课件47张PPT。1.1 质点 参考系和坐标系山东肥城市第一高级中学 2010年10月物体的空间位置随时间的变化，叫机械运动，它是自然界最简单最基本的运动形式。
在物理学中，研究物体做机械运动的分支叫力学在我们周围可以看到各种各样的运动：汽车行驶、江水咆哮、鸟儿飞翔、飞船运行等。点击观看物体运动视频 不了解运动，
就不了解自然。
——亚里士多德亚里士多德（Aristotle,前384—前322） 1、运动是______ 的
一切物体都在不停________ 谁运动？（研究对象）人类的认知规律：··· ···运动：由浅入深
由表及里 怎样运动？（描述：文字、物理量、图像）为何会运动？（因果分析）问题1：该如何描述物体的运动呢？
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。一 、物体的运动1、运动是______ 的
一切物体都在不停________
谁能准确描述下列物体的运动？
如：雄鹰在空中翱翔
足球的飞滚
树叶、纸张的飘落
海浪的汹涌澎湃精确描述之难一 、物体的运动1、运动是______ 的
难道我们真的无法描述物体的运动？
例：飞机以某速度从南京飞向北京,
研究火车在城市之间运行我们是否要考虑飞机本身大小？车箱的颤动我们考虑吗？我们已经很自然的忽略某些次要因素（如形状、大小），只关心主要的方面。思维体操：? 如何解释小孩的静止？
? 同样的物体，运动会不同？?物理方法1、运动是______ 的
2、质点（mass point）
（1）某些情况下，将物体简化为一个 有质量的点
（2）理想化的“物理模型”
忽略次要因素：形状、大小等
突出主要因素：具有质量（本质属性）矛盾的主次方面1、运动是______ 的
2、质点（mass point）
（1）某些情况下，将物体简化为一个 有质量的点
（2）理想化的“物理模型”
忽略次要因素：形状、大小等
突出主要方面：具有质量（本质属性）
（3）物体能否看作质点是有条件的
物体的大小和形状在研究问题时可以忽略不计 几点说明:
1、物理各点的运动情况相同（平动）时，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研究的主要问题时，物体的本身大小和形状已变成了次要因素，物体可以看作质点。
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。
4、物体能否看作质点，取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计，而跟物体自身体积的大小，质量的多少和运动速度的大小无关。
5、一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质，即使同一个物体在研究问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况下不可以看作质点。思考与讨论：质点和几何中的点是一回事吗？1、相同点：都是没有形状和大小的点。
2、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，而且是一相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅表示位置，而且应该绝对的小。 【提示】质点是一个理想化的物理模型，尽管不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。
1.研究质点的意义是什么？在物理的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义。引入“理想模型”，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。在现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将研究“理想模型”的结果直接地应用于实际事物。例如在研究地球绕太阳公转的运动时，由于地球的直径（约1.3×10４ km）比地球和太阳之间的距离（约1.5×10８ km）小得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计，在这种情况下，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。
【提示】中学物理中可视为质点的运动物体有以下两种情况：
（1）运动物体的大小跟所研究的问题有关的距离相比可忽略不计时，可将物体看做质点。如：地球的半径远小于地球和太阳间的距离，故研究地球绕太阳运动时，将地球看做质点。火车长度远小于武汉到北京的距离，故研究火车从武汉到北京的时间时，将火车看做质点。
2.判定一个物体能否看做质点的方法（2）做平动的物体。由于物体上各个点运动的情况相同，可以选物体上任一点的运动代替整个物体的运动，做平动的物体在研究其运动的性质时，可将它视为质点。
注意：
①不能以物体的自身大小来决定物体是否可看成质点，而是相对的，蚂蚁很小，但研究其腿长在哪个部位时，就不能将其看做质点。
②不能说平动的物体一定能看做质点，而转动的物体一定不能看做质点。
平动的物体有时也不能看做质点，如一列火车通过一座桥的时间，火车的长度就得考虑，不能看做质点。转动的物体有时也能看做质点，如花样滑冰运动员，在滑冰时有很多转动的动作，但在研究她在冰面上所走径迹时，就可把她看做质点。
二、参考系1、运动的相对性：
描述运动要寻找参考物体
2、参考系（reference frame）
（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，运动可能不同注意：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。 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。诗境中的相对运动?体会思考：我们曾说过运动是绝对的，现在又说运动是相对的，矛盾么？? 文字描述方便吗？能精确吗？
? 有没有简便又准确的方法？区分：定性与定量 笛卡儿发明坐标系 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？ 如 何 确 定 物 体 的 位 置寻找有用信息：经度与纬度（大地坐标系）如何在地面定物体位置？ 全球定位系统（Global Position System.GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。生活中的物理生活中的物理GPS：全球定位系统
( 授时与测距导航系统----全球定位系统
navigation system timing and ranging—global positioning system )
全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月、航天飞机升空，同列为20世纪“三大航天工程”。生活中的物理GPS：全球定位系统
( 授时与测距导航系统----全球定位系统
navigation system timing and ranging—global positioning system )
GPS系统包括三大部分：
（1）GPS卫星（空间部分）
（2）地面支撑系统（地面监控部分）
（3）GPS接收机（用户部分）定
位
仪
中所
示
位
置学点1 质点（1）何为质点？用来代替物体的有质量的点，叫做质点，它是一种理想化的模型。 物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点。如：地球很大，但地球绕太阳公转时，地球的大小就变成次要因素，我们完全可以把地球当作质点看待。当然，在研究地球自转时，就不能把地球看成质点了。研究火车从北京到上海的运动时可以把火车视为质点，但研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点了。 （2）将物体看成质点的条件学点1 质点 实际存在的物体都有一定的形状和大小，有质量而无大小的点是不存在的，那么定义和研究质点的意义何在？
质点是一个理想化的物理模型，尽管不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。（3）质点的物理意义【例1】以下几种关于质点的说法中，你认为正确的是( )
A.只有体积很小或质量很小的物体才可以看做质点
B.只要物体运动得不是很快，物体就可以看做质点
C.质点是一种特殊的实际物体
D.物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可以忽略不计时，我们就可以把物体看做质点D【解析】一个物体能否看做质点，要具体情况具体分析，不是小物体就可以看做质点，关键要看物体的大小、形状在所研究的问题中可不可以忽略不计，体积很小或质量很小的物体不一定能看做质点。另外，能否看做质点，与物体的运动快慢无关，质点是一抽象的物理模型，并不是实际物体。【点评】物体能否看做质点，要看物体的形状和大小对研究问题的影响是否可以忽略。这是问题的关键，也是本学案的一个难点和重点。
下面是关于质点的一些说法，其中正确的有（ ）
A.研究和观察日食时，可以把太阳看成质点
B.研究地球的公转时，可以把地球看成质点
C.研究地球的自转时，可以把地球看成质点
D.原子核很小，可以把它看成质点 B 物体的运动都是相对参考系而言的，这是运动的相对性。一个物体是否运动，怎样运动，决定于它相对所选的参考系的位置是否变化、怎样变化。同一物体，选取不同的参考系，其运动情况可能不同，如：路边的树木，若以地面为参考系是静止的，若以行驶的汽车为参考系，树木是运动的，这就是我们坐在车里前进时感到树木往后倒退的原因。“坐地日行八万里”是以地心为参考系，因为人随地球自转，而地球周长约八万里。
参考系的选择是任意的，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系。学点2 参考系（１）参考系：描述物体运动时，另外选来作为标准的物体，称为参考系。（２）对参考系的理解
象征着和平、友谊、希望的第29届奥林匹克圣火在希腊点燃，罗雪娟成为我国第一个火炬接力手。某记者拍下固定在地面的旗帜和旗杆下甲、乙两火炬手手中火炬的火焰的照片，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A.甲火炬手可能运动，乙火炬手可能静止
B.甲火炬手可能静止，乙火炬手一定向左运动
C.甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动
D.甲火炬手可能向右运动或向左缓慢运动，乙火炬手一定向左运动【例2】“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”这两句诗描述的
运动的参考系分别是( )
A.竹排，流水 B.流水，青山
C.青山，河岸 D.河岸，竹排 【解析】竹排在江中顺水而下，这是以河岸或青山为参考系，观察到青山走是以流水或竹排为参考系。 BDD【例3】李小华所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向前走
120 m,再向东走40 m就到了他所在的教室，请你画出教室的位
置（以校门口为坐标原点）。学点3 坐标系（1）坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，而在参考系上建立坐标系。（2）物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立一维坐标系。
若物体在一个平面上运动，为了描述其位置，要建立二维坐标系，即平面直角坐标系。【答案】建立直角坐标系，x轴正方向表示东，y轴正方向表示北，则教室位置如图所示。一汽车离开高速公路收费站沿高速公路向正东方向前进，第１ s前进５ m，第２ s前进１０ m，以后每秒都前进３０ m,试选择合适的坐标系，描述汽车在第1 s末、第2 s末、第5 s末的位置。【答案】
如图，以收费站为坐标原点，以正东为正方向，１ s末、２ s末、５ s末的位置分别是：X1=5 m,X2=15 m,X5=105 m。1、坐标系（coordinate system）建立的作用
2、坐标系的构成要素：
原点、正方向、标度、
物理量、单位三. 参 考 系从A到B位置变化了多少？
你是如何得到的？? 说一说 ? 对于在平面上运动的物体，例如冰场上的花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为应该怎样建立坐标系？典型例题
1、在下列物体的运动中，可视作质点的物体有 ( )
A.从北京开往广州的一列火车
B.研究转动的汽车轮胎
C.研究绕地球运动时的航天飞机
D.表演精彩芭蕾舞演员
E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中
F.在斜下推力的作用下，沿水平面滑动的箱子
G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间
H.测量子弹船过一张薄纸的时间。 ACFG2、描述物体地运动，必须选择参考系，关于参考系，下列说法中正确地是（ ）
（A）早晨太阳从东方升起，参考系是地面
（B）地球绕太阳近似做圆周运动，参考系是太阳
（C）研究地面上物体的运动只能取地面为参考系
（D）在不同参考系中描述物体的运动，简繁程度会不同 ABD3、一根长0.8米的一杆竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，取杆的下端O为坐标原点，取向下为正方向，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中，位置变化了多少？ 课堂总结：请同学们自我总结：————————————————————————————————————————————————————结束
