1.1质点 参考系和坐标系

1、质点 参考系和坐标系,问题1：运动是自然界最普通的现象，试例举一些机械运动的事例？归纳什么是机械运动？,一、机械运动：物体相对其他物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最最基本的运动形态，简称运动。一切物体都在运动，运动是绝对的，静止是相对的。,分类：从运动轨迹分有曲线运动和直线运动两种；从物体各部分的运动情况分有平动和转动，任何复杂的运动可看成由平动和转动合成的。,问题思考2： 1）我们的教室是静止的，为什么可以这样说？ 2）“举头望明月、月在云中行”，你是怎样看这一事实？ 3）“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”从物理学的角度说明这里自然现象？,对问题有何感想,二、参考系：描述一个物

2、体的运动时，首先要选另一个其他物体做参考，这个用来做参考的物体称参考系。,（见练习）,问题讨论3：1）你乘车在高速公路上，观察前面的车辆，会看到什么现象？2）我们能看到太阳从西边出来吗？,定量探讨：相对速度初步,总结：参考系可任意选择，但不同的参考系中描述物体的运动情况不同。但我们从方便、简单考虑选取参考系。一般研究地面上物体运动以地面或地面上静止的物体为参考系；研究行星的运动一般以太阳为参考系较方便。,问题思考4： 1）我们把一张课桌从讲台移到教室的最后面，要测量其移动的距离怎样做？,2）一列长为200m的列车以10m/s的速度通过长为1000m的南京长江大桥，其运行时间为多少？,3）南京到

3、上海的路程为300公里，该列车以同样的速度、中途不停车，从南京到上海的运行时间要多少？,三、质点： 1、代表物体的有质量的点。,这种抽象物理模型的思路：研究问题时，忽略了次要因素，抓住主要因素，从而使问题简化。质点是研究物理问题的一种近似方法。实际上质点是不存在的，它是科学抽象的结果，是一个理想化模型。模型的思想在解决物理问题时的一个重要的思维方法。,问题探究5：物理学在研究下列问题时，其中的研究对象能否看成质点？ 1）火车经过某一路标需要的时间 2）地球的公转和自转问题的研究 3）物体从斜面上滑下的研究 4）原子中电子绕原子核运动情况的研究，能否视电子为质点 5）研究转动的汽车轮胎,2、物体

4、可看成质点的条件：一般物体的形状和大小对于研究的问题为无关因素或次要因素时可视物体为质点。,这里用到科学思维方法是理想化方法。也是建立物理模型的常用方法。,问题情景6： 1）如果你是一名飞行员在空中飞行，你如何向总部说清所处的位置？例如你处于离总部东偏北370方向，相距为50km，海拔高度为10km，应该如何用一幅图来表示你的位置？ 2）某同学从校门口出发正东行走30m，再正南方向行走40m，怎样表示出他的位置。,x /m,图中摄影机保持不动时连续拍摄的照片，相邻两幅照片的时间间隔为0.5s,图用质点代表运动员，可以更加简洁明晰的反映运动员的运动信息。,0 0.8 1.8 3 4.5,x/m,

5、四、坐标系：物理学上为了定量描述物体的位置及位置变化的坐标系有三个要素：原点（出发点或参考点）、正方向、单位长度。,如：直线运动的物体的位置描述只需要建立直线坐标系（一维坐标系ox轴或oy轴）即可，也可以建立二维坐标系（o-xy坐标轴平面）。空间问题的位置表达可建立三维坐标系o-xyz坐标系。（课后练习）,时间和位移,问题思考1： 上午第一节课7:55开始上课，到8:40下课。这里的“7:55 ”和“ 8:40 ”是它们分别是指时间还是时刻？我们说课堂45分钟为指时间还是时刻？,一、时刻和时间间隔： 1、时刻在时间轴上用点来表示。时间（时间间隔）在时间轴上用线段来表示。 2、单位：秒（S） 分

6、（min） 小时（h） 3、实验室中测时间的仪器：停表 打点计时器,例如： “前5 s时间内”常简称为“前5 s内”或“前5 s” “第5 s时间内”常简称为“第5 s内”或“第5 s”,例1：在时间轴上用点或线段表示下列时刻或时间： A、前3 S B、第3 S C、第3 S初 D、第2 S末 E、第2 S初到第6 S末,问题思考2：1）什么叫路程？ 2）某同学从校门口出发沿正东行走40m，你能确定它的位置吗？ 3）某同学从校门口出发正东行走40m，再正北方向行走40m，试确定他的位置？它的路程是多少？,可见：路程与位置变化属于两个不同的概念，为了描述位置的变化我们必引入一个新的物理量.,事例

7、：有几位同学下课后从教室到校门口，可能有不同的几种走法，他们经过的轨迹不同；但他们的位置变化却是一样的，而我们研究物体的运动关键在于分析物体的位置的变化，就位置变化来说是一样的（效果相同）。为了表示这一结论人们用从起点到终点的线段来表示，为了表示出从教室到校门口，我们用箭头来表示。这就是位移。,1、位移：以始点指向终点的有向线段来表示。 线段长度表示位移大小，方向表示位移方向。 位移（x）是矢量,一、位移和路程：,2、矢量与标量的概念：,例2：某同学从校门口出发正东走40m，再正北方向走40m，求此过程中他的位移和路程？,例3：、如图所示，某物体沿两个半径为R的半圆弧由A经B到C，下列结论正确

8、的是： A、物体的位移等于4R，方向向东 B、 物体的位移等于2R C、物体的路程等于4R，方向向东 D、 物体的路程等于2R,例4：有一质点P在水平面上沿直线先向东后向西运动，在该直线上建有由西向东的一维坐系，若测得在各个时刻质点P的位置坐标如下表所示，你能求出质点P在3s内、第3s内、6s内和第6s内的位移和路程吗？若能求，请求出其结果；若不能求，请说明理由。,2、位置、位移与路程的区别： （1）路程：是质点运动轨迹的长度，是标量。 （2）质点作单向直线运动时，路程等于位移的大小。 （3）位置是一个点与某一时刻对应，位移与路程是一个过程量，与一段时间对应。,三、直线运动的位置和位移： 1、位置：用x1、x2、x3代号表示 2、位移：用x1、x2、代号表示； 公式： x= x末x初 。,如何在坐标轴上表示位移? 例:,0,3,6,9,x/cm,-6,-9,B,A,1.一个小蚂蚁由A点爬到B,它的位移是多少?,解:x=XB-XA=(-9)-6=-15cm”-”号表示什么?,此过程蚂蚁位移的方向与规定的正方向相反,2.小蚂蚁由B到A的过程的位移又怎样求呢?,X=XA-XB