高一物理质点、参考系和坐标系.ppt

1质点参考系和坐标系,第一章运动的描述,为了理解现象，首要条件是引入适当的概念，我们才能真正知道观察到了什么。”海森保,不了解运动，就不了解自然。,自然界中的运动，形式多样，复杂而又多变。大到天体的运动，小到微观粒子的运动，还有与人类密切相关的自然界的运动以及我们生产、生活中人体的运动、交通工具的运动等等。,小鸟在空中飞翔飞机在空中划过卫星在宇宙中运行宇航员杨利伟在宇航舱中给地球拍照汽车在公路飞驰轮船在海水中搏击海浪江水咆哮着奔向远方,物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单的、最基本的运动形态。,机械运动：,1.1机械运动,事实上物体的运动都是很复杂的。“我们要了解自然规律，应该先分析最简单的情况。”那怎样描述物体的运动呢？,“白鸽”传书,常州-北京T110次火车（里程1298km，旅时11h26min）,困难在于任何物体都有一定的形状和大小。,1.1机械运动,下面我们通过下面的案例来探究这个问题,2、那么我们可以这样做吗？如果可以，应该有什么样的条件？,1、如果我们仅仅研究“白鸽”的飞行情况、火车整体的运动情况，我们是否可以忽略物体的形状和大小而把物体看成只有质量而没有形状和大小的“点”呢？,问题：,1.1机械运动,1、如果只研究地球整体的运动轨迹，地球的运动轨迹与地球上某一点A是否有关系？是否可以当作一个点来进行简单化处理呢？,2、如果只研究地球上某一点A的运动情况，是否可也以当作一个点来进行简单化处理呢？,1.2物体与质点,1、质点：把实际物体简化为一个有质量的点。物理学中，在某些情况下，我们忽略物体的大小和形状，突出“物体具有质量”这一要素。不可错误地认为很小的物体就可视为质点。2、质点是一种科学抽象，是一种物理化的理想模型，这也是物理常用的一种研究方法-忽略次要因素，突出主要因素。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略计时，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，有时不可当质点。一个物体能否视为质点是由问题的性质来决定的。,1.2物体与质点,课堂练习1、下列关于质点的说法正确的是（）A、质点是一个理想化模型，实际并不存在B、因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别C、凡轻小的物体，都可看作质点D、如果物体的大小和形状对所研究的问题属于无关或次要因素，就可以把物体看作质点。,AD,1.2物体与质点,2、研究下列运动时，可以把物体看作质点的是（）A、做精彩表演的花样滑冰运动员B、参加马拉松比赛的运动员C、研究飞出枪口的子弹运动轨迹时的子弹D、研究绕地球运动一周所用时间的航天飞机,BCD,1.2物体与质点,甲同学和乙同学第一次乘火车，他们坐在火车站的火车上。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？,1.3参考系,1、参考系：为了确定物体的位置和描述物体运动而被选作参考的物体。（注：初中所学参照物是通俗说法，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。,1.3参考系,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；（7）运动是绝对的，静止是相对的。,1.3参考系,以后凡是说到运动，都应该首先选择参考系，默认为地面或相对地面静止的物体。,课堂练习1、以下说法正确的是（）A、参考系就是不动的物体B、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系C、不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的D、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果,CD,1.3参考系,分析教材图1.1-4,2、甲、乙、丙三架电梯，甲中乘客看到一座高楼在向下运动，乙中乘客看到甲在向下运动，丙中乘客看到甲、乙都在向上运动，这三架电梯的运动情况可能有那些？,答：以地面为参考系，甲是向上运动的；而乙也是向上运动的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上运动，但丙的速度比甲、乙都小；丙也可能向下运动；丙还有可能静止。,1.3参考系,第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在2000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。(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？,1.3参考系,（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?,问题：如果一个可以看做质点的物体沿直线运动，怎样定量描述物体的位置变化呢？,1.4坐标系,要定量描述物体的位置，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：原点、正方向、单位长度,讨论：（1）如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？（2）如果物体在空间里运动呢？,1.4坐标系,1、描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系一维坐标表示：x,2、描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系二维坐标表示（x,y）,3、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坐标表示（x,y,z）,想一想，做一做,一质点在X轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：,1、请在x轴上标出质点在各时刻的位置。,2、哪个时刻离坐标原点最远？有多远？,1.4坐标系,一、质点1、质点：把物体简化为一个有质量的点。2、物体简化为质点的条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时。3.质点