2高一物理《质点-参考系和坐标系-》(很好)

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。”第一章运动的描述机械运动•机械运动：物体相对于其他物体的位置变化叫机械运动，简称运动．谁运动？（研究对象）人类的认知规律：······•运动：怎样运动？（描述：文字、物理量、图像）为何会运动？（因果分析）•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。科学家呢？•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问题1：该如何描述物体的运动呢？问题1：该如何描述物体的运动呢？•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。研究飞机在空中的位置、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？研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，可以用一个小点代替这个“庞大”的飞机因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计在物理学中为了研究的方便,可以用一个小点代替物体这个有质量的点称为质点研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，它本身的大小和形状是次要因素可忽略.这时飞机可看成质点.不能!因为研究飞机轮胎的转动时,飞机轮胎的大小与形状在研究的问题中不可忽略.思考：而当我们研究飞机轮胎的转动时,能否把飞机轮胎看成质点?问题提出：物体都可以看作质点吗？结论1：当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计时,可看成质点问题二:大家手中的笔可不可以看成质点？结论2:如果物体上各点的运动情况完全相同，可看成质点.做一做：1）让笔平移一段距离；2）让笔转动起来比较两种情况的不同思考（1）研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个质点呢？（2）研究地球上各处的季节变化时，能否把它视为质点呢？（3）一列沿京沪铁路运动的火车，若研究它从上海到北京的运动能否把它简化为一个质点？（4）研究火车通过南京长江大桥的运动时，能否把它简化为一个质点呢？一质点质点：用来代替物体的有质量的点。理解：①质点不是实际存在的物体；②质点是一个理想的物理模型；③质点是实际事物的一种近似反映，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象；④建立质点概念时抓住了主要因素，忽略了次要因素，突出了事物的主要特征，使问题得到了简化1）物体上各点的运动有差别，但相对于所研究的问题可以忽略时,可看作质点.如：高空翱翔的老鹰,地球的公转,火车运行里程……物体看作质点的条件:2)如果物体上各点的运动情况完全相同,可看作质点,如:平移的粉笔,滑动的木块……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,如:研究地球的自转,研究火车过桥的时间……具体情况具体分析思考与讨论：•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。质点小结：质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。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。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。课堂训练1.下列关于质点的说法中，正确的是（）A.体积很小的物体都可看成质点B.质量很小的物体都可看成质点C.无论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点D.只有低速运动的物体才可看成看点,高速运动的物体不可看作质点C2、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•3、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思维体操：•如何解释小孩的静止？•同样的物体，运动会不同？同一运动，如果选取的参考系不同，运动情况一般不同．参考系的研究参考系的研究参考系的研究二、参考系定义：描述物体运动时，用来作参考(假定为不动)的物体选择和利用参考系的原则是什么？①描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变，事先假定参考系不动；②选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同；③参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则；④通常选取地面为参考系；⑤比较两个物体的运动应选同一参考系。参考系小结•运动和静止是相对于参考系的。•参考系的选取是任意的。•选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样。•选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便。•比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义。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体会敦煌曲子中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁?看山恰是走来迎,仔细看山山不动,是船行。”送瘟神毛泽东绿水青山枉自多华佗无奈小虫何千村薜荔人遗矢万户萧疏鬼唱歌坐地日行八万里巡天遥看一千河牛郎欲问瘟神事一样悲欢逐逝波课堂训练1.关于参考系的选取，下列说法正确的是（）A.参考系必须选取静止不动的物体B.参考系必须是和地面联系在一起的C.在空中运动的物体不能作为参考系D.任何物体都可以作为参考系D2、第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000米的高空飞行时，发现旁边有一个小东西，他以为是一只小飞虫，敏捷地把它抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓住子弹的原因是（）A、飞行员反应快B、子弹相对飞行员是静止的C、子弹已经飞行的没劲了D、飞行员有手劲B•3、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•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三、坐标系定义:为了定量地描述物体的位置及位置的变化，而需要在参考系上建立适当的坐标系5m0x一个坐标系有几个要素呢？数字原点单位长度正方向物理量的符号和单位说一说：除了上面的直线坐标系，你还知道什么其他的坐标系吗？1、描述直线运动——建立一维直线坐标系．2、描述平面运动——建立二维平面直角坐标系．3、描述立体空间内运动——建立三维立体空间坐标系．1.如图所示，一辆自行车从青海新村出发沿青海路驶向海中附校和海门中学方向，我们怎样描述自行车的位置随时间的变化？青海新村７：00青海路狮山路7：09海门中学7：12海中附校7：07青海桥7：03x（西）0(西)y(南)生活中的物理车载GPS定位系统1车载GPS定位系统1生活中的物理•GPS：全球定位系统•(授时与测距导航系统----全球定位系统•navigationsystemtimingandranging—globalpositioningsystem)•全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。•在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月、航天飞机升空，同列为20世纪“三大航天工程”。生活中的物理•GPS：全球定位系统•(授时与测距导航系统----全球定位系统•navigationsystemtimingandranging—globalpositioningsystem)•GPS系统包括三大部分：•（1）GPS卫星（空间部分）•（2）地面支撑系统（地面监控部分）•（3）GPS接收机（用户部分）定位仪中所示位置1.质点:只有质量,没有形状和大小的点叫质点.说明:严格意义上的“有质量的点”实际上是不存在的，是一种理想化模型，是对实际物体的近似，是一种科学抽象，物体能否看作质点,由所描述的问题的性质决定.小结2.参考系:描述物体的运动时,用来作参考的物体.3.坐标系:一般说来，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说明:有一维坐标系,也有二维和三维坐标系