1-1质点参考系和坐标系.ppt

物体的空间位置随时间的变化 ，称为机械运动。 在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。 自然界中最简单、最基本的运动形态 机械运动的两种常见形式的： 平动：物体各部分的运动特点完全相同 转动：物体各部分绕 一个点（或轴）做圆周运动 实际上 气势磅礴 矫捷如燕 怎样描述机械运动 怎样描述机械运动 能否准确地描述物体的运动 在现实的自然界中，在某些情况下，根据所要研究问题的性质，是否可以忽略某些物体的大小和形状，而把它们看做“点”呢？ 提出问题 问题：一只木箱在水平面上做直线运动，为了描述它的运动，是否可以将其视为一个点？ A B C A B C 答案：木箱各点的运动完全一样，木箱上一点的运动就可代表木箱的运动。因此可以将其视为一个点。 案例 1 问题：研究地球的公转时，是否可以将地球视为一个点？ ○以我看来，地球是很大的，故不可以将其视为一个点。 ○由于在绕太阳转动，地球上各部分的运动是有差异的，故不可以将其视为一个点。 ●地球本身的直径还不到它与太阳距离的万分之一，相比之下地球是极小的，因而可以将其视为一个点。 ●在研究地球的公转时，由地球的大小而引起的地球上各部分的运动差异是可以忽略不计的，也就是说，可以忽略地球的大小和形状而把它视为“点”。 案例 2 反方观点 正方观点 地球到太阳的距离约为 地球直径约为 背景：一列火车在铁轨上行驶，它的发动机、传送机构及车轮的运动是很复 杂的。 问题：什么情况下火车可以视为点？ □计算一列火车从北京开往上海的运行时间 □描述一列火车正在过南京长江大桥 案例 3 □描述一列火车转弯时的车轮的运动情况 1 质点 □是经过科学抽象的、理想化的物理模型 □看作质点的条件是： □质点——有质量的点，忽略物体的形状和大小 物体的尺寸远小于物体的运动范围 研究物理平动时 对于所研究问题，物体的大小和形状可以忽略不计 v=20m/s 10m A v=20m/s 10m A B 100m 100km ? 特别说明了某物体可以看作质点 虽然有转动，但相对于平动而言可以忽略转动时 2 襄邑 他们说的对不对？ 为什么同一个运动 会有几种不同的说法？ 2 参考系 参考系：为了描述物体的运动而选用来做参考的其它物体 ■选择不同的参考系来观察同一物体的运动，结果会不同。 ■参考系的选择是个重要的问题，选取得当，会使问题的研究变得简洁、方便。 参考系的选取： 1、参考系的选取是任意的． 2、选择参考系时，应以简单方便为原则． 3、若没有任何说明，就以地面为默认参考系 2 参考系 参考系的四性： 1、标准性 选作参考系的物体假定不动，被研究的物体都可以以参考系为标准。 2、任意性 参考系的选取是任意的，任何物体都可以作为参考系 3、统一性 比较不同物体的运动应该选择同一个参考系 2 参考系 4、差异性 对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果一般不同。 参考系vs参照物： 参照物是一个具体的物体。 参考系是参照物与坐标系的总称，是相对完备的数学框架 高中阶段可以简单地就把参照物称参考系 2 参考系 2 参考系 做一做 3 坐标系 ■坐标系的建立 ■坐标系的构成要素 分类 适用的运动 建立方法 直线坐标系 物体沿直线运动，即做一维运动时 在直线上规定原点、正方向和标度 平面坐标系 物体在某一平面内做曲线运动时 在平面内画两条相互垂直的数轴（X,Y）,即可组成平面直角坐标系。物体的位置由一对数确定 空间坐标系 物体在空间内运动时 在空间画三个相互垂直的数轴（X,Y,Z），即可以组成三维坐标系。这时物体的位置由三个数来研究 3 坐标系的种类 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ＳＡB=５m 4 练习 下列物体或人可看作质点的是（ ） A、跳水冠军伏明霞在跳水比赛中 B、奥运冠军王军霞在万米长跑中 C、研究一列火车通过某一路标所用的时间 D、研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化 BD 4 练习 下列关于质点的说法中，正确的是：（ ） A、质点是一个理想化模型，引入这个概念没有多大意义 B、只有体积很小的物体才能看做质点 C、凡轻小的物体，皆可看作质点 D、如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看做质点 BD 4 练习 在平直公路上行驶的汽车内， 一乘客以自己的车为参考系向车外观察，他看到的下述现象中肯定错误的是（ ） A、与汽车同向行驶的自行车，车轮转动正常，但自行车向后行驶 B、公路两旁的树因为有根扎在地里，所以是不动