物理《质点参考系和坐标系》课件(新人教版必修)精要.ppt

* 1.1　质点 参考系和坐标系 　　课前导航 　　我国是文明古国，对运动早就有研究．早在汉代成书的《尚书纬·考灵曜》中就有这样的记载：“地恒动不止，而人不知。譬如人在大舟中，闭牖(窗户)而坐，舟行而人不觉也。” 　　毛泽东同志的诗中也有一名句：“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。” 　　请你思考： 　　1．选什么物体为参考系，才能说“地恒动不止”？ 　　2．“日行八万里”的地球可否视为质点？ 　　3．有一个成语叫做“刻舟求剑”，如果说刻舟求剑者的错误在于错选了参照系，你同意这种看法吗？ 　　基础梳理 　　知识精析 　　一、理想化模型 　　1．理想化模型是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在． 　　2．理想化模型是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的物理模型． 　　3．理想化模型是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种研究方法． 　　二、质点 　　1．质点的特点：具有质量，占有位置，无体积和形状，是一个理想化的物理模型，实际上并不存在． 　　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． 　　三、参考系 　　1．选择参考系的意义 　　要描述一个物体的运动，必须首先选好参考系，对于同一个运动，如果选不同的物体作参考系，观察到的运动情况可能不相同． 　　例如：甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线以15 m/s 的相同速度行驶着．若两车都以路边的树木作为参考系，则两车都是以15 m/s的速度向东行驶；若以其中任意一辆车为参考系，则另一辆是静止的． 　　2．选择参考系的原则 　　(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定． 　　例如研究火车上物体的运动情况时，一般选取火车作为参考系；研究地面上物体的运动时，常选地面或相对地面不动的物体作为参考系，这时，参考系常可以略去不提，如“汽车运动了”，就不必说成“汽车相对地面运动了”． 　　(2)参考系的选取可以是任意的.在实际问题中,参考系的选取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则． 　　四、坐标系 　　1．建立坐标系的物理意义 　　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．坐标系的种类及特点 　　(1)直线坐标系：以某一点为原点，规定单位(有时是长度，有时是时间，也可能是其他物理量)、正方向或变化方向的意义． 　　(2)平面坐标系：物体在某一平面内运动时需建立平面坐标系．如图1－1所示，在图甲中，a、b、c三点有相同的横坐标，在图乙中，A、B、C三点有相同的纵坐标，由此可以发现：如果仅仅确定某点的横坐标或纵坐标，该点的位置并不能唯一确定，如果同时确定某点的横坐标和纵坐标，则该点的位置唯一确定． 图1－1(3) 　　多维坐标系(如三维立体空间坐标系)：物体的运动不在同一平面内时，可以建立多维坐标系. 　　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 　　解析 在博尔特的100米飞奔中，我们关心的是他的名次，无需关注其动作的细节，可看做质点．教练为了分析其动作要领时，如果作为质点，则其摆臂、提腿等动作细节将被掩盖，无法研究，所以就不能看做质点． 　　答案 AD 　　点评 (1)不能以质量和体积的大小来断定能否将一个物体看做质点，关键是物体自身因素(如大小和形状)对我们所研究问题的影响程度． 　　(2)平动的物体一般可以视为质点，平动的物体是指物体上各个点的运动情况都完全相同的物体．这样，物体上任一点的运动情况与整个物体的运动情况相同，可用一个质点来代替整个物体．但研究物体的转动时，不能把物体视为质点． 　　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