1.1质点、参考系、坐标系

(共15张PPT)
第一章
运动的描述
在我们周围到处可以看到物体在运动，如：汽车在公路上飞驰，江水在咆哮，鸟儿在天空中飞翔等，这些运动都属于机械运动。
机械运动：
物体的空间位置随时间的变化的运动。
力学：
在物理学中，我们把研究物体机械运动规
律的分支叫做力学。
1.1 质点、参考系和坐标系
诗人用气势磅礴来描述大河中的水流，用矫捷如燕来描述运动员轻盈的舞姿，画家用汽车后面的线条来表示风，来描述车辆的飞驰。
科学家呢？
一、物体和质点
由于任何物体都有一定的大小和形状，做机械运动的物体各个部分的运动情况都不尽相同，所以要准确描述一个物体的机械运动情况，并不是一件容易的事情，那么物体的运动真的无法描述了吗？
于是科学家们在想，在某些情况下，是否可以根据所要研究的问题性质，忽略某些物体的大小和形状，而把它们看做“点”呢？
1.地球绕太阳公转，同时自转且地球的各个部分离太阳的远近是不断变化的，但是地球到太阳的距离（1.5*108km）远远大于地球的直径（1.3*104km）所以，在研究地球公转的时候可以忽略地球的大小和形状而把它看做“点”。
2.由大庆开往沈阳的列车T309,它的发动机、传动结构及车轮的运动时很复杂的，但是如果我们只关心火车的整体运动，如：速度，就可以把列车看做“点”（列车的长度远远小于大庆到沈阳的距离）
质点
1.定义：用来代替物体有质量的点。
2.将物体看成质点的条件：
物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点。
举例
1）地球绕太阳公转
2）地球自转
3）列车从北京开往上海的运动时间
4）火车过桥的速度
【总结】
（1）一般的，物体上的各个点运动情况都相同时或研究物体运动性质时，可以用物体上的一个点代替整个物体运动
（2）做转动的物体，当研究其细微特征时，不能视为质点，但因转动而引起的差异对研究问题的影响可忽略时，物体也可视为质点。
（3）物体的大小不能作为判断物体是否为质点的依据。
（4）质点是一个物理模型，区别几何中的点
质点的物理意义：
它是一个物理模型，是为了研究问题方便
而进行的科学抽象，它突出了主要因素忽
略次要因素，使复杂问题的研究简单化。
二、参考系
可见，要描述一个物体的运动，首先要选定某个物体做参考系，然后观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化，这种用来做参考的物体就称为参考系。
【注意】
（1）选择的任意性（一般选择地球和相对于地球静止的物体）
（2）对不同参考系，运动可能不同
（3）比较两个物体的运动情况，必须选择同一个参考系才有意义。
三、坐标系
若物体只在一条直线上运动，如何描述位置变化？若在某平面（操场）上呢？
文字描述方便吗？能精确吗？（定性）
有没有简便又准确的方法？（定量）
法国笛卡尔发明了坐标系，那么我们以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，从而建立直线坐标系。
【注意】
1、物体如果在平面内运动，需建立二维平面直角坐标系。
2、物体如果在空间内运动，需建立三维平面直角坐标系。
3、坐标系（建立的作用）
4、坐标系的构成要素：
原点、正方向、标度、
物理量、单位
习题：
例1 下列关于质点的说法中，正确的是(AD)
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次要因素，就可以把物体看作质点
例2 某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩．当两辆汽车在平直公路上运动时，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动．如果以地面为参考系，那么，根据上述观察到的现象可说明(　　)
A．甲车不动，乙车向东运动
B．乙车不动，甲车向东运动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动