参考系 坐标系 物理模型
1.1 参考系、坐标系 、质点和物理模型
参考系、质点和物理模型
一、运动的绝对性和相对性（1）运动是绝对的：
任何物体任何时刻都在不停地运动着。
（2）运动又是相对的：
运动的描述是相对其他物体而言的。
二、参考系
（1）为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系. （2）注意：
①选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不同，这就是运动描述的相对性。
②参照系不一定是静止的。
日心系
Z
X Y
地心系o
①如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其大小和形状对
物体运动的影响，若不涉及物体的转动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量的点（即质点）来处理。
②质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型。
目的是为
了突出研究对象的主要性质 , 暂不考虑一些次要的因素 .
（3）可以将物体简化为质点的两种情况：
①物体不变形，不作转动。
(此时物体上各点的速度及加速度都相同，物体上任一点可以代表所有点的运动)。
②物体本身线度和它活动范围相比小得很多。
(此时物体的变形及转动显得并不重要)。
四、物理模型的思路
处理问题整体的思路，三步骤：
（1）选择合适的参考系，
以方便确定物体的运动性质；
（2）建立恰当的坐标系，
以定量描述物体的运动；
（3）提出准确的物理模型，
以突出问题中最基本的运动规律。
Thanks!。
高中物理质点、参考系和坐标系的知识点
高中物理质点、参考系和坐标系的知识点1质点1.定义：用来代替物体的有质量的点，是一个理想化的模型。
2.原则：物体的大小和形状对研究问题没有影响或影响很小可以忽略不计。
3.内容：(1)没有形状、大小，而具有质量的点。
(2)质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在。
(3)一个物体能否看成质点，并不取决于这个物体的大小，而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素，要具体问题具体分析。
1参考系、坐标系1、参考系定义：为了研究物体的运动而假定不动的物体。
2、注意点：运动的描述是相对的，因参考系的选取的不同而不同。
参考系的选择以研究问题的方便为原则。
3、坐标系：为了定量描述物体的位置及位置的变化而建立的参考系。
(1)物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。
(2)在描述一个物体运动时，选来作为标准的(即假定为不动的)另外的物体，叫做参考系。
对参考系应明确以下几点：①对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的。
②在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷。
③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系?1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。
坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。
(1)坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。
具体有：①一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。
如图1—1—1所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标XA=3m，若它运动到B点，则此时它的坐标XB=-2m(“-”表示沿X轴负方向)。
②二维坐标：平面直角坐标，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③三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。
高一物理运动的描述——位置、位移、参考系、坐标系知识精讲
高一物理运动的描述——位置、位移、参考系、坐标系通用版【本讲主要内容】运动的描述——位置、位移、参考系、坐标系本讲重点：参考系与坐标系；位移与路程的区别与联系，时间与时刻。
【知识掌握】【知识点精析】一、机械运动一个物体相对于另一个物体位置的改变。
二. 参考系与坐标系1. 参考系：为了描述物体的运动而假定不动的物体叫做参考系。
2. 常用或默认参考系：用牛顿定律计算加速度、计算动能、动量时一般选地面作参考系。
3. 参考系的选取原则：方便、简单、研究地面上运动的物体，一般选地面。
4. 从不同参考系去观察同一物体的运动，其结果也会不一样。
5. 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。
常见坐标系：直线坐标系和平面直角坐标系及三维坐标系等。
三. 质点（1）定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。
它是一种理想化的物理模型，是科学的抽象。
（2）物体能简化为质点的条件：①平动物体可以视为质点。
②物体有转动，但相对平动而言，可以忽略时，也可以将物体视为质点。
例如汽车在运动时虽然汽车车轮有转动，但我们关心的是车辆整体的运动的快慢，故汽车可以看做质点。
③物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时，不论物体大小如何，都可将其视为质点。
四. 位置、轨迹、位移、路程（1）质点的位置可用规定的坐标系中的点表示，在一维、二维、三维坐标系中可分别表示为S（x）、S（x、y）、S（x、y、z）（2）轨迹：物体的实际运动路径，我们可由轨迹来判断物体做直线运动还是做曲线运动。
应该注意在位移——时间图象上，图象表示的不是物体的运动轨迹。
（3）位移是描述质点位置变化的物理量，既有大小，又有方向，是矢量，是从起点指向终点的有向线段。
有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向，位移通常用字母“s”表示，它是一个与运动路径无关，仅由初、末位置决定的物理量。
但要注意位移的方向不一定是质点运动的方向。
大 学 物 理 质点运动学
dr
dx
i
dy
j 3i 8tj (m/s)
dt dt dt
（3）由加速度的定义得
a
d
8 j (m/s2 )
dt
x
22
例2: 一质点沿半径为1 m的圆周运动，它通过的弧长 s按s＝t＋2t2的规律变化。问它在2 s末的速率、法向 加速度和切向加速度各是多少？
解 （1）由速率定义，有 ds 1 4t dt
小球的切向加速度量值 a，法向加速度量值an和轨道
的曲率半径 。
解：由图可知
a
g sin
gy
a g
gt
2 0
g 2t 2
g2t
02 g2t 2
an θ
x= 0
θ
a
y=gt
an
g cos
gx
g
an
g0 02 g2t 2
2
2 x
2 y
(02
g 2t 2 )3 / 2
an
an
g0
21
§1.4 运动学中的两类问题
r
Ｃ
Ｂ
r
r2
Ｏ
位置矢量的增量 ◆位矢增量的模 ◆位矢模的增量
r r2 r1 | r|| r2 r1 | r | r2 | | r1 |
位移在直角坐标系中的表示式
r
xi
yj
zk
9
路程 s t 时间内质点在空间内实际运行的路径距离。
注意
• s与 r的区别
s为标量, r为矢量
s r
d
s
dr
将t ＝2代入上式，得2 s末的速率为
＝1＋4×2＝9 (m·s-1)
（2）法向加速度的大小 （3）切向加速度的大小
高中物理 1.1质点、参考系和坐标系课件 新人教版必修1
判一判 (1)很小的物体一定能看成质点。 ( ) ) ) (2)同一物体有时可看成质点，有时则不能。( (3)质点与几何中心点一样，没有区别。(
提示：(1)错， (2)对， (3)错。 能够看成质点的条件是，当所研究的问题能够忽略物体的大小、形状时，才能看成质点，与物体 本身大小无关，因此(1)错，(2)对，几何中心点无质量，(3)错。
[典题探究] 例 2 如图所示，由于风，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两 条船的运动状态是( )
A． A 船肯定是向左运动的 B．A 船肯定是静止的 C． B 船肯定是向右运动的 D． B 船可能是静止的
(1)河岸上的旗帜向右飘，说明风向哪个方向吹。
提示：向右吹。 (2)该问题除了考虑船的运动方向，还需要考虑什么？ 提示：还要考虑船与风的速度大小。
[解析] 甲车内同学看到乙车不动，说明甲车和乙车运动情况相同，乙车内同学看到树木向西运动， 说明乙车在向东运动。
考点三 建立坐标系的意义及方法 [重难突破] 1．意义 借助适当的坐标系，可定量地描述物体的位置及位置变化。 2．方法 直线坐 如果物体沿直线运动， 可以以这条直线为 x 轴，在直线上规定原点、 标系 二维坐 标系 三维坐 标系 即一维运动时 当物体在某一平面内做 曲线运动，即二维运动 时 当物体在空间内运动时 正方向和标度，建立直线坐标系 需用两个相互垂直的坐标确定它的位置，即二 维坐标(平面坐标) 需采用三个坐标确定它的位置， 即三维坐标(空 间坐标)
[典题探究] 例 3 从一深 4 m 的井中用水桶提水，出井口后再往上提升 1 m，选井口处为原点，水桶竖直向上提升
－4 m ，最后水桶的位置坐标为________ 1m 的路线为 x 轴，向上为正方向，则水桶在水面时的位置坐标为________ 。 0 5m 。 如果选水面为坐标原点，那么水桶在水面时的位置坐标为________ ，最后水桶的位置坐标为________
新人教版高一年级物理必修一1.1《质点参考系和坐标系》优质课件
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
1-1 质点运动的描述
z
A
∆s
v ∆r
B
v 2 2 2 ∆r = ∆x + ∆y + ∆z
x
O
v v rA r B
y
路程：质点在轨道上所经过的曲线长度∆s 曲线长度∆ 路程：质点在轨道上所经过的曲线长度 v v v lim∆s = lim∆r ds = dr ∆s ≠ ∆r
z
v z 大小： 大小： r = x 2 + y 2 + z 2 x z y 方向： 方向： α = v ， cos β = v ， cos γ = v cos r r r
oγ x
x
2. 运动方程： 运动方程：
v v v v 矢量形式： 矢量形式： r = x(t)i + y(t) j + z(t)k
位移矢量： 位移矢量：
x
v t时刻位于 点，位矢 rA 时刻位于A点 时刻位于
O
v v rA r B
y
v ∆r
B
时间内，位矢的变化量（ 在∆t 时间内，位矢的变化量（即A到B的 到 的 有向线段），简称位移 ），简称位移。 有向线段），简称位移。
在直角坐标系中
v v v ∆r = rB −rA = AB
2
t =2 dx vx = −4m s vx = = −2t dt t =2 dy 3 vy = −24m s vy = = −4t + 4t dt v v 2 2 v v = −4i − 24 j m/ s v = vx + vy = 4 37 m s
dvx d x −2 ax = s = 2 = −2m dt dt
大学物理简明教程电子教案
课程名称：大学物理简明教程授课对象：非物理专业学生授课时间：2课时授课内容：第1章运动的描述教学目标：1. 理解参考系、坐标系和物理模型的概念。
2. 掌握物体运动的描述方法，包括位移、速度和加速度。
3. 了解相对运动的基本原理。
教学重点：1. 参考系、坐标系和物理模型的选择与应用。
2. 位移、速度和加速度的计算方法。
教学难点：1. 理解相对运动的概念和计算方法。
教学准备：1. 多媒体课件2. 教学模型或实验演示3. 习题教学过程：一、导入1. 引入物理模型的概念，强调其在物理学研究中的重要性。
2. 提出问题：如何描述物体的运动？二、新课讲授1. 参考系、坐标系和物理模型- 解释参考系和坐标系的概念，并举例说明。
- 讲解物理模型在物理学研究中的应用。
2. 运动的描述- 介绍位移、速度和加速度的定义。
- 讲解位移、速度和加速度的计算方法。
- 通过实例演示如何应用位移、速度和加速度描述物体的运动。
3. 相对运动- 介绍相对运动的概念。
- 讲解相对运动的计算方法。
- 通过实例演示如何应用相对运动描述物体的运动。
三、课堂练习1. 给学生发放习题，要求学生独立完成。
2. 教师巡视课堂，解答学生疑问。
四、总结1. 回顾本章重点内容。
2. 强调参考系、坐标系和物理模型在物理学研究中的重要性。
3. 鼓励学生在日常生活中观察和思考物体的运动。
五、课后作业1. 完成课后习题。
2. 预习下一章内容。
教学反思：本节课通过讲解参考系、坐标系、物理模型、位移、速度、加速度和相对运动等概念，帮助学生建立了物体运动的描述方法。
在教学过程中，教师应注重理论与实践相结合，通过实例演示和课堂练习，使学生能够熟练掌握所学知识。
同时，教师应关注学生的学习进度，及时解答学生疑问，确保教学效果。
[理学]第1章-质点运动学
dτ0
o
τ0(t + Δt)
o' n0 (t)
dθ = v dt ρ
v dτ0 dt
=
v
dθ dt
n0
=t
τ0
+
v2 ρ
n0
=
d2s dt2
τ0
+
1 ρ
(
ds dt
)2
n0
a = aττ0 + ann0
法向加 速度
在自然坐标系中，加速度大小：
a = a2τ + an2
=
dv dt
角加速度：β = lim Δω = dω = d2θ Δt0 Δt dt dt2
自然坐标系：s(t) = Rθ(t)
v = ds = d (Rθ) = R dθ = Rω
dt dt
dt
a
=
dv dt
τ0
+
v2 ρ
n0
ωk β 角速度
dv aτ = dt
= R dω dt
= Rβ
an
=
1 v2 ρ
=
方向余弦满足以下关系：cos2α + cos2β + cos2γ = 1
cos2α = 1 - cos2β - cos2α
可以看成2个变量的函数关系 → 只有2个独立。
2. 极坐标系
随时间变化
横向单位矢量
径向单位矢量
eθ
er
极径
r
•p(r,)
θ
极角
极点
•o
极轴
x
t时刻，质点在P位置： (r, )
位置矢量：r = op = rer
= Δxi + Δyj + Δzk
大学物理期中试题答案
1 v 2 v (3 x 2x3 ) x
20
0
v2 6x 4x3 , v 6x 4x3
第1章 运动的描述
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型
19
5、一质量为10kg的物体沿x轴无摩擦地滑动，t＝0时 物体静止于原点，(1)若物体在力F＝3＋4t N的作用 下运动了3s，它的速度增为多大？(2)物体在力F＝3 ＋4x N的作用下移动了3m，它的速度增为多大？
12、一平行板电容器充电后与电源断开， 然后将其间充满均匀介质，则电容C，电压U， 电场能量W和充介质前相比，变化情况是（B） A: C减小，U增大，W增大 B: C增大，U减小，W减小 C: C增大，U减小，W增大 D: C增大，U增大，W减小
第1章 运动的描述
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型
第1章 运动的描述
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型
2
3、假设物体沿着光滑半圆弧轨道的凹面下滑， 在下滑过程中，下列说法正确的是（D） A. 它的加速度永远指向圆心 B. 它的速率均匀增加 C. 它所受到的合力大小不变 D. 轨道上的弹力的大小不断增加
4、物体的动量和动能的正确关系是（A） A: 物体的动量不变，动能也不变 B: 物体的动能不变，动量也不变 C: 物体的动量变化，动能也一定变化 D: 物体的动能变化，动量却不一定变化
a
恒：
m
g
h
1 2
m
va2
①
m
⑵ 把演员视为质点, a 、b 和 b
h
跷
m
C
板作为一个系统, 以通过点B M
l/2 A
C 垂直平面的轴为转轴。
l
由于作用在系统上的合
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2
第1章 运动的描述1 – 1 Nhomakorabea参考系 坐标系 物理模型
3
三、坐标系
为定量地描述物体位置而引入。 常用的有直角坐标系、极坐标系、自然坐标系、球 面坐标系或柱面坐标系等。
第1章 运动的描述
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型 四、物理模型 对真实的物理过程和对象，根据所讨论的问题 的基本要求对其进行理想化的简化，抽象为可以用 数学方法描述的理想模型。 如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其 大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转 动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量 的点（即质点）来处理 . 质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模 型 . 目的是为了突出研究对象的主要性质 , 暂不考 虑一些次要的因素 .
第1章 运动的描述
4
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型 一、运动的绝对性和相对性 例如，观察表明： v地日＝30kms-1，v日银＝250kms-1，v银银＝600kms-1 这说明，一切运动都是绝对的，因此只有讨论相对 意义上的运动才有意义。
1
第1章 运动的描述
1 – 1 参考系 坐标系 物理模型 二、参考系 为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系. 选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不 同，这就是运动描述的相对性.