質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

1、 在我們周圍可以看到各種各樣的運(yùn)動(dòng)：汽車行駛、江水咆哮、鳥兒飛翔、飛船運(yùn)行等。物體的空間位置隨時(shí)間的變化，叫物體的空間位置隨時(shí)間的變化，叫機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，它是自然界最簡(jiǎn)單最基，它是自然界最簡(jiǎn)單最基本的運(yùn)動(dòng)形式。本的運(yùn)動(dòng)形式。在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)在物理學(xué)中，研究物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分支叫的分支叫力學(xué)力學(xué)不了解運(yùn)動(dòng)，不了解運(yùn)動(dòng)，就不了解自然。就不了解自然。 亞里士多德亞里士多德亞里士多德（亞里士多德（Aristotle,前前384前前322） 一切物體都在不停_運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)_人類的認(rèn)知規(guī)律： 運(yùn)動(dòng)：由淺入深由淺入深由表及里由表及里1 1、質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系參考系和坐標(biāo)系1.理解質(zhì)點(diǎn)的定

2、義及建立思想，知道物體可看作質(zhì)點(diǎn)的條件。2.理解參考系的概念，知道同一物體的運(yùn)動(dòng)在不同參考系中的描述不同3.理解坐標(biāo)系的概念，會(huì)用一維坐標(biāo)系定量描述物體的位置及位置變化學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 問(wèn)題問(wèn)題1 1：該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？：該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？ 詩(shī)人用氣勢(shì)磅礴來(lái)描述大河中的水流，用矯捷如燕來(lái)描述運(yùn)動(dòng)員輕盈的舞姿，畫家用汽車后面的線條來(lái)表示風(fēng)，來(lái)描述車輛的飛馳?？茖W(xué)家呢科學(xué)家呢？ 誰(shuí)能準(zhǔn)確描述下列物體的運(yùn)動(dòng)？ 如：雄鷹在空中翱翔 足球的飛滾 樹(shù)葉、紙張的飄落 海浪的洶涌澎湃 難道我們真的無(wú)法描述物體的運(yùn)動(dòng)？ 例：飛機(jī)以某速度從南京飛向北京, 研究火車在城市之間運(yùn)行物理方法 1、質(zhì)點(diǎn)（ma

3、ss point） （1）某些情況下，將物體簡(jiǎn)化為一個(gè)某些情況下，將物體簡(jiǎn)化為一個(gè) 有質(zhì)量的點(diǎn)的點(diǎn) （2）理想化的的“物理模型物理模型” 忽略次要因素：形狀、大小等 突出主要因素：具有質(zhì)量（本質(zhì)屬性）物體都可以看物體都可以看作質(zhì)點(diǎn)么？作質(zhì)點(diǎn)么？定義：定義：思考思考（1） 研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)能否把地球視為研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)能否把地球視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)呢？一個(gè)質(zhì)點(diǎn)呢？（2） 研究地球上各處的季節(jié)變化時(shí)，能否把研究地球上各處的季節(jié)變化時(shí)，能否把它視為質(zhì)點(diǎn)呢？它視為質(zhì)點(diǎn)呢？（3） 一列沿京滬鐵路運(yùn)動(dòng)的火車，若研究它一列沿京滬鐵路運(yùn)動(dòng)的火車，若研究它從上海到北京的運(yùn)動(dòng)能否把它簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)從上海到北京的運(yùn)動(dòng)

4、能否把它簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)？點(diǎn)？質(zhì)點(diǎn)小結(jié)：質(zhì)點(diǎn)小結(jié)：質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型。質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的模型。質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體的近似，這也是物理學(xué)中質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體的近似，這也是物理學(xué)中常用的一種重要的研究方法。常用的一種重要的研究方法。一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和它的形狀和大小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)大小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而跟，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)。小無(wú)關(guān)。(1)(1)當(dāng)物體上各個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況當(dāng)物體上各個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都相同時(shí)都相同時(shí)(2)(2)當(dāng)物

5、體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)當(dāng)物體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)題沒(méi)有影響時(shí)題沒(méi)有影響時(shí)平動(dòng)平動(dòng) 典型例題 1、在下列物體的運(yùn)動(dòng)中，可視作質(zhì)點(diǎn)的物體有 ( ) A.從北京開(kāi)往廣州的一列火車 B.研究轉(zhuǎn)動(dòng)的汽車輪胎 C.研究繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)的航天飛機(jī) D.表演精彩芭蕾舞演員 E.參加一百米跑競(jìng)賽的運(yùn)動(dòng)員在沖刺過(guò)程中 F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑動(dòng)的箱子 G.計(jì)算子彈從槍口到靶心的飛行時(shí)間 H.測(cè)量子彈船過(guò)一張薄紙的時(shí)間。 二、參考系二、參考系定義：定義：參考系小結(jié) 參考系的選取是任意的。參考系的選取是任意的。 運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的。運(yùn)動(dòng)和靜止是相對(duì)的。 選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果可能不一樣，選擇不同的參考

6、系，觀察的結(jié)果可能不一樣，也可能一樣。也可能一樣。 選擇參考系時(shí)，應(yīng)使物體運(yùn)動(dòng)的描述盡選擇參考系時(shí)，應(yīng)使物體運(yùn)動(dòng)的描述盡可能可能比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選擇同一參考系才有意義。擇同一參考系才有意義。 簡(jiǎn)單、方便。簡(jiǎn)單、方便。注：常選地面為參考系注：常選地面為參考系詩(shī)境詩(shī)境中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)體會(huì) 2、描述物體地運(yùn)動(dòng)，必須選擇參考系，關(guān)于參考系，下列說(shuō)法中正確地是（ ） （A）早晨太陽(yáng)從東方升起，參考系是地面 （B）地球繞太陽(yáng)近似做圓周運(yùn)動(dòng)，參考系是太陽(yáng) （C）研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)只能取地面為參考系 （D）在不同參考系中描述物體的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)繁程度會(huì)不同 ABD

7、 文字描述方便嗎？能精確嗎？ 有沒(méi)有簡(jiǎn)便又準(zhǔn)確的方法？ 若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng)，如何描述位置變化？若在某平面（操場(chǎng)）上呢？ 3 坐標(biāo)系 5m 1、坐標(biāo)系建立的作用：為了定量地描述物體的位置，即物體的位置用坐標(biāo)表示。 2、坐標(biāo)系的構(gòu)成要素： 原點(diǎn)、正方向、標(biāo)度、 物理量、單位三三. . 參參 考考 系系對(duì)坐標(biāo)系的理解對(duì)坐標(biāo)系的理解1.坐標(biāo)系相對(duì)于參考系是靜止的坐標(biāo)系相對(duì)于參考系是靜止的.2.坐標(biāo)系的三要素：原點(diǎn)、正方向、單坐標(biāo)系的三要素：原點(diǎn)、正方向、單位長(zhǎng)度位長(zhǎng)度.3.物體在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值有正有負(fù)，物體在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值有正有負(fù)，這里的正負(fù)不表示大小，僅表示方向這里的正負(fù)不表示大小，僅表示

8、方向.4.建立何種坐標(biāo)系要針對(duì)物體是在直線建立何種坐標(biāo)系要針對(duì)物體是在直線上、平面內(nèi)，還是在空間中運(yùn)動(dòng)而定上、平面內(nèi)，還是在空間中運(yùn)動(dòng)而定.3.3.分類及建立原則分類及建立原則: :(1)(1)直線坐標(biāo)系直線坐標(biāo)系: :物體在某一直線上運(yùn)動(dòng)物體在某一直線上運(yùn)動(dòng)(3)(3)空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系: :物體在三維空間運(yùn)動(dòng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)(2)(2)平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系: :物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)(1)(1)直線坐標(biāo)系直線坐標(biāo)系: :物體在某一直線上運(yùn)動(dòng)物體在某一直線上運(yùn)動(dòng)(2)(2)平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系: :物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)(3)(

9、3)空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系: :物體在三維空間運(yùn)動(dòng)物體在三維空間運(yùn)動(dòng)(1)(1)直線坐標(biāo)系直線坐標(biāo)系: :物體在某一直線上運(yùn)動(dòng)物體在某一直線上運(yùn)動(dòng)(2)(2)平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系: :物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)說(shuō)一說(shuō) 生活中的物理車載車載GPS定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)1生活中的物理 GPS：全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。 在美國(guó),GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月、航天飛機(jī)升空，同列為20世紀(jì)“三大航天工程”。

10、生活中的物理 GPS：全球定位系統(tǒng) GPS系統(tǒng)包括三大部分： （1）GPS衛(wèi)星（空間部分） （2）地面支撐系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分） （3）GPS接收機(jī)（用戶部分）1 1質(zhì)點(diǎn)是研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的一種理想模型，關(guān)質(zhì)點(diǎn)是研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的一種理想模型，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是( )( )A A質(zhì)點(diǎn)就是物體的重心質(zhì)點(diǎn)就是物體的重心B B質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際存在的有質(zhì)量的點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際存在的有質(zhì)量的點(diǎn)C C它涉及的研究方法是科學(xué)抽象法它涉及的研究方法是科學(xué)抽象法D D“嫦娥二號(hào)嫦娥二號(hào)”在地面檢修時(shí)可以看做質(zhì)點(diǎn)在地面檢修時(shí)可以看做質(zhì)點(diǎn)【解析解析】選選C C質(zhì)點(diǎn)是理想化的物理模型，是用來(lái)代替物體

11、質(zhì)點(diǎn)是理想化的物理模型，是用來(lái)代替物體的具有質(zhì)量的點(diǎn)，實(shí)際上并不存在，所涉及的是一種科學(xué)的的具有質(zhì)量的點(diǎn)，實(shí)際上并不存在，所涉及的是一種科學(xué)的思想方法，故思想方法，故A A、B B項(xiàng)錯(cuò)誤，項(xiàng)錯(cuò)誤，C C項(xiàng)正確；項(xiàng)正確；“嫦娥二號(hào)嫦娥二號(hào)”在地面在地面檢修時(shí)需要研究每一個(gè)部件的情況，所以不能看成質(zhì)點(diǎn)來(lái)處檢修時(shí)需要研究每一個(gè)部件的情況，所以不能看成質(zhì)點(diǎn)來(lái)處理，理，D D項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤. .2.2.小行星撞擊地球的可能性盡管很小，小行星撞擊地球的可能性盡管很小，但是人類不能掉以輕心那么科學(xué)家但是人類不能掉以輕心那么科學(xué)家在研究小行星撞擊地球的時(shí)候在研究小行星撞擊地球的時(shí)候( )( )A A地球和小行星

12、都可以看做質(zhì)點(diǎn)地球和小行星都可以看做質(zhì)點(diǎn)B B地球可以看做質(zhì)點(diǎn)，小行星不能看做質(zhì)點(diǎn)地球可以看做質(zhì)點(diǎn)，小行星不能看做質(zhì)點(diǎn)C C小行星可以看做質(zhì)點(diǎn)，地球不能看做質(zhì)點(diǎn)小行星可以看做質(zhì)點(diǎn)，地球不能看做質(zhì)點(diǎn)D D地球和小行星都不可以看做質(zhì)點(diǎn)地球和小行星都不可以看做質(zhì)點(diǎn)【解析解析】選選D.D.在研究小行星撞擊地球時(shí)，要研究?jī)烧吲鲎驳脑谘芯啃⌒行亲矒舻厍驎r(shí)，要研究?jī)烧吲鲎驳奈恢眉芭鲎菜a(chǎn)生的后果，此時(shí)兩者的體積和大小均不能忽位置及碰撞所產(chǎn)生的后果，此時(shí)兩者的體積和大小均不能忽略，故選略，故選D.D.3 320102010年年1111月月1212日，第十六屆亞運(yùn)會(huì)日，第十六屆亞運(yùn)會(huì)在廣州開(kāi)幕在廣州開(kāi)幕. .開(kāi)

13、幕式上，有人觀察到會(huì)開(kāi)幕式上，有人觀察到會(huì)場(chǎng)主旗桿上旗幟和兩位火炬手傳遞時(shí)場(chǎng)主旗桿上旗幟和兩位火炬手傳遞時(shí)手中火炬火焰的狀況如圖所示，下列手中火炬火焰的狀況如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是說(shuō)法中正確的是( )( )A A甲、乙兩火炬手一定向左運(yùn)動(dòng)甲、乙兩火炬手一定向左運(yùn)動(dòng)B B甲、乙兩火炬手一定向右運(yùn)動(dòng)甲、乙兩火炬手一定向右運(yùn)動(dòng)C C甲火炬手可能靜止，乙火炬手向右運(yùn)動(dòng)甲火炬手可能靜止，乙火炬手向右運(yùn)動(dòng)D D乙火炬手可能靜止，甲火炬手向右運(yùn)動(dòng)乙火炬手可能靜止，甲火炬手向右運(yùn)動(dòng)【解析解析】選選D D由靜止的旗桿上的旗幟的展向可知當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向由靜止的旗桿上的旗幟的展向可知當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向向右，甲火炬手的火焰向左

14、偏，則甲一定以大于風(fēng)的速度向向右，甲火炬手的火焰向左偏，則甲一定以大于風(fēng)的速度向右運(yùn)動(dòng)，乙火炬手的火焰向右偏，則乙可能靜止，可能向左右運(yùn)動(dòng)，乙火炬手的火焰向右偏，則乙可能靜止，可能向左運(yùn)動(dòng)，也可能以小于風(fēng)的速度向右運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，也可能以小于風(fēng)的速度向右運(yùn)動(dòng). .綜上所述綜上所述. .A A、B B、C C三項(xiàng)均錯(cuò)誤，三項(xiàng)均錯(cuò)誤，D D項(xiàng)正確項(xiàng)正確. . 甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看高樓在向下運(yùn)甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看高樓在向下運(yùn)動(dòng)；乙中乘客看甲在向下運(yùn)動(dòng)；丙中乘客看甲、乙都動(dòng)；乙中乘客看甲在向下運(yùn)動(dòng)；丙中乘客看甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)。這三架電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是在向上運(yùn)動(dòng)。這三架

15、電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是( ) A.甲向上、乙向下、丙不動(dòng)甲向上、乙向下、丙不動(dòng) B.甲向上、乙向上、丙不動(dòng)甲向上、乙向上、丙不動(dòng) C.甲向上、乙向上、丙向下甲向上、乙向上、丙向下 D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢 電梯中的乘客觀看其他物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，是以電梯中的乘客觀看其他物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，是以自己所乘的電梯為參考系。甲中乘客看高樓向下運(yùn)動(dòng)，自己所乘的電梯為參考系。甲中乘客看高樓向下運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明甲相對(duì)于地面一定在向上運(yùn)動(dòng)。同理，乙相對(duì)甲在說(shuō)明甲相對(duì)于地面一定在向上運(yùn)動(dòng)。同理，乙相對(duì)甲在向上運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明乙相對(duì)地面也是向上運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)得比向上

16、運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明乙相對(duì)地面也是向上運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)得比甲更快。丙電梯無(wú)論是靜止，還是在向下運(yùn)動(dòng)，或以比甲更快。丙電梯無(wú)論是靜止，還是在向下運(yùn)動(dòng)，或以比甲、乙都慢的速度在向上運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看甲、乙兩電甲、乙都慢的速度在向上運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看甲、乙兩電梯都會(huì)感到是在向上運(yùn)動(dòng)。故梯都會(huì)感到是在向上運(yùn)動(dòng)。故B、C、D對(duì)。對(duì)。撐桿跳高是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，一般來(lái)說(shuō)可以把撐桿跳高是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，一般來(lái)說(shuō)可以把撐桿跳高運(yùn)動(dòng)分為如下幾個(gè)階段：助跑、撐桿起跳、越過(guò)橫撐桿跳高運(yùn)動(dòng)分為如下幾個(gè)階段：助跑、撐桿起跳、越過(guò)橫桿討論并思考后回答，在下列幾種情況下運(yùn)動(dòng)員能否被看桿討論并思考后回答，在下列幾種情況下

17、運(yùn)動(dòng)員能否被看做質(zhì)點(diǎn)，從中體會(huì)質(zhì)點(diǎn)模型的建立過(guò)程做質(zhì)點(diǎn)，從中體會(huì)質(zhì)點(diǎn)模型的建立過(guò)程(1)(1)教練員針對(duì)訓(xùn)練錄像糾正運(yùn)動(dòng)員的錯(cuò)誤時(shí)，能否將運(yùn)動(dòng)員教練員針對(duì)訓(xùn)練錄像糾正運(yùn)動(dòng)員的錯(cuò)誤時(shí)，能否將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)點(diǎn)看成質(zhì)點(diǎn)? ?(2)(2)分析運(yùn)動(dòng)員的助跑速度時(shí)，能否將其看成質(zhì)點(diǎn)分析運(yùn)動(dòng)員的助跑速度時(shí)，能否將其看成質(zhì)點(diǎn)? ?(3)(3)測(cè)量其所跳高度測(cè)量其所跳高度( (判斷其是否打破紀(jì)錄判斷其是否打破紀(jì)錄) )時(shí)，能否將其看成時(shí)，能否將其看成質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)? ?【解析解析】(1)(1)不能，糾正錯(cuò)誤時(shí)不能忽略運(yùn)動(dòng)員的姿勢(shì)和動(dòng)作不能，糾正錯(cuò)誤時(shí)不能忽略運(yùn)動(dòng)員的姿勢(shì)和動(dòng)作( (即運(yùn)動(dòng)員的形狀和大小即運(yùn)動(dòng)員的形狀和大小) )；(2)(2)能，分析運(yùn)動(dòng)員的助跑速度時(shí)，能，分析運(yùn)動(dòng)員的助跑速度時(shí)，可以忽略姿勢(shì)和動(dòng)作可以忽略姿勢(shì)和動(dòng)作( (即運(yùn)動(dòng)員的形狀和大小即運(yùn)動(dòng)員的形狀和大小) )；(3)(3)能，此時(shí)能，此時(shí)只考慮運(yùn)動(dòng)員所能通過(guò)的橫桿的高度只考慮運(yùn)動(dòng)員所能通過(guò)的橫桿的高度, ,不考慮運(yùn)動(dòng)員本身的體不考慮運(yùn)動(dòng)員本身的體形及動(dòng)作形及動(dòng)作. .答案：答案：見(jiàn)解析見(jiàn)解析8.(108.(10分分) )如圖所示，某同學(xué)沿平直路面由如圖所示，某同學(xué)沿平直路面由A A點(diǎn)出發(fā)，前進(jìn)了點(diǎn)出發(fā)，前進(jìn)了100 m100 m到斜坡底端到斜坡底端B B點(diǎn)，又沿傾角為點(diǎn)，又沿傾角為4545的斜坡前進(jìn)的斜坡前進(jìn)100 m100