高中物理必修一《质点参考系和坐标系》.ppt

质点 参考系和坐标系,姓名 于和平,学号 41306155,人教版 物理 必修一,地球在转动,请同学们看下面这些例子:,地球在转动,树叶在飘落,请同学们看下面这些例子:,地球在转动,树叶在飘落,车辆在行驶,请同学们看下面这些例子:,鸟儿在展翅飞翔,请同学们看下面这些例子:,鸟儿在展翅飞翔,火箭飞向苍穹的太空,请同学们看下面这些例子:,鸟儿在展翅飞翔,火箭飞向苍穹的太空,小朋友在奔跑,请同学们看下面这些例子:,上述六个例子给你共同的感觉是什么?,他们都在动!,上述六个例子给你共同的感觉是什么?,亚里士多德说过：“不了解运动，就不了解自然。” 物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态，称为机械运动。,在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫力学。 霍尔顿说：“无论从逻辑上还是从历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学及其他科学研究的典范力学之于物理学如同骨骼之于人体。”,问题：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，用矫捷如燕描述运动员轻盈的舞姿，画家用汽车后面的几个线条表示风，来描述车辆的飞驰。,科学家怎样描述呢？,问题：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，用矫捷如燕描述运动员轻盈的舞姿，画家用汽车后面的几个线条表示风，来描述车辆的飞驰。,物体的运动,如何描述物体的运动呢？,你能准确描述物体上各部位的位置 随时间的变化吗？ 如果我们研究物体的整体运动呢？ 如何才能比较准确地描述物体的运 动呢？,想一想,谁能准确描述下列物体各点的位置及其随时间的变化呢？ 如：雄鹰在空中翱翔 鱼儿在大海里游泳 足球在绿茵场上飞滚 火车在铁轨上行驶,举个例子,精确描述之难,谁能准确描述下列物体各点位置及其随时间变化呢？ 如：雄鹰在空中翱翔 鱼儿在大海里游泳 足球在绿茵场上飞滚 火车在铁轨上行驶,举个例子,我们怎样来准确地描述物体的运动？ 例: 地球的转动, 火车在轨道上行驶,我们是否要考虑火车自身的运动？,我们怎样来准确地描述物体的运动？ 例: 地球的转动, 火车在轨道上行驶,地球,地球的大小与形状需要考虑吗？,我们是否要考虑火车自身的运动？,我们怎样来准确地描述物体的运动？ 例: 地球的转动, 火车在轨道上行驶,地球,地球的大小与形状需要考虑吗？,小结：在某些情况下，我们可以把物,体简化为一个有质量的点,一. 物体和质点,(1) 质点的概念：在某些情况下，我们可以忽略物体的大小和形状，而突出“物体具有质量”这个要素，把它简化为一个有质量的物质点，这样的点成为质点。 (2) 你是如何理解质点模型的? (3) 实际物体哪些情况下可简化为质点?,想一想:在研究地球自传和公转时，地球可不可以看成质点？,想一想:在研究地球自传和公转时，地球可不可以看成质点？,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.,想一想:在研究地球自传和公转时，地球可不可以看成质点？,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.,研究地球公转时可以忽略地球的大小和形状而把它视为质点,一个物体能否看成质点 是有问题的性质决定的,结论：,1. 研究地球自转时，能否把它视为质点呢？ 2.研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点？ 3.一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海到 北京的运动能否把它简化为一个点？ 4.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？,练习,1. 物体是否在所有的情况下都能看做质点？ 2. 物体看作质点的条件是什么？ 3. 大的物体一定不能看成质点？ 小的物体随时都看成质点吗？,讨论,1. 物体是否在所有的情况下都能看做质点？ 2. 物体看作质点的条件是什么？ 3. 大的物体一定不能看成质点？ 小的物体随时都看成质点吗？,讨论,1.同一物体能否看作质点，要依据问题的具体情况决定。 2.物体看作质点的条件是：物体的形状和大小对所研究的问题影响很小，可以忽略不计时。 3. 物体能否看成质点，与物体本身的大小无关。,解答,(1)物体的各部分的运动情况都相同, 此物体一般可当作质点. (2)物体的形状大小远远小于所研究的距离, 此物可当作质点. (3)物体的自身大小在所研究的问题中不起主要作用.,结论：实际物体在下列三种情况下都可简化为质点:,物理方法根据所研究问题的性质和要求，抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。,物理方法根据所研究问题的性质和要求，抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。 这是一种科学抽象。那以前接触过这样 的物理模型吗？,物理方法根据所研究问题的性质和要求，抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂问题得到简化，这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。 这是一种科学抽象。那以前接触过这样 的物理模型吗？ 光滑的水平面、轻质弹簧。,二. 参考系,1. 什么叫参考系？ 2. 你是如何理解“参考系”的？ 3. 同一个运动，选择的参考系不同？对 这个运动的描述是否相同？ 4. 参考系可以任意选择吗？比较两个物 体的运动是否要选择同一参考系？,看图：,看图：,如何解释静止和运动？,同一个物体，运动会不同？,物体的运动与静止是相对的。 为描述物体的运动，需要另外选 取一个物体作为标准，这个作为标准的物体叫做参考系,结论：,1. 运动的相对性： 描述运动要寻找参考物体,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),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,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。,二. 参考系,找出研究对象和选择的参考系： 1.小小竹排江中流，巍巍青山两岸走。 2.月亮在莲花般的云朵里穿行。 3.两岸青山相对出，孤帆一片日边来。,练习,体会诗境中的相对运动,体会诗境中的相对运动,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。,？提问： 选择不同的参考系观察结果如何？ 你有什么发现？,参考系的选择是任意的，以对运动的描 述简单、方便为原则。 若无特别说明，通常是以地面或相对地面静止的物体为参照系。,？提问： 选择不同的参考系观察结果如何？ 你有什么发现？,如何确定物体的位置,若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？,如何确定物体的位置,若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？, 文字描述方便吗？能精确吗？ 有没有简便又准确的方法？,如何确定物体的位置,若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？, 文字描述方便吗？能精确吗？ 有没有简便又准确的方法？,笛卡儿发明坐标系,如何确定物体的位置,若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？, 文字描述方便吗？能精确吗？ 有没有简便又准确的方法？,区分：定性与定量,平面直角坐标系,立体坐标系,1. 坐标系(coordinate system)建立的作用,三. 坐标系,1. 坐标系(coordinate system)建立的作用 为了定量地描述物体位置变化,三. 坐标系,1. 坐标系(coordinate system)建立的作用 为了定量地描述物体位置变化 2. 坐标系的构成要素：,三. 坐标系,1. 坐标系(coordinate system)建立的作用 为了定量地描述物体位置变化 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,三. 坐标系,单位长度（标度）,原点,正方向,单位,物理量,从A到B位置变化了多少？ 你是如何得到的？,1.如何选择坐标轴？ 2.如何选坐标原点？ 3.如何确定坐标轴上的刻度值？,问题,1.如何选择坐标轴？ 2.如何选坐标原点？ 3.如何确定坐标轴上的刻度值？,问题,对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点画坐标系时，必须