质点参考系和坐标系省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第一章、运动描述第一章、运动描述不了解运动，就不了解自然不了解运动，就不了解自然 亚里士多德亚里士多德第1页在我们周围能够看到各种各样运动：大雁南飞大雁南飞 火箭飞向太空火箭飞向太空 乌龟在跑乌龟在跑 地球在转动地球在转动一切物体都在运动着一切物体都在运动着运动是绝对第2页1.1质点参考系和坐标系质点参考系和坐标系找茬游戏找出两张照片中不一样之处！第3页 把甲图作为开始时情况，乙图作为一段时间后情况话。那图中哪些小孩是静止，哪些小孩是运动？判断依据是什么？知识点一：机械运动1、机械运动定义：物体位置随时间改变，称为机械运动，简称运动。第4页2、机械运动常见形式：（1）平动：平动过程中，物体各部分运动特点完全相同比如：木块在水平桌面上滑动（2）转动：物体各部分绕某一点（或轴）做圆周运动比如：地球自传第5页星光闪闪属于机械运动吗？植物生长属于机械运动吗？因为，星光闪闪和植物生长都没有发生位置改变。所以不属于机械运动第6页现实中，运动情况很多。如滚动足球、雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔。我们能准确描述其上各点运动情况吗？第7页雄鹰身体在向前运动，但它翅膀在前同时也在向上/向下运动。足球在向前运动同时还在滚动。所以要准确描述其上各点运动是不轻易，原因是什么呢？原因就是物体都有一定大小和形状，各部分运动情况普通来说并不一样！第8页 那大家想想，我们能够用什么方法来使我们对这些物体描述变得简单呢？我们能够用一个点来代替这个物体。这么对这个物体描述是不是就变得很简单啦！第9页生活中，有没有把物体看成一个点来对其运动情况进行描述？比如：追踪器第10页导航第11页战术板第12页知识点二：质点知识点二：质点像这种能够忽略物体大小和形状，而突出“物体含有质量”这个要素，把它简化为一个有质量物质点，这么点称为质点1、质点定义：比如：比如我们数教室里有多少张桌子，这时就能够把桌子当做质点。因为我们数数是不用管桌子大小和形状第13页2、将物体看作质点条件（1）假如物体大小和形状在研究问题过程中能够忽略不计，就能够把物体看成质点（2）物体做平动。（普通情况下能够看作质点，要是题目中出现要求，就不能看作质点啦）质点是个理想化模型理想化模型，实际生活中并不存在第14页3、物体能够视为质点几个情况（1）研究物体平动时，普通可将物体视为质点例：汽车在水平路面上行驶、从斜面上滑下来木块等（2）物体即使有转动，但相对于平动而言能够忽略其转动时，可把物体视为质点例：向前滚动足球，我要研究它路径时，也能够将足球视为质点第15页（3）问题包括空间尺度远大于物体本身大小时，物体本身大小能够忽略不计，这时可将物体视为质点例：研究地球公转时，即使地球很大，但相对于地球绕太阳轨道长度而言话，地球大小完全能够忽略，此时可将物体视为质点第16页问题一问题一:地球可不能够看成一个点地球可不能够看成一个点.研究地球公转时，研究地球公转时，地球本身大小和形状地球本身大小和形状是次要原因可忽略是次要原因可忽略.可看成一个点可看成一个点.研究地球自转时，研究地球自转时，地球本身大小和形状地球本身大小和形状不可忽略不可忽略.不能看成不能看成一个点一个点.问题导航问题导航第17页问题二问题二:乒乓球可不能够看成质点？乒乓球可不能够看成质点？问题导航问题导航1.研究乒乓球运动轨迹时研究乒乓球运动轨迹时;第18页 物体能否看成质点与物体本身大小和物体能否看成质点与物体本身大小和形状无关形状无关2.在研究上旋球或下旋球对接球影响时；在研究上旋球或下旋球对接球影响时；第19页质点中经常会碰到一些问题1、是不是体积很大物体不能看作质点？2、是不是体积很小物体就能够看作质点？3、是不是转动物体就不能够看作质点？4、同一个物体不论在什么情况下都能够看作质点或都不能看做质点？第20页v尤其提醒：（1）物体能否看作质点与物体大小无关（2）对于同一个物体有时能够看作质点，有时不能（3）不能说平动物体一定能看作质点，而转动物体一定不能看作质点，关键还是看研究问题中物体大小和形状是否能够忽略不计或是次要原因第21页质点和几何中点是一回事吗？相同点：都是没有大小和形状。不一样点：质点是实际物体抽象，它含有一定物理内涵，不但含有物体全部质量，而且是一个相正确物理概念。几何中点是没有质量，仅表示位置，而且应该是绝正确小。第22页以下关于质点说法中，正确是（）A质点是一个理想化模型，实际并不存在B因为质点没有大小，所以与几何中心点没有区分C凡是轻小物体，都可看作质点 D假如物体形状和大小在所研究问题中属于无关或次要原因，就能够把物体看作质点AD第23页以下情况中运动物体，不能被看成质点是（）A研究绕地球飞行时航天飞机轨道 B研究飞行中直升飞机上螺旋桨转动情况C计算从北京开往上海一列火车运行时间 D计算在传送带上输送工件数量B第24页以下几个情况下物体，哪些情况可将物体看成质点来处理（）A游乐场中，观察坐在翻滚过山车中小孩表情 B确定太空中宇宙飞船位置C研究门转动 D研究正在将货物吊起起重机B第25页在研究下述运动时，能把物体看作质点是（）A研究地球自转效应 B研究乒乓球旋转效应C研究火车从南京到上海运行需要时间 D研究一列火车经过长江大桥所需时间C第26页以下物体可看作质点是（）A、做花样溜冰运动员 B、远洋航行中巨轮C、运行中人造卫星 D、转动着砂轮第27页怎样判断动与静下面围绕几个例子进行讨论：（1）你和一位同伴正坐在一辆火车上，铁路边人看到火车中乘客是什么情况，而同伴认为你是怎样？（2）地面上人观察跳伞运动员运动是怎样下落情况，而飞机驾驶员看跳伞员是怎样下落？（3）地球在绕太阳转到，而我们却没有感觉到，这又是为何呢？第28页怎样判断一个物体是运动？第29页所以要描述一个物体是运动还是静止我们需要选择一个物体作为参考。被选为参考这个物体是假定不动。知识点三：参考系知识点三：参考系1、概念：要描述一个物体运动，首先要选定某个其它物体做参考，假定这个“其它物体”不动，观察研究对象相对于这个“其它物体”位置是否随时间改变，以及怎样改变，这个用来做参考物体，叫做参考系。第30页v尤其提醒：同一个物体运动，选择参考系不一样，观察结果可能不一样。要比较两个物体运动情况，必须选择同一参考系，若选择不一样参考系研究两个物体运动，没有意义。第31页2、参考系选取标准（1）研究地面上物体运动时，常选取地面或相对于地面静止物体作为参考系（2）参考系选取是任意，但在实际问题中，参考系选取应以研究问题方便、对运动描述尽可能简单为基本标准第32页v尤其提醒：1、因为运动描述相对性，凡是提到物体运动，都应该明确它是相对于哪个参考系而言。2、不论物体原来运动情况怎样，一旦这个物体被选为参考系，就认为他是静止。第33页3、参考系四个性质（1）相对性：用来作为参考物体都是假定不动，被研究物体运动还是静止，都是相对于参考系而言。（2）任意性：参考系选取含有任意性。任何物体都能够作为参考系。第34页（3）同一性：在同一个问题中，若要研究多个物体运动时或同一个物体不一样阶段运动，必须选择同一参考系。（4）差异性：描述同一物体运动时，选择不一样参考系，观察结果普通不一样。第35页活例活现活例活现第36页 飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东。诗境中相对运动诗境中相对运动 诗中描述诗中描述诗中描述诗中描述了什么物体运了什么物体运了什么物体运了什么物体运动？它是以什动？它是以什动？它是以什动？它是以什么物体为参考么物体为参考么物体为参考么物体为参考系？系？系？系？你对诗人你对诗人你对诗人你对诗人关于关于关于关于“榆堤榆堤榆堤榆堤”、“云云云云”、“我我我我”运动与静止运动与静止运动与静止运动与静止说法有没有不说法有没有不说法有没有不说法有没有不一样认识？一样认识？一样认识？一样认识？第37页（4）敦煌曲子词中有这么诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选参考系分别是什么？（5）坐在校园读毛泽东诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一天河”时，感觉是静止不动。这与诗句里描述是是否矛盾？说明理由。第38页关于参考系选取，以下说法正确是（）A参考系必须选取静止不动物体 B参考系必须是和地面联络在一起C在空中运动物体不能作为参考系 D任何物体都能够作为参考系D第39页地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进车厢中乘客看雨滴是（）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第40页在平直公路上，甲乘汽车以10ms速度运动，乙骑自行车以5 ms速度运动，甲、乙运动方向相同，甲在前，乙在后，则（）A甲观察到乙以5ms速度靠近 B乙观察到甲以5 ms速度远离C甲观察到乙以15 ms速度远离 D乙观察到甲以15 ms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？第41页怎样确定物体位置？若物体只在一条直线上运动，怎样描述位置及位置改变？若在某平面（操场）上呢？文字描述方便吗？能准确吗？有没有简便又准确方法？这是不是很方便？第42页xo5m物体沿直线运动 为了定量地描述物体位置及位置改变，需要在参考系上建立适当坐标系（coordinate system）。（1）坐标系名词解释 坐标系是在参考系基础上抽象出来概念，是抽象化参考系。注意第43页（2）坐标系组成要素 直线坐标系数字原点单位长度正方向物理量符号单位第44页（3）坐标系种类 一维坐标（直线坐标系）描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，能够以这条直线为 x 轴，在直线上要求原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。如图所表示，若某一物体运动到A点，此时它位置坐标 xA3m，若它运动到B点，则此时它坐标 xB2m（“”表示沿 x 轴负方向）。第45页 二维坐标（平面直角坐标系）描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采取两个坐标确定它位置。AxyO22喷水抛物线x1y1yox第46页三维坐标（立体坐标系）描述物体在空间运动。xyzO第47页用坐标系你能说出他们位置吗?第48页手持式GPS定位器此刻处于我国哪个城市什么部位？科学漫步生活中物理第49页全球卫星定位系统（GPS）卫星测时测距导航/全球定位系统 Navigation Satellite Time and Ranging/Global Positioning System 确定地球物体详细方位，提供准确时间。在地图上看到经纬线，实际上就是在地球表面建立坐标系第50页人造卫星地面接收器信 号第51页车载GPS定位系统第52页科学探索必备物GPS定位仪第53页定位仪中所表示位置第54页知识点四：坐标系、引入坐标系目标 为了定量描述物体运动情况，必须在参考系上建立坐标系，这么才能应用数学工具来研究运动。第55页 有了坐标系，就能够定量描述某一时刻物体位置，以及某一段时间内物体位置改变。2、引入坐标系意义3、坐标系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）高一上学期只学高一上学期只学习，直线运动习，直线运动第56页v尤其提醒：l坐标系相对于参考系是静止l画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度l物体在坐标系中坐标值有正直也有负值，其正直、负值不表示大小，仅表示在参考点哪一侧：正号表示在参考点正向一侧，负号表示在参考点负向一侧。l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。第57页在一长直公路上某交通亭中心，公路为南北走向，要求向北为正方向。坐标系上有A、B两点，A位置坐标为 ，B位置坐标是 ，以下说法正确是（）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第58页一个小球从距离地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m地方被接住，坐标原点定在抛出点正下方2m处，坐标轴正方向设为向下，则小球抛出点、落地点、接住点位置坐标分别是（）A 2m,-2m,-1mB -2m,2m,1mC 4m,0m,1mD -4m,0m,-1mB第59页知识梳理质点 参考系 坐标系机械运动1、定义2、常见形式质点1、定义2、判断条件3、能够作为质点几个情况平动转动参考系1、概念2、选取标准3、四个性质坐标系1、引入坐标系目标2、引入坐标系意义尤其提醒第60页