1.1质点 参考系和坐标系.ppt

机械运动 1 物体的空间位置随时间发生变化叫机械运动 简称运动 2 物体相对于其他物体的位置变化叫机械运动 简称运动 更科学更严谨 是自然界中最简单 最基本的运动形态 问题 怎样描述一个物体的运动呢 据报道 神舟飞船载人舱长7 4m 直径2 8m 总长58m 重达480t 升空后 显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点 科学家研究它在空中的位置 离开地面的高度 飞行的速度 运动轨道等问题时 需要考虑它本身的大小和形状吗 我们可以用荧光屏上的小光点代替这个 庞大 的飞船 二 质点 当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小 可忽略不计时 可看成质点 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 它本身的大小和形状是次要因素可忽略 这时飞机可看成质点 质点 用来代替物体的有质量的点 1 特点 A 它没有大小和形状 B 它具有物体的全部的质量 C 它是一种理想化的模型 说明 象质点这样的物体在现实中并不存在 它只是一种理想化的模型 物理学上这种对实际问题的简化 叫科学抽象 2 理解 质点不是实际存在的物体 质点是一个理想的物理模型 质点是实际事物的一种近似反映 是为了研究问题的方便而进行的科学抽象 建立质点概念时抓住了主要因素 忽略了次要因素 突出了事物的主要特征 使问题得到了简化 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 问题二 一个跑步的运动员可不可以看成质点 100米 10000米 由此可见 物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关 3 研究火车通过一座桥梁运动时 能否将火车看做 点 1 物体上各点的运动有差别 但相对于所研究的问题可以忽略时 可看作质点 如 高空翱翔的老鹰 地球的公转 火车运行里程 物体看作质点的条件 2 如果物体上各点的运动情况完全相同 可看作质点 如 平移的粉笔 滑动的木块 3 物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时 不能把物体看作质点 如 研究地球的自转 研究火车过桥的时间 具体情况具体分析 几点说明 1 物理各点的运动情况相同 平动 时 可以看作质点 一般研究物体的转动时不能把物体看作质点 2 物体有转动 但物体的转动不是我们所研究的主要问题时 物体的本身大小和形状已变成了次要因素 物体可以看作质点 3 物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时 不能把物体看作质点 4 物体能否看作质点 取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计 而跟物体自身体积的大小 质量的多少和运动速度的大小无关 借钱 还还是不还 数额胖瘦 5 一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质 即使同一个物体在研究问题不同时 有的情况下可以看作质点 而有的情况下不可以看作质点 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 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 步行 自行车 开车从天安门到学校C 计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间D 计算火车通过铁路桥所用的时间 D 1 参考系 描述物体运动时 用来作参考 假定为不动 的另外的物体 3 参考系的选择是任意的 一般选取地面为参考系 三 参考系 2 同一运动 如果选择的参考系不同 运动情况一般不同 分析 如何解释小孩的静止 同样的物体 运动会不同 选择和利用参考系的原则是什么 描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变 事先假定参考系不动 选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同 参考系的选取可以是任意的 实际解题应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则 通常选取地面为参考系 比较两个物体的运动应选同一参考系 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 诗境中的相对运动 体会 2 电影 中 有一句歌词 小小竹排江中游 巍巍青山两岸走 问 竹排江中游 和 青山两岸走 分别是以什么做为参考系的 1 有一首唐代流传下来的诗词 满眼风波多闪灼 看山恰似走来迎 仔细看山山不动 是船行 作者为什么会有 山迎 船行 这样两种不同的感觉 练习 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 3 在公路上向左匀速运动的汽车 经过一棵果树时 恰有树上一个果子从上面自由落下 下图为运动的轨迹 在地面上观察到的运动轨迹是 车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是 A B C D A D 返回 如何确定物体位置 定性与定量 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 坐标系 坐标系1 直线坐标系 一维空间 单位长度 标度 原点正方向 物理量单位 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 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 坐标系2 平面坐标系 二维空间 y 0 x x1 y1 x1 y1 喷水抛物线 平面直角坐标系 坐标系3 三维直角坐标系 三维空间 y 0 x z 三维坐标系 立体坐标系 手持式GPS 科学漫步 全球卫星定位系统 GPS GPS显示屏信息 车载GPS 放大图 24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上 以12小时的周期环绕地球运行 使得在任意时刻 在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星 由于卫星的位置精确可知 在GPS观测中 我们可得到卫星到接收机的距离 利用三维坐标中的距离公式 利用3颗卫星 就可以组成3个方程式 解出观测点的位置 X Y Z 考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差 实际上有4个未知数 X Y Z和钟差 因而需要引入第4颗卫星 形成4个方程式进行求解 从而得到观测点的经纬度和高程 练习 A点坐标XA 3m X m O 1 如图所示 汽车沿X轴做直线运动 从A点运动到B点 由图判断A点坐标 B点坐标和走过的路程 1 1 2 3 4 2 3 4 A B B点坐标XB 2m 走过的路程 B m 2 在平直公路上行驶的汽车内 一乘客以自己的车为参考系向车外观察 他看到的下述现象中肯定错误的是 A 与汽车同向行驶的自行车 车轮向前转动 但自行车向后行驶B 公路两旁的树因为有根扎在地里 所以是不动的C 有一辆同向同速的汽车总在自己的车旁不动D 路旁边的房屋是向后运动的 B 3 甲物体以乙物体为参考系是静止的 甲物体以丙物体为参考系是运动的