第一章第一节-质点-参考系和坐标系.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,请您欣赏,请您欣赏,请您欣赏,请您欣赏,一个物体相对于另,一,个物体位置的改变，叫做机械运动，简称运动,.,1.机械运动,（,1,）机械运动的分类,按运动形式分：平动和转动,按运动轨迹分：直线运动和曲线运动,按速度分：匀速运动和变速运动,平动特点：物体上所有点的运动情况是一样的,做平动的物体运动轨迹不一定是直线,转动特点：做转动的物体上的各点都绕轴做圆周,运动,谁运动？（,研究对象,）,人类的认知规律：,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,）,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,？,一,.,质点,北京时间,8,月29日，,201,5年田径世锦赛男子4X100米大战，中国选手发挥出色，创造历史取得银牌。用时34秒01。,运动员身上各部分,(,头、手臂、腿、脚等,),运动情况相同吗？,在研究运动员决赛所用时间时，能否忽略他们的大小和形状，,把他看成一个“点”呢？,不相同,能看成一个,“,点,”,答案,他的头、手臂、腿、脚等运动的差异对研究运动时间，属于无关因素，可忽略,1,质点的特点,(1),质点是用来代替物体的,它忽略了物体的,和,等次要因素，而突出了物体具有,这个主要因素,它与几何中的,“,点,”,有本质区别,(2),质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上,(,填,“,存在,”,或,“,不存在,”,),2,物体可以看成质点的条件：,【,要点提炼,】,有质量的物质点,大小,形状,不存在,物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时,质量,是不是很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以,看做质点？请举例说明,.,【,延伸思考,】,不是,举例：,研究地球绕太阳的公转时,可以把地球看做质点，,而研究乒乓球的发球,(,如旋转问题,),时不能把乒乓球看做质点,答案,研究地球运动时，可以将地球看成“点”吗？,运动的火车可以看成一个“点”吗？,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。,2物体能否看做质点的几种情况,(1)平动的物体因各部分运动情况相同，一般可以看做质点,(2)物体有转动，但物体的转动不是我们所要研究的主要问题，物体本身的形状和大小已变成了次要因素时可以看做质点如研究地球绕太阳的公转规律时，地球的大小就变成次要因素，可以不考虑，此时地球就可以看做质点,转动的物体在研究其转动的规律时不能看成质点如研究地球自转时，地球的大小和形状就是影响研究问题的重要因素了，因此就不能再把地球看做质点了,(3)物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看做质点,练习：,研究火车从温州开到上海的时间,研究王励勤发球的旋转情况,研究王励勤拉弧圈球的轨迹,研究郭晶晶 在空中做翻滚动作,只能是很小的物体才可以看成质点,同一物体在同一过程中，由于研究的问题不一样，物体不一定能看成质点,研究火车通过一大桥的运动时，用的时间,其形状、大小可以忽略不计，可以看成质点,例,1,：分析研究下列物体运动时，研究对象能看作质点的是,(,),A,研究,嫦娥三号,”“,奔月,”,的过程,B,研究奥运冠军邓琳琳在,平衡木上的动作,C,研究从斜面上滑下的木块,的滑行时间,D,研究运动员发出的弧旋,乒乓球的旋转情况,AC,对动作进行技术分析，不能看作质点,木块各部分的运动情况都相同，故可把木块看作质点,弧旋的乒乓球，各点的运动情况不同，不能把它看作质点,解析,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,1.,(,对质点的理解,),在以下情况中可将所研究的物体,看成质点的是,(,),A,研究撬棒撬东西时，用力大,小与支点位置关系,B,研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀,抱中“走”出来，即两器分离,过程中“玉兔”一连串技术含,量极高的“慢动作”,C,研究“玉兔”号巡视器巡视月,球时的运动轨迹,D,研究旋转的电扇扇叶所受阻,力大小的影响因素,解析,C,支点位置影响撬棒用力大小，,撬棒不可以看作质点；,研究其,技术动作,时，不能把“玉兔”看成质点；,研究其运动,轨迹,，大小和形状能忽略，可看成质点；,扇叶所受阻力与扇叶形状大小,有关，不能看作质点,.,方法指导,一、理解质点,例1,2008年8月16日，牙买加运动员博尔特在北京奥运会上以9秒69打破男子百米跑世界纪录，再创速度极限下列说法正确的是(),A在博尔特的100米飞奔中，可以将他看做质点,B教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点,C无论研究什么问题，均不能把博尔特看做质点,D是否能将博尔特看作质点,决定于我们所研究的问题,1在研究体育比赛中运动员的运动特点时，下列运动员可以当做质点处理的是(),A研究姚明在扣篮的动作时,B研究李小鹏在双杆上比赛的动作时,C研究菲尔普斯100米自由游触壁的瞬间,D记录某马拉松运动员在比赛过程中各时刻的位置时,答案,D,请填“运动或静止”：,以地面为参考系，宝剑是,的；以船为参考系，宝剑是,的,你和你的同伴正在坐一辆火车，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情况，而同伴认为你是怎么样的？,思维体操：,同样的物体，运动会不同？,如何解释小孩的,静止？,二,.,参考系,天宫一号空间站绕地球飞行时：,以地球为参考系，坐在其中的宇航员如何运动？,以空间站为参考系呢？,以地球为参考系，宇航员在,绕地球做近似圆周运动,答案,以空间站为参考系：,宇航员处于静止状态,宇航员和空间站保持相对静止,【,要点提炼,】,方便,地面,相对静止,任意,例,2,：下列关于运动的描述中，,参考系的选取符合描述的是,(,),A.,诗句,“,飞流直下三千尺,”,，,是以飞流作为参考系的,B.,钱塘观潮时，观众觉得潮水,扑面而来，以潮水作为参考系的,C.“,两岸猿声啼不住,轻舟已过,万重山,”,以万重山作为参考系的,D.,升国旗时，观察到国旗冉冉,升起，观察者是以国旗作为参考,系的,研究对象是“水”，故是以地面为参考系,研究对象是“潮水”，是以观察者为参考系,研究对象是“轻舟”，是以万重山为参考系,研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的,解析,C,2.,(,参考系与相对运动,),如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方法表达了运动的美请问摄影师选择的参考系是,(,),A,大地,B,太阳,C,滑板运动员,D,步行的人,摄影师以自己作为参考系,(,即以运动员为参考系,),拍摄，这样背景上其他物,体看起来就是“运动”的，,因而模糊不清,.,C,解析,摄影师与运动员以相同的,速度运动，保持,相对静止,例,3,：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,以地面为参考系，房子相对于地面是静止的，所以，此时,风向向左,甲有三种可能的情况：,甲车不动，,风把小旗向左吹；,甲车向右运动,；,甲车向左运动,但速度小于风速,因此风仍能把小旗向左吹,乙车：,只有向左运动,并且速度大于,风速时，风才能把小旗向右吹,D,二、参考系与相对运动问题,例2,甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看见高楼在向下运动；乙中乘客看见甲在向下运动；丙中乘客看见甲、乙都在向上运动这三架电梯相对地面的运动情况可能是(),A甲向上，乙向下，丙不动,B甲向上，乙向上，丙不动,C甲向上，乙向上，丙向下,D甲向上，乙向上，丙也向上，但比甲、乙都慢,解析,电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系甲中乘客看见高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动同理，乙相对甲在向上运动，说明乙相对地面也是向上运动，且运动得比甲更快丙电梯无论是静止，还是在向下运动，,或以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到它们是在向上运动,答案,BCD,点评,要准确地描述物体的运动，参考系的选取非常关键如在本题中，甲中乘客在观察高楼的运动时，是以自己所乘的电梯为参考系若以地面为参考系，高楼是静止的,变式训练1,我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系下列说法正确的是(),A我们说,“,太阳东升西落,”,，是以地球为参考系的,B我们说,“,地球围绕太阳转,”,，是以地球为参考系的,C我们说,“,同步卫星在高空静止不动,”,，是以太阳为参考系的,D坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以火车为参考系的,2关于参考系下列说法不符合实际的是(),A一个物体相对于其他物体的位置变化，叫机械运动,B不选定参考系，就无法研究某一物体怎样运动,C参考系是不动的物体,D参考系是人们假设不动的物体,答案,C,5某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园玩两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动如果以地面为参考系，那么，上述观察说明(),A甲车不动，乙车向东运动,B乙车不动，甲车向东运动,C甲车向西运动，乙车向东运动,D甲、乙两车以相同的速度都向东运动,解析,甲看到乙车不动，说明甲和乙运动情况相同，乙车内同学看到树木向西运动，说明车在向东运动，选项D正确，A、B、C错误,答案,D,文字描述方便吗？能精确吗？,有没有简便又准确的方法？,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,四、坐标系,1、全球卫星定位系统（GPS）,2、坐标系：,x/m,0,1,2,3,-1,一维,二维（直角坐标系）,x/m,y/m,1,0,2,-2,-1,-1,-2,2,1,1,要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系，,这个坐标系上包括,、,和,2,研究质点的直线运动时，一般建立一维,，,坐标轴上的一个坐标点对应质点的一个,3,直线坐标系中坐标值的含义,(1),坐标值的正负表示物体所在位置在原点的正方向还是负方向上,(2),坐标值的绝对值表示物体所在位置到,【,要点提炼,】,原点,正方向,单位长度,直线坐标系,位置,坐标原点的距离,描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？,(1),描述百米运动员在运动中的位置,(2),描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置,(3),描述翱翔在蓝天上的飞机的位置,三,.,坐标系,(1),以起点为坐标原点，建立,一维直线坐标系；,答案,(2),以滑冰场中心为坐标原点，向东为,x,轴正方向，向北为,y,轴正方向，建立,二维平面直角坐标系；,(3),确定一点,(,如机场所在位置,),为坐标原点，建立,三维空间直角坐标系,同一直线上的运动,平面内的运动,空间立体的运动,例1.,以广场上旗杆所在的位置做为坐标,原点，向东的方向为正方向，则X=5m，,X=-10m，表示的是什么意思？,例,4,：在,60,周年国庆盛典上，游,行的队伍和彩车依次从天安门前,经过，以北京长安街为坐标轴，,向西为正方向，以长安街中心,为坐标原点,O,，建立一维直线,坐标系一辆彩车最初在原点,以东,3 km,处，一段时间后行驶,到原点以西,2 km,处这辆彩车,的最初位置和最终位置坐标,分别是,(,),A,3 km,；,2 km,B,-3 km,；,2 km,C,3 km,；,-2 km D,-3 km,；,-2 km,B,向西为正,0,长安街,x,/km,-3,-2,-1,3,2,1,解析,根据题意建立坐标系,:,由图可知：,解析,3.,(,坐标系的建立及应用,),一个小球从距地面,4 m,高处落,下，被地面弹回，在距地面,1 m,高处被接住坐标原点定在抛出,点正下方,2 m,处，向下为坐标轴,的正方向则小球的抛出点、落,地点、被接住点的位置坐标分别,是,(,),A,2 m,，,-2m,，,-1 m,B,-2 m,2 m,1 m,C,4 m,0,1 m,D,-4 m,0,，,-1 m,根据题意建立坐标系,:,B,A,为,抛出点,，坐标为,-2 m,，,B,点为坐标原点，,D,点为,落地点,，坐标为,2m,，,C,点为,接住小球的点,，坐标为,1 m,由图可知：,10为了确定平面上物体的位置，我们建立平面直角坐标系，如图所示以,O,点为坐标原点，沿东西方向为,x,轴，向东为正；沿南北方向为,y,轴，向北为正图中,A,点的坐标如何表示？其含义是什么？,解析,A,点的横坐标,x,2 m，,A,点的纵坐标,y,3 m，坐标值的含义表示,A,点在坐标原点偏东2 m，偏北3 m处,答案,(2 m,3 m),A,点在坐标原点偏东2 m，偏北3 m处,11一物体从,O,点出发，沿东偏北30的方向运动10 m至,A,点，然后又向正南方向运动5 m至,B,点,(1)建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹,(2)依据建立的坐标系，分别求出,A,、,B,两点的坐标,解析,(1)坐标系如图所示，线,OAB,为运动轨迹,(2),xA,=5 m，,yA,=5 m；,xB,=5 m，,yB,=0.A点的坐标：(5,5)，B点的坐标：(5,0),变式训练2,从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5 m后落回地面，如图12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，填写下面的表格,解析,在物体运动的直线上建立直线坐标系，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,x,1,3 m，,x,2,8 m，,x,3,0；若以抛出点为原点，则,x,1,0.2，,x,2,5 m，,x,3,3 m.,坐标原点,出发点坐标,最高点坐标,落地点坐标,地面为原点,抛出点为原点,坐标原点,出发点坐标,最高点坐标,落地点坐标,地面为原点,3 m,8 m,0,抛出点为原点,0,5 m,3 m,小结:,一、机械运动,1、定义：物体的空间位置随时间的变化。,2、注：运动,和,静止是相对的；,自然界中一切物体都在不停地运动着；,描述物体的运动必须要有个参照标准；,位置的变化：,一个物体相对于另一物体,物体的一部分相对于另一部分。,二、物体和质点,1、质点的定义：用来代替物体的有质量的点。,2、物体可以看作质点的条件：,物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响可以忽略不计。,3、注：质点是一种科学抽象的理想模型；,物体本身大小不是能否看成质点的标准；,物体能否看成质点取决于所研究问题的性质，同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。,三、参考系,1、定义：描述一个物体的运动时，选定作为参考的其他物体。,2、注：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；,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；,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；,通常选取地面为参考系；,比较两个物体的运动应选同一参考系。,四、坐标系,1、全球卫星定位系统（GPS）,2、坐标系：,x/m,0,1,2,3,-1,一维,二维（直角坐标系）,x/m,y/m,1,0,2,-2,-1,-1,-2,2,1,