质点参考系和坐标系.ppt

第一章，运动的描述,不了解运动，就不了解自然。 亚里士多德,1.1质点，参考系和坐标系,找茬游戏,找出两张照片中的不同之处！,把甲图作为开始时的情况，乙图作为一段时间后的情况的话。 那图中哪些小孩是静止的，哪些小孩是运动的？判断的依据是什么？,知识点一：机械运动,1、机械运动的定义： 物体的位置随时间的变化，称为机械运动，简称运动,2、机械运动常见形式：,（1）平动：,平动过程中，物体各部分的运动特点完全相同,例如：木块在水平桌面上滑动,（2）转动：,物体的各部分绕某一点（或轴）做圆周运动,例如：地球的自传,星光闪闪属于机械运动吗？,植物的生长属于机械运动吗？,因为，星光闪闪和植物的生长都没有发生位置的改变。所以不属于机械运动,现实中，运动的情况很多。 如滚动的足球、雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔。,我们能准确的描述其上各点的运动情况吗？,雄鹰的身体在向前运动，但它的翅膀在向前的同时也在向上/向下的运动。 足球在向前运动的同时还在滚动。,所以要准确的描述其上各点的运动是不容易的，原因是什么呢？,原因就是物体都有一定的大小和形状，各部分的运动情况一般来说并不一样！,那大家想想，我们可以用什么方法来使我们对这些物体的描述变得简单呢？,我们可以用一个点来代替这个物体。这样对这个物体的描述是不是就变得很简单啦！,生活中，有没有把物体看成一个点来对其运动情况进行描述的？,例如：,追踪器,导航,战术板,知识点二：质点,像这种可以忽略物体的大小和形状，而突出“物体具有质量”这个要素，把它简化为一个有质量的物质点，这样的点称为质点,1、质点的定义：,例如：例如我们数教室里有多少张桌子，这时就可以把桌子当做质点。因为我们数数是不用管桌子的大小和形状的,2、将物体看作质点的条件,（1）如果物体的大小和形状在研究问题的过程中可以忽略不计，就可以把物体看成质点,（2）物体做平动。（一般情况下可以看作质点，要是题目中出现要求，就不能看作质点啦）,质点是个理想化的模型，实际生活中并不存在,3、物体可以视为质点的几种情况,（1）研究物体的平动时，一般可将物体视为质点,例：汽车在水平路面上行驶、从斜面上滑下来的木块等,（2）物体虽然有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体视为质点,例：向前滚动的足球，我要研究它的路径时，也可以将足球视为质点,（3）问题涉及的空间尺度远大于物体自身的大小时，物体自身的大小可以忽略不计，这时可将物体视为质点,例：研究地球公转时，虽然地球很大，但相对于地球绕太阳的轨道的长度而言的话，地球的大小完全可以忽略，此时可将物体视为质点,质点中常常会遇到的一些问题,1、是不是体积很大的物体不能看作质点？ 2、是不是体积很小的物体就可以看作质点？ 3、是不是转动的物体就不可以看作质点？ 4、同一个物体不管在什么情况下都可以看作质点或都不能看做质点？,特别提醒：,（1）物体能否看作质点与物体的大小无关 （2）对于同一个物体有时可以看作质点，有时不能 （3）不能说平动的物体一定能看作质点，而转动的物体一定不能看作质点，关键还是看研究的问题中物体的大小和形状是否可以忽略不计或是次要因素,质点和几何中的点是一回事吗？,相同点：都是没有大小和形状的。 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，而且是一个相对的物理概念。 几何中的点是没有质量，仅表示位置，而且应该是绝对的小。,下列关于质点的说法中，正确的是（ ） A质点是一个理想化的模型，实际并不存在 B因为质点没有大小，所以与几何中心的点没有区别 C凡是轻小的物体，都可看作质点 D如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，就可以把物体看作质点,AD,下列情况中的运动物体，不能被看成质点的是（ ） A研究绕地球飞行时航天飞机的轨道 B研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况 C计算从北京开往上海的一列火车的运行时间 D计算在传送带上输送的工件数量,B,下列几种情况下的物体，哪些情况可将物体当作质点来处理（ ） A游乐场中，观察坐在翻滚过山车中的小孩的表情 B确定太空中的宇宙飞船位置 C研究门的转动 D研究正在将货物吊起的起重机,B,在研究下述运动时，能把物体看作质点的是（ ） A研究地球的自转效应 B研究乒乓球的旋转效应 C研究火车从南京到上海运行需要的时间 D研究一列火车通过长江大桥所需的时间,C,下列物体可看作质点的是（ ） A、做花样溜冰的运动员 B、远洋航行中的巨轮 C、运行中的人造卫星 D、转动着的砂轮,当我们坐在平稳的汽车上/火车上，站在匀速上升的观光电梯内。 当我们闭上眼睛，我们能感觉到自己在动吗？ 当我们睁开眼睛时，又是什么感觉？ 是怎么判断的？,所以要描述一个物体是运动还是静止的我们需要选择一个物体作为参考。被选为参考的这个物体是假定不动的。,知识点三：参考系,1、概念：,要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体做参考，假定这个“其他物体”不动，观察研究对象相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化，这个用来做参考的物体，叫做参考系。,特别提醒：,同一个物体的运动，选择的参考系不同，观察的结果可能不同。要比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系，若选择不同的参考系研究两个物体的运动，没有意义。,2、参考系的选取原则,（1）研究地面上物体的运动时，常选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系,（2）参考系的选取是任意的，但在实际问题中，参考系的选取应以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则,特别提醒：,1、由于运动描述的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对于哪个参考系而言的。 2、无论物体原来的运动情况如何，一旦这个物体被选为参考系，就认为他是静止的。,3、参考系的四个性质,（1）相对性：用来作为参考的物体都是假定不动的，被研究的物体运动还是静止，都是相对于参考系而言的。,（2）任意性：参考系的选取具有任意性。任何物体都可以作为参考系。,（3）同一性：在同一个问题中，若要研究多个物体的运动时或同一个物体不同阶段的运动，必须选择同一参考系。,（4）差异性：描述同一物体的运动时，选择不同的参考系，观察的结果一般不同。,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,D,地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的车厢中的乘客看雨滴是（ ） A向前运动 B向后运动 C倾斜落向前下方 D倾斜落向后下方,D,在平直的公路上，甲乘汽车以10ms的速度运动，乙骑自行车以5 ms的速度运动，甲、乙的运动方向相同，甲在前，乙在后，则（ ） A甲观察到乙以5ms的速度靠近 B乙观察到甲以5 ms的速度远离 C甲观察到乙以15 ms的速度远离 D乙观察到甲以15 ms的速度远离,B,要是运动方向相反，背对着朝两个方向运动时，哪个选项正确呢？相对着呢？,在生活中，人们常常问道的一个问题是，你在哪？到哪？,比如我们可以在地球仪准确的找出贵州贵阳的位置吗？,为什么可以？,要是同学们散乱的站在操场上，我们可以准确的描述某一同学的位置吗？,要是同学们整齐的站在操场上呢？这时能不能准确的描述某一同学的位置？,原因是什么？,可以的原因就是，相当于我们建立了一个坐标系。,知识点四：坐标系,、引入坐标系的目的,为了定量的描述物体的运动情况，必须在参考系上建立坐标系，这样才能应用数学工具来研究运动。,有了坐标系，就可以定量的描述某一时刻物体的位置，以及某一段时间内物体位置的变化。,2、引入坐标系的意义,3、坐标系的建立,物体做直线运动直线坐标系（一维坐标系） 物体在平面内运动平面坐标系（二维坐标系） 物体在空间内运动空间坐标系（三维坐标系）,特别提醒：,坐标系相对于参考系是静止的 画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度 物体在坐标系中的坐标值有正直也有负值，其正直、负值不表示大小，仅表示在参考点的哪一侧：正号表示在参考点的正向一侧，负号表示在参考点的负向一侧。 建立何种坐标系由物体是在直线上、平面内，还是在空间中运动而定。,在一长直公路上某交通亭中心，公路为南北走向，规定向北为正方向。坐标系上有A、B两点，A的位置坐标为 ，B的位置坐标是 ，下列说法正确的是（ ）,A A点位于交通亭中心南方50m处 B A点位于交通亭中心北方50m处 C B点位于交通亭中心南方30m处 D B点位于交通亭中心北方30m处,BC,一个小球从距离地面4m的高处落下，被地面弹回，在距地面1m的地方被接住，坐标原点定在抛出点正下方2m处，坐标轴的正方向设为向下，则小球的抛出点、落地点、接住点的位置的坐标分别是（ ） A 2m, -2m, -1m B -2m, 2m, 1m C 4m, 0m, 1m D -4m, 0m, -1m,B,知识的梳理,质点 参考系 坐标系,机械运动,1、定义,2、常见的形式,质点,1、定义,2、判断条件,3、可以作为质点的几种情况,平动,转动,参考系,1、概念,2、选取原则,3、四个性质,坐标系,1、引入坐标系的目的,2、引入坐标系的意义,内容总结：（小故事的形式）,一个小人从宿舍楼走出来，相对于宿舍楼我们知道他的位置发生了改变，说明他运动了，一般的行走，我们可以近似的看作是平动，可是这个人非常奇怪，他转着圈走，这个时候，他做的就是转动啦！前面我们提到他运动了，可是他真的运动了吗？当我们选这个人的头发作为参考系时，这个人是静止的。当我们选地面为参考系时，这个人是运动的。虽然是同一个人，当我们选择不同的参考系时，他的运动情况还可能不同啊！,他一直转着圈来行走，看不清他到底长得好不好看啊！为了看他长得好不好看，所以我不能把他当做质点！你这是要哪呢？我跑过去问他，他说去上厕所。难道他这样转是因为尿急找不到厕所吗？这时我更好奇啦，他这样转着圈怎么去厕所，也就是他走的路径会是怎么的呢？我研