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1、1 1 质点质点 参考系和坐标系参考系和坐标系第一章第一章 运动的描述运动的描述在我们生活的周围有各式各样运动着的物体在我们生活的周围有各式各样运动着的物体 在我们生活的周围有各式各样运动着的物体在我们生活的周围有各式各样运动着的物体 运动是一切物体的固有属性，是物体运动是一切物体的固有属性，是物体的存在形式，宇宙中的一切，大到天体，小的存在形式，宇宙中的一切，大到天体，小到分子、原子、都处在永恒的运动中到分子、原子、都处在永恒的运动中.坐坐地地日日行行八八万万里里机械运动机械运动(mechanical motionmechanical motion)物体的空间位置随时间的变化，是自然界物体的
2、空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态中最简单、最基本的运动形态.研究怎么样描述物体的运动研究怎么样描述物体的运动 研究同一物体的运动时，物体的各个部分的运动情况可能研究同一物体的运动时，物体的各个部分的运动情况可能不同，描述这种物体的运动可能会比较复杂。不同，描述这种物体的运动可能会比较复杂。例如：风扇叶上与轴心距离不等的各点。例如：风扇叶上与轴心距离不等的各点。同一个物体在研究其不同的运动情况时，有时可以不考虑同一个物体在研究其不同的运动情况时，有时可以不考虑其形状和大小，有时候却不得不考虑。其形状和大小，有时候却不得不考虑。研研究究列列车车从从广广州州开开往往北北京京和
3、和列列车车通通过过一一座座桥桥梁梁时时，什什么么情况下需要考虑列车的长度，什么时候不需要？为什么？情况下需要考虑列车的长度，什么时候不需要？为什么？研究列车从广州开往北京可以不考虑列车的长度！研究列车从广州开往北京可以不考虑列车的长度！研究列车通过一座桥梁时，需要考虑列车的长度！研究列车通过一座桥梁时，需要考虑列车的长度！研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对于地球与太阳之间的距离研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对于地球与太阳之间的距离可以忽略，可以不考虑地球的大小。可以忽略，可以不考虑地球的大小。研究地球的自转时，随着纬度的不同，地球表面的转动情况不同，研究地球的自转时，随着纬度的不同，地球
4、表面的转动情况不同，地球的形状和大小不能忽略。地球的形状和大小不能忽略。1、质点的定义：用来代替物体的有质量的点。、质点的定义：用来代替物体的有质量的点。2、物体可以看作质点的条件：、物体可以看作质点的条件：物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响可以忽略不计。可以忽略不计。3、注：、注：质点是一种科学抽象的理想模型；质点是一种科学抽象的理想模型；物体本身大小不是能否看成质点的标准；物体本身大小不是能否看成质点的标准；物体能否看成质点取决于所研究问题的性物体能否看成质点取决于所研究问题的性质，同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。质，同一物体有时
5、可看成质点，有时不可看作质点。一、物体和质点一、物体和质点核心要点突破核心要点突破一、对质点的进一步理解一、对质点的进一步理解1对质点的认识对质点的认识(1)质点是用来代替物体的有质量的点，其突出的质点是用来代替物体的有质量的点，其突出的特点是特点是“具有质量具有质量”和和“占有位置占有位置”，但是质点没有，但是质点没有大小、体积、形状，但它与几何中的大小、体积、形状，但它与几何中的“点点”有本质有本质的区别的区别(2)质点是实际物体的一种高度抽象，实际中并不质点是实际物体的一种高度抽象，实际中并不存在是一种存在是一种“理想化模型理想化模型”，这是物理学中经常，这是物理学中经常采用的一种研究方
6、法采用的一种研究方法2物体能否看做质点的几种情况物体能否看做质点的几种情况(1)物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计例如研究地球的公转问题时，地球可视略不计例如研究地球的公转问题时，地球可视为质点，而研究月食问题时，地球的大小就不能为质点，而研究月食问题时，地球的大小就不能忽略，不能视为质点忽略，不能视为质点(2)做平动的物体，由于物体上各点的运动情况完做平动的物体，由于物体上各点的运动情况完全相同，通常可以用一点来代替整个物体的运动，全相同，通常可以用一点来代替整个物体的运动，但并不是任何情况下都能看做质点例如研究火但并不是任何情况下都能看做
7、质点例如研究火车通过桥梁的时间时，火车的长度不能忽略，故车通过桥梁的时间时，火车的长度不能忽略，故不能看做质点不能看做质点(3)物体虽然有转动，但是因转动而引起的物体物体虽然有转动，但是因转动而引起的物体各部分的运动差异对所研究的问题不起主要作用各部分的运动差异对所研究的问题不起主要作用时，物体可视为质点研究物体的转动或由转动时，物体可视为质点研究物体的转动或由转动产生的现象时，物体不能视为质点例如研究昼产生的现象时，物体不能视为质点例如研究昼夜交替现象时，地球不能视为质点夜交替现象时，地球不能视为质点特别提醒：特别提醒：(1)并不是只有很小的物体才能被看做并不是只有很小的物体才能被看做质点，
8、也不是很大的物体就一定不能被看做质点，质点，也不是很大的物体就一定不能被看做质点，关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动时是关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动时是否为次要因素否为次要因素(2)对于同一物体，能否将其看做质点要视研究的对于同一物体，能否将其看做质点要视研究的问题而定，例如研究地球的自转时，不可以视地球问题而定，例如研究地球的自转时，不可以视地球为质点，研究地球的公转时，就可以视地球为质点为质点，研究地球的公转时，就可以视地球为质点例题：想一想，做一做想一想，做一做 1 1、下列关于质点的说法中，正确的是、下列关于质点的说法中，正确的是（）A A、体积很小的物体都可看成质点
9、、体积很小的物体都可看成质点B B、质量很小的物体都可看成质点、质量很小的物体都可看成质点C C、不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间、不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点距相比甚小时，就可以看成质点D D、只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的、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作质点物体不可看作质点想一想，做一做想一想，做一做 2 2、下列情形中的物体可以看作质点的是、下列情形中的物体可以看作质点的是（）A A、跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中、跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中B B、一枚硬币用力上抛，猜测它落地时是正面朝上还、一枚硬币用力
10、上抛，猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上是反面朝上C C、奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中、奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中D D、花样滑冰运动员在比赛中、花样滑冰运动员在比赛中一、物体和质点一、物体和质点1质点：在某些情况下，不考虑物体的质点：在某些情况下，不考虑物体的_、_，把它简化为一个有，把它简化为一个有_的物质点的物质点2把物体看成质点的条件把物体看成质点的条件物体的物体的_和和_等因素不影响问题的研究时，等因素不影响问题的研究时，就可以把物体看成质点就可以把物体看成质点3说明：质点是一个说明：质点是一个_的物理模型，实际生活的物理模型，实际生活中并不存在中并不存在大小大小形状形状质量质量大
11、小大小形状形状理想理想一、物体和质点一、物体和质点1质点：在某些情况下，不考虑物体的质点：在某些情况下，不考虑物体的_、_，把它简化为一个有，把它简化为一个有_的物质点的物质点2把物体看成质点的条件把物体看成质点的条件物体的物体的_和和_等因素不影响问题的研究时，等因素不影响问题的研究时，就可以把物体看成质点就可以把物体看成质点3说明：质点是一个说明：质点是一个_的物理模型，实际生活的物理模型，实际生活中并不存在中并不存在思考感悟思考感悟1地球是否可以看成质点？地球是否可以看成质点？提示：提示：若研究地球公转周期，转道及在太阳系若研究地球公转周期，转道及在太阳系中的位置时，可看成质点；若研究地
12、球上昼夜中的位置时，可看成质点；若研究地球上昼夜交替、四季变化或地理地貌等，不能看成质点交替、四季变化或地理地貌等，不能看成质点 地球在不断的自转，地面上的人看到太阳东升西落。地球在不断的自转，地面上的人看到太阳东升西落。人们研究物体的运动时，总是不自觉地用另外的物体来人们研究物体的运动时，总是不自觉地用另外的物体来作为标准。作为标准。对面的伯伯看到女孩是静止的，那么路边的人看到的情对面的伯伯看到女孩是静止的，那么路边的人看到的情况又是怎样的呢？况又是怎样的呢？相相 对对 运运 动动1、定义：描述一个物体的运动时，选定作为参考、定义：描述一个物体的运动时，选定作为参考的其他物体。的其他物体。2
13、、注：、注：描述物体是否运动是看相对于参考系的描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变，事先假定参考系不动；位置是否改变，事先假定参考系不动；选取不同的参考系来观察同一物体的运选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同；动结果往往是不同；参考系的选取可以是任意的，实际解题参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则；应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则；通常选取地面为参考系；通常选取地面为参考系；比较两个物体的运动应选同一参考系。比较两个物体的运动应选同一参考系。二、参考系二、参考系 例题：例题：电电影影闪闪闪闪的的红红星星中中，有有一一句句
14、歌歌词词：“小小小小竹竹排排江江中中游游，巍巍巍巍青青山山两两岸岸走走”，问问：“竹竹排排江江中中游游”和和“青青山山两两岸岸走走”分分别别是是以以什什么么做做为为参参考系的？考系的？“小小竹排江中游小小竹排江中游”是以是以两岸两岸为参考系的。为参考系的。“巍巍青山两岸走巍巍青山两岸走”是以是以竹排竹排为参考系的。为参考系的。一道问答题（一道问答题（12页）飞花两岸照船红，飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。百里榆堤半日风。卧看满天云不动，卧看满天云不动，不知云与我俱东。不知云与我俱东。诗中描述了什么物体的诗中描述了什么物体的运动？它是以什么物体为参运动？它是以什么物体为参考系的？考系的？你对诗人
15、关于你对诗人关于“榆堤榆堤”、“云云”、“我我”的运的运动与静止的说法有没有不同动与静止的说法有没有不同的认识？的认识？第一次世界大战期间，一名法国飞行员第一次世界大战期间，一名法国飞行员在在20002000米的高空飞行时，发现旁边有一个小米的高空飞行时，发现旁边有一个小东西，他以为是一只小飞虫，敏捷地把它抓东西，他以为是一只小飞虫，敏捷地把它抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓住子弹的原因是飞行员能抓住子弹的原因是（）A A、飞行员反应快飞行员反应快 B B、子弹相对飞行员是静止的子弹相对飞行员是静止的 C C、子弹已经飞行的没劲了子弹
16、已经飞行的没劲了 D D、飞行员有手劲飞行员有手劲B例题：例题：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在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。参考系上建立适当的坐标系。三、坐标系三、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，在直线轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。XO5m一个坐标系有几个要素呢？一个坐标系有几个要素呢？数字原点单位长度正方向物理量的符号和单位 除了上面的直线坐标系，你还知道除了上面的直线坐标系，你还知道什么其他的坐标系吗？什么其他的坐
17、标系吗？喷水抛物线喷水抛物线平面直角坐标系X1y1y0 x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点运点运动到动到B点，由图判断点，由图判断A点坐标、点坐标、B点坐标和走点坐标和走过的路程。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=m手持式手持式GPSGPS科学漫步：全球卫星定位系统（科学漫步：全球卫星定位系统（GPSGPS）GPSGPS显示屏信息显示屏信息车载GPS放大图放大图本课小结：本课小结：本节学习了质点本节学习了质点.参考系和坐标系等概念，参考系和坐标系等概念，它们是运动学乃至整个力学的最基本的概念。它们是运动学乃至整个力学的最基本的概念。要描述物体的运动，首先要建立一个物理模型，要描述物体的运动，首先要建立一个物理模型，最简单的是最简单的是“质点质点”这一理想化模型。由于运这一理想化模型。由于运动的相对性，描述运动时必须选择参考系。为动的相对性，描述运动时必须选择参考系。为了准确了准确.定量地描述质点的运动，还要在参考定量地描述质点的运动，还要在参考系中建立坐标系。系中建立坐标系。