第一章運(yùn)動(dòng)的描述 看一看 舉幾個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)例 機(jī)械運(yùn)動(dòng) 物體相對(duì)于某個(gè)物體位置的變化 在描述上述物體運(yùn)動(dòng)時(shí) 我們遇到了哪些困難和麻煩 這個(gè)困難和麻煩是由于什么原因造成的 該如何描述物體的運(yùn)動(dòng)呢 物體都有一定的大小和形狀 物體各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)情況一般來(lái)說(shuō)都不一樣 難道我們真的無(wú)法準(zhǔn)確描述物體的運(yùn)動(dòng)嗎 車箱的顫動(dòng)我們考慮嗎 我們是否要考慮飛機(jī)本身大小形狀 我們已經(jīng)很自然的忽略某些次要因素 如形狀 大小 只關(guān)心主要的方面 例 飛機(jī)從武漢飛向北京 火車在武漢與應(yīng)城之間的運(yùn)行 飛船發(fā)射 2 特點(diǎn) 某些情況下 用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的 一 質(zhì)點(diǎn) 1 質(zhì)點(diǎn) A 沒(méi)有大小 形狀 體積B 具有物體的全部質(zhì)量C 是一種理想化的模型 說(shuō)明 像質(zhì)點(diǎn)這樣的物體在現(xiàn)實(shí)中并不存在 它只是人們?yōu)榱藢?shí)際問(wèn)題的簡(jiǎn)化而引入的一種理想化的模型 物理學(xué)上這種對(duì)實(shí)際問(wèn)題的簡(jiǎn)化 叫科學(xué)抽象 一個(gè)物體能否抽象成質(zhì)點(diǎn) 并不是取決于物體的形狀和大小 而是要看具體情況而定 作平動(dòng)的物體一般可以被看作質(zhì)點(diǎn) 平動(dòng)的物體上的各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特征都是相同的 若物體有轉(zhuǎn)動(dòng) 但轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)榇我蛩?可以看作質(zhì)點(diǎn) 若要研究地球公轉(zhuǎn)周期時(shí)間 就 若要研究地球自轉(zhuǎn)時(shí) 就 注意 同一個(gè)物體在不同的情況下有時(shí)可以看做質(zhì)點(diǎn) 有時(shí)不可以看做質(zhì)點(diǎn) 例如 一列火車從北京開到上海若要研究火車運(yùn)行的時(shí)間 若要研究火車過(guò)橋的時(shí)間 物體的線度必須遠(yuǎn)小于通過(guò)的距離 劉翔在110米欄賽中 1 若要研究他的速度時(shí)是否可以把他看作質(zhì)點(diǎn) 2 若要研究他最后沖刺時(shí)的挺身動(dòng)作 又是否能把他看作質(zhì)點(diǎn) 物體的形狀和大小對(duì)所研究的問(wèn)題的影響可以忽略不計(jì) 思考與討論 質(zhì)點(diǎn)和幾何中的點(diǎn)是一回事嗎 1 相同點(diǎn) 都是沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn) 2 不同點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體的抽象 它具有一定的物理內(nèi)涵 不僅具有物體的全部質(zhì)量 而且是一相對(duì)的物理概念 幾何中的點(diǎn)沒(méi)有質(zhì)量 僅表示位置 而且應(yīng)該絕對(duì)的小 典例探究 例1 在下列物體的運(yùn)動(dòng)中 可視作質(zhì)點(diǎn)的物體有 A 從北京開往廣州的一列火車B 研究轉(zhuǎn)動(dòng)的汽車輪胎C 研究繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)的航天飛機(jī)D 表演精彩芭蕾舞演員E 計(jì)算子彈從槍口到靶心的飛行時(shí)間F 測(cè)量子彈穿過(guò)一張薄紙的時(shí)間 ACE 思考與討論 同樣的物體 運(yùn)動(dòng)會(huì)不同 如何解釋小孩的靜止 1 觀看勻速飛行的飛機(jī)投炮彈 1 飛行員看到炮彈做什么運(yùn)動(dòng) 2 地面上的人看到炮彈做什么運(yùn)動(dòng) 想一想 同樣是投射炮彈 為什么會(huì)觀察到不同的運(yùn)動(dòng)軌跡呢 觀察者所處的位置 角度 不同 思考與討論 2 觀看前進(jìn)的火車視頻 1 小孩對(duì)車廂來(lái)說(shuō) 是靜止還是運(yùn)動(dòng) 2 小孩對(duì)樹木來(lái)說(shuō) 是靜止還是運(yùn)動(dòng) 想一想 為什么對(duì)于同一個(gè)人的同一狀態(tài) 關(guān)于運(yùn)動(dòng)和靜止的說(shuō)法不一樣 觀察者的位置 角度 不同 可見(jiàn) 要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 首先要預(yù)先選定某個(gè)物體來(lái)做參考 觀察物體相對(duì)于這個(gè)選定的某個(gè)物體的位置是否隨時(shí)間的變化 以及怎樣變化 二 參考系 1 參考系在描述一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí) 選來(lái)作為參考的 某個(gè)物體 稱之為參考系 2 正確理解 物體的運(yùn)動(dòng)或靜止 都是相對(duì)某一參考系而言的 一個(gè)物體一旦被選定參考系 就認(rèn)為 假定不動(dòng) 是靜止的 在選定參考系之后 要假定自己站在參照物上去觀察物體的運(yùn)動(dòng) 參考系上長(zhǎng)著觀察者的眼睛 同一運(yùn)動(dòng) 選擇不同參考系 觀察結(jié)果可能不同 比較物體的運(yùn)動(dòng)時(shí) 必須選擇同一參考系 比較才有意義 參考系可以任意選取 可以是運(yùn)動(dòng)的物體 也可以是靜止的物體 選取參考系以觀察和研究問(wèn)題盡可能簡(jiǎn)單 方便 一般選擇地面和相對(duì)于地面靜止的物體 例2 描述物體的運(yùn)動(dòng) 必須選擇參考系 關(guān)于參考系 下列說(shuō)法中正確地是 A 早晨太陽(yáng)從東方升起 參考系是地面B 地球繞太陽(yáng)近似做圓周運(yùn)動(dòng) 參考系是太陽(yáng)C 研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)只能取地面為參考系D 在不同參考系中描述物體的運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)繁程度會(huì)不同 ABD 笛卡兒發(fā)明坐標(biāo)系 如何確定物體的位置 若物體只在一條直線上運(yùn)動(dòng) 如何描述位置變化 若在某平面 操場(chǎng) 上呢 文字描述方便嗎 能精確嗎 有沒(méi)有簡(jiǎn)便又準(zhǔn)確的方法 三 坐標(biāo)系 注意幾點(diǎn) 2 坐標(biāo)系是相對(duì)參考系靜止的 1 坐標(biāo)系的三要素 原點(diǎn) 正方向 單位和標(biāo)度 3 用坐標(biāo)系表示質(zhì)點(diǎn)的位置 4 用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點(diǎn)的位置改變 問(wèn)題 如圖所示 某人從學(xué)校門口A處開始散步 先向南走了50m到達(dá)B處 再向東走了100m到達(dá)C處 最后又向北走了150m到達(dá)D處 則A B C D各點(diǎn)的位置如何表示 可以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) 向東為X軸正向 向北為Y軸正向 則各點(diǎn)的坐標(biāo)分別為 A 0 0 B 0 50m C 100m 50m D 100m 100m 生活中的物理 車載GPS定位系統(tǒng) GPS 全球定位系統(tǒng) 授時(shí)與測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研制 歷時(shí)20年 耗資200億美元 于1994年全面建成 具有在海 陸 空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng) 在美國(guó) GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與 阿波羅 飛船登月 航天飛機(jī)升空 同列為20世紀(jì) 三大航天工程 GPS系統(tǒng)包括三大部分 1 GPS衛(wèi)星 空間部分 2 地面支撐系統(tǒng) 地面監(jiān)控部分 3 GPS接收機(jī) 用戶部分 小結(jié) 1 質(zhì)點(diǎn) 1 機(jī)械運(yùn)動(dòng) 2 質(zhì)點(diǎn)的定義 用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn) 3 質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)化的條件2 參考系被選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體就叫做參考系 3 坐標(biāo)系 坐標(biāo)系相對(duì)參考系是靜止的 坐標(biāo)的三要素 原點(diǎn) 正方向 標(biāo)度單位 用坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的位置 用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點(diǎn)的位置改變