2019_2020学年高中物理专题1.1质点参考系和坐标系课件（35张ppt）新人教版必修1

(共35张PPT)
第一章 运动的描述
人教版 物理（高中）
§1.1 质点 参考系和坐标系
（高一上）
1
课堂导入
物理学是研究物质结构和运动基本规律的学科
物理学有许多分支，如力学、热学、电磁学、光学、统计物理学、量子力学、原子与原子核物理学、固体物理、粒子物理、凝聚态物理、陶瓷物理等等。物理学的研究范围是非常广阔的。
1、从时间尺度来看
现代标准宇宙模型告诉我们，宇宙是在100亿年前的一次大爆炸中形成的。以秒为单位，宇宙的年龄约为1018S的数量级。
研究质子、中子、电子、光子等微观粒子运动规律的物理学是粒子物理。在常见的粒子中，质子、光子、电子是稳定的，其余的都不稳定，即粒子经过一定时间就衰变为其它粒了子。粒子从产生到衰变间存在的平均时间，叫粒子的寿命。有一种粒子的寿命为10-25S。
时间尺度：10-25S-1018S
2、从空间尺度来看
物理学的最小研究对象是数量级约为10-15m的微观粒子，最大的研究对象是数量级约为（1026-1027）m的宇宙。图-3为物质世界的空间尺度，共跨越了42-43个数量级。
物理学
1
运动之美——机械运动
什么是机械运动？

任何物体都在运动，物体的空间位置随着时间不断发生变化，这种运动形态就称为机械运动。
机械运动是自然界中最简单、最基本的运动形态。
高一阶段要研究的就是这种最简单的运动形态。
请你描述一下，这只鹰在做怎样的机械运动呢？
忽略某些次要因素（如形状、大小），只关心主要的方面（如：一具有质量的物体从某处运动到另一处）
思考：
1.若说明鹰的飞行路线，此时需要关注其
翅膀、头部等外形、位置或运动吗？

把物体看成一个点
一、物理模型-----质点
1. 某些情况下，可以将物体简化为一个 有质量的点——质点
2. 质点:
1)是一个理想化的“物理模型”
2)最主要特点：具有质量
建立理想化物理模型是
一种科学研究方法
质点是实际存在的点吗?
质点是几何中的点吗？
物体能否看作质点是有条件的
3.物体能否看作质点是有条件的
所研究的问题性质决定
(1) 当物体的形状和大小对所研究的问题影响很小时，就可以看作质点。
一、物理模型-----质点
A B
在研究下面物体移动了多少距离时，它能当作质点吗？说明理由。
x
x
(2) 物体上的各点的运动情况都是相同的，所以研究它上面某“点”的运动规律就可以代表它的整体运动情况了，故此物体也可当质点处理
(3) 有转动、但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点。
练一练
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、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成质点
练习与总结
C
2、下列情况不能看成质点的是（ ）
A、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道
B、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况
C、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间
D、计算火车通过路口所用的时间
思考：各部分运动状态完全一致的物体一定可看作质点吗？
BD
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，观察物体相对于这个“其他物体”的位置随时间变化的情况。这种用来做参考的物体称为参考系。
注：
不可以选择研究对象本身作为参考系.
二、参考系
例题：
电影闪闪的红星中，有一句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，问：“竹排江中游”和“青山两岸走”分别是以什么做为参考系的？
“小小竹排江中游”是以两岸为参考系的。
“巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系的。
2. 对参考系的理解
1)运动的相对性：

2)对参考系的几点说明
（b）同一运动，选择不同参考系，观察结果也不同；
参考系不同，运动形式也不同。因此描述一个物体的运动首先要指明所选择的参考系。
（a）对参考系的选择具有任意性；
两个人谁说的对？
选择不同的参考系来观察同一物体的运动，看到的现象会不一样。
2)、对参考系的几点说明
（a）对参考系的选择具有任意性；
（b）同一运动，选择不同参考系，观察结果也不同；
（c）实际上，参考系的选取应尽量考虑解决问题的
方便。参考系选择得当，会使问题的研究变得
简洁、方便；
（d）描述地面上物体运动，一般选择地面作为参考系；
（e）比较两个物体的运动，应选取同一参考系。
第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000 m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹，是因为（ ）
A．飞行员的反应快
B．子弹相对于飞行员是静止的
C．子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了
D．飞行员的手有劲
B
历史拾趣1：
历史拾趣2：
巴黎的报纸有一则广告：
　　“您只要给我们寄来2角5分钱就可以得到又经济又没有丝毫危险和疲劳的旅行方法。试试吧！”
　　有人按地址寄了2角5分钱去。这些人每人得到一封回信。
　　“先生，请您安静地躺在您的床上，并且请您记牢：我们的地球是在旋转着的。在巴黎的纬度49度上，您每昼夜要跑2500公里以上。假如您喜欢看看沿路美好的景致，就请您打开窗帘，尽情地欣赏星空的美景吧！”
　　广告者被以欺诈罪带上了法庭，判决时他郑重地复述了伽利略的话：
历史拾趣3：
3、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
甲、乙、丙分别乘坐三架观光电梯，甲看一高楼向上运动，乙看甲在向下运动，丙看甲、乙都在向上运动，这三架电梯相对于地面的运动情况可能是（?? ? ）
A、甲向下、乙向下、丙不动???????
B、甲向下、乙向上、丙不动
C、甲向下、乙向上、丙向下?，且丙运动速度比甲快????
D、甲、乙、丙都向下运动，且乙最慢，丙最快
想一想：
CD
? 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？
问题1 如何确定物体的位置
三、坐标系
1. 为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。
如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向、单位长度 (物理量和单位)，建立直线坐标系。
x/m
O
如何建立坐标系,坐标系的组成要素是哪些？
原点
正方向
单位长度
三、坐标系
1.为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。
2. 坐标系的构成与建立:原点、正方向、单位长度 (物理量和单位)
思考:A点的位置坐标,B点的位置坐标,从 B到 A位置变化了多少？
从A到C位置变化了-2.0m，C点的位置坐标为多少？
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？
直角坐标系（二维平面坐标系）
⑴写出A点坐标。
小结：直角坐标系中坐标的书写方式：（x，y）
⑵找出坐标为B（20m，30m）的位置
⑶求质点从A位置运动到B位置的距离
一只小蚂蚁在水平桌面上爬，你说说小蚂蚁如何运动？
寻找有用信息：经度与纬度（大地坐标系）
问题2 如何在地面定物体位置？
科学漫步
GPS：全球定位系统
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）
全球定位系统
（Global Position System，GPS）
（ＧＰＳ导航）