中学物理必修一《质点参考系和坐标系》课件.ppt
新课标人教版必修一,1.1 质点 参考系和坐标系,点此播放教学视频,鸟 在飞翔,火箭飞向太空,乌龟在跑,地球在转动,运动是绝对的,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。,在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫力学。,点此播放教学视频,问题1：该如何描述物体的运动呢？诗人用气势磅礴来描述大河中的水流，用矫捷如燕来描述运动员轻盈的舞姿，画家用汽车后面的线条来表示风，来描述车辆的飞驰。,点此播放教学视频,一、物体的运动,1、运动是_ 的 一切物体都在不停地_运动_ 谁能准确描述下列物体的运动？如：雄鹰在空中翱翔 足球的飞滚 树叶、纸张的飘落 海浪的汹涌澎湃,精确描述之难,绝对,点此播放教学视频,一、物体的运动,难道我们真的无法描述物体的运动？例：飞机以某速度从南京飞向北京,研究火车在城市之间运行,我们是否要考虑飞机本身大小？,车箱的颤动我们考虑吗？,我们已经很自然的忽略某些次要因素（如形状、大小），只关心主要的方面。,点此播放教学视频,思考:当我们研究地球公转的规律时怎么样看待 地球?,如果研究其自转,考查地球上各点的运动,如何看待地球？,再看下面的例子,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。,点此播放教学视频,1、关于质点的以下说法正确的是（）A只有体积很小或质量很小的物体才能看作 质点 B只要物体运动不是很快，就可以把物体看 作质点 C物体的大小和形状可以忽略时，可将物体 看作质点 D质点是客观存在的,C,点此播放教学视频,2、在下列各物体的运动中，可视作质点的物体有（）A从北京开往广州的一列火车 B研究转动的汽车轮胎 C研究绕地球运动时的航天飞机 D表现精彩的芭蕾舞演员 E参加百米跑竞赛的运动员,AC,点此播放教学视频,几点说明:1、物理各点的运动情况相同（平动）时，可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。2、物体有转动，但物体的转动不是我们所研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。3、物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把物体看作质点。4、物体能否看作质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自身体积的大小，质量的多少和运动速度的大小无关。5、一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质，即使同一个物体在研究问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况下不可以看作质点。,例题4、下列情况不能看成质点的是（）,A、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道B、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况C、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间D、计算火车通过路口所用的时间,BD,点此播放教学视频,上一页,下一页,1 下列关于质点的说法，正确的是（）A顺水漂流的小船可以视为质点 B研究火车通过路旁一根电线杆时，火车可以看做质点 C研究奥运会乒乓球运动员打出的弧圈球时不能把乒乓球看做质点 D研究奥运会跳水运动员跳水动作时，不能将运动员看做质点,解析 顺水漂流的小船各点的运动情况一致，是平动的物体，可视为质点，A对 研究火车通过路旁的一根电线杆时，火车的长度不能忽略，火车不能看做质点，故B错误 研究旋转多变的乒乓球的弧圈运动时，乒乓球的大小不能忽略，乒乓球不能看做质点，故C正确 研究运动员的跳水动作时，要研究转体和翻滚等高难动作，也不能看做质点，故D正确 答案 ACD,点此播放教学视频,2 关于质点，下列说法正确的是（）A质点就是一个体积很小的小球 B只有很小的物体才能被视为质点 C质点不是实际存在的物体，只是一种理想模型 D大的物体有时也可以被视为质点,解析 质点不是实际存在的物体，更不是小球，是实际物体的近似，是理想模型；不一定小的物体才可以被视为质点，如地球很大，但在研究地球公转时可将其视为质点 答案 C D,上一页,目 录,点此播放教学视频,思考与讨论：,质点和几何中的点是一回事吗？,1、相同点：都是没有形状和大小的点。2、不同点：质点是实际物体的抽象，它具有一定的物理内涵，不仅具有物体的全部质量，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。,点此播放教学视频,思维体操：,同样的物体，运动会不同？,如何解释小孩的静止？,点此播放教学视频,二、参考系,1、运动的相对性：描述运动要寻找参考物体2、参考系（reference frame）（1）选择的任意性（一般选择地球和相对于地球静止的物体）（2）对不同参考系，运动可能不同,注意：比较两个物体的运动情况，必须选择同一个参考系才有意义。,点此播放教学视频,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。,体会诗境中的相对运动,点此播放教学视频,1、以下说法正确的是（）A.参考系就是不动的物体 B.任何情况下，只有地球才是最理想的参 考系 C.不选定参考系，就无法研究某一个物体 是怎么运动的 D.同一物体的运动，对不同的参考系可能 有不同的观察结果,CD,点此播放教学视频,2、列车A和B并排停在某站，当A启动后B还未启动，此时列车B内的一乘客看到自己所乘的列车运动了，他选的参考系是（）A列车A B列车B C站台 D铁轨,A,点此播放教学视频,上一页,目 录,4 观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（）A甲、乙两车一定向左运动 B甲、乙两车一定向右运动 C甲车可能运动，乙车向右运动 D甲车可能静止，乙车向左运动,解析 图中房子相对地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左（相对于地球而言）甲车上的旗子也向左，则有三种可能情况：一是甲车不动，风把小旗向左刮；二是甲车向右运动，风相对甲向左，风把小旗向左刮；三是甲车向左运动但小于风速，因此风仍能把小旗向左刮对于乙车，则只有乙车向左运动并大于风速，此时风把小旗向右刮故选项D正确 答案 D,点此播放教学视频,思考：,我们曾说过运动是绝对的，现在又说运动是相对的，矛盾么？,点此播放教学视频,文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？,区分：定性与定量,笛卡儿发明坐标系,若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？,如 何 确 定 物 体 的 位 置,点此播放教学视频,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。,4.坐标系,如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。,X,O,点此播放教学视频,练习,A点坐标XA=-3m,X/m,O,如图所示，汽车沿X轴做直线运动，从A点运动到B点，由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程。,1,-1,2,3,4,-2,-3,-4,A,B,B点坐标XB=2m,走过的路程B=m,点此播放教学视频,上一页,下一页,知识归纳 坐标系（1）定义：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（2）一维坐标系：选某一位置为坐标原点，以某个方向为正方向，选择适当的标度建立一个坐标轴，就构成了一维坐标系，适用于描述物体在一维空间运动（即物体沿一条直线运动）时物体的位置（3）二维坐标系：由两个互相垂直的坐标轴组成，适用于物体在二维空间（即在同一平面）内运动时，又称为平面直角坐标系（4）三维直角坐标系：由三个互相垂直的坐标轴组成，又称为立体直角坐标系适用于描述物体在三维空间中的具体位置,上一页,目 录,5、从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，如图所示，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格：,解析：本题中的物体沿直线运动，可以在该直线上建立直角坐标系，来定量描述物体的位置，若以地面为原点，则出发点、最高点、落地点的坐标分别为x13m，x28m，x30；若以抛出点为原点，则x1 0，x2 5m，x3 3m,归纳总结：定量描述沿直线运动的物体的位置及变化，只需建立直线坐标系（一维坐标系）；但当物体在同一平面内运动时要用平面直角坐标系（二维坐标系）才能定量描述出物体的位置及位置的变化,点此播放教学视频,说一说,对于在平面上运动的物体，例如冰场上的花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？,点此播放教学视频,生活中的物理,点此播放教学视频,手持式GPS,科学漫步：全球卫星定位系统（GPS）,GPS显示屏信息,车载GPS,放大图,典型例题1、在下列物体的运动中，可视作质点的物体有()A.从北京开往广州的一列火车B.研究转动的汽车轮胎C.研究绕地球运动时的航天飞机D.表演精彩芭蕾舞演员E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑动的箱子G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间H.测量子弹船过一张薄纸的时间。,ACFG,点此播放教学视频,2、描述物体地运动，必须选择参考系，关于参考系，下列说法中正确地是（）（A）早晨太阳从东方升起，参考系是地面（B）地球绕太阳近似做圆周运动，参考系是太阳（C）研究地面上物体的运动只能取地面为参考系（D）在不同参考系中描述物体的运动，简繁程度会不 同,ABD,点此播放教学视频,
