江苏省南京市金陵中学高中物理人教版必修一课件：1.1质点参考系和坐标系（共35张PPT）

课件35张PPT。第一章 运动的描述不了解运动，就不了解自然
--亚里士多德机械运动物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态，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．图像中运动描绘手法据铁道部相关人士介绍，铁路第六次大提速的时间估计在明年4月份或10月份。今年是准备之年，第六次大提速将在京哈、京沪、京广、陇海、兰新、胶济、武九、浙赣等线路实施。提速后，列车时速将达到200公里。 ????以北京到上海的T109次列车为例，目前运行时间为13小时32分，按照北京到上海的距离为1453公里计算，第六次大提速后，乘客从北京到上海只需要7个多小时。 用科学的数据来描绘运动大江东去浪淘尽 诗人用词语来描述美国选手拜尔宾/阿格斯特在北京进行的2004年中国杯世界花样滑冰大奖赛冰舞比赛中。 花样滑冰运动员用形体来描述运动刘翔用新的世界纪录12秒88来描述运动§1 质点 参考系和坐标系1．地球是一个庞然大物，直径约为12 800km，与太阳相距1．5Xl08 km．研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时，能不能把它看成质点?若研究地球绕太阳公转时，由于地球本身的大小比地球到太阳的距离小得多，则可以把地球看作质点；但若研究地面上各处季节变化时，则不能把其看作质点．2．计算从北京开往上海的一列火车的运行时间，能否把火车看成质点？计算火车通过某一路标的时间，能否把火车看成质点？火车的大小比北京到上海的距离小得多，则可以把火车看成质点；计算火车通过某一路标的时间，不能把火车看成质点。3．物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处?相同之处为：都是没有形状和大小的点．不同之处为：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，而且是一个相对的概念；几何学中的点没有质量，仅表示一个位置，而且应该是“绝对得小”．1．质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型．2．质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法． 3．一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关．4．一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质．即使是同个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点.将物体看作质点的条件：(1)平动的物体可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点．(2)物体有转动，但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时，物体本身的形状和大小已变成了次要因素．(3)物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把物体看作质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看作质点．1．在抗震救灾中，从水平匀速航行的飞机上向受灾的地区空投救灾物资．在不考虑空气阻力的情况下，飞机上的人以飞机作参考系，他看到投下的物体是沿什么路线下落的?地面上的人以地面作参考系，观察被投下的物体又是沿着什么路线下落的?前者为竖直直线，后者为曲线(抛物线)． 自学课本第10页“参考系”，并完成下列思考题：
1.什么叫参考系？同一运动，如果选择的参考系不同，运动情况相同吗？
2.你打算如何回答课本第10页上图1.1-3中的问题？
3.课本上图1.1-4中另两个人对跳伞者运动情况判断不 一样，他们是各以什么为参考系的（天空、飞机、自己、地面、降落伞）？
4.如何选取参考系？
2．第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在2 000米高的空中飞行，忽然，他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来．他抓住的不是别的，是德国飞机射向他的一颗子弹。请根据上述信息讨论回答以下问题，并注意体会参考系的选取与运动的相对性．
(1)子弹飞得那么快(一般为几百米每秒)，为什么没有把他的手打穿?体会一下，同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗?
(2)受类似现象的启发，人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油，在航天飞行中，宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接．实现“空中加油”和“空中对接”应满足的基本条件是什么?(1)因同一物体相对于不同的参考系有不同的运动状态，相对于发射子弹的枪而言，子弹的初速度虽然为几百米每秒，但相对于其他以不同方向和速度运动着的物体，其运动速度就会有明显不同．当子弹和飞机的速度大小方向相同，则子弹相对于飞机静止，即出现上述情况．
(2)除了飞行员具有高超的飞行技术外，相对于同一参考系时两个“物体”的速度要相同，即二者相对速度为零，处于相对静止状态即可完成．3．1997年6月10日，在我国西昌卫星发射中心用“长征一号”运载火箭成功发射的“风云二号A”气象卫星，是我国研制成功的第一颗静止气象卫星，设计工作历时三年．2000年6月25日，“长征三号”运载火箭又将我国自行研制的第二颗“风云二号B”气象卫星成功发射上天，在太空中顺利完成与A星的“新老交替”，最终定点在东经105°赤道上空，向地面传回中国及周边地区的高质量的气象资料．上述材料中的“静止气象卫星”最终定点在东经105°赤道上空，是以谁为参考系来描述卫星的运动的?是以地球表面为参考系，且处于相对静止状态一名飞行员在执行任务时(设运动方向水平向东)，忽然看到身旁有一不明飞行物向后离他而去，则不明飞行物相对于地面的运动情况是怎样的?飞行员在执行任务时看到身旁有一不明飞行物离他而去，是以自己作参考系，即以飞行员为标准，它们间的距离在不断增大．如果以地面为参考系，这种情况的出现有以下几种可能性：(1) 不明飞行物静止在空中不动；(2) 不明飞行物向西运动；(3) 不明飞行物向东运动，但速度小于飞行员的速度。 自学课本第11页“坐标系”，并完成下列思考
1.为什么要引入坐标系？

2.由数学知识我们知道：-5比+3（或3）小，那么能不能说-5m的位置比+3m（或3m）的位置离坐标原点近？这里的负号是什么意思呢？
3.你还知道哪些坐标系？单位长度（标度） 原点 正方向物理量 单位平面直角坐标系（二维坐标系）y0xx1y1(x1 ,y1)﹡立体坐标系（三维坐标系）y0xz对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点．画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度．要准确地描述物体的位置及位置变化需要建立坐标系． 例题1．下列关于质点的说法中，正确的是 ( )
A．体积很小的物体都可看成质点
B．质量很小的物体都可看成质点
C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点
D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点C例题2．在同一竖直平面上，有甲、乙、丙三个跳伞运动员，乙与丙以相同速度下降，甲在乙和丙的上方100m处，下降的速度比乙快，看到乙在上升的参考 （ ）
A．地球 B．跳伞员甲
C．跳伞员丙 D．不可能有B1．下列情形中的物体可以看作质点的是 （ ）
A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中
B.一枚硬币用力上抛，猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上
C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中
D．花样滑冰运动员在比赛中C2．在研究下列运动时，能够把物体看作质点的是 （ ）
A．研究绕地球飞行的航天飞机
B．研究汽车后轮上一点的运动的车轮
C．研究体育课上跳高同学的起跳姿势
D．研究在水平推力作用沿水平面运动地木箱AD3．解答诗中描写船的运动，前两句诗写景，诗人在船上，卧看云动是以船为参考系．云与我俱东是说以两岸为参考系，云与船均向东运动，可认为云相对船不动．4．甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看见楼房在下降，乙看见甲、丙都在下降，丙看见甲、乙都在上升，则甲、乙、丙相对地面的运动情况可能是 （ ）
A．甲、乙、丙都在上升
B．甲、乙上升，丙下降
C．甲、乙上升，丙静止
D．甲、丙上升，乙下降ABC