高一物理必修一第一章第一节《质点 参考系和坐标系》

(共62张PPT)
不了解运动，就不了解自然。
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。
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
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）
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）
新课标人教版必修一
第一课时（新课篇）
——中学物理备课组
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。
科学家呢？
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。
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
物体都可以看作质点么？
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。
思维体操：
如何解释小孩的静止？
同样的物体，运动会不同？
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？
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？
一维坐标系

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？
二维（直角坐标系）
x/m
y/m
1
0
2
-2
-1
-1
-2
2
1
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
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。
ACFG
拓展练习1
在下列各种物体的运动中，可以看作质点的是（ ）
A.平直公路上匀速行驶的汽车
B.做花样滑冰的运动员
C.绕太阳公转的地球
D.研究直升飞机从北京飞到上海
E.研究地球的自转
F.研究原子的内部结构
ACD
在下列各种物体的运动中，可以看作质点的是（ ）
A.参加马拉松的运动员
B.火车过桥
C.火车从北京开到上海
D.研究某学生骑车由学校回家的速度
E.对学生骑车姿势进行生理学分析
F.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
G.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
ACDF
拓展练习2
2、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
ABD
3、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？
4、质点由西向东，从A点出发到达C点再返回到B点并保持静止(如图)，若AC=100m,BC=30m，以B点为原点，向东为正方向建立直线坐标，则出发点的位置为 m，B点位置是 m，C点位置为 m，A到B的位置变化为 m，方向 ;C到B的位置变化为 方向 .

A
B
C
—70
0
30
70
东
—30m
西
5、某运动物体在平面内，由点（3，1）出发，沿直线运动到点（1，4）然后又由点（1，4）沿直线运动到点（5，5）。试在图中完成坐标系的建立并画出物体的运动轨迹。
x/m
y/m
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
新课标人教版必修一
第二课时（复习篇）
——中学物理备课组
运动
绝对
相对
复习归纳（知识梳理）
质量
形状
大小
物理模型
不动
时间
不同
相对地
面静止
位置
变化
正方向
GPS
一、物体看成质点的条件理解
典例
1
在以下哪些情况下可将物体看成质点
(
)
A
．研究某学生骑车回校的速度
B
．对某学生骑车姿势进行生理学分析
C
．研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D
．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
归纳深究（例题解析）
答案　AC
答案　BD
答案　ABD
答案　(1)向北　(2)向南
图 1
答案　A(2 m,3 m)，坐标值的含义为A点在坐标原点东
2 m、偏北3 m处．
答案　(1)B　(2)C
AD
BC
B
D
C
BCD
解析　匀速前进的列车车厢中的乘客以列车
为参考系，看雨滴应是落向后下方．
D
答案　(1)地面　(2)云　(3)车　(4)骑车人自己或摩托车
图 2