第一節(jié)質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系(預(yù)習(xí)案)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.認(rèn)識建立質(zhì)點模型的意義和方法,能根據(jù)具體情況將物體簡化為質(zhì)點。知道它是一種科學(xué)的抽象,知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法.
2.理解參考系的選取在物理中的作用,會根據(jù)實際情況選定參考系。
3.認(rèn)識一維直線坐標(biāo)系,掌握坐標(biāo)系的簡單應(yīng)用.
【自主學(xué)習(xí)】
1、機械運動:物體的__________ _____ ____ _ ______,稱為機械運動。
2、質(zhì)點:________________________________________________ ___ __ ________,稱為質(zhì)點。
3、參考系:在描述一個物體的運動時,首先要選定某個其他物體做參考,觀察物體相對于這個“其他物體”的_________________________________。這種用做參考的物體稱為參考系。
4、坐標(biāo)系:為了___________描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。
5、運動和靜止的相對性:______________________________________________________________。
【預(yù)習(xí)自測】
1、在以下的哪些情況中可將物體看成質(zhì)點( )
A.研究某學(xué)生騎車由學(xué)校回家的速度
B.對這名學(xué)生騎車姿勢進行生理學(xué)分析
C.研究火星探測器從地球到火星的飛行軌跡
D.研究火星探測器降落火星后如何探測火星的表面
2、有甲、乙、丙三輛汽車在一條筆直的公路上,其中甲車上的人看到路邊上的樹,向東運動,乙車的人看到甲車向西運動,丙車上的人看到乙車向東運動,根據(jù)以上事實,若以路面為參考系,不能判斷出汽車運動方向的是( )
A、甲車和乙車 B、乙車和丙車
C、甲車和丙車 D、只有丙車
3、某同學(xué)在光滑的地面上,向西滾動一小球,小球以1m/s的速度運動,經(jīng)過2s和擋板想撞后以大小不變的速度返回,根據(jù)以上事實填寫下表:
0s1s末2 s末3 s末4 s末5 s末6s末
以出發(fā)點為原點,以向西為正方向,小球的位置坐標(biāo)(m)
以碰撞點為原點,以向東為正方向,小球的位置坐標(biāo)(m)
【我的疑惑】
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【信息鏈接】
GPS全球定位系統(tǒng)( Global Positioning System - GPS )是美國從本世紀(jì) 70 年代開始研制,歷時 20 年,耗資200億美元,于1994 年全面建成,具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。早期僅限于軍方使用,由美國國防部 ( Depart of Defense , DoD) 所計劃發(fā)展,其目的針對軍事用途,例如戰(zhàn)機、船艦、車輛、人員、攻擊標(biāo)的物的精確度定位等。 時至今日, GPS 早已開放給民間做為定位使用,這項結(jié)合太空衛(wèi)星與通訊技術(shù)的科技,在民間市場已正在蓬勃的展開,除了能提供精確的定位之外,對于速度、時間、方向及距離亦能準(zhǔn)確的提供訊息,運用的范圍相當(dāng)廣泛。
GPS 是什么
全球定位系統(tǒng)屬于美國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是在子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起的,它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經(jīng)驗。和子午儀系統(tǒng)一樣,全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機三大部分組成。該系統(tǒng)的空間部分使用 24 顆高度約 2.02 萬千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。 21+3 顆衛(wèi)星均為近圓形軌道,運行周期約為 11 小時 58 分,分布在六個軌道面上(每軌道面四顆),軌道傾角為 55 度。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方,任何時間都可觀測到四顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖形( DOP )。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑP聵?biāo)第一網(wǎng)
GPS 衛(wèi)星已發(fā)展至 Block II 型式的定位衛(wèi)星, 由 Rockwell International 制造,在軌道上重量約 1,900 磅,太陽能接收板長度約 17 ?,于 1994 年完成第 24 顆衛(wèi)星的發(fā)射。因此目前太空中有 24 顆 GPS 衛(wèi)星可供定位運用,繞行地球一周需 12 恒星時,每日可繞行地球 2 周,這也就是說,不論任何時間,任何地點,至少有 4 顆以上的衛(wèi)星出現(xiàn)在我們的上空。
目前全球有五個地面衛(wèi)星監(jiān)控站,分布于夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西亞、瓜加林島、科羅拉多泉,這些衛(wèi)星地面控制站,同時監(jiān)控 GPS 衛(wèi)星的運作狀態(tài)及它們在太空中的精確位置,主地面控制站更負(fù)責(zé)傳送衛(wèi)星瞬時常數(shù) (Ephemera's Constant) 及時脈偏差 (Clock Offsets) 的修正量,再由衛(wèi)星將這些修正量提供給 GPS 接收器做為定位運用。
第一節(jié)質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系(探究案)
怎樣對物體進行簡化?
知識點一:物體和質(zhì)點
【閱讀】P9第一部分:物體與質(zhì)點并完成下列問題。
A級1、雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔,足球在綠茵場上飛滾……在這些司空見慣的現(xiàn)象中,雄鷹、足球都在做機械運動。詳細(xì)描述物體的運動有什么困難? 困難出在哪里?
B級2、描述物體運動,我們需要了解物體各部分運動的區(qū)別嗎?可以將問題簡化嗎?為什么?
【合作討論】
1.研究質(zhì)點的意義是什么?
【當(dāng)堂檢測】
B級1.撐桿跳高是一項非常刺激的體育運動項目,一般說可以把撐桿跳運動分為如下幾個階段:助跑、撐桿起跳、越過橫桿.討論并思考后回答,在下列幾種情況下運動員能否被看作質(zhì)點,從中體會質(zhì)點模型的建立過程.
(1)教練員針對訓(xùn)練錄像糾正運動員的錯誤時,能否將運動員看成質(zhì)點?
(2)分析運動員的助跑速度時,能否將其看成質(zhì)點?
(3)測量其所跳高度(判斷其是否打破紀(jì)錄)時,能否將其看成質(zhì)點?
C級2.物理中的“點”跟幾何中的點有什么相同和不同之處
怎樣判斷動與靜?
知識點二:參考系
【閱讀】P10第二部分:參考系并完成下列問題。
A級1、看教材中的圖1.1—3,車中小孩是運動還是靜止的?
2、參考系: _________________________________________________________________________。
3、看教材中的圖1.1—4,選擇不同參考系觀察同一物體運動,結(jié)果如何?
【當(dāng)堂檢測】
A級1.電影《閃閃的紅星》中有兩句歌詞:“小小竹排江中游,巍巍青兩岸走”這其中分別描述了兩種運動情景,那么它們分別是以什么為參考系的?
B級2、敦煌曲子詞中有這樣的詩句:“滿眼風(fēng)波多閃爍,看恰似走迎,仔細(xì)看不動,是船行.”其中“看恰似走迎”和“是船行”所選的參考系分別是什么?
C級3、一跳傘運動員在下落過程中,看到身旁的直升機在向上運動,則直升機相對于地面的運動情況是怎樣的?
知識點三:坐標(biāo)系
【閱讀】P11第三部分:坐標(biāo)系并填空
A級1、要準(zhǔn)確地描述物體的______及______需要建立坐標(biāo)系.如果物體在一維空間運動,即沿一條直線運動,只需建立_______坐標(biāo)系,就能準(zhǔn)確表達物體的位置。
【當(dāng)堂檢測】
A級1、如果物體在二維空間運動,即在同一平面運動,就需要建立__________坐標(biāo)系描述物體的位置;當(dāng)物體在三維空間運動時,則需要建立三維直角坐標(biāo)系描述.
B級2、 如果物體沿直線運動,為了定量描述物體的位置及變化,可以以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定 、 和 ,建立直線坐標(biāo)系,如圖所示,若物體運動到A點,此時它的位置坐標(biāo)xA= ,若它運動到B點,則此時它的位置坐標(biāo)
xB = 。
【總結(jié)與反思】
第一節(jié)質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系(訓(xùn)練案)
A級1.關(guān)于質(zhì)點的概念,下面敘述正確的是 ( D )
A、任何細(xì)小的物體都可以看作質(zhì)點。 B、任何靜止的物體都可以看作質(zhì)點。
C、在研究某一問題是,一個物體可以視為質(zhì)點,那么在研究另一個問題時,該物體也一定可視為質(zhì)點。
D、一個物體可否視為質(zhì)點,要看所研究問題的具體情況而定。
B級2.關(guān)于質(zhì)點,下列說法中正確的是( D )
A、只有體積很小的物體才能看作質(zhì)點 B、研究旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的足球,可把足球看作質(zhì)點
C、在太空中進行飛船對接的宇航員觀察該飛船,可把飛船看作質(zhì)點
D、從地球上的控制中心跟蹤觀察在太空中飛行的宇宙飛船,可把飛船看作質(zhì)點
B級 3.下列情形中的物體可以看作質(zhì)點的是………………………( C )
A.跳水冠軍郭晶晶在跳水比賽中
B.一枚硬幣用力上拋,猜測它落地時是正面朝上還是反面朝上
C.奧運會冠軍邢慧娜在萬米長跑中
D.花樣滑冰運動員在比賽中
A級 4.關(guān)于參考系的選取,以下說法正確的是( AC )
A、研究物體的運動,必須選定參考系
B、描述一個物體的運動情況時,參考系是可以任意選取的
C、實際選取參考系時,應(yīng)本著便于觀測和使對運動的描述盡可能簡單的原則進行,如在研究地面上的運動時,常取地面或相對于地面靜止的其他物體做參考系
D、參考系必須選取地面或相對于地面不動的其它物體
B級5.在有云的夜晚,抬頭望月,覺得月亮在云中穿行,這是選取的參考系是( B )
A、月亮 B、云 C、地面 D、星
C級6、甲物體以乙物體為參考系是靜止的,甲物體以丙物體為參考系又是運動的,那么,以乙物體為參考系,丙物體的運動情況是 ( C )
A. 一定是靜止的 B. 運動或靜止都有可能
C. 一定是運動的 D. 條不足,無法判斷
B級7、一質(zhì)點在x軸上運動,各個時刻的位置坐標(biāo)如下表:
(1)請在下面的x軸上標(biāo)出質(zhì)點在各時刻的位置.
(2)哪個時刻離坐標(biāo)原點最遠(yuǎn)?有多遠(yuǎn)?
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