质点 参考系和坐标系

第一章运动的描述,机械运动,机械运动：物体的空间位置随时间的变化，称为机械运动(mechanicalmotion).在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫做力学(mechanics)。,“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。霍尔顿（G.Holton）,必修一1.1质点参考系和坐标系,在我们周围可以看到各种各样的运动：汽车行驶、江水咆哮、鸟儿飞翔、飞船运行等。,物体的空间位置随时间的变化，叫机械运动，它是自然界最简单最基本的运动形式。在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫力学。,谁运动？（研究对象）,人类的认知规律：,运动：,由浅入深由表及里,怎样运动？（描述：文字、物理量、图像）,为何会运动？（因果分析）,问题1：该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。,一、物体的运动,1、运动是_的；静止是_；谁能准确描述下列物体的运动？如：树叶、纸张的飘落海浪的汹涌澎湃,精确描述之难,一、物体的运动,难道我们真的无法描述物体的运动？例：飞机以某速度从南京飞向北京,研究火车在城市之间运行,我们是否要考虑飞机本身大小？,车箱的颤动我们考虑吗？,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。,2、质点（masspoint）（1）某些情况下，将物体简化为一个有质量的点（2）理想化的“物理模型”忽略次要因素：形状、大小突出主要因素：具有质量（本质属性）,矛盾的主次方面,（3）物体能否看作质点是有条件的物体的大小和形状在研究问题时可以忽略不计,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。,几点说明: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。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。,思考与讨论：,质点和几何中的点是一回事吗？,1、相同点：都是没有形状和大小的点。2、不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。,思考：,同样的物体，运动会不同？,如何解释小孩的静止？,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（referenceframe）（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。,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。,体会诗境中的相对运动,思考：,我们曾说过运动是绝对的，现在又说运动是相对的，矛盾么？,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,笛卡儿发明坐标系,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,寻找有用信息：经度与纬度（大地坐标系）,如何在地面定物体位置？,1、坐标系（coordinatesystem）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,三、参考系,从A到B位置变化了多少？,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？,生活中的物理,GPS：全球定位系统(授时与测距导航系统-全球定位系统navigationsystemtimingandrangingglobalpositioningsystem)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”。,生活中的物理,GPS：全球定位系统(授时与测距导航系统-全球定位系统navigationsystemtimingandrangingglobalpositioningsystem)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）,生活中的物理,定位仪中所示位置,典型例题1、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,2、描述物体地运动，必须选择参考