《高中物理 第一節(jié) 重力 基本相互作用課件 教科版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第一節(jié) 重力 基本相互作用課件 教科版必修2（22頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

歡迎進入物理課堂 第一節(jié)質點參考系 怎樣描述物體的運動呢 物理學家海森堡說 為了理解現象 首要條件是引入適當的概念 我們才能真正知道觀察到了什么 凌云戲月游銀漢 轉瞬翔天過太空 一 機械運動 物體在空間中所處的位置的變化 怎樣判斷動與靜 右圖車中的人是靜止還是運動的 可分為 直線運動和曲線運動 平動與轉動等 坐地日行八萬里 巡天遙看一千河 毛澤東詩詞 這句話中描述的人到底是運動還是靜止的呢 勻速飛行的飛機上 駕駛員看跳傘員是直線下落還是曲線下落呢 地面上的人觀察跳傘員和駕駛員看到的一樣嗎 可見 物體的運動和靜止是相對的 2 注意 描述物體是否運動是看相對于參考系的位置是否改變 事先假定參考系不動 選取不同的參考系來觀察同一物體的運動結果往往是不同 二 參考系 1 定義 描述一個物體的運動時 選定作為參考的其他物體 參考系的選取可以是任意的 實際解題應以觀測方便和使物體的運動盡可能簡單為原則 通常選取地面為參考系 比較兩個物體的運動應選同一參考系 課堂反饋 1 描述一個物體運動時 參考系 A 可以任意選取B 是一定的 2 選擇不同的參考系來觀察同一個物體運動時 其結果 A 可能不同B 一定相同 A A 提問 當我們研究地球公轉的規(guī)律時怎么樣看待地球 如果研究其自轉 考查地球上各點的運動 還可以把地球看作一個點嗎 再看下面的例子 三 物體和質點1 質點的定義 用來代替物體的有質量的點 2 物體可以看作質點的條件 物體的形狀 大小 體積對所研究的問題的影響可以忽略不計 3 注 質點是一種科學抽象的理想模型 物體本身大小不是能否看成質點的標準 物體能否看成質點取決于所研究問題的性質 同一物體有時可看成質點 有時不可看作質點 課堂反饋 3 質點是沒有 沒有 具有物體的點 4 能看作質點的物體一定是很小的物體嗎 5 質點是一種的模型 實際中是不存在的 大小 形狀 全部質量 理想化 課本P4 3 5 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS 手持式GPS定位器 車載GPS定位系統(tǒng)1 車載GPS定位系統(tǒng)2 24顆GPS衛(wèi)星在離地面1萬2千公里的高空上 以12小時的周期環(huán)繞地球運行 使得在任意時刻 在地面上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛(wèi)星 由于衛(wèi)星的位置精確可知 在GPS觀測中 我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離 利用三維坐標中的距離公式 利用3顆衛(wèi)星 就可以組成3個方程式 解出觀測點的位置 X Y Z 考慮到衛(wèi)星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差 實際上有4個未知數 X Y Z和鐘差 因而需要引入第4顆衛(wèi)星 形成4個方程式進行求解 從而得到觀測點的經緯度和高程 事實上 接收機往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星 這時 接收機可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組 每組4顆 然后通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位 從而提高精度 由于衛(wèi)星運行軌道 衛(wèi)星時鐘存在誤差 大氣對流層 電離層對信號的影響 以及人為的SA保護政策 使得民用GPS的定位精度只有100米 為提高定位精度 普遍采用差分GPS DGPS 技術 建立基準站 差分臺 進行GPS觀測 利用已知的基準站精確坐標 與觀測值進行比較 從而得出一修正數 并對外發(fā)布 接收機收到該修正數后 與自身的觀測值進行比較 消去大部分誤差 得到一個比較準確的位置 實驗表明 利用差分GPS 定位精度可提高到5米 全球定位系統(tǒng)屬于美國第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng) 是在子午儀衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的 它采納了子午儀系統(tǒng)的成功經驗 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)的全球導航能力 GPS衛(wèi)星已發(fā)展至BlockII型式的定位衛(wèi)星 由RockwellInternational制造 在軌道上重量約1 900磅 太陽能接收板長度約17呎 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 主地面控制站更負責傳送衛(wèi)星瞬時常數 Ephemera sConstant 及時脈偏差 ClockOffsets 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 GPS的定位是利用衛(wèi)星基本三角定位原理 GPS接收裝置以測量無線電信號的傳輸時間來量測距離 以距離來判定衛(wèi)星在太空中的位置 這是一種高軌道與精密定位的觀測方式 假設衛(wèi)星在11 000英哩高處 測量我們的距離 首先以11 000英哩為半徑 以此衛(wèi)星為圓心畫一圓 而我們位置正處于球面上 再假設第二顆衛(wèi)星距離我們12 000英哩 而我們正處于這二顆球所交集的圓周上 現在我們再以第三顆衛(wèi)星做精密定位 假設高度13 000英哩 我們即可進一步縮小范圍到二點位置上 但其中一點為非我們所在的位置極有可能在太空中的某一點 因此 我們舍棄這一點參考點 選擇另一點為位置參考點 如果要獲得更精確的定位 則必定要再測量第四個顆衛(wèi)星 從基本物理的觀念上來說 以訊號傳輸的時間乘以速度即是我們與衛(wèi)星的距離 我們將此測得的距離稱為虛擬距離 在GPS的測量上 我們測的是無線信號 速度幾乎達18萬6千英哩 Sec的光速 而時間卻短的驚人 甚至只要0 06秒 時間的測量需要二個不同的時表 一個時表裝置于衛(wèi)星上以記錄無線電信號傳送的時間 另一個時表則裝置在接收器上 用以記錄無線電信號接收的時間 雖然衛(wèi)星傳送信號至接收器的時間極短 但時間上并不同步 假設衛(wèi)星與接收器同時發(fā)出聲音給我們 我們會聽到二種不同的聲音 這是因為衛(wèi)星從11 000英哩遠的地方傳來 所以會有延遲的時間 因此 我們可以延遲接收器的時間 從此延遲的時間 速度 就是接收器到衛(wèi)星的距離 此即為GPS的基本定位原理 本堂課學習了質點 參考系概念及參考系的選取原則 課后作業(yè) 學案 第 節(jié) 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全