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1、1.1 1.1 质点质点 参考系和坐标系参考系和坐标系一、一、课程引入课程引入二、二、质点质点三、三、参考系参考系四、四、坐标系坐标系五、五、小结小结问题问题1 1：该如何描述物体的运动呢？：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。科学家呢科学家呢？鸟鸟在飞翔在飞翔火箭飞向太空火箭飞向太空乌龟在跑乌龟在跑地球在转动地球在转动物体的空间位置随时间的变化，叫机械运动，它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。是自然界最简单最基本的运动形式。问题问题1 1：该如何描述
2、物体的运动呢？：该如何描述物体的运动呢？现象现象1足球在绿茵场上飞滚，足球在向前运足球在绿茵场上飞滚，足球在向前运动的同时还在滚动动的同时还在滚动现象现象2蝴蝶在花丛中翩翩起舞，同时蝴蝶的蝴蝶在花丛中翩翩起舞，同时蝴蝶的翅膀在不停地上下翻飞翅膀在不停地上下翻飞问题思考问题思考足球上的某点和蝴蝶翅膀上的某足球上的某点和蝴蝶翅膀上的某点运动相当复杂，如果仅仅是考虑足球在绿茵点运动相当复杂，如果仅仅是考虑足球在绿茵场上飞越的距离和蝴蝶在花丛中上升的高度时，场上飞越的距离和蝴蝶在花丛中上升的高度时，那么可以如何简化研究呢？那么可以如何简化研究呢？引入引入可用点来代替物体进行研究，可大大简化问题可用点来
3、代替物体进行研究，可大大简化问题(1)(1)质点的概念：质点的概念：一个有质量的点一个有质量的点某些情况下，某些情况下，可可将物体简化为一个有将物体简化为一个有质量的点质量的点！这个点就是质点。这！这个点就是质点。这是一种科是一种科学抽象学抽象：思考：思考：实际物体实际物体在在哪些情况下可简化为质点哪些情况下可简化为质点?（2 2）质点是一个质点是一个理想化的理想化的“物理模型物理模型”忽略次要因素：形状、大小等忽略次要因素：形状、大小等突出主要因素：具有质量（本质属性）突出主要因素：具有质量（本质属性）根据所研究问题的性质根据所研究问题的性质，抓住问题中的抓住问题中的主主要因素要因素，忽略其
4、忽略其次要因素次要因素，建立一种理想建立一种理想化的模型化的模型，使复杂问题得到简化使复杂问题得到简化，这是一这是一种重要的科学研究方法。质点就是这样一种重要的科学研究方法。质点就是这样一个理想化模型。个理想化模型。(3)实际生活中并不存在实际生活中并不存在下一页合作研讨合作研讨（1 1）若若要要计计算算一一列列火火车车从从北北京京到到上上海海的的运运动动时时间间，是是否否可可以以忽忽略略列列车车的的长长度度？若若要要计计算算一一列列火火车车经经过过一一座座大大桥桥的的时时间间，是是否否可可以以忽忽略略列列车车的的长长度度？为什么？为什么？ （2 2）研研究究地地球球的的公公转转时时，是是否否
5、可可以以忽忽略略地地球球的的大大小小？若若研研究究地地球球的的自自转转时时，是是否否可可以以忽忽略略地地球球的的大小？为什么？大小？为什么？通过以上分析，你认为将物体看成质点的条件是什么？通过以上分析，你认为将物体看成质点的条件是什么？实际物体可视为质点的条件：实际物体可视为质点的条件： 物体的大小，形状对问题的影响可以忽略物体的大小，形状对问题的影响可以忽略不计；不计； 上一页下一页1 1 、（多项选择题）、（多项选择题）下列关于质点的说法，正确的下列关于质点的说法，正确的是是 （ ） A A顺水漂流的小船可以视为质点顺水漂流的小船可以视为质点 B B研究火车通过路旁一根电线杆时，火车可以研
6、究火车通过路旁一根电线杆时，火车可以看做质点看做质点 C C研究奥运会乒乓球运动员打出的弧圈球时不研究奥运会乒乓球运动员打出的弧圈球时不能把乒乓球看做质点能把乒乓球看做质点 D D研究奥运会跳水运动员跳水动作时，不能将研究奥运会跳水运动员跳水动作时，不能将运动员看做质点运动员看做质点ACD2 2 、（多项选择题）、（多项选择题）关于质点，下列说法正确的关于质点，下列说法正确的是是 （ ） A A质点就是一个体积很小的小球质点就是一个体积很小的小球 B B只有很小的物体才能被视为质点只有很小的物体才能被视为质点 C C质点不是实际存在的物体，只是一种理想质点不是实际存在的物体，只是一种理想模型模
7、型 D D大的物体有时也可以被视为质点大的物体有时也可以被视为质点解析解析质点不是实际存在的物体，更不是小球，质点不是实际存在的物体，更不是小球，是实际物体的近似，是理想模型；不一定小的物是实际物体的近似，是理想模型；不一定小的物体才可以被视为质点，如地球很大，但在研究地体才可以被视为质点，如地球很大，但在研究地球公转时可将其视为质点球公转时可将其视为质点上一页目 录CD 易错易错说明说明: :可将物体视为质点的三种情况：可将物体视为质点的三种情况：(1)(1)运动物体的大小跟它与另一被研究的对象间的运动物体的大小跟它与另一被研究的对象间的距离相比可忽略不计时，可将该物体当做质点。距离相比可忽
8、略不计时，可将该物体当做质点。(2)(2)做平动的物体，由于物体上各个点运动的情况做平动的物体，由于物体上各个点运动的情况相同，相同，一般一般可以选物体上任一点的运动来代表物体可以选物体上任一点的运动来代表物体的运动，故平动的物体在研究其运动性质时，可视的运动，故平动的物体在研究其运动性质时，可视为质点为质点；但不是一定可视为质点（如火车过桥）。；但不是一定可视为质点（如火车过桥）。(3)(3)有转动，但相对平动而言可以忽略时，也可以有转动，但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点。如汽车在运行时，虽然车轮有转把物体视为质点。如汽车在运行时，虽然车轮有转动，但我们关心的是车辆整体运动的快
9、慢，故汽车动，但我们关心的是车辆整体运动的快慢，故汽车可以看成质点。可以看成质点。图图1.1-3 1.1-3 人车中的小孩是静人车中的小孩是静止的还是运动？止的还是运动？他在沿直线他在沿直线下落呀！下落呀！他明明在沿曲他明明在沿曲线下落嘛！线下落嘛！下一页仔细观察下面的两仔细观察下面的两图图，你能从中得到什么结论？，你能从中得到什么结论？、运动是绝对的，而静止是相对的运动是绝对的，而静止是相对的。如何理解？如何理解？、同样的物体，同样的物体，为什么为什么运动会不同？运动会不同？在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体叫参考系的物体叫参考系物体的
10、运动都是相对参考系而言的，这是运动的物体的运动都是相对参考系而言的，这是运动的相对性同一物体，选取不同的参考系，其运动情况相对性同一物体，选取不同的参考系，其运动情况可能不同可能不同参考系的选择是任意的，但应以观测方便和使运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，常选地面为参考系时，常选地面为参考系二、二、参考系参考系:变式训练变式训练11、们们描描述述某某个个物物体体的的运运动动时时，总总是是相相对对一一定定的的参参考考系系下列说法正确的是下列说法正确的是()A我们说我们说“太阳东升西落太阳东升西落
11、”，是以地球为参考系的，是以地球为参考系的B我们说我们说“地球围绕太阳转地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的，是以地球为参考系的C我我们们说说“同同步步卫卫星星在在高高空空静静止止不不动动”，是是以以太太阳阳为为参考系的参考系的D坐坐在在火火车车上上的的乘乘客客看看到到铁铁路路旁旁的的树树木木、电电线线杆杆迎迎面向他飞奔而来，乘客是以火车为参考系的面向他飞奔而来，乘客是以火车为参考系的答案答案AD2关于参考系，下列说法不符合实际的是关于参考系，下列说法不符合实际的是()A一一个个物物体体相相对对于于其其他他物物体体的的位位置置变变化化，叫叫机械运动机械运动B不不选选定定参参考考系系，就就无无法
12、法研研究究某某一一物物体体怎怎样样运动运动C参考系是不动的物体参考系是不动的物体D参考系是人们假设不动的物体参考系是人们假设不动的物体答案答案C3“坐坐地地日日行行八八万万里里，巡巡天天遥遥看看一一千千河河。”这这一一诗诗句句表表明明()A“坐地日行八万里坐地日行八万里”选的参考系是地心选的参考系是地心B“巡天遥看一千河巡天遥看一千河”选的参考系是地球以外的星体选的参考系是地球以外的星体C人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的D坐在地面上的人是绝对静止坐在地面上的人是绝对静止解解析析研研究究物物体体的的运运动动时时要要选选定定参参考考系系“坐坐地地日日行行
13、八八万万里里”人人坐坐在在地地上上(赤赤道道附附近近)一一日日(24h)绕绕地地心心运运动动一一周周，根根据据地地球球半半径径可可知知周周长长约约4万万千千米米，“巡巡天天遥遥看看一一千千河河”坐坐在在地地面面上上的的人人相相对对地地球球以以外外的的其其他他天天体体(星星星星)是是运运动动的的，故故选选项项A、B正正确确运运动动是是绝绝对对的的，静静止止是是相相对对的的，故故选选项项C正确、正确、D错误错误答案答案ABC5某某校校高高一一的的新新同同学学分分别别乘乘两两辆辆汽汽车车去去市市公公园园玩玩两两辆辆汽汽车车在在平平直直公公路路上上运运动动，甲甲车车内内一一同同学学看看见见乙乙车车没没
14、有有运运动动，而而乙乙车车内内一一同同学学看看见见路路旁旁的的树树木木向向西西移移动动如如果果以以地地面面为为参参考系，那么，上述观察说明考系，那么，上述观察说明()A甲车不动，乙车向东运动甲车不动，乙车向东运动B乙车不动，甲车向东运动乙车不动，甲车向东运动C甲车向西运动，乙车向东运动甲车向西运动，乙车向东运动D甲、乙两车以相同的速度都向东运动甲、乙两车以相同的速度都向东运动解解析析甲甲看看到到乙乙车车不不动动，说说明明甲甲和和乙乙运运动动情情况况相相同同，乙乙车车内内同同学学看看到到树树木木向向西西运运动动，说说明明车车在在向向东东运运动动，选选项项D正正确确，A、B、C错误错误答案答案D下
15、一页 生活中我们常常需要准确地描述一个物生活中我们常常需要准确地描述一个物体的位置。假如你站在图中人的位置，请你体的位置。假如你站在图中人的位置，请你分别确定出足球、学校和红旗的位置。（红分别确定出足球、学校和红旗的位置。（红旗到地面的距离为旗到地面的距离为1010米）米）参考答案：参考答案：（1）足球在人的前方足球在人的前方50米处。米处。（2）学校在人的前方）学校在人的前方70米向米向右转右转100米处。米处。（3）红旗在人的前方）红旗在人的前方70米向米向右转右转100米地上米地上10米处。米处。为了定量地描述物体的位置及位置的变化，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
16、立适当的坐标系。需要在参考系上建立适当的坐标系。4.坐标系坐标系如果物体沿直线运动，可以以这条直线为如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。直线坐标系。XO5m4132-156练习练习A点坐标点坐标XA=-3mX/mO如图所示，汽车沿如图所示，汽车沿X轴做直线运动，从轴做直线运动，从A点点运动到运动到B点，由图判断点，由图判断A点坐标、点坐标、B点坐标和点坐标和走过的路程。走过的路程。1-1234-2-3-4ABB点坐标点坐标XB=2m走过的路程走过的路程B=XB-XA=5m练习练习A点坐标点坐标
17、X/mO如图所示，汽车沿如图所示，汽车沿X轴做直线运动，从轴做直线运动，从A点点运动到运动到B点，由图判断点，由图判断A点坐标、点坐标、B点坐标和点坐标和走过的路程。走过的路程。1-1234-2-3-4ABB点坐标点坐标走过的路程走过的路程BXA=2mXB=-3m=XB-XA=-5m上一页下一页三、三、坐标系坐标系（1）定义：）定义：为了定量地描述物体的位置及位置的变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化，需要在参考系上建立适当的坐标系（2）一维坐标系：）一维坐标系：选某一位置为坐标原点，以某个选某一位置为坐标原点，以某个方向为正方向，选择适当的标度建立一个坐标
18、轴，就方向为正方向，选择适当的标度建立一个坐标轴，就构成了一维坐标系，适用于描述物体在一维空间运动构成了一维坐标系，适用于描述物体在一维空间运动（即物体沿（即物体沿一条直线运动一条直线运动）时物体的位置）时物体的位置（3）二维坐标系：）二维坐标系：由两个互相垂直的坐标轴组成，由两个互相垂直的坐标轴组成，适用于物体在二维空间（即在同一平面）内运动时，适用于物体在二维空间（即在同一平面）内运动时，又称为平面直角坐标系又称为平面直角坐标系（4）三维直角坐标系：）三维直角坐标系：由三个互相垂直的坐标轴组由三个互相垂直的坐标轴组成，又称为立体直角坐标系适用于描述物体在三维成，又称为立体直角坐标系适用于描
19、述物体在三维空间中的具体位置空间中的具体位置知识拓展知识拓展（1）在地理上用纬度和经度来确定某个地点，这就是二维）在地理上用纬度和经度来确定某个地点，这就是二维坐标系的应用。坐标系的应用。（2）在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统）在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统（GPS）来确定方位，这是三维坐标系的应用。）来确定方位，这是三维坐标系的应用。上一页下一页主要组成：1、空间部分 GPS的空间部分是由24颗卫星组成（21颗工作卫星；3颗备用卫星），它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h。2、地面控制系统 地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成，3、用户设备部
20、分 用户设备部分即GPS信号接收机。.定位：如汽车防盗、地面车辆跟踪和紧急救生。定位：如汽车防盗、地面车辆跟踪和紧急救生。.导航：如船舶远洋导航和进港引水、飞机航路引导和进导航：如船舶远洋导航和进港引水、飞机航路引导和进场降落、智能交通、汽车自主导航及导弹制导。场降落、智能交通、汽车自主导航及导弹制导。测量：主要用于测量时间、速度、及大地测绘，如水测量：主要用于测量时间、速度、及大地测绘，如水下地形测量、地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监下地形测量、地壳形变测量，大坝和大型建筑物变形监测及浮动车数据测及浮动车数据主要用途：主要用途：本节主要内本节主要内容小结容小结一、质点一、质点（1）定义：
21、用来代替物体的有质量的点。）定义：用来代替物体的有质量的点。（2）将物体看成质点的条件：物体的大小、形状对所研究）将物体看成质点的条件：物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点问题的影响可以忽略不计时，可视物体为质点二、参考系二、参考系（1）定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的）定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体叫参考系另外的物体叫参考系（2）物体的运动都是相对参考系而言的，这是运动的相）物体的运动都是相对参考系而言的，这是运动的相对性同一物体，选取不同的参考系，其运动情况可能不同。对性同一物体，选取不同的参考系，其运动情况可能不同。（3）参
22、考系的选择是任意的，但应以观测方便）参考系的选择是任意的，但应以观测方便,研究地面研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系上物体的运动时，常选地面为参考系三、坐标系三、坐标系（1）定义：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要）定义：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在参考系上建立适当的坐标系（2）一维坐标系：一维坐标系：选某一位置为坐标原点，以某个方向为正选某一位置为坐标原点，以某个方向为正方向，选择适当的标度建立一个坐标轴，就构成了一维坐标系方向，选择适当的标度建立一个坐标轴，就构成了一维坐标系上一页目 录5 5 、从高出地面、从高出地面3m3m的位置竖
23、直向上抛出一个小球，它上升的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m5m后回落，最后回落，最后到达地面，如图所示，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以后到达地面，如图所示，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格：向上为正，填写以下表格：坐标原点的设置坐标原点的设置出发点的坐标出发点的坐标最高点的坐标最高点的坐标落地点的坐标落地点的坐标以地面为原点以地面为原点以抛出点为原点以抛出点为原点解析：解析：本题中的物体沿直线运动，可以在该直线上建立直角坐本题中的物体沿直线运动，可以在该直线上建立直角坐标系，来定量描述物体的位置，若以地面为原点，则出发点、标系，来定量描述物体的位置，若以地面为原点，则出发点、最高点、落地点的坐标分别为最高点、落地点的坐标分别为x13m，x28m，x30；若以抛；若以抛出点为原点，则出点为原点，则x10，x25m，x33m归纳总结：归纳总结：定量描述沿直线运动的物体的位置及变化，只需建立直线坐标定量描述沿直线运动的物体的位置及变化，只需建立直线坐标系（一维坐标系）；但当物体在同一平面内运动时要用平面直系（一维坐标系）；但当物体在同一平面内运动时要用平面直角坐标系（二维坐标系）才能定量描述出物体的位置及位置的变角坐标系（二维坐标系）才能定量描述出物体的位置及位置的变化化
