第一节 质点、参考系和坐标系
自然界中的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止 的物体是不存在的。但是，我们物理学中却能出现物 体是静止这一说法。因而，我们归纳：自然界中的物 体运动是绝对的，而静止是相对的。不同的参考系， 会有不同的运动状态，因此，以后，凡是提到运动， 都应该弄清楚它是相对于那个参考系而言。参考系的 选择是个重要的问题，选取得当，会使物体的研究变 得就简单、方便。
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• 例2 甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看 见高楼在向下运动；乙中乘客看见甲在向 下运动；丙中乘客看见甲、乙都在向上运 动．这三架电梯相对地面的运动情况可能 是( )
• 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，但比
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看来，我们在研究物体运动时，可以根据我们研究物体的具体内容 ，在某些情况下，我们可以忽略物体的大小、形状，而突出“物体 具有质量”这个要素，把它简化为一个有质量的物质点，这样的点
称为 质点 ；注意：在另外一些情况下，我们虽然不能
忽略物体的大小、和形状，但是可以用其上任一点运动 来代替整个物体的运动，于是整个物体的运动也可以简 化为一个点的运动，把物体的质量赋予这个点，它也就 成为了质点。
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• 从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小 球，它上升5 m后落回地面，如图1－2所示， 分别以地面和抛出点为原点建立坐标系， 方向均以向上为正，填写下面的表格．
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• 表格
坐标原点 地面为原点
抛出点为原点
出发点坐标
最高点坐标
落地点坐标
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第一章 运动的描述
不了解运动，就不了解自然 ——亚里士多德
xsxsz
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共同特点：都在运 动
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机械运动：物体的空间位置随时间的变化
思考
参照物： 人们判断物体的运动 和静止，总要选择某一物体作为 标准，如果一个物体的位置相对 于这个标准发生了变化，就说他 是运动的；否则是静止的。
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结论
同一个物体的运动状态会因选
择参考系的不同而有不同的运
动状态
例如
在沿直线匀速运动的飞机上，轻轻落下一个物体 ，人们以飞机作参考系，看到从飞机上落下的物 体几乎是沿直线下落，而地面上的人以地面作参 考系，看到无题饰演者曲线下落。
坐在火车中的两个孩子，我说他们是静止的，对 不？而张三却说他们是运动的，对不？
甲、乙都慢
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• 我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参 考系．下列说法正确的是( )
•
A．我们说“太阳东升西落”，是以地球为
参考系的
•
B．我们说“地球围绕太阳转”，是以地球
为参考系的
•
C．我们说“同步卫星在高空静止不动”，
是以太阳为参考系的
•
D．坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、
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例：当物体沿直线运动时，往往以这条直线为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，莫物体运动到A点，此时他的位置坐标Xa=3m,若他运动到B 点，则此刻它的坐标Xb=—2m.
物理中的物理位置具有相 对性，因参照系的选择和 原点选取有关。
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电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以火车为参考
系的
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为了定量的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，这个坐标在物理学中称 为
坐标系
例：当物体沿直线运动时，往往以这条直线为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， 莫物体运动到A点，此时他的位置坐标Xa=3m,若他运动到B 点，则此刻它的坐标Xb=—2m. 例：见教材习题二
我们在坐标系上描述物体的位置时， 该怎样把这个物体“搬到”坐标轴上 呢？是不是将物体原封不动的画到坐 思 标系上？雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔 考 、足球在绿茵场地上飞滚….
雄鹰身体在向前运动，但它的翅膀在向前运动的同 时还在上下运动，足球在向前运动的同时还在滚动 ……可见要准确的描述物体的运动，并不是一件容 易的事。那么我们物理学界中怎样将这复杂的运动 来简单描述呢？大家看教材第一页和第二页相关内 容。
•
1．建立坐标系的物理意义
•
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．
•
2．坐标系的种类及特点
•
(1)直线坐标系：以某一点为原点，规定单位(有时是
长度，有时是时间，也可能是其他物理量)、正方向或变
化方向的意义．
•
(2)平面坐标系：物体在某一平面内运动时需建立平面
坐标系．如图1－1所示，在图甲中，a、b、c三点有相同
第一节 质点、参考系和坐标系
• 例如研究火车上物体的运动情况时，一 般选取火车作为参考系；研究地面上物体 的运动时，常选地面或相对地面不动的物 体作为参考系，这时，参考系常可以略去 不提，如“汽车运动了”，就不必说成 “汽车相对地面运动了”．
• (2)参考系的选取可以是任意的.在实际 问题中,参考系的选取应以观测方便和使运 动的描述尽可能简单为基本原则．
的横坐标，在图乙中，A、B、C三点有相同的纵坐标，由
此可以发现：如果仅仅确定某点的横坐标或纵坐标，该点
的位置并不能唯一确定，如果同时确定某点的横坐标和纵 坐标，则该点的位置唯一确定．
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• 为了确定一辆行驶在北京长安街上的汽车 的位置，我们可以取x轴表示长安街的东西 方向，x轴的正方向指向东，并且取天安门 前的旗杆作为坐标轴的原点，那么汽车的 位置就由它的坐标完全确定了．若汽车的 坐标是1 km，则表示汽车处于什么位置？ 汽车的坐标是－2 km呢？
物理 模型
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• 课堂总结：
参考系
选择原则
选择不同参考 系
要使问题的研究变得 简洁、方便；一般难 选择惯性参考系
运动状态可能不同
运动的描述
三要素
坐标系
忽略大小
质点
不计形状
原点、单位长度、方向
有质量
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问题与练习
平常说的地球公转“钟表的时针在转动，太阳东升奚落等 等，分别是说什么物体相对于，思考一下前面飞机
轻轻的落下物体，不同参考系，会有不同运动状态的原因 。我们知道了如何判别物体运动与否，那么我们该怎样将他的位置准
确的描写在纸上，让大家一目了然其运动状态和所处位置呢？大家 目前知道，在地里当中，有经纬度定位，数学中有建坐标定位，那 么物理中是否也有此类方法定位呢？若有，这个区别于数学、地理 中的坐标又是什么呢？
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可见，要描述一个物体的 运动，首先要选定某个其 他物体作参考，观察物体 相对于这个“其他物体” 的位置是否随时间变化。
用来作参考的 物体
参考系
三、参考系 1．选择参考系的意义 要描述一个物体的运动，必须首先选好参考系，对于同 一个运动，如果选不同的物体作参考系，观察到的运动情况 可能不相同． 例如：甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线以15 m/s 的 相同速度行驶着．若两车都以路边的树木作为参考系，则两 车都是以15 m/s的速度向东行驶；若以其中任意一辆车为参 考系，则另一辆是静止的． 2．选择参考系的原则 (1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系 统来决定．