1-1.质点参考系和坐标系解析

第一章运动的描述物理学家海森堡说：“为了理解现象，首要条件是引入适当的概念，我们才能真正知道观察到了什么。”一、物体和质点质点：用来代替物体的有质量的点．为什么要引入质点的概念？质点是一种科学的抽象，在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。什么样的物体可以看作质点？[讨论与交流]1．地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1．5Xl08km．研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时，能不能把它看成质点?2.某同学从家中走1km到学校，能不能看作质点？该同学作课间操，能不能看作质点？小结：1、同一物体能否看作质点，要看具体情况。2、当物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时，就可以看作质点。AD[课堂练习]1、下列关于质点的说法正确的是（）A、质点是一个理想化模型，实际并不存在B、因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别C、凡轻小的物体，都可看作质点D、如果物体的大小和形状对所研究的问题属于无关或次要因素，就可以把物体看作质点。BCD2、研究下列运动时，可以把物体看作质点的是（）A、做精彩表演的花样滑冰运动员B、参加马拉松比赛的运动员C、研究飞出枪口的子弹运动轨迹时的子弹D、研究绕地球运动一周所用时间的航天飞机二、参考系为了确定物体的位置和描述物体运动而被选作参考的物体或物体系。CD[课堂练习]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2、甲、乙、丙三架光电梯，甲中乘客看到一座高楼在向下运动，乙中乘客看甲在向下运动，丙中乘客看甲、乙都在向上运动，这三架电梯的运动情况可能有那些？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三、坐标系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。[课堂练习]一个物体从桌面上方离桌面2m处下落了4m后静止，若以桌面上某一点为坐标原点，取竖直向上为正方向，则物体的最终坐标为。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．全球卫星定位系统（GPS）手持式GPS定位器车载GPS定位系统1车载GPS定位系统2例：①、我国运动员刘翔在奥运会田径男子110米栏决赛中以时间12秒91的成绩夺得中国男选手在奥运会上的首枚田径金牌。②、北京时间8点整③、各位旅客请注意，由温州开往杭州5114次列车开车时间12点30分，请各位旅客自觉排队等候检票分析讨论······•时刻是指某一瞬时；时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间。一、时刻和时间间隔下列哪些是时刻？哪些是时间？起床6：20晨跑6：40－－－－7：00（20分钟）早饭7：00晨读7：30－－－－8：00（30分钟）预备7:58第一节课8：00－－－8：45（45分钟）A.在时间轴上如何表示时刻和时间间隔？点表示时刻，线段表示时间间隔上课45min45min10min下课上课下课一、时刻和时间间隔t/s0123456B.第六秒第六秒内六秒内第六秒初第六秒末前两秒在时间轴上如何表示上述六项？提问：路程和位移有何不同？1.物理意义：2.大小的确定方法：3.大小的决定因素：4.方向性：5.路程和位移的大小有没有相等的情况？二、路程和位移阅读P14，总结路程（path）：是物体运动轨迹的长度位移（displacement）：表示物体的位置变化（运动的起点指向终点的有向线段）1、路程描述的是物体的实际运动轨迹，位移描述的是位置的变化。2、路程的大小是实际轨迹的长度，位移的大小是由初位置指向末位置的有向线段的长度。3、路程大小与实际路径有关，位移大小只与初末位置有关，与路径无关。4、路程无方向，位移有方向，求解位移时明确大小的同时要明确其方向。5、只有物体做单向直线运动时，物体的位移大小才等于路程。一般情况下位移的大小总小于路程。想一想，做一做······1、关于位移和路程，下列说法正确的是·······（）A、位移是指物体轨迹的长度，位移表示物体位置变化B、位移是矢量，位移的方向就是物体运动的方向C、路程是标量，位移的大小就是路程D、两物体通过的路程相等，则它们的位移也一定相同2、如图，一个质点沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C，规定向右方向为正方向。在此过程中，它的位移和路程分别为······················（）A.4R，2πRB.4R，2πRC.-4R，2πRD.-4R，-2πRCBADRABCD是半径为R的圆的四个顶点，一小白兔由A出发沿圆周绕行一圈，途经ABCD四点，问：1.由A到B的过程，它通过的位移是多少？2.由A到C的过程呢？3.由A到D的过程呢？4.由A到A的过程呢？5.由B到C的过程呢？CBADRABCD是半径为R的圆的四个顶点，一小白兔由A出发沿圆周绕行一圈，途经ABCD四点，问：1.由A到B的过程，它通过的位移是多少？2.由A到C的过程呢？3.由A到D的过程呢？4.由A到A的过程呢？5.由B到C的过程呢？提醒:矢量的运算有一定的法则,不同于标量的直接加减！三、矢量和标量矢量:有大小又有方向如:位移速度力等标量:只有大小,没有方向如:路程温度质量密度等如何在坐标轴上表示位移?例:0369x/cm-6-9BA1.一个小蚂蚁由A点爬到B,它的位移是多少?解:△x=XB-XA=(-9)-6=-15cm此过程蚂蚁位移的方向与规定的正方向相反2.小蚂蚁由B到A的过程的位移又怎样求哪?△x=XA-XB=6-(-9)=15cm.说明此过程位移的方向与规定的正方向相同-3“-”号表示什么?正值又表示什么呢?2、求解时要指明其方向,位移的方向可用“+”、“-”号表示。“+”号表示位移的方向与规定的正方向相同;“-”号表示位移的方向与规定的正方向相反。说明：1、位移是矢量,有大小,切记还有方向.四、直线运动的位置和位移如果物体做的是直线运动，那运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置;一段时间对应的是这段时间内物体的位移。物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2，那么，（x2－x1）就是物体的“位移”记为:Δx=x2－x1想一想，做一做······1、某人从高为5m处以某一初速度竖直向下抛一小球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则这段过程中·············（）A.小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7mB.小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7mC.小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3mD.小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m路程（path）：是物体运动轨迹的长度位移（displacement）：表示物体的位置变化（运动的起点指向终点的有向线段）2、质点向东运动了30m，然后又向北运动了40m，质点发生的位移是······（）A.70m，方向是向东偏北53oB.70m，方向是向北偏东53oC.50m，方向是向北偏东37oD.50m，方向是向东偏北37o想一想，做一做······小结一、质点：用来代替物体的有质量的点．二、参考系：为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的物体或物体系。三、坐标系：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小结1、时刻和时间间隔2、路程和位移路程（path）：是物体运动轨迹的长度位移（displacement）：表示物体的位置变化（运动的起点指向终点的有向线段）3、矢量和标量4、直线运动的位置和位移（矢量有大小又有方向）Δx=x2－x1