1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

1、第一章第一章 運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)的描述1 1 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系參考系和坐標(biāo)系 問(wèn)題：該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？問(wèn)題：該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢？ 詩(shī)人用氣勢(shì)磅礴來(lái)描述大河中的水流，用矯捷如燕來(lái)描述運(yùn)動(dòng)員輕盈的舞姿，畫(huà)家用汽車(chē)后面的線條表示風(fēng)，來(lái)描述車(chē)輛的飛馳?？茖W(xué)家呢？科學(xué)家呢？一、物體與質(zhì)點(diǎn)一、物體與質(zhì)點(diǎn)1.1.要描述鴿子身上各點(diǎn)飛行的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律是要描述鴿子身上各點(diǎn)飛行的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律是件不容易的事，困難在哪里？件不容易的事，困難在哪里？結(jié)論：結(jié)論：如果僅僅研究如果僅僅研究“白鴿白鴿”的運(yùn)動(dòng)情況，我們可以的運(yùn)動(dòng)情況，我們可以忽略忽略“白鴿白鴿”的形狀和大小而把物體看成只有質(zhì)量而

2、的形狀和大小而把物體看成只有質(zhì)量而沒(méi)有形狀和大小的沒(méi)有形狀和大小的“點(diǎn)點(diǎn)”。所以，為了研究問(wèn)題的方。所以，為了研究問(wèn)題的方便，常常把物體看成一個(gè)點(diǎn)。便，常常把物體看成一個(gè)點(diǎn)。2.2.如果只研究鴿子從家里到目的地飛行的快慢，需要如果只研究鴿子從家里到目的地飛行的快慢，需要知道鴿子身上各部分的運(yùn)動(dòng)嗎？知道鴿子身上各部分的運(yùn)動(dòng)嗎？問(wèn)題思考神舟五號(hào)飛船，長(zhǎng)神舟五號(hào)飛船，長(zhǎng)8.86m8.86m，直徑，直徑58.3m58.3m，用長(zhǎng)，用長(zhǎng)58m58m、重、重480t480t的的“長(zhǎng)征二號(hào)長(zhǎng)征二號(hào)”火箭發(fā)射?？茖W(xué)家研究飛船在太空中的火箭發(fā)射?？茖W(xué)家研究飛船在太空中的運(yùn)動(dòng)位置、高度、速度等問(wèn)題時(shí)，能否把飛船看

3、成一個(gè)運(yùn)動(dòng)位置、高度、速度等問(wèn)題時(shí)，能否把飛船看成一個(gè)點(diǎn)？點(diǎn)？小結(jié)：科學(xué)家研究飛船在太空中的運(yùn)動(dòng)位置、高度、小結(jié)：科學(xué)家研究飛船在太空中的運(yùn)動(dòng)位置、高度、速度等問(wèn)題時(shí)，可以把飛船簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)。速度等問(wèn)題時(shí)，可以把飛船簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)：概念：物理學(xué)中，在某些情況下，我們忽略物體的概念：物理學(xué)中，在某些情況下，我們忽略物體的大小和形狀，突出大小和形狀，突出“物體具有質(zhì)量物體具有質(zhì)量”這一要素，把這一要素，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)。它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)。條件：物體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)題的影響可忽條件：物體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)題的影響可忽略不計(jì)。略不計(jì)。物理意義：質(zhì)點(diǎn)是一

4、種科學(xué)抽象，是一種理想化的物理意義：質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，是一種理想化的物理模型。物理模型。1.1.研究綠茵研究綠茵場(chǎng)上飛起的場(chǎng)上飛起的足球的運(yùn)動(dòng)足球的運(yùn)動(dòng)時(shí)，能把足時(shí)，能把足球看成質(zhì)點(diǎn)球看成質(zhì)點(diǎn)嗎？嗎？問(wèn)題思考2.2.研究火車(chē)通過(guò)大橋的時(shí)間時(shí)，能把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)嗎？研究火車(chē)通過(guò)大橋的時(shí)間時(shí)，能把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)嗎？研究飛機(jī)在空中的位置、離開(kāi)地面的高度、飛行的速度、研究飛機(jī)在空中的位置、離開(kāi)地面的高度、飛行的速度、運(yùn)動(dòng)軌道等問(wèn)題時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌道等問(wèn)題時(shí)，能否把飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)？能否把飛機(jī)看作質(zhì)點(diǎn)？問(wèn)題思考問(wèn)題思考如果只研究地球整體的運(yùn)動(dòng)軌跡，地球是否可以當(dāng)做一如果只研究地球整體的運(yùn)動(dòng)軌跡，地球是否可以當(dāng)做一個(gè)

5、點(diǎn)來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理呢？個(gè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理呢？ 結(jié)論：結(jié)論：研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地球本身的大小和形狀是次研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地球本身的大小和形狀是次要因素可忽略要因素可忽略. . 可看成質(zhì)點(diǎn)可看成質(zhì)點(diǎn). .A問(wèn)題思考如果只研究地球上某一點(diǎn)如果只研究地球上某一點(diǎn)A A的運(yùn)動(dòng)情況，是否的運(yùn)動(dòng)情況，是否也也可以當(dāng)做可以當(dāng)做一個(gè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理呢？一個(gè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理呢？ 結(jié)論：結(jié)論：研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地球本身的大小和形狀不可忽研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地球本身的大小和形狀不可忽略略. . 不能看成質(zhì)點(diǎn)不能看成質(zhì)點(diǎn). .結(jié)論：結(jié)論：物體能否看成質(zhì)點(diǎn)與物體本身的大小和形狀物體能否看成質(zhì)點(diǎn)與物體本身的大小和形狀無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)。

6、 1.1.是不是很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)，很大的物體不能是不是很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)，很大的物體不能看看做做質(zhì)點(diǎn)？質(zhì)點(diǎn)？小組討論2.2.物理中的物理中的“質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)”和幾何中的點(diǎn)和幾何中的點(diǎn)有哪些異同有哪些異同？相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：都是沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn)。都是沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn)。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象表示表示，它具有一定的物，它具有一定的物理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一理內(nèi)涵，不僅具有物體的全部質(zhì)量，而且是一個(gè)個(gè)相對(duì)的相對(duì)的物理概念；幾何中的點(diǎn)沒(méi)有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)物理概念；幾何中的點(diǎn)沒(méi)有質(zhì)量，僅表示位置，而且應(yīng)該絕對(duì)的小。該絕對(duì)的小。下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)

7、法中，正確的是下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是( )( )A. A. 體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)體積很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn) B. B. 質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點(diǎn)C. C. 不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對(duì)所研究的不論物體的質(zhì)量多大，只要物體的尺寸對(duì)所研究的問(wèn)題沒(méi)有影響或影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn)問(wèn)題沒(méi)有影響或影響可以忽略不計(jì)時(shí)，就可以看成質(zhì)點(diǎn)D. D. 只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物只有低速運(yùn)動(dòng)的物體才可看成質(zhì)點(diǎn)，高速運(yùn)動(dòng)的物體不可看作質(zhì)點(diǎn)體不可看作質(zhì)點(diǎn)C C例題1 1、在下列各運(yùn)動(dòng)中，可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的有（、在下列各運(yùn)動(dòng)中，可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的有（

8、）A A、研究做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的體操運(yùn)動(dòng)員、研究做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的體操運(yùn)動(dòng)員 B B、研究遠(yuǎn)洋航行中巨輪的航行、研究遠(yuǎn)洋航行中巨輪的航行C C、研究轉(zhuǎn)動(dòng)著的螺旋槳、研究轉(zhuǎn)動(dòng)著的螺旋槳 D D、研究繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星、研究繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星BDBD2 2、下列物體或人可以看做質(zhì)點(diǎn)的是、下列物體或人可以看做質(zhì)點(diǎn)的是( )( )A A、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動(dòng)作、研究跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中的動(dòng)作 B B、研究奧運(yùn)冠軍王軍霞在萬(wàn)米長(zhǎng)跑中的過(guò)程、研究奧運(yùn)冠軍王軍霞在萬(wàn)米長(zhǎng)跑中的過(guò)程C C、研究一列火車(chē)通過(guò)某一路標(biāo)所用的時(shí)間、研究一列火車(chē)通過(guò)某一路標(biāo)所用的時(shí)間D D、研究我國(guó)科學(xué)考察團(tuán)去南極的過(guò)程、研究我國(guó)

9、科學(xué)考察團(tuán)去南極的過(guò)程BDBD 3 3、下列情況不能看成質(zhì)點(diǎn)的是（、下列情況不能看成質(zhì)點(diǎn)的是（ ）A A、研究繞地球飛行時(shí)航天飛機(jī)的軌道、研究繞地球飛行時(shí)航天飛機(jī)的軌道B B、研究飛行中的直升機(jī)上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)情況、研究飛行中的直升機(jī)上的螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)情況C C、計(jì)算從北京開(kāi)往汕頭的一列火車(chē)的運(yùn)行時(shí)間、計(jì)算從北京開(kāi)往汕頭的一列火車(chē)的運(yùn)行時(shí)間D D、計(jì)算火車(chē)通過(guò)路口所用的時(shí)間、計(jì)算火車(chē)通過(guò)路口所用的時(shí)間乙乙甲甲 甲同學(xué)和乙同學(xué)第一次乘火車(chē)，他們坐在火車(chē)站的甲同學(xué)和乙同學(xué)第一次乘火車(chē)，他們坐在火車(chē)站的未開(kāi)動(dòng)火車(chē)上。突然甲同學(xué)看著車(chē)窗外另一列火車(chē)叫起未開(kāi)動(dòng)火車(chē)上。突然甲同學(xué)看著車(chē)窗外另一列火車(chē)叫起來(lái)：

10、來(lái)：“我們的車(chē)開(kāi)動(dòng)了！我們的車(chē)開(kāi)動(dòng)了！”乙同學(xué)盯著車(chē)窗外的柱子說(shuō)：乙同學(xué)盯著車(chē)窗外的柱子說(shuō)：“你看錯(cuò)了，我們的車(chē)還沒(méi)開(kāi)動(dòng)。你看錯(cuò)了，我們的車(chē)還沒(méi)開(kāi)動(dòng)?！蹦阏J(rèn)為甲乙同學(xué)的你認(rèn)為甲乙同學(xué)的說(shuō)法誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)？說(shuō)法誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)？ 二、參考系二、參考系1 1、參考系：、參考系： 為了確定物體的位置和描述物體運(yùn)動(dòng)而被選做參考為了確定物體的位置和描述物體運(yùn)動(dòng)而被選做參考的物體。（注：初中所學(xué)參照物是通俗說(shuō)法，但本質(zhì)相的物體。（注：初中所學(xué)參照物是通俗說(shuō)法，但本質(zhì)相同）同） 要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其它的物要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其它的物體做參考，觀察物體相對(duì)這個(gè)物體體做參考，觀察物體相對(duì)這個(gè)

11、物體( (其它物體其它物體) )的位置是的位置是否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化。這種用來(lái)做參考的物體否隨時(shí)間變化，以及怎樣變化。這種用來(lái)做參考的物體稱為參考系。稱為參考系。2 2、參考系的選?。?、參考系的選?。海? 1）可以任意選??；）可以任意選取；（2 2）應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則；）應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則；（3 3）常選擇地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系；）常選擇地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系；（4 4）參考系的選取不同，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同；）參考系的選取不同，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同；（5 5）比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選擇同一參考系才）比較兩

12、個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，必須選擇同一參考系才有意義；有意義；（6 6）運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)于參考系的；）運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)于參考系的；（7 7）運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。）運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。注意：注意：以后凡是說(shuō)到運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)該首先選擇參考系，常以后凡是說(shuō)到運(yùn)動(dòng)，都應(yīng)該首先選擇參考系，常默認(rèn)為地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。默認(rèn)為地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。從水平勻速飛行的飛機(jī)上投出的炸彈，以飛機(jī)為參考從水平勻速飛行的飛機(jī)上投出的炸彈，以飛機(jī)為參考系和以地面為參考系各做什么運(yùn)動(dòng)？系和以地面為參考系各做什么運(yùn)動(dòng)？看飛機(jī)投彈動(dòng)畫(huà)看飛機(jī)投彈動(dòng)畫(huà)問(wèn)題思考 1 1、電影、電影閃閃的紅星閃閃的紅

13、星中有兩句歌詞：中有兩句歌詞：“小小小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走。竹排江中游，巍巍青山兩岸走?！边@其中分別描述了這其中分別描述了兩種運(yùn)動(dòng)情景，那么它們分別是以什么為參考系的？?jī)煞N運(yùn)動(dòng)情景，那么它們分別是以什么為參考系的？ 2 2、坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩(shī)句、坐在美麗的校園內(nèi)學(xué)習(xí)毛澤東的詩(shī)句“坐地坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河”時(shí)，但我們感覺(jué)是時(shí)，但我們感覺(jué)是靜止不動(dòng)的。這與詩(shī)句里的描述是否矛盾？說(shuō)明理靜止不動(dòng)的。這與詩(shī)句里的描述是否矛盾？說(shuō)明理由。由。河岸、竹排河岸、竹排不矛盾不矛盾小組討論1 1、關(guān)于參考系的選取，下列說(shuō)法正確的是（、關(guān)于參考系的選取，下列說(shuō)

14、法正確的是（ ）A A、參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體、參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體 B B、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的、參考系必須是和地面聯(lián)系在一起的C C、在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系、在空中運(yùn)動(dòng)的物體不能作為參考系 D D、任何物體都可以作為參考系、任何物體都可以作為參考系 D D 2 2、以下說(shuō)法正確的是（、以下說(shuō)法正確的是（ ）A A、參考系就是不動(dòng)的物體、參考系就是不動(dòng)的物體B B、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系、任何情況下，只有地球才是最理想的參考系C C、不選定參考系，就無(wú)法研究某一個(gè)物體是怎么運(yùn)、不選定參考系，就無(wú)法研究某一個(gè)物體是怎么運(yùn)動(dòng)的動(dòng)的D D、同一物體的

15、運(yùn)動(dòng)，對(duì)不同的參考系可能有不同的、同一物體的運(yùn)動(dòng)，對(duì)不同的參考系可能有不同的觀察結(jié)果觀察結(jié)果CDCD3 3、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向、甲、乙、丙三架電梯，甲中乘客看到一座高樓在向下運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看到甲在向下運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看到甲、下運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看到甲在向下運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看到甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)，這三架電梯的運(yùn)動(dòng)情況可能有那些？乙都在向上運(yùn)動(dòng)，這三架電梯的運(yùn)動(dòng)情況可能有那些？【解析【解析】以地面為參考系，甲是向上運(yùn)動(dòng)的；而乙也是以地面為參考系，甲是向上運(yùn)動(dòng)的；而乙也是向上運(yùn)動(dòng)的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上運(yùn)動(dòng)，向上運(yùn)動(dòng)的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上運(yùn)動(dòng)，但丙的速度比

16、甲、乙都??；丙也可能向下運(yùn)動(dòng)；丙還有但丙的速度比甲、乙都?。槐部赡芟蛳逻\(yùn)動(dòng)；丙還有可能靜止。可能靜止。如果一個(gè)可以看做質(zhì)點(diǎn)的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，怎樣定量描述如果一個(gè)可以看做質(zhì)點(diǎn)的物體沿直線運(yùn)動(dòng)，怎樣定量描述物體的位置變化呢？物體的位置變化呢？要定量描述物體的位置變化，可以利用我們已有的數(shù)學(xué)知要定量描述物體的位置變化，可以利用我們已有的數(shù)學(xué)知識(shí)，建立直線坐標(biāo)系。識(shí)，建立直線坐標(biāo)系。坐標(biāo)系的三要素：坐標(biāo)系的三要素：原點(diǎn)、正方向、單位長(zhǎng)度原點(diǎn)、正方向、單位長(zhǎng)度。三、坐標(biāo)系三、坐標(biāo)系問(wèn)題思考小組討論（1 1）如果物體（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員）如果物體（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員）在平面上運(yùn)動(dòng)在平面上運(yùn)動(dòng)，我們，我們應(yīng)如何建

17、立坐標(biāo)系？應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？ （2 2）如果物體在空間里運(yùn)動(dòng)呢？）如果物體在空間里運(yùn)動(dòng)呢？1 1、描述直線運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化，可以建立一維、描述直線運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化，可以建立一維直線坐標(biāo)系直線坐標(biāo)系一維坐標(biāo)表示：一維坐標(biāo)表示：x x2 2、描述平面上運(yùn)動(dòng)的物體的、描述平面上運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化，可以建立二維平面位置變化，可以建立二維平面直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系二維坐標(biāo)表示二維坐標(biāo)表示（x,yx,y）x/mx/m0 01 12 23 3-1-13 3、描述立體空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化，可以建立、描述立體空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的物體的位置變化，可以建立三維立體空間坐標(biāo)系三維立體空間坐標(biāo)系三維坐標(biāo)表示三維坐

18、標(biāo)表示（x,y,zx,y,z） y/my/m1 10 02 2-2-2-1-1-1-1-2-22 21 1x/mx/m 一個(gè)小球從距地面一個(gè)小球從距地面4 m高處落下，被地面彈高處落下，被地面彈回，在距地面回，在距地面1 m高處被接住坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出高處被接住坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方點(diǎn)正下方2 m處，向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向則處，向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn)的位置坐標(biāo)分別是是()A2 m，2 m，1 mB2 m,2 m,1 mC4 m,0,1 mD4 m,0，1 mB一、質(zhì)點(diǎn)一、質(zhì)點(diǎn) 1 1、質(zhì)點(diǎn)：把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。、質(zhì)點(diǎn)：把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的物質(zhì)點(diǎn)。 2 2、物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對(duì)、物體簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對(duì)所研究問(wèn)題的影