1.1《质点参考系和坐标系》精品课件：(笔记上传)

第一章 运动的描述
全球定位系统（ 全球定位系统（Global Position System.GPS）是美国从 ） 本世纪70年代开始研制 历时20年 耗资200亿美元，于1994 年代开始研制， 亿美元， 本世纪 年代开始研制，历时 年，耗资 亿美元 年全面建成，具有在海、 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。经近10年我国测绘 定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近 年我国测绘 等部门的使用表明， 以全天候、 等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效 以全天候 高精度、自动化、 益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖， 益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用 于大地测量、工程测量、航空摄影测量、 于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管 地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、 制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学 等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
研究下列哪种问题时， 研究下列哪种问题时，其中的物体可以看做 质点（ 质点（ B ） A A.研究航天飞机绕地球飞行一周的时间 研究航天飞机绕地球飞行一周的时间 B.研究在斜坡上行驶的汽车通过斜坡的时间 研究在斜坡上行驶的汽车通过斜坡的时间 C.研究自由体操运动员的动作 研究自由体操运动员的动作 D.研究一列火车通过某一路标的时间 研究一列火车通过某一路标的时间
学点1 学点1 质点
（1）一般地，要准确描述物体上各点的位置及其位置随时间变化情况不是 ）一般地， 一件容易的事。由于任何物体都有一定的大小和形状， 一件容易的事。由于任何物体都有一定的大小和形状，并且物体的各部分的运 动情况一般不同， 动情况一般不同，所以要准确地描述物体上各点的位置及其随时间变化情况是 很困难的。 很困难的。 （2）在研究某些问题时，可以忽略物体的大小和形状 ）在研究某些问题时， 例如，在研究汽车整体的运动情况时可以忽略汽车各部分之间的运动差 例如， 忽略汽车的大小和形状，而用一个“ 的运动代替汽车的整体运动。 异，忽略汽车的大小和形状，而用一个“点”的运动代替汽车的整体运动。 (3)质点： 用来代替物体的有质量的点 叫做质点，它是一种理想化的模型。 有质量的点， (3)质点： 用来代替物体的有质量的点，叫做质点，它是一种理想化的模型。 质点 (4)将物体看成质点的条件 (4)将物体看成质点的条件 一个物体能否看做质点是由问题的性质决定的， 一个物体能否看做质点是由问题的性质决定的，只有当物体的大小和形 状对所研究的问题没有影响或者影响很小可以忽略时，物体才可以看作质点。 状对所研究的问题没有影响或者影响很小可以忽略时，物体才可以看作质点。 （5）质点是一个理想化的物理模型。质点只是实际物体的一种近似，是 质点是一个理想化的物理模型。质点只是实际物体的一种近似， 为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征， 为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了 主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。 主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。对实际物体 或问题进行科学抽象是一种普遍的研究方法。 或问题进行科学抽象是一种普遍的研究方法。

谢谢赏
You made my day!
我们，还在路上……
A、作高低杠表演的体操运动员 B、人造卫星，研究它绕地球的转动 C、水平面上的木箱，研究它在水平力的
作用下是先滑动还是先滚动 D、计算从北京开往普宁的火车运行时间 E、计算火车通过大桥所需要的时间
❖ 练2、A、B、C同时从O点向同一方向行驶，其 中，A与B速度相等且大于C（填静止、向前运 动、向后运动）。
A、只有甲 B、只有乙 C、只有丙 D、都正确
坐标系 5m
O
x=25m
x/m
坐标表示质点的位置； 坐标变化，质点位置改变。
小结
❖ 物体什么时候可以视为质点？ ❖ 参考系：假定是静止的物体。 ❖ 坐标系五要素：原点、正方向、物理量、
单位、单位长度； 坐标表示质点位置。
练1（双选）下列情况可视为质点的有（ BD ）
（1）以A为参考系，B 静止 ，C 向后运动 。
（2）以B为参考系，A 静止 ，C 向后运动 。
（3）以C为参考系，A 向前运动 ，B 向前运动 。
（4）以地面为参考系， A 向前运动 ， B 向前运动 ，C 向前运动 。
❖不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得再没有什么事情需要学习，于是他们不进则退。经验丰富的人读书用两只眼睛，一只眼睛看到纸面上的话，另 一眼睛看到纸的背面。2022年4月11日星期一2022/4/112022/4/112022/4/11 ❖书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。2022年4月2022/4/112022/4/112022/4/114/11/2022 ❖正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/112022/4/11April 11, 2022 ❖书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。

C、时间必须是傍晚，飞机由东向西，速率较大
D、时间必须是傍晚，飞机由西向东，速率不能太大
解析
飞机顺着地球自转方向运动称为东, 逆着地球自转方向运动称为西,由于旅 客看到太阳从西边升起,因此必须是傍 晚时分,选太阳为参考系,若飞机相对地 球静止,则相对太阳的速度向东,逐渐变 成傍晚,若飞机以较大的速度相对地球 向西飞行,则可以相对太阳向西飞行,去 追赶太阳,从而看到太阳从西边升起.
物理意义：质点是理想化的物理模型，实际并不存在， 将具体问题抽象化，简化问题，忽略次要因素。
参考系
人的位置变化了吗？ 车厢里的人在动吗？ 人在动吗？
二、参考系
1、定义：在描述一个物体的运动时，选来作为参考 的另外的物体
2、参考系的选择是任意的，以简单为原则。 研究航行轮船内人的运动，最好以__船____为参考系
2、甲乙丙三架观光电梯, 甲中乘客看一高楼 在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙 中乘客看甲、乙都在向上运动，这三架电梯 相对地面的可能运动情况是（ BCD ）
A、甲向上、乙向下、丙不动
B、甲向上、乙向上、丙不动
C、甲向上、乙向上、丙向下
D、甲向上、乙向上、丙也向上
3、拍摄孙悟空“腾云驾雾”的镜头，采用 背景摄影法，同时向演出平台施放烟务，观
3、运动相对性：物体运动或静止是相对参考 系而言的，运动是绝对的，静止是相对的。
例： “看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行” 其中两种运 动所描述的参考系分别是：B
A、流水和河岸 B、船和山 C、山和船 D、河岸和山
P11教材练习1、2
说明（1）同一物体，参考系不同，运动情况可能不同。 （2）研究地面物体，常以地面或相对地面静止的物体
质点
❖ 例：在下述问题中，能够把研究对象当做 质点的是( AC )

小结
（2）选择的参考系不同，对物体运动的描述可能不同。 （3）参考系的选择是任意的，一般选地面或相对静止
的物体。
3、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。 （1）建立恰当坐标系包含原点、正方向和单位长度。 （2）质点做直线运动时，一般选指点的运动轨迹为坐
标轴。
3 坐标系（coordinate system）
a) 坐标系建立的作用 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。
b) 坐标系的三要素： 原点、正方向、单位长度
3 坐标系（coordinate system）
求位置坐标XA、XB、XAB、XBA
注意 ➢位置的变化与原点无关 ➢正方向的选择与位置变化的方向有关，
生活中的物理
科学漫步 全球卫星定位系统（GPS）
手持式GPS定位器
生活中的物理 全球卫星定位系统（GPS）
小结
的有质量的点。 （2）条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可
以忽略不计。 （3）物理模型：质点是一种科学、抽象和理想化的模
型。
2、参考系
描述物体运动时,用来作参考的(假定为静止) 另外 的物体系统。 （1）运动和静止是相对的。
研究火车从南京开往上海的时间，能否把火车看作点？
1 质点（mass point）
归纳：也就是说在某些情况下，为了 研究问题的方便，可以忽略某些物体 的大小和形状，而把它们看成只有质 量而没有形状和大小的“点”。
1 质点（mass point）
（1）定义：用来代替物体的有质量的点。
（2）条件：物体的大小和形状对所研究的问 题的影响可以忽略不计时。
第一章 运动的描述

问题2：物体都可以看作质点吗？
讨论：研究火车的运动时，火车能否看作质点 1）火车从汕头到广州的路程 2)火车过铁路桥的时间 结论1： 当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可 忽略不计时,可看成质点
思考：而当我们研究飞机轮胎的转动时,能否把飞机轮胎看 成质点?
不能!因为研究飞机轮胎的转动时, 飞机轮胎的大小与形状在研究的问题中 不可忽略.
“月亮在莲花般的云朵里穿行。”是以什么为参 考系的？
第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员 正在2000m高的空中飞行，忽然，他发现脸旁好像有 一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸 手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷 汗来。他抓住的不是别的，而是德国飞机射向他的一 颗子弹。请根据上述信息讨论回答以下问题。 （1）子弹速度很大，为什么没有把他的手打穿？体 会一下，同一物体相对于不同的参考系运动状态相同 吗？ （2）受类似现象的启发，人们实现了飞机的空中加 油，空间站的空中对接。实现“空中加油”和“空中 对接”应满足的基本条件是什么？
7、一列列车停靠在站台上，车厢内的人看着 窗外另一列列车，感觉到自己乘坐的列车又开 动了，可等一会儿却发现自己乘坐的列车还在 站台上未动。你有过类似的经历吗？你能解释 这种现象吗？
同步静止气象卫星定点在赤道上空，是以谁为参考 系来描述卫星运动的？“同步卫星”还有什么用途？
一跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升机 在向上运动，则直升机相对于地面的运动情况是 怎样的？
小结： 三、参考系：描述物体运动时,用来作参考(假定为 不动)的另外的物体 （1）运动和静止都是相对于参考系的。 （2）参考系的选取是任意的。应选择简单、方便 的参考系。 （3）选择不同的参考系，观察的结果可能不一样， 也可能一样。 （4）比较两个物体的运动时，必须选择同一参考 系才有意义。

时，观众所选的参考系是
A.“孙悟空”
√C.急速飘动的白云
B.平台 D.蓝天
坐标系
导学探究
(1)如图5，一辆汽车正在平直的公路上直线行驶.为了描述汽车的位置及位置变化， 我们需要建立什么样的坐标系？
图5 答案 以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系. (2)汽车转弯时，(1)中建立的坐标系还能描述物体的位置及位置变化吗？如果不能， 我们需要建立什么样的坐标系？ 答案 不能.以汽车开始转弯时的位置为坐标原点，建立平面坐标系.
针对训练1 在以下情况中关于质点的说法正确的是 A.观察辽宁号航空母舰上的“歼－15”战斗机起飞时，可以把航空母舰看做质点 B.“玉兔二号”从“嫦娥四号”的怀抱中“走”出来，研究“玉兔二号”一连串技术
含量极高的“慢动作”时，可以把“玉兔二号”看做质点
√C.研究“玉兔二号”巡视器巡视月球的运动轨迹时，可以把“玉兔二号”巡视器看做
三 坐标系
1.建立目的：为了定量地描述物体的位置及 位置的变化 . 2.坐标系的三要素： 原点 、 正方向 和单位长度.
即学即用
1.判断下列说法的正误. (1)只有体积很小的物体才可以看做质点，体积较大的物体不能看做质点.( × ) (2)质点是一个理想化模型，实际上是存在的.( × ) (3)研究同一物体的运动时，不论选取怎样的参考系，其结论是相同的.( × ) (4)参考系可任意选取，而研究物体的运动时(如汽车加速)通常以地面为参考系.
坐标原点的设置 出发点的坐标 最高点的坐标 落地点的坐标
以地面为原点
2m
6m
0
以抛出点为原点
0
4m
-2 m
图6
物体和质点
1.定义：用来代替物体的有 质量 的点. 2.物体可看做质点的条件 (1)物体的 大小 和 形状 可以忽略. (2)物体上任意一点的运动可以代替 整个 物体的运动. 3.一个物体能否看成质点是由 问题的性质 决定的. 4.理想化方法：在物理学中，突出问题的 主要 方面，忽略 次要 因素，建立理想化的 “物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法. 质点 就是这 种物理模型之一.

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。
喷
y
水 抛
2
A
物
y
线
O
2
x
y1
o x1
x
③三维坐标（立体坐标系）
描述物体在空间的运动。
z
y
O
x
你能说出他们的位置吗? 用坐标系
科学漫步：全球卫星定位系统（GPS） 手持式GPS
GPS显示屏信息
车载GPS
2. 诗句“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎， 仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来 迎”和“是船行”所选的参考系分别为（A ）
A. 船和山 B. 山和船 C. 地面和山 D. 河岸和流水
3. 下列情况不能看成质点的是（ BD ）多选题 A. 研究绕地球飞行的航天飞机 B. 研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况 C. 计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间 D. 计算火车通过路口所用的时间
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
2、参考系
如何判断一个物体是运动的？
（1）参考系的定义
名词解释
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
下列情况可以看做质点吗？ 刘翔奥运夺冠
注意
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。
课堂随练:
关于质点，下列说法正确的是（ D ） A．质点一定是体积、质量极小的物体 B．体积很大、质量很大的物体一定不可以看 作质点 C．质点是没有质量没有形状大小的点 D．物体的大小和形状在所研究的现象中作用 很小，可忽略不计时，就能把物体看做质点

因为飞机的大小与形状在研究的问题中 影响很小,可忽略不计
质点（理想化方法）
新知探究
一、质点
当物体的大小与形状在研究的问题 中影响很小,可忽略不计时,可看成质点.
研究飞机在空中的位置、离开地面的 高度、飞行的速度、运动轨道等问题时， 它本身的大小和形状是次要因素可忽略.这 时飞机可看成质点.而当我们研究飞机轮胎 的转动时,能否把飞机轮胎看成质点?
21 7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021年11月3日星期三8时11分41秒08:11:413 November 2021
8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。上午8时11分41秒上午8时11分08:11:4121.11.3
新知探究
研究飞机在空中的位置、离开地面的 高度、飞行的速度、运动轨道等问题时， 可以用一个小点代替这个“庞大”的飞机
全球卫星定位系统（GPS） 卫星测时测距导航 / 全球定位系统 Navigation Satellite Time and Ranging/Global Positioning System 确定地球物体的具体方位，提供准确时间。
在地图上看到的经纬线，实 际上就是在地球表面建立的坐标 系
课堂小结
研究地球自转时， 地球本身的大小和形 状不可忽略. 不能看 成质点.
问题导航
问题二:乒乓球可不可以看成质点？ 1. 研究乒乓球的运动轨迹时;
2.在研究上旋球或下旋球对接球的影响时；
物体能否看成质点与物体本身的大 小和形状无关
新知探究
一、质点
质点：用来代替物体的有质量的点。
当物体的大小与形状在研究的问题中影 响很小,可忽略不计时,可看成质点.
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（reference frame）。 参考系是研究机械运动的标准。

几何中的点是没有质量，仅表示位置， 而且应该是绝对的小。
.
18
下列关于质点的说法中，正确的是（AD）
A．质点是一个理想化的模型，实际并不存 在
B．因为质点没有大小，所以与几何中心的 点没有区别
C．凡是轻小的物体，都可看作质点
D．如果物体的形状和大小在所研究的问题中
属于无关或次要因素，就可以把物体看作质点
A、做花样溜冰的运动员 B、远洋航行中的巨轮 C、运行中的人造卫星 D、转动着的砂轮
.
23
当我们坐在平稳的汽车上/火车上，站 在匀速上升的观光电梯内。
当我们闭上眼睛，我们能感觉到自己在 动吗？
当我们睁开眼睛时，又是什么感觉？
是怎么判断的？
.
24
• 所以要描述一个物体是运动还是静止的我 们需要选择一个物体作为参考。被选为参 考的这个物体是假定不动的。
2、无论物体原来的运动情况如何， 一旦这个物体被选为参考系，就认 为他是静止的。
.
28
3、参考系的四个性质
（1）相对性：用来作为参考的物体都 是假定不动的，被研究的物体运动还是 静止，都是相对于参考系而言的。
（2）任意性：参考系的选取具有任意 性。任何物体都可以作为参考系。
.
29
（3）同一性：在同一个问题中，若 要研究多个物体的运动时或同一个物 体不同阶段的运动，必须选择同一参 考系。
运动，简称运动
.
3
2、机械运动常见形式：
（1）平动： 平动过程中，物体各部分 的运动特点完全相同
例如：木块在水平桌面上滑动
（2）转动：物体的各部分绕某一点（或轴） 做圆周运动
例如：地球的自传.
4
星光闪闪属于机械运动吗？
植物的生长属于机械运动吗？

• 用一个有质量的点表示物体，这样的点称 为质点。
• 也就是说：质点只考虑物体的质量，不考 虑物体的大小跟形状。是一种理想化的模 型。
• 思考： • （1）、研究货车能装多少货物时，能否把
货车看成质点？ • （2）、对比前面的两个案例，能否把物体
看成质点是由什么决定的？
•由研究问题的性质决定的。当物体的大小 跟形状对问题的研究影响很小时，就可以 把物体看成质点。
• 为了研究问题的简单，一般我们常以地面 上固定不动的物体作为参考系。
人教版高中物理必修1 第一章第1节《质点、参考系和坐 标系》 课件(共 17张PP T)【PP T优秀 课件】- 精美版
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重点研究一维直线坐标系的建立
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• 有了质点跟参考系，我们就能抽象的描述 物体的运动了。但也有一个不足，不能确 定物体所在的位置。
• 为了确定物体所在的位置，我们需要用到 坐标系。
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