第一章第一章 运动的描述运动的描述第一节第一节 质点质点 参考系和坐标参考系和坐标系系 一、机械运动一、机械运动定义：物体空间位置随时间变化定义：物体空间位置随时间变化。注：注：运动是绝对的，静止是相对的；运动是绝对的，静止是相对的； 自然界中一切物体都在不停地运动着；自然界中一切物体都在不停地运动着； 描述物体的运动必须要有个参照标准；描述物体的运动必须要有个参照标准； 位置的变化：位置的变化： 一个物体相对于另一物体一个物体相对于另一物体 物体的一部分相对于另一部分。物体的一部分相对于另一部分。 二、物体和质点二、物体和质点质点的定义质点的定义：用来代替物体的有质量的点。：用来代替物体的有质量的点。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。题的影响可以忽略不计。注意注意： 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质，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。同一物体有时可看成质点，有时不可看作质点。问问:当我们研究地球公转的规律时怎么样看当我们研究地球公转的规律时怎么样看待地球待地球?如果研究其自转如果研究其自转,考查地球上各点的运动考查地球上各点的运动,还还可以把地球看作一个点吗？可以把地球看作一个点吗？再看下面再看下面的例子的例子例例1.下列运动中不属于机械运动的有下列运动中不属于机械运动的有( ) A.人体心脏的跳动人体心脏的跳动 B.地球绕太阳公转地球绕太阳公转 C.小提琴琴弦的颤动小提琴琴弦的颤动 D.电视信号的发送电视信号的发送 例例2. 关于质点的下列说法中，正确的是关于质点的下列说法中，正确的是 ( ) A质量很小的物体都可看作质点质量很小的物体都可看作质点 B体积很小的物体都可看作质点体积很小的物体都可看作质点C在任何情况下，地球都不可以看作质点在任何情况下，地球都不可以看作质点 D做平动的物体可看作质点做平动的物体可看作质点DD毛泽东：毛泽东：“坐地日行八万坐地日行八万里，里， 巡天遥看一千河巡天遥看一千河”这句话中描述的：人到底是运动这句话中描述的：人到底是运动还是静止的呢？还是静止的呢？讨论讨论:右边的这右边的这幅图车中的人幅图车中的人是静止还是运是静止还是运动的？动的？乙乙甲甲 三、参考系三、参考系 定义：描述一个物体的运动时选来作为参考的另外定义：描述一个物体的运动时选来作为参考的另外的物体叫做参考系。的物体叫做参考系。注意：注意：描述物体是否运动，是看相对于参考系的位置是描述物体是否运动，是看相对于参考系的位置是否否 改变，且事先假定参考系不动；改变，且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动结果往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；往是不同； #8. 幻灯片幻灯片 8 参考系的选取可以是任意的，实际解题应以观测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；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。 匀速飞行的飞机上，驾驶员看跳伞员匀速飞行的飞机上，驾驶员看跳伞员是直线下落还是曲线下落呢？地面上的是直线下落还是曲线下落呢？地面上的人观察跳伞员和驾驶员看到的一样吗人观察跳伞员和驾驶员看到的一样吗?例例3如图是特技跳伞运动员的空中造如图是特技跳伞运动员的空中造型图当运动员们保持该造型向下落时，型图当运动员们保持该造型向下落时，若其中某一运动员以对面的运动员为参若其中某一运动员以对面的运动员为参照物，则他自己的运动情况怎样？当他照物，则他自己的运动情况怎样？当他俯视大地时，看到大地迎面而来，他这俯视大地时，看到大地迎面而来，他这是以什么物体为参照物？是以什么物体为参照物？ 四、坐标系四、坐标系x/m0 1 2 3-1一维一维二维（直角坐标系）二维（直角坐标系）x/my/m102-2-1-1-221(全球卫星定位系（全球卫星定位系（GPS）)三维空间空间坐标系为了定量地描述物体的位置和位置的变化，需要在为了定量地描述物体的位置和位置的变化，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。坐标系的种类坐标系的种类:喷水抛物线喷水抛物线平面直角坐标系X1y1y0x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24颗颗GPS卫星在离地面卫星在离地面1万万2千公里的高空上，千公里的高空上，以以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上颗以上的卫星。的卫星。由于卫星的位置精确可知，在由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成颗卫星，就可以组成3个方个方程式，解出观测点的位置程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未个未知数，知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第和钟差，因而需要引入第4颗卫颗卫星，形成星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。的经纬度和高程。课外自主探究题：课外自主探究题：太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。这些条件是： ( )A.时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大B.时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大C.时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大D.时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大C一道问答题（一道问答题（13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？作业：复习本节内容完成教材P11练习预习“时间和位移”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，它们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。要描述物体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，最简单的是的运动，首先要建立一个物理模型，最简单的是“质质点点”这一理想化模型。由于运动的相对性，描述运动这一理想化模型。由于运动的相对性，描述运动时必须选择参考系。为了准确时必须选择参考系。为了准确. .定量地描述质点的运定量地描述质点的运动，还要在参考系中建立坐标系。动，还要在参考系中建立坐标系。除此之外，你还学到了什么方法？除此之外，你还学到了什么方法？