高中物理课件质点参考系和坐标系

第一章运动的描述 物理学家海森堡说 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 第一节 质点参考系和坐标系 一 物体和质点 质点 用来代替物体的有质量的点 为什么要引入质点的概念 质点是一种科学的抽象 在物理学中 突出问题的主要方面 忽略次要因素 建立理想化的 物理模型 并将其作为研究对象 是经常采用的一种科学研究方法 质点就是这种物理模型之一 什么样的物体可以看作质点 讨论与交流 1 地球是一个庞然大物 直径约为12800km 与太阳相距1 5Xl08km 研究地球绕太阳的公转时 能不能把它看成质点 研究地面上各处季节变化时 能不能把它看成质点 2 某同学从家中走1km到学校 能不能看作质点 该同学作课间操 能不能看作质点 质点实例 人造卫星围绕地球转 二者均被看作是质点 九大恒星围绕太阳转 质点实例 小结 1 同一物体能否看作质点 要看具体情况 2 当物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时 就可以看作质点 AD 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 BCD 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 有人说 分子很小 可将其当作质点 地球很大 不能当作质点 对吗 二 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或物体系 在观察一个物体的位置及位置变化的时 总要选取其他物体作为标准 为描述物体的运动而选取的标准物叫做参考系 不同的参考系对同一物体运动情况的描述是不同的 这就是运动描述的相对性 通常 我们选择观察者本身或与观察者保持静止的另一个物体作为参考标准 来描述物体的运动 这个选作参考标准的物体 称为参考系 车轮边缘一点是在作何种运动 不同的观察者有不同的结论 1 刻舟求剑楚人有涉江者 其剑自舟中坠于水 遽契其舟 曰 是吾剑所从坠 舟止 从其契者入水求之 舟已行矣 而剑不行 求剑若此 不亦惑乎 摘自 吕氏春秋 察今篇 刻舟求剑 的故事是一个参考系选择不当的例子 由于参考系选择不当 自然是 不亦惑乎 参考系的选取 2 以地面为参考系 3 以盘为参考系 4 以太阳为参考系 按照哥白尼的日心说 地球及其它行星都是绕太阳近似作匀速圆周运动 其运动周期和圆周半径各不相同 5 若以地球为参考系 太阳和其它行星都是绕地球运动 这是托勒玫的地心说 地面参考系地心参考系日心参考系FK4参考系 地心参考系内的太阳引力和惯性力 CD 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 2 甲 乙 丙三架光电梯 甲中乘客看到一座高楼在向下运动 乙中乘客看甲在向下运动 丙中乘客看甲 乙都在向上运动 这三架电梯的运动情况可能有那些 1 运动和静止都是相对于参考系的 2 参考系的选取是任意的 3 选择不同的参考系 观察的结果可能不一样 也可能一样 4 选择参考系时 应使物体运动的描述尽可能简单 方便 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 三 坐标系 1 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 选择合适的参考系后 在参考物上任意选定一个参考点O 并安置一个以O为原点的坐标系 就可以把物体在各个时刻相对于参考系的位置定量地用坐标表示出来 如图所示 在三维空间中构成一个直角坐标系oxyz 则在此坐标系中 用三个坐标 x y z 便可单值地确定小鸟在某时刻的位置 坐标的大小是长度 可用配置在坐标系中的尺来测量 太阳坐标系中地球的平动 课堂练习 一个物体从桌面上方离桌面2m处下落了4m后静止 若以桌面上某一点为坐标原点 取竖直向上为正方向 则物体的最终坐标为 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 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 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 全球卫星定位系统 GPS 手持式GPS定位器 车载GPS定位系统1 车载GPS定位系统2 小结 一 质点 用来代替物体的有质量的点 二 参考系 为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的