質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系.ppt

1、第一章是對(duì)體育的描述。如果你不懂運(yùn)動(dòng)，你就不懂自然。亞里士多德，1.1粒子，參考系統(tǒng)和坐標(biāo)系，找出兩張照片的區(qū)別！圖片a作為情況的開始，圖片b作為一段時(shí)間后的情況。圖片中哪些孩子還在動(dòng)，哪些孩子在動(dòng)？判斷的基礎(chǔ)是什么？知識(shí)點(diǎn)1:機(jī)械運(yùn)動(dòng)，1。機(jī)械運(yùn)動(dòng)的定義：物體位置隨時(shí)間的變化，簡稱機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)的常見形式：(1)平移，在平移過程中，物體各部分的運(yùn)動(dòng)特征完全相同，例如：木塊在水平桌面上滑動(dòng)，(2)旋轉(zhuǎn)：物體各部分圍繞某一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)(或者植物的生長是機(jī)械運(yùn)動(dòng)嗎？因?yàn)?，星星和植物的生長并沒有改變它們的位置。因此，它不是一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上，有許多運(yùn)動(dòng)的情況。就像一個(gè)滾動(dòng)的足球，一只鷹拍打著翅膀在空

2、中翱翔。我們能準(zhǔn)確描述它上面每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)嗎？鷹的身體在向前移動(dòng)，但它的翅膀同時(shí)上下移動(dòng)。足球向前移動(dòng)時(shí)會(huì)滾動(dòng)。所以要準(zhǔn)確描述它上面每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)并不容易。原因是什么？原因是物體有一定的大小和形狀，而且每個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)一般是不同的！想想看，我們可以用什么方法來使我們對(duì)這些物體的描述變得簡單？我們可以用一個(gè)點(diǎn)來代替這個(gè)物體。這是否使得這個(gè)對(duì)象的描述非常簡單？在生活中，你是否把一個(gè)物體當(dāng)作一個(gè)點(diǎn)來描述它的運(yùn)動(dòng)？例如：追蹤器、導(dǎo)航、戰(zhàn)術(shù)板、知識(shí)點(diǎn)2:粒子，像這樣，物體的大小和形狀可以忽略，突出顯示“物體有質(zhì)量”的元素，并將其簡化為有質(zhì)量的物點(diǎn)。這樣一個(gè)點(diǎn)叫做粒子。1.粒子的定義：例如，當(dāng)我們計(jì)算教室里有多

3、少張桌子時(shí)，我們可以把這些桌子當(dāng)成粒子。因?yàn)槲覀儾恍枰?jì)算桌子的大小和形狀。物體被視為粒子的條件：(1)如果在研究問題的過程中可以忽略物體的大小和形狀，那么物體就可以被視為粒子；(2)物體可以被平移。(一般來說，它可以被視為一個(gè)粒子，但如果在主題中有要求，它不能被視為一個(gè)粒子。)粒子是一個(gè)理想化的模型，在現(xiàn)實(shí)生活中并不存在。3.一個(gè)物體可以被看作一個(gè)粒子的幾種情況。(1)當(dāng)研究一個(gè)物體的平移時(shí)，它通?？梢员徽J(rèn)為是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，例如，在水平道路上行駛的汽車，沿著斜面滑動(dòng)的木塊等。(2)雖然物體是旋轉(zhuǎn)的，但它是相對(duì)的。一個(gè)物體可以被看作一個(gè)粒子，比如一個(gè)向前滾動(dòng)的足球，當(dāng)我想研究它的路徑時(shí)，它也可以被

4、看作一個(gè)粒子。(3)當(dāng)問題所涉及的空間尺度遠(yuǎn)大于物體本身的尺寸時(shí)，物體本身的尺寸可以忽略不計(jì)，那么物體就可以被視為粒子。例如，當(dāng)研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，雖然地球很大，但與它圍繞太陽的軌道長度相比，地球的大小可以完全忽略不計(jì)。2.一個(gè)小物體能被看作一個(gè)粒子嗎？3.一個(gè)旋轉(zhuǎn)的物體不能被認(rèn)為是粒子嗎？4.同一個(gè)物體在任何情況下都可以被認(rèn)為是粒子還是不能被認(rèn)為是粒子？特別提醒：(1)一個(gè)物體能否被視為一個(gè)粒子與物體的大小無關(guān)(2)有時(shí)它可以被視為同一物體的一個(gè)粒子，有時(shí)不能說一個(gè)平移的物體可以被視為一個(gè)粒子，而一個(gè)旋轉(zhuǎn)的物體不能被視為一個(gè)粒子。關(guān)鍵是研究對(duì)象的大小和形狀是可以忽略還是次要因素。幾何中的粒子和

5、點(diǎn)是一樣的嗎？相似性：它們都沒有大小和形狀。區(qū)別：質(zhì)點(diǎn)是真實(shí)物體的抽象，具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的整體質(zhì)量，而且是一個(gè)相對(duì)的物理概念。幾何中的點(diǎn)沒有質(zhì)量，只代表位置，應(yīng)該絕對(duì)小。在下面關(guān)于粒子的陳述中，(A)粒子是一個(gè)理想化的模型是正確的，但是實(shí)際上沒有B，因?yàn)榱Ｗ記]有大小，所以它與幾何中心的點(diǎn)沒有區(qū)別。如果物體的形狀和大小在所研究的問題中屬于不相關(guān)的或次要的因素，在下列情況下它可以被認(rèn)為是一個(gè)粒子，一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體。不能視為粒子的是(a)研究航天飛機(jī)繞地球飛行時(shí)的軌道(b)研究飛行中直升機(jī)上螺旋槳的旋轉(zhuǎn)(c)計(jì)算從北京到上海的火車運(yùn)行時(shí)間(d)計(jì)算傳送帶上傳送的工件數(shù)量(b)，物體在下

6、列情況下，可視為粒子(a)游樂場， 觀察坐在過山車上的兒童的表情b確定宇宙飛船在太空中的位置c研究門的旋轉(zhuǎn)d研究吊起貨物的起重機(jī)b當(dāng)研究以下運(yùn)動(dòng)時(shí)， 這些物體可以看作是粒子(a)研究地球的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)(b)研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)(c)研究火車從南京到上海運(yùn)行所需的時(shí)間(d)研究火車通過長江大橋所需的時(shí)間(c)下列物體可以看作是粒子：(a)花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員(b)遠(yuǎn)洋巨輪(c)運(yùn)行衛(wèi)星(d)旋轉(zhuǎn)砂輪，當(dāng)我們坐在穩(wěn)定的車廂/火車上，站在以恒定速度上升的觀光電梯中。 當(dāng)我們閉上眼睛時(shí)，我們能感覺到自己在動(dòng)嗎？當(dāng)我們睜開眼睛時(shí)，我們有什么感覺？如何判斷？因此，為了描述一個(gè)物體是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的，我們需要選擇一個(gè)

7、物體作為參考。被選作參考的物體被認(rèn)為是靜止的。知識(shí)點(diǎn)3:參考框架1。概念：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先選擇某個(gè)其他物體作為參照，假設(shè)這個(gè)“其他物體”不運(yùn)動(dòng)，觀察研究對(duì)象相對(duì)于這個(gè)“其他物體”的位置是否以及如何隨時(shí)間變化。這個(gè)用于參考的對(duì)象稱為參考框架。特別提醒：同一物體的運(yùn)動(dòng)選擇不同的參考系統(tǒng)，觀察結(jié)果可能不同。要比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，我們必須選擇相同的參照系。選擇不同的參照系來研究兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是沒有意義的。2.參考系的選擇原則：(1)在研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常選擇地面或相對(duì)于地面靜止的物體作為參考系；(2)參考系的選擇是任意的，但在實(shí)際問題中，選擇參考系的基本原則應(yīng)該是方便地研究問題，盡可

8、能簡單地描述運(yùn)動(dòng)，特別要提醒：(1)由于運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性，每當(dāng)提到物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，都要明確。2.不管物體的原始運(yùn)動(dòng)如何，一旦物體被選作參照系，它就被認(rèn)為是靜止的。3.參考系的四個(gè)性質(zhì)：(1)相對(duì)性：所有用作參考的物體都被認(rèn)為是靜止的，被研究的物體是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的都是相對(duì)于參考系的。(2)任意性：參照系統(tǒng)的選擇是任意的。任何物體都可以作為參照系。(3)同一性：在同一問題中，如果我們要研究多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或同一物體在不同階段的運(yùn)動(dòng)，就必須選擇同一參照系。(4)差異：在描述同一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選擇了不同的參照系，觀測結(jié)果一般是不同的。關(guān)于參考系的選擇，下面的陳述是正確的：(1)參考系必須選擇靜止的物體(

9、2)參考系必須與地面相連(3)物體在空中運(yùn)動(dòng)不能作為參考系(4)任何物體都可以作為參考系(5)，當(dāng)?shù)孛嬗^察者看到雨滴垂直下落時(shí)，坐在車廂里的乘客看到雨滴的速度是恒定的，如下所示：(1)向前移動(dòng)，(2)向后移動(dòng)， c)向前傾斜，d)向后傾斜，d)在直道上，甲以10毫秒的速度騎汽車，乙以5毫秒的速度騎自行車，甲和乙的移動(dòng)方向相同，甲在前，乙在后。 然后，(甲)觀察到乙以5毫秒的速度接近乙，甲以5毫秒的速度離開丙，乙以15毫秒的速度離開丁，乙，如果移動(dòng)方向相反，哪個(gè)選項(xiàng)是正確的？他們是面對(duì)面的嗎？在生活中，人們經(jīng)常問的一個(gè)問題是，你在哪里？去哪里？例如，我們能準(zhǔn)確地找到貴州貴陽在地球上的位置嗎？為什

10、么可以？如果學(xué)生分散在操場上，我們能準(zhǔn)確描述某個(gè)學(xué)生的位置嗎？如果學(xué)生們整齊地站在操場上呢？這時(shí)，你能準(zhǔn)確描述某個(gè)同學(xué)的位置嗎？原因是什么？之所以可能，是因?yàn)樗喈?dāng)于建立一個(gè)坐標(biāo)系。知識(shí)點(diǎn)4:坐標(biāo)系，引入坐標(biāo)系的目的，為了定量描述物體的運(yùn)動(dòng)，坐標(biāo)系必須建立在參考系上，這樣數(shù)學(xué)工具才能應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)研究。利用坐標(biāo)系，我們可以定量地描述一個(gè)物體在某一時(shí)刻的位置，以及一個(gè)物體在某一段時(shí)間內(nèi)的位置變化。2.介紹坐標(biāo)系的含義；3.建立坐標(biāo)系，物體沿直線運(yùn)動(dòng)(一維坐標(biāo)系)，物體沿平面運(yùn)動(dòng)(二維坐標(biāo)系)，物體沿空間運(yùn)動(dòng)(三維坐標(biāo)系)。特別提醒：當(dāng)坐標(biāo)系是相對(duì)于參照系統(tǒng)的靜態(tài)繪圖坐標(biāo)系時(shí)，必須標(biāo)注原點(diǎn)、正方向，坐

11、標(biāo)系中單位長度物體的坐標(biāo)值既有完整值也有負(fù)值，其完整值和負(fù)值不代表尺寸。建立什么樣的坐標(biāo)系取決于物體是在直線上、平面上還是空間上運(yùn)動(dòng)。在一條長而直的公路上的一個(gè)交通亭的中心，這條公路從北向南延伸，并且規(guī)定北是正方向。坐標(biāo)系中有兩點(diǎn)a和b。a和b的位置坐標(biāo)是，下面的語句是正確的()。a點(diǎn)位于交通亭中心以南50m，b點(diǎn)位于交通亭中心以北50m，c點(diǎn)位于交通亭中心以南30m，d點(diǎn)位于交通亭中心以北30m。公元前，一個(gè)小球從離地面4米的高度落下，被地面彈回。當(dāng)球離地1米時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在投擲點(diǎn)正下方2米處，坐標(biāo)軸的正方向設(shè)在下方，球的投擲點(diǎn)、落點(diǎn)和接球點(diǎn)的坐標(biāo)分別為()A2m，-2m，-1mb-2m，2

12、m，1mc4m，0m，1md-4m，0m，-1m，b，梳理知識(shí)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)，1，定義，2，常見形式，粒子，1，定義，2，判斷條件，3，可用作粒子的幾種情況，平移，旋轉(zhuǎn)，參考系統(tǒng)，1，概念，2，選擇原則，3，4屬性，坐標(biāo)系，1，引入坐標(biāo)系的目的，2等。與宿舍樓相比，我們知道他的位置發(fā)生了變化，這表明他已經(jīng)搬家了。一般來說，我們可以把它近似為翻譯，但是這個(gè)人很奇怪。他走了一圈。這時(shí)，他所做的就是轉(zhuǎn)身！我們之前提到他鍛煉了，但是他真的鍛煉了嗎？當(dāng)我們選擇這個(gè)人的頭發(fā)作為參考系統(tǒng)時(shí)，這個(gè)人仍然是。當(dāng)我們選擇地面作為參照系時(shí)，這個(gè)人在移動(dòng)。雖然他是同一個(gè)人，但當(dāng)我們選擇不同的參照系時(shí)，他的運(yùn)動(dòng)情況可能會(huì)不同！他一直在兜圈子，看不出他長得好不好！為了看他長得好不好，我不能把他當(dāng)成粒子！你想把它放在哪里