第一篇:高一物理第一单元质点参考系和坐标系教案
高一物理必修1第一章1.1质点、参考系和坐标系练习题
★★知识点:
机械运动的定义:物体空间位置随时间变化的运动。
质点:有质量的物质的点。提出质点的定义后,再向学生解释质点是一种理想化的模型,在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法,质点就是这种物理模型之一。而后者小车的运动不能把它当做质点是因为它不满足可以把物体当做质点的条件。
实际物体在下列三种情况下都可简化为质点:
(1)物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计。
(2)物体上的各点的运动情况都是相同的,所以研究它上面某“点”的运动规律就可以代表它的整体运动情况了,故此物体也可当质点处理。
(3)有转动、但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。
参考系:用来做参考的物体。参考系可以任意选择,但参考系选择得当会使问题的研究变得简单方便。参考系选择原则:使观测方便和运动的描述尽可能简单。研究物体的运动应该将参考系看作是静止的。
坐标系是建立在参考系的基础上建立起来的,用以定量的描述物体位置的变化,这个知识点比较简单,主要是让学生根据课本上的例题体会坐标系的应用。
1、质点――理想模型
质点是一种科学抽象,是在研究物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,对实际物体的近似,是一个理想化模型。一个物体能否视为质点,要具体情况具体分析。一个物体能否看作质点,主要取决于物体的大小和形状在所研究的问题中是否属于次要的、可以忽略的因素,而不是仅仅取决于物体的大小。地球虽然很大,但在研究地球绕太阳的公转时,地球的大小相对它到太阳的距离可以忽略,故可视为质点;乒乓球虽然小,在研究它的旋转对运动的影响时,却不能看成质点。
2、参考系:研究物体的运动应该将参考系看作是静止的。☆关于机械运动的认识
[例1] 下列哪些现象是机械运动
A.神舟5号飞船绕着地球运转B.西昌卫星中心发射的运载火箭在上升过程中 C.钟表各指针的运动D.煤燃烧的过程
解析:A、B、C三种现象中物体都有机械位置的变化,所以是机械运动;D煤的机械位置没有变化,所以不是机械运动。故ABC正确
☆关于质点的应用
[例2]在研究下列哪些运动时,指定的物体可以看作质点()
A.从广州到北京运行中的火车 B.研究车轮自转情况时的车轮. C.研究地球绕太阳运动时的地球 D.研究地球自转运动时的地球
解析:物体可简化为质点的条件是:物体的大小和形状在所研究的问题中应属于无关或次要的因素。一般说来,物体平动时或所研究的距离远大于物体自身的某些几何尺寸时,便可简化为质点。
答案:AC ☆关于参考系选择的应用
[例3] 第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000 m高空飞行时,发现脸旁有一个 小东西,他以为是一只小昆虫,敏捷地把它一把抓过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹,是因为(B)
A.飞行员的反应快 B.子弹相对于飞行员是静止的
C.子弹已经飞得没有劲了,快要落在地上了 D.飞行员的手有劲 ☆用坐标描述质点位置及位置变化
[例4] 质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止。如图,若AC=100m,BC=30m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标,则:出发点的位置为 m,B点位置是 m,C点位置为 m,A到B位置变化是 m,方向。C到B位置变化为 m,方向.解析:以B为原点、建立坐标系,如图 A(-70m)B(0m)C(+30m)
A到B的变化+70向东;C到B变化为-30向西 ★★质点、参考系和坐标系练习题 【巩固教材—稳扎稳打】
1.下列关于质点的说法正确的是A.质点是一种理想化的物理模型,但实际上可以存在 B.因为质点没有大小,所以与几何中的点是一样的 C.凡是质量小或体积小的物体都能看作质点D.如果物体的形状和大小对所研究的问题没有影响,属于无关或次要因素时,即可以把物体看成质点
2.下列物体中,不能看作质点的是A.计算从北京开往上海的途中与上海距离时的火车;B.研究航天飞机相对地球的飞行周期时,绕地球飞行的航天飞机;C.沿地面翻滚前进的体操运动员;D.比较两辆行驶中的车的快慢。E.研究乒乓球的旋转F.研究汽车通过某一路标所用的时间J.研究石英钟上秒针的运动H.研究汽车在斜坡上有无翻倒的危险
3下列关于参考系的说法中,正确的说法是A.只有静止的物体才能被选做参考系B.对物体运动的描述与参考系的选择无关C.描述一个物体的运动时,一定要选择参考系D.做曲线运动的物体,无论选择哪个物体为参考系,其运动轨迹不可能为一直线 4.下列关于参考系的描述中,正确的是A.参考系必须是和地面连在一起的物体;B.被研究的物体必须沿与参考系的连线运动;C.参考系必须是正在做匀速直线运动的物体或是相对于地面静止的物体;D.参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体;
5.甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的,那么以乙物体为参考系,丙物体 A.一定是静止的 B.一定是运动的C.可能是运动的,也可能是静止的 D.无法判断 6.关于参考系的选择,下列说法错误的是()A.描述一个物体的运动,参考系可以任意选取
B.选择不同的参考系,同一运动,观察的结果可能不同
C.观察或研究物体的运动,必须选定参考系
D.参考系必须选定地面或与地面连在一起的物体
7.关于质点,下列说法中正确的是()A.只要体积小就可以视为质点
B.若物体的大小和形状对于所研究的问题属于无关或次要因素时,可把物体当作质点 C.质点是一个理想化模型,实际上并不存在 D.因为质点没有大小,所以与几何中的点是一样的
8在有云的夜晚,抬头望月,觉得月亮在云中穿行,这时选取的参考系是()A.月亮
B.云 C.地面
D.星 研究下列情况中的运动物体,哪些可看作质点()A.研究一列火车通过铁桥所需时间B.研究汽车车轮的点如何运动时的车轮 C.被扔出去的铅球 D.比较两辆汽车运动的快慢 【重难突破—重拳出击】
1.有关参照物的说法中,正确的是()A.运动的物体不能做参照物 B.只有固定在地面上的物体才能做参照物C.参照物可以不同,但对于同一个物体,运动的描述必须是相同的 D.要研究某一个物体的运动情况,必须先选定参照物
2.下列各对物体中,可以认为保持相对静止的是()A.在空中加油的加油机和受油机 B.在稻田工作的联合收割机和卡车 C.在平直公路上匀速行驶的各种车辆 D.流水和随水漂流的小船
3.在研究下列哪些问题时,可以把物体看成质点()A.求在平直马路上行驶的自行车的速度B.比赛时,运动员分析乒乓球的运动
C.研究地球绕太阳作圆周运动时D.研究自行车车轮轮缘上某点的运动,把自行车看作质点()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 4.如图1-1所示,由于风的缘故,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,两条船运动状态是
A
图1-1
B 5.甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动;丙中乘客看甲、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.甲向下、乙向下、丙向下 B.甲向下、乙向下、丙向上 C.甲向上、乙向上、丙向上
D.甲向上、乙向上、丙向下
6.两辆汽车在平直公路上行驶,甲车内一个人看乙车没有动,而乙车内的一个人看见路旁的树木向西运动,如果以大地为参照物,上述观察说明()A.甲车不动,乙车向东运动 B.乙车不动,甲车向东运动 C.甲车向西,乙车向东运动 D.甲、乙两车以相同的速度向东运动
7.桌面离地面的高度是0.9 m,坐标系的原点定在桌面上,向上方向为坐标轴的正方向,有A、B两点离地面的距离分别为1.9 m和0.4 m。那么A、B的坐标分别是()A.1 m, 0.5 m B.1.9 m,0.4 m C.1 m,-0.5 m D.0.9 m ,-0.5 m 8.第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000 m高空飞行时,发现脸旁有一个小东西,他以为是一只小昆虫,敏捷地把它()A.飞行员的反应快 B.子弹相对于飞行员是静止的 C.子弹已经飞得没有劲了,快要落在地上了 D.飞行员的手有劲
9地面观察者看雨滴竖直下落时,坐在匀速前进的列车车厢中的乘客看雨滴是()A.向前运动 B.向后运动 C.倾斜落向前下方 D.倾斜落向后下方
10下列各物体中,能被视为质点的有()A.停泊在港湾中随风摇摆的小船 B.满载战机远征伊拉克的“小鹰号”航空母舰 C.马拉松比赛的运动员 D.表演精彩动作的芭蕾舞者
11.某人坐在甲船中看到乙船在运动,那么相对河岸不可能的运动情况是()A.甲船不动,乙船运动 B.甲船运动,乙船不动 C.甲、乙两船都在运动 D.甲、乙两船以相同速度同向运动
12下列说法中正确的是()A.被选作参考系的物体是假定不动的 B.一乘客在车厢内走动的时候,他说车是运动的 C.研究地面上物体的运动,必须选取地面为参考系 D.质点运动的轨迹是直线还是曲线,与参考系的选取有关 【巩固提高—登峰揽月】
1.“坐在公共汽车车厢内的人看到窗外另一辆靠得很近的汽车向前开动了,此时这人感到自己的车子在后退,实际上这是错觉,他坐的汽车并没有动”的描述中,所选择的参照物至少有几个?是哪几个?
一把抓过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹,是因为
第二篇:高一物理《1.1 质点 参考系和坐标系》教案
高一物理《1.1 质点 参考系和坐标系》教案
一、教学目标
知识目标:
1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时,观察的结果可能不同。
2、理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
能力目标:
1、在选择参考系时,能选择使研究问题方便的参考系。
2、在研究物体运动时,能否把物体作为“质点”来处理,初步掌握科学抽象这种研究方法。
德育目标:
从科学抽象这研究方法中,渗透研究问题时抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想。教学重点:
1、在研究问题时,如何选取参考系。
2、质点概念的理解。
二、教学难点:
在什么情况下可把物体看出质点
三、教具
PPT课件
四、教学过程 机械运动
哲学有云:运动是绝对的,静止是相对的!什么是运动? 物体相对于其他物体位置的变化,叫做机械运动,简称运动. 物体和质点
定义:用来代替物体的有质量的点。理解
① 质点具有物体的全部质量,而忽略了物体的形状和体积; ② 物体在形状和体积对问题研究没有影响时可以看成质点; ③ 实际生活中没有这样的,质点是一种科学抽象。例 下列关于质点的说法正确的是()A.研究和观察日食时可以把太阳看作质点 B.原子核很小,可把原子核看作质点 C.研究地球的公转时可以把地球看作质点 D.汽车在平直公路上前进,研究它在车轮上的一点的运动情况,可以把车轮看作质点 参考系
定义:为了描述一个物体的运动,选做标准的另外的物体。理解:
① 参考系的选取是任意的,但以方便、简单为原则; ② 同一个运动在不同的参考系中的描述可能不同。例 下列关于运动的描述中选做参考系的是什么?
1.一江春水向东流 2.巍巍青山两岸走 3.太阳的东升西落
坐标系
定义:用来定量的描述物体的位置或位置变化而引入数学工具.理解:
① 高中物理中用到的主要是数轴和平面直角坐标系; ② GPS(全球卫星定位系统)是坐标系的实际应用。作业:
P12:
2、3
第三篇:高一物理功教案5
功
【教学目标】
1、正确认识功的概念.2、牢固掌握功的计算公式.3、熟练运用功的公式进行计算,并能解释有关的实际问题.【教学重点难点】熟练运用功的公式进行计算 【教学方法】
讨论、启发式教学 【教学过程】
一、引入新课
师:同学们!还记得初中学过的功的概念吗?
生:物体在力的方向上通过了一段距离,我们就说力对物体做了功。
师:在初中学习功的概念时,我们强调物体运动方向和力作用方向的一致性。如果力的方向与物体运动方向不一致呢?比如相反呢?力对物体究竟有没有做功?若做了功,又做多少功呢?我们怎样来计算这些功?今天,我们进一步来学习功。
二、新课教学
1、功的初步概念
〔讲述〕
那么,高中对功是怎样定义的呢?
作用在物体上的力,如果使物体在力的方向发生了一段位移,我们就说这个力对物体做了功。
(教师板书定义,同时举例)人拉车向前运动,如图1,说明拉力对车做了功。(强调车在拉力作用下,发生了哪一段位移,并指明位移的方向。)强调力和物体在力的方向上发生一段位移,是做功的两个不可缺少的因素。
师:手提水桶水平地行走,提力对水桶有没有做功? 生:没有。师:为什么?
生:缺少了做功的一个条件,提力方向(竖直方向)上水桶没有发生位移。师:重力对水桶有没有做功? 生:没有。师:为什么?
生:缺少了做功的一个条件,重力方向上水桶没有发生位移。
(教师可视情况再举一些事例)师:想一想,高中物理中功的概念与初中有什么不同? 生:高中讲“位移”,初中讲“距离”。师:还有什么不同?
生:高中讲“发生”一段位移,初中讲“通过”的距离。
师:“位移”与“距离”有什么区别?“发生”跟“通过”有什么差异?(学生疑惑,回答不全面)〔讲述〕
位移是矢量,距离是标量。
发生的一段位移并不要求物体非要沿着发生位移的路径通过,如人提水桶上坡,提力对水桶做功。见图2,人提水桶上坡的运动可分解为水平方向,竖直方向两个分运动。提力对作水平方向上分运动的水桶不做功,对作竖直方向上分运动的水桶不做功。用“发生一段位移”取代“通过的距离”不是简单的更换词组,它使我们所学的功的概念更深刻、更严密、更科学、更具普遍意义。其实,功这个概念是19世纪人们在广泛使用各种机械时总结出来的。随着实践的发展和科学的进步,功的概念也渐趋严密、科学、完善。我们学习功的概念也应由浅入深,由局部到一般。在今天和往后的学习中,我们是能体会到这一点的。(适时地对学生进行科学史观和认知规律的教育)
2、功的计算公式
〔讲述〕
功和大小是由力的大小和物体在力方向上发生位移的大小来确定的,力越大,位移越大,功就越大。
那么,怎样计算功的大小呢?
第一种情况,当力和位移方向一致时,也就是力和物体运动方向一致。(教师板画图3)(请学生上黑板来写)生:W=FS 师:对。功等于力的大小和位移大小的乘积。这里的F表示恒力的大小,S表示位移的大小,W表示所做的功。
〔讲述 〕
第二种情况,当力和位移方向成某一角度α时。譬如人拉小车(教师板画图4),当拉力方向与小车位移方向有一夹角,即拉力F跟小车位移S矢量间的夹角为α时,我们来分析拉力F对小车所做的功。
我们可把力F分解成F1(F1与S同向)和F2(F2与S垂直)两个分力。根据功的定义,分力F1做功等于F1S;在分力F2方向上小车没有发生位移,所以,分力F2对小车不做功(或者说,F2对小车做功等于零)。因此,力F对小车所做的功等于F1S,由于F1=F cosα,所以,拉力对小车所做的功可表达为:
W=FScosα
这是计算功的一般公式
上述第一种情况是α=0°时的特例。
师:从计算功的一般公式,谁能表达一下,力对物体所做的功等于什么?
生:力对物体所做的功等于力的大小,位移的大小,力和位移的夹角的余弦三者的乘积。师:对,力对物体所做的力等于力、位移两矢量的大小和它们间夹角余弦三者的乘积。功只有大小,没有方向,它是一个标量。那么,功的单位是怎样的呢?
〔讲述〕
在国际单位制中,功的单位是焦耳,符号是J。1焦就是1牛的力使物体在力的方向上发生1米的位移所做的功,即1焦=1牛×1米=1牛·米。
功的其它单位还有千·小时。(板书)
1千·小时=3.6×10 焦耳
63、功的一般公式的讨论
(板书)
W=FScosα
〔讲述〕
(1)当α=0°,即力、位移方向一致时,cosα=1,W=FScosα=FS>0,这是初中学过的计算功的公式(举例简析,见图5(a))力对物体做正功。
(2)当0≤α<π/2 即力、位移方向之间夹角是一锐角时,cosα>0,W=FScosα>0,力对物体做正功。如人推车前进时,推力对车做正功(见图5(b))。结论:当0≤α<π/2时,力对物体都做正功。
(3)当α=π/2(即力、位移方向垂直)时,cosα=0,W=FScosα=0,力对物体不做功,或者说,力对物体所做的功等于零。
例:①物体在水平桌面上运动功,重力G和支持力F跟位移方向垂直,这两个力都不做功。②单摆运动的悬线给小球的拉力,对小球不做功。③做圆周运动的物体所需的向心力对物体永不做功。
小结:物体作曲线运动时,法向力对它不做功。
(教师挂出课前抄好题的小黑板)
【例1】
某人用30牛拉力拉着质量为50千克的木箱在光滑水平面上移动30米的距离。已知拉力与水平地面成30°夹角,(见图6),问拉力对木箱做了多少功?重力、支持力对木箱各做了多少功?
解:拉力F和位移S间的夹角α为30°,拉力对木箱做正功。
WF = FScosα=30×30×0.866=779.4J ∴拉力F对木箱做功779.4 J。
由于重力G与位移S方向垂直,故WG =0,重力对木箱不做功。
水平地面对木箱的支持力N=G-FScosα=5×9.8-30×(1/2)=475 N,方向竖直向上,由于支持力N与位移S方向垂直,故WN=0,支持力对木箱也不做功。
(4)当π/2<α≤π,即力、位移方向间夹角为一钝角或平角时,因为cosα<0,W<0。这时,力对物体做负功。
如人用推力阻碍小车向前运动,但小车还是向前发生了一段位移时,设推力F和小车位移S之间的夹角为α,π/2<α≤π,见图7(a),我们就说推力F对小车做了负功,或者说:小车克服推力做了功(取正值)。
又如刹车后的汽车在摩擦力f的作用下缓缓停下来,f、S反向,α=π,cosα=-1,我们说,在这一过程中,摩擦力对汽车做了负功,或者说,汽车克服摩擦力做了功,见图7(b),再如上抛物体在上升运动过程中,重力G和位移S反向,α=π,cosα=-1,重力对物体做了负功,或者说物体克服重力做了功,见图7(c)。
【例2】
某人用300牛推力推着质量为40千克的木箱,使木箱沿水平地面移动30米,已知推力F与水平地面成30°夹角,见图8,木箱与地面间的动摩擦因数为0.20,问推力、摩擦力对木箱各做了多少功?(g=10米/秒)解:将推力F分解成F1、F2两个分力,其中F1与S平行,F2与S垂直,分力F2对木箱不做功。故推力F做的功,WF=WF1=F1S=FScosα=300×300×
=7782 J,摩擦力f=μN=μ(mg+Fsinα)=0.2×(40×10+300×(1/2))=110 N,摩擦力做功:Wf=fScosα=110×30×(-1)=-3300 J, 就是说木箱克服摩擦力做功3300 J。
4、合力的功
〔例3〕
如图9所示,在水平地面上放置一物体重200N,用50N的水平力F拉着物体前进400米,已知物体与地面间的动摩擦因数为0.20,求物体在这一运动过程中,所受合外力对它所做的功。
【分析 】
物体在这一段运动过程中,共受重力G、支持力N、拉力F、摩擦力f四个外力的作用,方向如图所示。
解一:我们先求物体所受的合外力,再求合外力的功。令水平向右,竖直向上为正方向。F合外力=∑Fx+∑Fy=F-f+N-G=F-μN=50-0.20×200=10 N,F合外力的方向水平向右,与位移S同向,α=0,cosα=1 故
W合外力=F合外力Scosα=10×400×1=4×10
3J 合外力做正功。
解
二、我们也先求各力对物体所做功,再求总功。
WF=FScosα1=50×400×1=2×10
3J(正功),Wf=fScosα2=μNScosα2=0.20×200×400×(-1)=-1.6×10 3
J(负功),由于WG=0,WN=0,故 W总=WF+Wf+WG+WN=2×10 3
+(-1.6×10 3)=4×10 3 J 通过例3的解析,我们不难得出下面的结论:
①合外力在段位移上对物体(系统)所做的功等于各个分外力在同一位移上的功的代数和。②合外力对物体(系统)做正功,表示物体(系统)机械能增加,合外力对物体(系统)做负功,表示物体(系统)机械能减少,合外力对物体(系统)做功等于零。表示物体(系统)机械能不变。
【三】小结
【四】板书设计
1、功的概念
作用在物体上的 力,使物体在力的方向上发生一段位移,我们就说,这个力对物体做了功。
力和在力的方向上发生一段位移是做功的两个必不可少的因素。
2、功的公式
W=FScosα,这是计算功的普适公式,F、S均是矢量,α是两矢量间的夹角,在国际单位制中,功的单位是焦耳。
3、对功的公式的讨论
①当0≤α<π/2时,力对物体做正功 ②当π/2<α≤π时,力对物体做负功 ③当α=π/2时,力对物体不做功
4、合力的功
合力的等于各分力功的代数和。
第四篇:高一第一单元英语语法教案
Lesson plan(Grammar and pronunciation,Module1 , book1)Teaching aims:
Language aims: ①students are able to recognize the difference
between the present simple tense and the present continuous tense;
②Students are able to distinguish the –ed and
–ing adjectives.Ability aims: students can use the present simple tense and the
present continuous tense to describe their first day and can use –ed or –ing adjectives to describe their feelings.Teaching focus: the revision of the present simple tense and the
present continuous tense;the difference between –ed and –ing adjectives.Teaching method :inductive method and guided discovery
method.Teaching aid: pictures and the textbook.Teaching procedures: Lead-in: free talk about the first day in senior high.“How is
your first day in senior high?” Do you like your new teacher?” Presentation: ⑴review the present simple tense to indicate a
habit or something you do regularly by asking questions and(what do you like?→watch TV→Do you often watch TV?→What do you often do or usually do? →What does ** often do ?)
⑵review the present simple tense to indicate a
scientific fact or truth by showing pictures and answering questions.⑶review the present continuous tense by answering
questions according to pictures.Practice: ①Do activity 1,3rd questions then 1st,2nd questions,P4.②Answer my questions according my pictures.Presentation: By talking about their feeling about English
learning to introduce –ed and –ing adjectives.Then by answering questions about the pictures to learn the difference.Practice: ①combine the given words to make a whole sentence.②Do the activity 3,P7 Production: Do a interview about your classmates’ first day in
senior high Homework:Write down how you spend your first day in S.H.
第五篇:高一物理:质点、参考系、坐标系知识点
一 质点
1定义:用来代替物体的有质量的点将物体看成质点的条件:物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点质点是一个理想模型,区别于几何学中的点物理意义:质点是一个理想的物理模型,不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,为了研究问题方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化
注意:1 物体是否能视为质点,不能仅仅以它的大小和形状来确定,关键要看物体的大小和形状与所研究的问题是否有关运动物体的大小跟所研究的问题有关的距离相比可以忽略不计时,可将该物体视为质点。平动的物体与转动的物体能否视为质点根据情况而定
二 参考系定义:在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的某个物体叫参考系 2 物体的运动都是相对参考系而言的,这时运动的相对性参考系的选择是任意的,以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。(研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系)
三 坐标系(标明原点、正方向和单位长度)
1要准确地描述物体的位置及位置变化,需要建立坐标系如果物体在一维空间运动(即沿一直线运动),只需建立直线坐标系(数轴)如果物体在二维空间运动(即在同一平面运动),需要建立平面直角坐标系如果物体在三维空间运动时,则需要建立三维直角坐标系