質(zhì)點參考系和坐標系

第一章，運動的描述不了解運動，就不了解自然?！獊喞锸慷嗟庐斍暗?頁\共有44頁\編于星期二\14點1.1質(zhì)點，參考系和坐標系找茬游戲找出兩張照片中的不同之處??！當前第2頁\共有44頁\編于星期二\14點把甲圖作為開始時的情況，乙圖作為一段時間后的情況的話。那圖中哪些小孩是靜止的，哪些小孩是運動的？判斷的依據(jù)是什么？知識點一：機械運動1、機械運動的定義：物體的位置隨時間的變化，稱為機械運動，簡稱運動當前第3頁\共有44頁\編于星期二\14點2、機械運動常見形式：（1）平動：平動過程中，物體各部分的運動特點完全相同例如：木塊在水平桌面上滑動（2）轉動：物體的各部分繞某一點（或軸）做圓周運動例如：地球的自傳當前第4頁\共有44頁\編于星期二\14點星光閃閃屬于機械運動嗎？植物的生長屬于機械運動嗎？因為，星光閃閃和植物的生長都沒有發(fā)生位置的改變。所以不屬于機械運動當前第5頁\共有44頁\編于星期二\14點現(xiàn)實中，運動的情況很多。如滾動的足球、雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔。我們能準確的描述其上各點的運動情況嗎？當前第6頁\共有44頁\編于星期二\14點雄鷹的身體在向前運動，但它的翅膀在向前的同時也在向上/向下的運動。足球在向前運動的同時還在滾動。所以要準確的描述其上各點的運動是不容易的，原因是什么呢？原因就是物體都有一定的大小和形狀，各部分的運動情況一般來說并不一樣！當前第7頁\共有44頁\編于星期二\14點那大家想想，我們可以用什么方法來使我們對這些物體的描述變得簡單呢？我們可以用一個點來代替這個物體。這樣對這個物體的描述是不是就變得很簡單啦！當前第8頁\共有44頁\編于星期二\14點生活中，有沒有把物體看成一個點來對其運動情況進行描述的？例如：追蹤器當前第9頁\共有44頁\編于星期二\14點導航當前第10頁\共有44頁\編于星期二\14點戰(zhàn)術板當前第11頁\共有44頁\編于星期二\14點知識點二：質(zhì)點像這種可以忽略物體的大小和形狀，而突出“物體具有質(zhì)量”這個要素，把它簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點，這樣的點稱為質(zhì)點1、質(zhì)點的定義：例如：例如我們數(shù)教室里有多少張桌子，這時就可以把桌子當做質(zhì)點。因為我們數(shù)數(shù)是不用管桌子的大小和形狀的當前第12頁\共有44頁\編于星期二\14點2、將物體看作質(zhì)點的條件（1）如果物體的大小和形狀在研究問題的過程中可以忽略不計，就可以把物體看成質(zhì)點（2）物體做平動。（一般情況下可以看作質(zhì)點，要是題目中出現(xiàn)要求，就不能看作質(zhì)點啦）質(zhì)點是個理想化的模型，實際生活中并不存在當前第13頁\共有44頁\編于星期二\14點3、物體可以視為質(zhì)點的幾種情況（1）研究物體的平動時，一般可將物體視為質(zhì)點例：汽車在水平路面上行駛、從斜面上滑下來的木塊等（2）物體雖然有轉動，但相對于平動而言可以忽略其轉動時，可把物體視為質(zhì)點例：向前滾動的足球，我要研究它的路徑時，也可以將足球視為質(zhì)點當前第14頁\共有44頁\編于星期二\14點（3）問題涉及的空間尺度遠大于物體自身的大小時，物體自身的大小可以忽略不計，這時可將物體視為質(zhì)點例：研究地球公轉時，雖然地球很大，但相對于地球繞太陽的軌道的長度而言的話，地球的大小完全可以忽略，此時可將物體視為質(zhì)點當前第15頁\共有44頁\編于星期二\14點質(zhì)點中常常會遇到的一些問題1、是不是體積很大的物體不能看作質(zhì)點？2、是不是體積很小的物體就可以看作質(zhì)點？3、是不是轉動的物體就不可以看作質(zhì)點？4、同一個物體不管在什么情況下都可以看作質(zhì)點或都不能看做質(zhì)點？當前第16頁\共有44頁\編于星期二\14點特別提醒：（1）物體能否看作質(zhì)點與物體的大小無關（2）對于同一個物體有時可以看作質(zhì)點，有時不能（3）不能說平動的物體一定能看作質(zhì)點，而轉動的物體一定不能看作質(zhì)點，關鍵還是看研究的問題中物體的大小和形狀是否可以忽略不計或是次要因素當前第17頁\共有44頁\編于星期二\14點質(zhì)點和幾何中的點是一回事嗎？相同點：都是沒有大小和形狀的。不同點：質(zhì)點是實際物體的抽象，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一個相對的物理概念。幾何中的點是沒有質(zhì)量，僅表示位置，而且應該是絕對的小。當前第18頁\共有44頁\編于星期二\14點下列關于質(zhì)點的說法中，正確的是（）A．質(zhì)點是一個理想化的模型，實際并不存在B．因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中心的點沒有區(qū)別C．凡是輕小的物體，都可看作質(zhì)點D．如果物體的形狀和大小在所研究的問題中屬于無關或次要因素，就可以把物體看作質(zhì)點AD當前第19頁\共有44頁\編于星期二\14點下列情況中的運動物體，不能被看成質(zhì)點的是（）A．研究繞地球飛行時航天飛機的軌道B．研究飛行中直升飛機上的螺旋槳的轉動情況C．計算從北京開往上海的一列火車的運行時間D．計算在傳送帶上輸送的工件數(shù)量B當前第20頁\共有44頁\編于星期二\14點下列幾種情況下的物體，哪些情況可將物體當作質(zhì)點來處理（）A．游樂場中，觀察坐在翻滾過山車中的小孩的表情B．確定太空中的宇宙飛船位置C．研究門的轉動D．研究正在將貨物吊起的起重機B當前第21頁\共有44頁\編于星期二\14點在研究下述運動時，能把物體看作質(zhì)點的是（）A．研究地球的自轉效應B．研究乒乓球的旋轉效應C．研究火車從南京到上海運行需要的時間D．研究一列火車通過長江大橋所需的時間C當前第22頁\共有44頁\編于星期二\14點下列物體可看作質(zhì)點的是（）A、做花樣溜冰的運動員B、遠洋航行中的巨輪C、運行中的人造衛(wèi)星D、轉動著的砂輪ＢＣ當前第23頁\共有44頁\編于星期二\14點當我們坐在平穩(wěn)的汽車上/火車上，站在勻速上升的觀光電梯內(nèi)。當我們閉上眼睛，我們能感覺到自己在動嗎？當我們睜開眼睛時，又是什么感覺？是怎么判斷的？當前第24頁\共有44頁\編于星期二\14點所以要描述一個物體是運動還是靜止的我們需要選擇一個物體作為參考。被選為參考的這個物體是假定不動的。知識點三：參考系1、概念：要描述一個物體的運動，首先要選定某個其他物體做參考，假定這個“其他物體”不動，觀察研究對象相對于這個“其他物體”的位置是否隨時間變化，以及怎樣變化，這個用來做參考的物體，叫做參考系。當前第25頁\共有44頁\編于星期二\14點特別提醒：同一個物體的運動，選擇的參考系不同，觀察的結果可能不同。要比較兩個物體的運動情況，必須選擇同一參考系，若選擇不同的參考系研究兩個物體的運動，沒有意義。當前第26頁\共有44頁\編于星期二\14點2、參考系的選取原則（1）研究地面上物體的運動時，常選取地面或相對于地面靜止的物體作為參考系（2）參考系的選取是任意的，但在實際問題中，參考系的選取應以研究問題方便、對運動的描述盡可能簡單為基本原則當前第27頁\共有44頁\編于星期二\14點特別提醒：1、由于運動描述的相對性，凡是提到物體的運動，都應該明確它是相對于哪個參考系而言的。2、無論物體原來的運動情況如何，一旦這個物體被選為參考系，就認為他是靜止的。當前第28頁\共有44頁\編于星期二\14點3、參考系的四個性質(zhì)（1）相對性：用來作為參考的物體都是假定不動的，被研究的物體運動還是靜止，都是相對于參考系而言的。（2）任意性：參考系的選取具有任意性。任何物體都可以作為參考系。當前第29頁\共有44頁\編于星期二\14點（3）同一性：在同一個問題中，若要研究多個物體的運動時或同一個物體不同階段的運動，必須選擇同一參考系。（4）差異性：描述同一物體的運動時，選擇不同的參考系，觀察的結果一般不同。當前第30頁\共有44頁\編于星期二\14點關于參考系的選取，下列說法正確的是（）A．參考系必須選取靜止不動的物體B．參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的C．在空中運動的物體不能作為參考系D．任何物體都可以作為參考系D當前第31頁\共有44頁\編于星期二\14點地面觀察者看雨滴豎直下落時，坐在勻速前進的車廂中的乘客看雨滴是（）A．向前運動B．向后運動C．傾斜落向前下方D．傾斜落向后下方D當前第32頁\共有44頁\編于星期二\14點在平直的公路上，甲乘汽車以10m／s的速度運動，乙騎自行車以5m／s的速度運動，甲、乙的運動方向相同，甲在前，乙在后，則（）A．甲觀察到乙以5m／s的速度靠近B．乙觀察到甲以5m／s的速度遠離C．甲觀察到乙以15m／s的速度遠離D．乙觀察到甲以15m／s的速度遠離B要是運動方向相反，背對著朝兩個方向運動時，哪個選項正確呢？相對著呢？當前第33頁\共有44頁\編于星期二\14點在生活中，人們常常問道的一個問題是，你在哪？到哪？比如我們可以在地球儀準確的找出貴州貴陽的位置嗎？為什么可以？當前第34頁\共有44頁\編于星期二\14點要是同學們散亂的站在操場上，我們可以準確的描述某一同學的位置嗎？要是同學們整齊的站在操場上呢？這時能不能準確的描述某一同學的位置？原因是什么？當前第35頁\共有44頁\編于星期二\14點可以的原因就是，相當于我們建立了一個坐標系。知識點四：坐標系１、引入坐標系的目的為了定量的描述物體的運動情況，必須在參考系上建立坐標系，這樣才能應用數(shù)學工具來研究運動。當前第36頁\共有44頁\編于星期二\14點有了坐標系，就可以定量的描述某一時刻物體的位置，以及某一段時間內(nèi)物體位置的變化。2、引入坐標系的意義3、坐標系的建立物體做直線運動——直線坐標系（一維坐標系）物體在平面內(nèi)運動——平面坐標系（二維坐標系）物體在空間內(nèi)運動——空間坐標系（三維坐標系）高一上學期只學習，直線運動當前第37頁\共有44頁\編于星期二\14點特別提醒：坐標系相對于參考系是靜止的畫坐標系時，必須標上原點、正方向和單位長度物體在坐標系中的坐標值有正直也有負值，其正直、負值不表示大小，僅表示在參考點的哪一側：正號表示在參考點的正向一側，負號表示在參考點的負向一側。建立何種坐標系由物體是在直線上、平面內(nèi)，還是在空間中運動而定。當前第38頁\共有44頁\編于星期二\14點在一長直公路上某交通亭中心，公路為南北走向，規(guī)定向北為正方向。坐標系上有A、B兩點，A的位置坐標為，B的位置坐標是，下列說法正確的是（）A

A點位于交通亭中心南方50m處BA點位于交通亭中心北方50m處CB點位于交通亭中心南方30m處DB點位于交通亭中心北方30m處BC當前第39頁\共有44頁\編于星期二\14點一個小球從距離地面4m的高處落下，被地面彈回，在距地面1m的地方被接住，坐標原點定在拋出點正下方2m處，坐標軸的正方向設為向下，則小球的拋出點、落地點、接住點的位置的坐標分別是（）A2m,-2m,-1mB-2m,2m,1mC4m,0m,1mD-4m,0m,-1mB當前第40頁\共有44頁\編于星期二\14點知識的梳理質(zhì)點參考系坐標系機械運動1、定義2、常見的形式質(zhì)點1、定義2、判斷條件3、可以作為質(zhì)點的幾種情況平動轉動參考系1、概念2、選取原則3、四個性質(zhì)坐標系1、引入坐標系的目的2、引入坐標系的意義特別提醒當前第41頁\共有44頁\編于星期二\14點內(nèi)容總結：（小故事的形式）一個小人從宿舍樓走出來，相對于宿舍樓我們知道他的位置發(fā)生了改變，說明他運動了，一般的行走，我們可以近似的看作是平動，可是這個人非常奇怪，他轉著圈走，這個時候，他做的就是轉動啦！前面我們提到他運動了，可是他真的運動了嗎？當我們選這個人的頭發(fā)作為參考系時，這個人是靜止的。當我們選地面為參考系時，這個人是運動的。雖然是同一個人，當我們選擇不同的參考系時，他的運動情況還可能不同??！當前第42頁\共有44頁\編于星期二\14點他一直轉著圈來行走，看