质点参考系和坐标系教学ppt课件资料.ppt
运动的描述,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,高一物理必修1,1.1 质点、参考系和坐标系,物体的空间位置随时间的变化，叫机械运动(mechanical motion)，它是自然界最简单最基本的运动形式。,物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫力学(mechanics),江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,问题1：自然界的一切物体都在运动，我们如何描述 运动？,画家的描述方式：,诗人的描述方式： 气势磅礴 矫健如燕 快步如飞 “ 凌云戏月游银汉，转瞬翔天过太空。”,如果你是物理学家，你如何描述物体的机械运动呢？,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,不了解运动就不了解自然 亚里士多德,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。,谁运动？（研究对象）, ,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）,运动的描述一,鸟 在飞翔,火箭飞向太空,乌龟在跑,地球在转动,任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况 一般并不一样，要准确地描述的运动，并不是一件容易的事,我们将本着从简单到复杂的思路来研究和学习， 这也是高中物理的一个重要的研究方法,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,飞船升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点。科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗?,运动的描述一,用点来代替物体可以使复杂问题得到简化,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述一,思考2:研究地球绕太阳公转的规律时能否把地球 看成是一个点在运动吗?,思考1：体操运动员在进行体操比赛时能否把运动员 看成是一个点在运动吗？,研究地面上各处季节变化时，能不能把它成是一个点在运动?,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述一,思考3：什么情况下火车可以看成是一个点在运动？,1、研究火车从南昌到北京,2、研究整体过桥的时间,3、研究火车的传动装置及车轮的运转情况,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述一：质点,一、质点：,用来代替物体的有质量的物质点。,1、特点：,A、它没有大小和形状。,B、它具有物体的全部的质量。,C、它是一种理想化的模型。,思考4：物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同 和不同之处?,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述一：质点,一、质点：,用来代替物体的有质量的物质点。,1、特点：,A、它没有大小和形状。,B、它具有物体的全部的质量。,C、它是一种理想化的模型。,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,说明：质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型、是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法。一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究。 问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。一个物体能否被看作质点,取决于所研究问题的性质。即使是同一个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点。,运动的描述一：质点,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述一：质点,一、质点：,用来代替物体的有质量的点。,1、特点：,A、它没有大小和形状。,B、它具有物体的全部的质量。,C、它是一种理想化的模型。,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,(课堂探究) 做一做、试一试，书本在下列情景中能否被看成质点。 1.沿一个方向推动桌面上的书本，如果测量书本移动的距离，是否可以将书本视为质点，为什么? 2.如果测定书本经过桌面上方某一定点所需要的时间，是否可以将书本视为质点，为什么? 3.还有什么情况下书本可以被视为质点? 什么情况下书本不能被视为质点?,运动的描述一：质点,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述一：质点,一、质点：,用来代替物体的有质量的点。,1、特点：,A、它没有大小和形状。,B、它具有物体的全部的质量。,C、它是一种理想化的模型。,2、 物体被看作质点的条件：,当物体的大小和形状对我们 研究问题的影响不大可以忽略时，可以把物体看作质点 。,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,（2）质点是一个理想化的“物理模型”,矛盾的主次方面,（1）某些情况下，将物体简化为一个有质量的点 质点,忽略次要因素：形状、大小等突出主要因素：具有质量（本质属性),可不可以这样说：大物体不能当作质点，小物体才能当作质点？,（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,运动的描述一：质点,练习1.在以下的哪些情况中可将物体看成质点? (1)研究某学生骑车回校的速度。 (2)对这位学生骑车姿势进行生理学分析。 (3)研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹。 (4)研究火星探测器降落火星后如何探测火星的 表面。,答案：(1)(3),江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述一：质点,练习2、下列情形中的物体可以看作质点的是（ ） A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中 B.一枚硬币用力上抛，猜测它落地时是正面朝 上还是反面朝上 C.巴塞罗那奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中 D.花样滑冰运动员在比赛中,答案：C,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,问题2,情景1：假设你和一位同伴正坐在火车中去旅行，铁路边的人看到火车中的乘客在飞快地离去，而乘客自己却认为自己是静止的。,正方：既然火车是运动的， 那么人应该也是运动的,反方：人虽然在车上，但却 可以坐着不动，还可以睡 觉，人是静止的,结论：物体的运动具有绝对性和相对性,辩论,矛盾？,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,问题2,情景2：假设你正坐在一辆停靠在站台火车上，车站上还有另外一辆火车和你坐的火车并排停靠着，突然你看到那辆火车向后驶去，但你的同伴又说是你坐的火车正在开动向前驶去。那么你能用什么方法确定是哪一辆车在运动？,需要借助站台或车站等物体作为参考,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,二、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的， 这个选来作标准的参照物称为参考系。,思考5：在情景1中，要确定乘客究竟是静止还是运动 应该选择什么物体作为参考系？,根据研究问题的需要,若要知道乘客在车上的情况，是坐着的、躺着的还是在走动， 是走动快，还是走动慢就要以火车作为参考系,若要知道乘客走到哪里去了，是停在途中还是快要到站了 就要以地面作为参考系,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,二、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系。,讨论与交流 下列描述中隐含的参考系：,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,1.电影闪闪的红星中有两句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”这其中分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为参考系的? 2.“月亮在莲花般的云朵里穿行。”,江面；小船,云朵,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,3.坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的。这与诗句里的描述是否矛盾?说明理由。 4.敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么?,前者太阳，后者地球,船； 地面或山,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,二、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的， 这个选来作标准的参照物称为参考系。,下述物理过程中选择什么为参考系较恰当?,1.2004年，所有的目光都集中在火星。继美国宇航局的两台火星探险漫游者“勇气”号和“机遇”号之后，欧洲的火星快车飞船已顺利地将“猎兔犬”2号火星登陆车投放至火星表面。从地球表面向火星发射火星探测器的过程中，若要研究 探测器的运动情况，各应选择什么为参考系?,课堂交流,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,2.在四川地震救灾中，从水平匀速航行的飞机上向受灾的地区空投救灾物资。在不考虑空气阻力的情况下，飞机上的人以飞机作参考系，他看到投下的物体是沿什么路线下落的? 地面上的人以地面作参考系，观察被投下的物体又是沿着什么路线下落的?,课堂交流,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,3.第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在2 000米高的空中飞行，忽然，他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来。他抓住的不是别的，是德国飞机射向他的一颗子弹。请根据上述信息讨论回答以下问题，并注意体会参考系的选取与运动的相对性。,课堂交流,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,(1)子弹飞得那么快(一般为几百米每秒)，为什么没有把他的手打穿?体会一下，同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗? (2)受类似现象的启发，人们实现了飞机在飞行途中进行空加油，在航天飞行中，宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接。实现“空中加油”和“空中对接”应满足的基本条件是什么?,课堂交流,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,二、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的， 这个选来作标准的参照物称为参考系。,下述物理过程中选择什么为参考系较恰当?,4.1997年6月10日，在我国西昌卫星发射中心用“长征一号”运载火箭成功发射的“风云二号A”气象卫星，是我国研制成功的第一颗静止气象卫星，设计工作历时三年。2000年6月25日，“长征三号”运载火箭又将我国自行研制的第二颗“风云二号B”气象卫星成功发射上天，在太空中顺利完成与A星的“新老交替”，最终定点在东经105赤道上空，向地面传回中国及周边地区的高质量的气象资料。,课堂交流,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,(1)上述材料中的“静止气象卫星”最终定点在东经105赤道上空，是以谁为参考系来描述卫星的运动的?(2)具有上述特点的卫星称为“同步卫星”。除了“气象卫星”外，“同步卫星”还有什么用途?,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述二：参考系,二、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的， 这个选来作标准的参照物称为参考系。,课堂探究,一跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升机在向上运动，则直升机相对于地面的运动情况是怎样的?,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,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。,诗境中的相对运动,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。,诗境中的相对运动,诗中描述了什么物体的运动？它是以什么物体为参考系的？ 你对诗人关于“榆堤”、“云”、“我” 的运动与静止的说法有没有不同的认识？,运动的描述二：参考系,二、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的， 这个选来作标准的参照物称为参考系。,1、运动和静止都是相对于参考系的。2、参考系的选取是任意的。3、选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样。4、选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便。5、比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义。,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述三：坐标系,在把物体简化成“质点”并确定参考系之后，我们就可较好的分析物体空间位置的变化情况（即运动情况），但这种分析还只是定性的，不能确定物体运动到哪里去了，通过了多少路程。,因此，为了定量地描述做直线运动物体的位置及位置变化情况，需要在参考系上建立适当的坐标系。,问题：某辆车在高速公路上行驶，怎样定量（准确） 地描述该车所在的位置,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,运动的描述三：坐标系,需要标明：原点、正方向、标度、单位,讨论：如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们 应如何建立坐标系？,结论：可以建立一个二维直角坐标系，此时可以用（x，y） 表示物体的位置 。,若要描述飞机在空中的位置变化情况呢？,三维坐标,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,3 坐标系（coordinate system）,为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。,1、坐标系建立的作用,2、坐标系的构成要素： 原点、正方向、标度、物理量、单位,课堂小结,一、质点：用来代替物体的有质量的点。,(1)质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。(2)质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法。(3)一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,课堂小结,二、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系。,(1)运动和静止都是相对于参考系的。(2)参考系的选取是任意的。(3)选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样。(4)选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便。(5)比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义。,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,课堂小结,三、坐标系,(1)描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系。(2)描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系。(3)描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系。,江西基础教育资源中心 www。jxjyzy。com,www。jxjyzy。com,Thank You !,THE END,
