质点、参考系和坐标系.

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。人类的认知规律谁运动？（研究对象）······运动怎样运动？（描述：文字、物理量、图像）为何会运动？（因果分析）1.1质点参考系和坐标系第一章运动的描述重点理解质点的概念。从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。难点理解质点的概念。教学重难点1、物体和质点2、参考系3、坐标系本节导航一、物体和质点怎样描述宇宙中的行星的运动？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名词解释一般来说，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。举例分析（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。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。课堂练习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。质点的理解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。C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质点的理解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课堂练习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.自转中的地球课堂练习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。总结二、参考系如何判断一个物体是运动的？想一想我们说下列物体是运动的，是拿什么作为参考系？地面、观众、路旁的树……（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（referenceframe）。参考系是研究机械运动的标准。名词解释（2）参考系的特点：假定不动。可以是静止的，也可以是运动的。1、说出下列运动的参照物2）“月亮在莲花般的云朵里穿行”3）“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”4）“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”练一练河岸、竹排云朵太阳、地面人、山（地面）1）“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”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练一练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______。ABCDAD练一练（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、坐标系如何确定物体的位置？若物体只在一条直线上运动，如何描述位置及位置变化？若在某平面（操场）上呢？文字描述方便吗？能精确吗？有没有简便又准确的方法？这是不是很方便？xo5m物体沿直线运动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（coordinatesystem）。（1）坐标系名词解释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。注意（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。AxyO22喷水抛物线x1y1yox③三维坐标（立体坐标系）描述物体在空间的运动。xyzO•特别提醒：•(1)建立何种坐标系，由物体的运动特点确定。建立坐标系的原则是能够方便、准确地描述物体的位置及位置变化。•(2)物体在坐标系中的坐标值是正值还是负值，与正方向的规定和原点的位置有关。坐标系•如图所示为正在踢球的运动员和在空中飞行的飞机，如果要描述踢球的运动员的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如果要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系？•答案：平面坐标系空间坐标系•解析：可以以足球场中央为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立水平面内的平面坐标系，来准确地描述足球运动员的位置；如果要确定飞机的位置，则需要确定一点为坐标原点，建立空间坐标系来描述。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。课堂小结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。