1.1質點　參考系課件2023-2024學年高中物理新人教版必修第一冊師說

1．質點參考系導學·掌握必備知識共研·突破關鍵能力精煉·落實學科素養(yǎng)核心素養(yǎng)定位物理觀念(1)了解質點的含義，知道質點是理想化的物理模型．(2)了解參考系的概念及其對描述物體運動的意義．科學思維(1)知道將物體抽象為質點的條件，能將特定實際情境中的物體抽象成質點．(2)結合實例，了解不同參考系中對同一運動的描述可能不同．科學探究(1)經歷質點模型的建構過程，初步體會建構物理模型的思維方式．(2)通過對參考系的理解，體會運動的相對性和絕對性．科學態(tài)度與責任知道物理學研究的很多問題就在身邊，對自然界有好奇心，具有探索的精神；認識物理模型在探索自然規(guī)律中的作用．導學·掌握必備知識一、物體和質點1．機械運動：物體的________隨時間的變化，是自然界中最簡單、最基本的運動形態(tài)，叫作機械運動．如圖所示，地球、足球、獵豹等運動皆屬于機械運動．空間位置2．質點：忽略物體的________和________，把物體簡化為一個具有________的點．3．物體看作質點的條件：一個物體能否看成質點是由________________決定的，當物體的________和________對研究問題的影響可忽略時，可把物體看作質點．

質點是一種理想化模型大小形狀質量所要研究的問題大小形狀二、參考系1．運動與靜止(1)自然界的一切物體都處于永恒的________中，運動是________的．(2)描述某個物體的位置隨時間的變化，總是相對于其他物體而言的，這便是運動的________性．2．參考系：要描述一個物體的運動，首先要選定某個其他物體作為參考，這種用來作為________的物體叫作參考系．假定不動的物體

3．參考系的選擇是________(填“任意”或“唯一”)的．4．選擇不同的參考系來觀察同一個物體的運動，其結果往往____________(填“會有所不同”或“一定相同”)．運動絕對相對參考任意會有所不同【情境思考】如圖所示是某手機地圖軟件導航圖，由圖像可知起始小圓點表示導航者此時的位置，而終止小圓點是導航者將要到達的位置．請對以下結論作出判斷：(1)在研究導航者的運動路徑時，可以將導航者看成質點．(

)(2)在研究導航者的運動時間時，可以將導航者看成質點．(

)(3)在研究導航者所駕駛轎車輪胎上某點的運動時，可以將轎車看成質點．(

)(4)導航圖上的小圓點就是把導航者看成了一個點，以便于導航者觀察和使用地圖．(

)(5)當導航者運動時，導航圖上的小圓點也隨之運動，是以導航者為參考系的．(

)(6)當導航者運動時，導航圖上的小圓點也隨之運動，是以周圍的房屋、道路為參考系的．(

)√√×√×√

理想化模型在物理學中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并將其作為研究對象，是經常采用的一種科學研究方法．高中階段還要學到“點電荷”“光線”“光滑表面”等等理想化模型．

詩詞中的物理知識(1)“飛流直下三千尺”是以“山體”或“地面”為參考系的．(2)“兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來”中的“青山相對出”選擇的參考系是“孤帆”，若選擇的參考系是“地面”，“青山”是靜止的．(3)“空手把鋤頭，步行騎水牛．人從橋上過，橋流水不流”中的“橋流”選擇的參考系是水；若選擇的參考系是“地面”，“橋”是靜止的．

為何將“參照物”改為“參考系”？初中時我們研究簡單的運動，不涉及運動方向，只比較物體的位置變或不變．而隨著研究的深入，我們要對帶有方向的復雜的運動進行定量描述，就不能只選一個物體，而要構建一個物體系統(tǒng)，這個系統(tǒng)會包括參照物，也包括固定在參照物上的坐標系(帶有方向的刻度尺)和記錄時間的鐘表等“其他物體”，這樣，參考系的稱謂會更加準確、科學．

共研·突破關鍵能力目標一質點【導思】(選自魯科版新教材“物理聊吧”)沿某方向推動桌面上的教科書(如圖)，若要測量書移動的距離，能否將它視為質點？為什么？書圍繞自身某點轉動．若要討論書邊緣某點的運動情況，能否將書視為質點？為什么？說一說，還有哪些可將一個物體視為質點(或不能視為質點)的問題情境．提示：(1)書沿某方向在桌面上運動時，各點的運動情況相同，若要測量書移動的距離，可以用一個點的運動來表示整本書的運動情況，故可將書視為質點．(2)書圍繞自身某點轉動時，書上各點的運動情況不同，故不能將書視為質點．(3)①求火車從北京到廣州的時間時可以將火車視為質點，若求火車經過某座橋梁的時間就不能將火車視為質點．②研究籃球運動員投球動作時不能將運動員視為質點，若研究運動員在球場上的站位及運動軌跡時可將運動員視為質點．【歸納】1．判斷物體能否看成質點的條件(1)物體的大小和形狀對所研究問題的影響可忽略不計．(2)物體上各點的運動情況完全相同，整個物體的運動也可以簡化為一個點的運動．2．質點的特點(1)質點是用來代替物體的有質量的點，它忽略了物體的大小和形狀等次要因素，而突出了物體具有質量這個主要因素．它與幾何中的“點”有本質區(qū)別．(2)質點是一種科學抽象，是一種理想化的物理模型，實際上是不存在的．【典例】例12022年2月28日，科技部高技術研究發(fā)展中心發(fā)布火星探測任務“天問一號”探測器成功著陸火星榮獲2021年度中國科學十大進展．如圖所示為火星車“祝融號”在著陸平臺附近后退移動和原地轉彎過程中的一幅畫面．下列情況中火星車一定可視為質點的是(

)A．火星車轉彎時B．在火星表面穿越狹窄山谷時C．確定火星車在火星表面相對位置時D．火星車駛離著陸平臺過程中答案：C解析：在確定火星車轉彎時，或者在火星表面穿越狹窄山谷時，或者火星車駛離著陸平臺過程中，火星車的大小不能忽略不計，不能看作質點；而在確定火星車在火星表面相對位置時，火星車的大小和形狀可視為次要因素可忽略，因此可視為質點．例2在2022年北京冬奧會自由式滑雪女子空中技巧決賽上，我國運動員徐夢桃憑借一套超高難度動作BF－F－F(向后翻騰三周加轉體三周)，拿下了108.61分，一舉奪得金牌．以下研究過程，能將運動員視為質點的是(

)A．助滑雪道上的路程B．落地狀態(tài)C．向后翻騰三周

D．轉體三周答案：A解析：在研究她在助滑雪道上的路程時，可忽略她的形狀和大小，可看做質點，選項A正確；在研究她的落地狀態(tài)、向后翻騰三周以及轉體三周時，不能將她看做質點，否則就沒動作可言了，選項B、C、D錯誤．故選A.例3

[2022·浙江1月]下列說法正確的是(

)A．研究甲圖中排球運動員扣球動作時，排球可以看成質點B．研究乙圖中乒乓球運動員的發(fā)球技術時，乒乓球不能看成質點C．研究丙圖中羽毛球運動員回擊羽毛球動作時，羽毛球大小可以忽略D．研究丁圖中體操運動員的平衡木動作時，運動員身體各部分的速度可視為相同

答案：B解析：研究排球運動員扣球的動作時，排球不同點的運動情況是不同的，因此排球不能看成質點，故選項A錯誤；研究乒乓球運動員的發(fā)球技術時，主要看乒乓球的旋轉，乒乓球上不同點的旋轉情況并不相同，因此此時不能將乒乓球視為質點，故選項B正確；研究羽毛球運動員回擊羽毛球動作時，羽毛球的各點的運動情況并不相同，因此不能忽略羽毛球的大小而將羽毛球視為質點，故選項C錯誤；研究體操運動員的平衡木動作時，要看運動員的動作，此時運動員身體的各部分速度是不同的，故選項D錯誤．目標二參考系【導思】1．如圖，行駛的汽車中的司機與乘客在交流，汽車外的人認為他們隨汽車一起運動，但他們彼此看對方卻是靜止的．為什么人們的看法會不一樣呢？

提示：汽車外的人認為他們隨汽車一起運動，是以地面為參考的；司機與乘客彼此看對方是靜止的，是以汽車為參考的．

2．應該怎樣描述物體的運動情況呢？提示：由上面的分析可知，要描述一個物體的運動情況，需要先選擇某個其他物體作為參考，觀察物體的位置相對于這個“其他物體”是否隨時間變化，以及怎樣變化．【歸納】1．選取參考系的意義：靜止是相對的，運動是絕對的．要描述一個物體的運動，首先必須選定參考系，之后才能確定物體的位置、研究物體的運動．對于同一個物體，選擇不同的參考系，觀察結果往往不同．2．參考系的選取原則(1)參考系的選取可以是任意的，但在實際問題中，參考系的選取應以使研究問題盡可能方便、對運動的描述盡可能簡單為基本原則．例如研究火車的運動時，一般選取地面或相對于地面靜止的物體(如站臺)作為參考系；研究火車上物體的運動時，一般選取火車作為參考系．(2)在比較不同物體的運動時，應選擇同一參考系．

【典例】例4[2023·濟南學考檢測]坐在行駛公交車上的某同學，看到公路旁的樓房在向后退，而與該公交車同向行駛的電動車卻是靜止的，則該同學選擇的參考系是(

)A．大地B．太陽C．公交車

D．公路旁的樓房答案：C解析：公路旁的樓房相對公交車向后退，與公交車同向行駛的電動車相對公交車靜止，都是以公交車為參考系，故A、B、D錯誤，C正確．

5[2023·浙江聯考]2021年5月30日，我國“天舟二號”貨運飛船與“天和”核心艙成功交會對接．如圖所示為“天舟”與“天和”對接成功后在軌運行的情境，則(

)A．選地球為參考系，“天舟”是靜止的B．選地球為參考系，“天和”是靜止的C．選“天和”為參考系，“天舟”是運動的D．選“天舟”為參考系，“天和”是靜止的答案：D解析：選地球為參考系，“天舟”和“天和”繞地球運動，A、B錯誤；“天舟”和“天和”對接后速度相同，選“天和”為參考系，“天舟”是靜止的，選“天舟”為參考系，“天和”是靜止的，C錯誤，D正確．精煉·落實學科素養(yǎng)1．第32屆夏季奧林匹克運動會于2020年在日本東京舉行．東京成為奧運史上亞洲第一個舉辦兩次奧運會的城市，在評判下列運動員的比賽成績時，運動員可視為質點的是(

)答案：A解析：馬拉松比賽時，由于路程長，運動員的體積可以忽略，可以將其視為質點，故選項A符合題意；跳水時，評委要關注運動員的動作，所以不能將運動員視為質點，故選項B不符合題意；擊劍時評委需要觀察運動員的肢體動作，不能將其視為質點，故選項C不符合題意；體操比賽時評委主要根據體操運動員的肢體動作進行評分，所以不能將其視為質點，故選項D不符合題意．2．質點是一種理想化的物理模型，在實際應用中是否把某一物體看作質點要具體問題具體分析，如圖所示的各圖中能看作質點的是(

)A．研究地球上重力的變化B．火星探測器“天問一號”發(fā)射升空C．研究體操運動員單臂大回環(huán)時身體各部分運動情況D．測定高鐵列車通過比其略長的隧道所需的時間答案：B解析：研究地球上重力的變化，地球自身的形狀和大小不能忽略，不能視為質點，故A錯誤；火星探測器發(fā)射升空過程，探測器的大小相對升空經過的路徑長度可以忽略不計，所以能視為質點，故B正確；研究體操運動員單臂大回環(huán)時身體各部分運動情況，運動員的形狀和大小不能忽略，所以不能視為質點，故C錯誤；高鐵列車的長度相對隧道不能忽略不計，不能視為質點，故D錯誤．故選B.3．[2023·廣西梧州高一期中]中國設計制造的高鐵列車，平穩(wěn)性處于國際領先水平．在列車運行過程中，有外國記者把硬幣豎立在列車車廂的窗臺上，記者發(fā)現硬幣能長時間保持靜止，如圖，他選擇的參考系是(

)A．車廂的窗臺B．鐵軌C．路邊的樹木D．站臺答案：A解析：列車上的硬幣相對于站臺、鐵軌、路邊的樹木位置都發(fā)生了改變，因此是運動的；硬幣相對于車廂的窗臺位置沒有發(fā)生改變，所以是靜止的，故A正確，B、C、D錯誤．4．(多選)在下列詩句中，對加浪紋線的字理解正確的是(

)A．“大漠孤煙直，長河落日圓”中的“日”可看作質點B.“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”中的“輕舟”可看作質點C.“天蒼蒼，野茫茫，風吹草低見牛羊”中的“草”可看作質點D．“兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來”中“青山”選擇的參考系是孤帆答案：BD解析：選項A中的“圓”表示形狀，選項C中的“低”表示動作，所涉及的物體都不能看作質點；選項B中“輕舟”與