为20世纪“三大航天工程”。,车载GPS定位系统1,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,定位仪中所示位置,1.机械运动：物体相对于其他物体的位置变化