人教版高中物理必修一1．1质点、参考系和坐标系（共34张PPT）

(共34张PPT)
1.1
质点
参考系和坐标系
第一章
运动的描述
鸟
在飞翔
火箭飞向太空
乌龟在跑
地球在转动
运动的绝对性
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。
谁运动？（研究对象）
···
···
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）
一、物体和质点
研究一列北京到广州的列车的位置随时间的变化
关系，可以忽略物体的大小和形状，
将它看作是有质量的点
研究地球绕太阳公转，
可以忽略地球的大小和形状
监测火箭发射时，用荧光屏上的小光点代替这个“庞大”的物体
我们在处理这些问题时，常常不考虑物体各部分的差异，把物体简化成没有大小、形状的点，或者说用一个有质量的点来代替物体。
1、质点的定义
用来代替
物体的有质量的点叫做质点。
实际物体运动的描述
质点运动的描述
一般来说，可以把撑杆跳高运动分为如下几个阶段：助跑、撑杆起跳、越过横杆。在下列几种情况下运动员能否看作质点，从中体会质点模型的建立过程。
（1）教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点？
（2）分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点？
（3）测量其所跳高度（判断其是否打破记录）时，能否将其看成质点？
不能。
纠正错误动作时不能忽略运动员的形状和大小。
能。
分析助跑速度时，可以忽略运动员的姿势及动作。
能。
2、质点的特点
它没有大小和形状，
它具有物体的全部的质量，
它是一种理想化的模型。
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、
物体被看作质点的条件
物体的大小和形状对问题的影响
不大可以忽略时，视为质点
。
可将物体视为质点的三种情况
①物体的大小相对于物体之间的距离可忽略不计时，一般可以看作质点。
例如：研究地球的公转
抛出去的手榴弹在空中的运动
②平动的物体一般可以看作质点
例如：平直公路上行驶的汽车，
分析：车身上各部分的运动情况相同，当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候，就可以把汽车当作质点。
③有转动，但对平动问题的研究无影响时，可视为质点。物体只做转动时，不能看做质点。
例如：乒乓球在空中只做旋转运动时。
思考与讨论：
质点和几何点是一回事吗？
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。
1.
下列关于质点的说法中，正确的是（
）
A.
地球很大，一定不能看做质点
B.
原子核很小，一定能看做质点
C.
同一物体在不同的情况中，有时可看做质
点，有时则不可看做质点
D.
质点是一种理想化模型，无实际意义
C
物体能否视为质点与大小无关。
研究电子绕原子核的运动时，就不能把原子视为质点；
研究地球绕太阳公转时，地球可视为质点。
同一物体在不同情况下有时可看作质点，有时不可看作质点。
例如：一列火车从北京开到上海，研究火车的运行的时间，可以将火车看成质点;
而火车过桥时，计算火车过桥的时间，不可以将火车看成质点
2.
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
C
3.
下列物体能看做质点的是（
）
A.
沿着斜面下滑的木块
B.
研究斜面上的木块是下滑还是翻滚
C.
电扇的叶片
D.
自转中的地球
A
一个物体能否看成质点，是由问题的性质决定的，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均无关。
二、参考系
如何判断一个物体是运动的？
思维体操：
?
如何解释小孩的静止？
?
同样的物体，运动会不同？
图1.1-4
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。
他在沿直线下落呀！
他明明在沿曲线下落嘛！
（1）参考系的定义
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”的位置是否随时间变化，以及怎样变化。这种用来做参考的物体称为参考系（reference
frame）。参考系是研究机械运动的标准。
（2）参考系的特点：假定不动。
可以是静止的，也可以是运动的。
2.
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
3.
在公路上向左匀速运动的汽车，经过一棵果树时，恰有树上一个果子从上面自由落下，下图为运动的轨迹，在地面上观察到的运动轨迹是_____车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是______。
A
B
C
D
A
D
（3）参考系的理解（选择）
①任意性。参考系的选择是任意的。
②方便性。应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则。
③习惯性。一般选择地球和相对于地球静止的物体。描述地面上物体运动时，通常选地面或相对于地面静止不动的其他物体作为参考系。
④标准性。一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。物体的运动和静止是相对参考系而言的。
⑤统一性。比较不同物体的运动应选同一参考系。
⑥差异性。同一运动选择不同的参考系，观察的结果一般不同。
运动的相对性
3、坐标系
x
o
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（coordinate
system）。
（1）坐标系
坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。
（2）坐标系的构成要素
直线坐标系
数字
原点
单位长度
正方向
物理量的符号
单位
（3）坐标系的种类
①一维坐标（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，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，建立直线坐标系。如图所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标
xA＝3m，若它运动到B点，则此时它的坐标
xB＝－2m（“－”表示沿
x
轴负方向）。
②二维坐标（平面直角坐标系）
描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置。
喷水抛物线
③三维坐标（立体坐标系）
描述物体在空间的运动。
1.
机械运动：
物体相对于其他物体的位置变化叫机械运动，简称运动。
2.
参考系：
描述物体运动时，用来作参考的（假定为静止）
另外的物体。
3.
质点：
用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的物理模型（关键是要搞清什么时候可以看作质点）。
4.
坐标系:
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。