高中物理 备课资料1《质点参考系和坐标系》 新人教版必修1.rar

-3-高考学习网：www.gkxx.com高考学习网：www.gkxx.com人教版高一物理必修1备课资料1《质点参考系和坐标系》理想模型是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想物体，实际的物体都是具有多种属性的，但是，当我们针对某种目的，从某种角度对某一物体进行研究时，有许多对研究问题没有直接关系的属性和作用就可以忽略不计.例如，我们从力学角度研究引力作用下物体的运动时，只需考虑质量这一最重要的属性，其他因素均可略去，对于具有一定质量的物体，我们假设其质量集中在物体的质量中心，便抽象出质点模型，质点是力学中的一个基本概念，只要我们所考虑的运动仅涉及物体的位置移动，并且所涉及的空间尺度比物体自身的尺度大得多时，都可以用质点模型来代替所研究的物体.在上述条件下，不但微观世界中的电子、质子、中子等基本粒子可以看作质点，地球上的各种生物和其他物体可用质点模型来代表，就是恒星、行星等各种天体，也可以看作质点.作为科学抽象的结果，理想模型也是一种科学概念，广泛应用在各门科学中，例如，数学上所研究的不占有任何空间的“点”，没有粗细的“线”，没有厚度的“面”；物理学中所研究的“理想的摆”（单摆），忽略分子本身体积和分子间作用力的“理想气体”，不考虑其大小的“点电荷”等；在化学和生物学中也有类似的理想模型.这些理想模型都是以客观存在为原型的，作为抽象思维的结果，它们也是对客观事物的一种反映.在自然科学的研究中，理想模型的建立，具有十分重要的意义，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚，引入理想模型的概念，可以使问题的处理大为简化，从而便于人们去认识和掌握它们.参考系质点的机械运动表现为质点的位置随时间变化，质点的位置是相对于一定的参考系说的，参考系是指选来作为研究物体运动依据的一个三维的、不变形的物体（刚体）或一组物体为参考体，并在参考体上选取不共面的三条相交线作为标架，再加上与参考体固连的时钟，即参考系包括参考体、标架和时种，习惯上我们把参考体简称为参考系，为了定量地描述物体的运动，我们在参考系上还要建立坐标系.从运动学角度看，参考系可以任意选取.对一个具体的运动学问题，我们一般从方便出发选取参考系以简化物体运动的研究.古代研究天体的运动时，很自然以地球为参考系.托勒密的“地心说”用本轮、均轮解释行星的运动.哥白尼用“日心说”解释行星运动时，也要用本轮和均轮.从运动学角度看，“地心说”和“日心说”都可以同样好地描述行星的运动.但从研究行星运动的动力学原因的角度看，“日心说”开通了走向真理的道路.开普勒在“日心说”的基础上，把行星的圆周运动改变为椭圆运动从而扔掉了本轮、均轮的说法，并在观测的基础上建立了行星运动三定律，作出了重要的贡献.牛顿进一步揭露了开普勒三定律的奥秘，建立了万有引力定律，概括出“万有引力”的概念.我们应该注意，从运动学看，所有参考系都是平权的，选用参考系时只考虑分析解决问题是否简便.从动力学看参考系可分为惯性参考系和非惯性参考系两类，牛顿定律等动力学规律只对惯性参考系成立，对不同的非惯性参考系要应用牛顿定律需引入相应的惯性力修正.平动与转动常见物体的运动有各种形式，最基本的只有两种：平动和转动.在任何时刻，物体中各点的运动速度、位移都相同，也就是说，它们的运动状态都相同，这种运动叫做平动.例如，缝纫机针的运动，给病人注射时注射器中活塞的运动，起重机提起重物时重物的运动等.判断物体做平动的方法：在运动物体中任意两点间连一条直线，如果这条直线在物体运动过程中总是平行的，这种运动就是平动，如图1-1-8所示.图1-1-8知道平动的上述特点，那么物体做平动时，它的轨迹一定是直线吗？研究物体的平动时，物体可被视为质点吗？请你认真思考并与同学们交流讨论.如果物体中各点都绕同一条直线做圆周运动，这种运动叫做转动，这条直线叫做转轴.例如，电扇扇叶的运动，钟表指针的运动，装有合页的门窗的运动等.物体转动时各点的运动情况相同吗？物体能被看成质点吗？请你好好想想，并与同学们交换意见.实际上，许多物体往往既做平动，又做转动.例如，螺钉拧入螺母的运动，钻头钻孔时的运动，行进中车辆上车轮的运动等，如图1-1-9所示.图1-1-9GPS全球卫星定位系统GPS接收器的知识1.坐标描述你的位置的一组数值，一般有纬度（北或南）和经度（东或西）.坐标系以米为单位测量你离赤道（北或南）和本初子午线（东或西）的距离.纬度、经度和速度称为三维坐标，确定它需要至少4颗卫星.几乎所有GPS接收器都以提供三维坐标作为标准.2.路线路线包括开始位置和目的地，同时也有途径的地点.一条路线上的两点之间称为航段.一条路线可由一个或若干个航段组成.如果你徒步旅行，你可以输入一条路线，其中包括方向、计划休息的地点或宿营地，还有你的目的地