2024-2025學年新教材高中物理第一章運動的描述1質點參考系學案新人教版必修1

PAGE8-1質點參考系學問點一質點(1)自然界中很多物體的運動都是很困難的，要想精確地描述物體的運動，并不是一件簡潔的事，緣由是任何物體都有確定的大小和形態(tài)，物體各部分的運動狀況一般說來并不一樣．(2)用來代替物體的有質量的點叫做質點．(3)在探討物體的運動時，若物體的大小和形態(tài)對探討問題的結果沒有影響或影響很小(可忽視不計)時，可將物體視為質點，也就是說，能否將一個物體看做質點是由問題的性質確定的．(多選)神舟十號于2013年6月11日17時38分從酒泉衛(wèi)星放射中心勝利放射，實現了我國載人航天工程的新突破．以下所給出的哪一個階段可以把神舟十號看成質點(AB)A．飛船放射升空，跟蹤飛船運動軌跡時B．分析飛船飛行速度時C．與天宮一號對接前，調整飛船姿態(tài)時D．限制飛船完成對接過程時學問點二參考系在描述A物體的運動時，首先要選定B物體做參考，然后視察A物體相對B物體的位置是否隨時間改變，以及怎么改變．這種用來做參考的物體稱為參考系．參考系的選擇是隨意的，選擇不同的參考系來視察同一物體的運動，其結果往往是不同的，這說明物體的運動具有相對性．視察如圖所示的漫畫，圖中司機說乘車人沒有動，而路上的小女孩說他運動得真快，誰的說法正確？為什么？提示：司機以車為參考系，所以他說乘車人沒有動，而小女孩以地面為參考系，她看到乘車人在飛速地運動著．由于所選取的參考系不同，因此得出了不同的結論，他們的說法都是正確的．考點一質點1．定義用來代替物體的有質量的點．質點的兩個要點：(1)只占有位置不占有空間；(2)具有所代替物體的全部質量．2．質點模型的必要性與可能性實際物體既有大小，又有形態(tài)，那么在確定這個物體的位置時，是否須要說出物體上各個點所在的位置呢？事實上，我們根本不行能說出一個物體上全部不同的點所在的位置，況且即使我們最終能夠辦到，也是毫無意義的．假如在所探討的問題中，物體的大小和形態(tài)等特性對描述的結果影響很小，這時就可以忽視物體的大小、形態(tài)，把它看成一個具有同樣質量的點．從而使探討對象變得特別簡潔和純粹，使我們能便利地探討它的運動．3．質點體現的思想方法(1)質點是以探討目的為動身點，突出問題的主要因素，忽視次要因素而建立的志向化物理模型，實際并不存在．(2)“志向化模型”雖然實際并不存在，但“志向化模型”的建立，具有特別重要的意義，可以使探討的問題得以簡化或使探討問題更便利而又不會發(fā)生大的偏差，“志向化模型”是物理中常常采納的一種探討問題的方法．4．將物體看成質點的條件(1)物體的大小、形態(tài)對所探討問題的影響可以忽視不計時，可視物體為質點．地球很大，但地球繞太陽公轉時，地球的大小就變成次要因素，我們完全可以把地球看成質點．當然，在探討地球自轉時，就不能把地球看成質點了．探討火車從北京到上海的運動時可以把火車看成質點，但探討火車過橋的時間時就不能把火車看成質點了．(2)物體上各點的運動狀況都是相同的，探討它上面某一點的運動規(guī)律就可以代表整個物體的運動狀況，這時物體可以看成質點．(3)物體有轉動，但相對平動而言可以忽視時，可以把物體看成質點．如汽車在行駛時，雖然車輪有轉動，但當我們關切車輛整體運動的快慢時，汽車可以被看成質點．【例1】以下情景中，加著重號的人物或物體可看成質點的是()A．探討一列火車通過長江大橋所需的時間B．乒乓球競賽中，運動員發(fā)出的旋轉球C．探討航天員翟志剛在太空出艙揮動國旗的動作D．用GPS確定打擊海盜的“武漢”艦在大海中的位置【審題指導】解答本題時應把握以下兩點：(1)質點是一種志向化的模型，是對實際物體的近似．(2)推斷一個物體能否被看成質點，不取決于物體自身的大小，而取決于物體自身大小對所探討的問題的影響是否可以忽視．【解析】把物體看做質點的條件是：物體的大小和形態(tài)對探討的問題沒有影響，或者對探討問題的影響可以忽視不計．探討火車通過長江大橋的時間時不能把火車看成質點；要接住“旋轉球”，必需探討乒乓球的運動狀態(tài)，此時不能把乒乓球看成質點；探討航天員翟志剛在太空出艙揮動國旗的動作時，不能把翟志剛看成質點；用GPS確定“武漢”艦在大海中的位置時，可以把“武漢”艦看成質點．故應選D.【答案】D總結提能能否把物體看成質點，不是看物體的形態(tài)和大小，而是看物體的形態(tài)和大小對所探討問題的影響能否忽視．(1)物體的大小、形態(tài)對所探討問題的影響可忽視不計時，可將物體看做質點．(2)平動的物體可以看做質點；轉動的物體，假如物體的轉動不是我們所要探討的主要問題時，也可以看做質點．轉動的物體在探討其轉動的規(guī)律時不能看做質點．(多選)如下圖所示，你認為哪些對象可以看做質點(AB)解析：A項探討地球繞太陽的公轉周期時，盡管地球直徑約為1.3×104km，而且本身也在自轉，但由于地球和太陽之間的距離約為1.5×108B項自行車運動員的成果確定于他的騎車速度，我們關注的是他到達終點的名次，不關注身體各部位的動作，故可以把自行車運動員看成一個質點．C項地球繞太陽公轉時，地球上不同地區(qū)季節(jié)的改變、晝夜的改變是不同的，這時地球的大小和形態(tài)是不能被忽視的，所以地球在此探討問題中不能看成一個質點．D項花樣滑冰表演好壞確定于他們表演動作，故不能視為質點．考點二參考系1．定義要描述一個物體的運動，首先要選定某個其他物體做參考，視察物體相對于這個“其他物體”的位置是否隨時間改變，以及怎樣改變．這種用來做參考的物體稱為參考系．2．選取參考系的意義(1)有了參考系，才能確定物體的位置．(2)選定了參考系后，才能知道和探討物體的運動，試設想，在茫茫大海里，水天一色，假如沒有太陽或星辰做參考，水手根本無法確定自己船舶的位置和航向．(3)參考系選擇不同，對同一物體的運動得出的結論也可能不同，通常在探討地面上物體的運動時，假如不聲明參考系，則默認以地面為參考系．3．參考系的四特性質(1)標準性，選作參考系的物體都假定不動，被探討的物體都以參考系為標準．(2)隨意性，參考系的選取可以是隨意的(物體本身除外)，在實際問題中，參考系的選取以探討問題便利為基本原則．(3)統(tǒng)一性，比較不同的物體的運動應選擇同一參考系．(4)差異性，對于同一物體選擇不同的參考系運動狀況一般不同．物體的運動都是相對參考系而言的，這是運動的相對性．一個物體是否運動、怎樣運動，確定于它相對于所選的參考系的位置是否改變、怎樣改變．同一物體，選取不同的參考系，其運動狀況可能不同，例如，若以地面為參考系，路邊的樹木是靜止的，若以行駛的汽車為參考系，樹木是運動的，這就是我們坐在車里前進時感到樹木往后倒退的緣由．4．參考系的選取原則參考系的選擇是隨意的，但應以視察便利和使運動的描述盡可能簡潔為原則，探討地面上物體的運動常選地面為參考系．【例2】熱氣球運動起源于18世紀的法國，隨著球皮材料和制熱燃料的普及，熱氣球運動已成為公眾休閑觀光和體育旅游項目．在一次觀光巡游中，甲、乙、丙三人各乘一個熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降．那么，從地面上看，以下有關甲、乙、丙的運動狀況的說法錯誤的是()A．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙停在空中B．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速下降，且v丙<v甲C．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速上升D．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速下降，且v丙>v甲【審題指導】解答本題應留意以下兩點：(1)選擇不同的參考系，物體運動狀況的描述不同；(2)要比較物體運動的快慢，必需選擇同一參考系．【解析】樓房和地面相當于同一參考系，所以甲是勻速下降．乙看到甲勻速上升，說明乙也是勻速下降，且v乙>v甲．甲看到丙勻速上升有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降，且v丙<v甲．丙看到乙勻速下降也有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降，且v丙<v乙．綜上所述，A、B、C項說法正確，D項說法錯誤．【答案】D總結提能描述物體的運動，必需選擇參考系．其一般步驟為：(1)確定探討對象；(2)依據題意確定參考系，并假定參考系是不動的；(3)分析被探討物體相對于參考系的位置改變狀況．如圖所示，由于風，河岸上的旗幟向右飄，在河面上的兩條船上的旗幟分別向右和向左飄，兩條船的運動狀態(tài)是(C)A．A船確定是向左運動的B．A船確定是靜止的C．B船確定是向右運動的D．B船可能是靜止的解析：對A船運動狀況的探討：由題圖知A船與河岸上的旗幟均向右飄，則相對于風，A船、河岸都具有向左的運動速度，所以A船可能相對河岸靜止，也可能以隨意速度向左運動，還有可能以相對比風速小的速度向右運動，A、B錯誤．B船運動狀況可確定：B船中旗幟向左飄，表明B船只能向右運動，且速度大于風速，C對，D錯．1．下列關于質點的說法中，正確的是(D)A．質點是一個志向化模型，事實上并不存在，所以，引入這個概念沒有多大意義B．只有體積很小的物體才能看做質點C．凡輕小的物體，皆可看做質點D．假如物體的形態(tài)和大小對所探討的問題屬于無關或次要因素時，即可把物體看做質點解析：質點是把物體看做一個只有質量，沒有形態(tài)、大小的點，它是一個志向化模型，事實上是不存在的．引入質點的概念，是為了探討問題的便利，當物體的形態(tài)和大小對所探討的問題屬于無關或次要因素時，即可把物體看做質點．2．(多選)關于參考系，以下說法正確的是(AC)A．不選定參考系，就無法探討某一物體是怎樣運動的B．參考系就是不動的物體C．同一物體的運動狀況，對于不同的參考系可能有不同的視察結果D．任何狀況下，只有地球才是最志向的參考系解析：探討物體的運動必須要選定參考系，才能描述物體的運動，否則沒法探討，選項A正確；參考系是假定為不動的物體，不動的物體是不存在的，選項B錯誤；同一個物體的運動，選取不同的物體作為參考系時，會視察到不同的結果，選項C正確；參考系的選取，要以便利觀測和使運動的描述盡可能簡潔為原則，而非只有選地球為參考系最志向，選項D錯誤．3．(多選)下列說法中與人們的日常習慣相吻合的是(AD)A．測量三樓樓道內日光燈的高度，選擇三樓地板為參考系B．測量井的深度，以井底為參考系，井“深”為0C．以卡車司機為參考系，卡車總是靜止的D．以路邊的房屋為參考系推斷自己是否運動解析：在解本題時，很多同學受生活習慣的影響，往往錯誤地認為參考系只能選擇地面，其實不然，如A選項，可以選擇與地面相對靜止的三樓地板為參考系．參考系的選擇沒有對錯之分，只有合理與不合理的區(qū)分，只要有利于問題的探討，選擇哪個物體為參考系都可以．B、C與日常習慣不吻合，故選A、D.4．中國空軍于2017年12月18日出動多型戰(zhàn)機進行“繞島巡航”，成體系飛越宮古海峽和巴士海峽，錘煉提升維護國家主權和領土完整的實力，用戰(zhàn)機航跡丈量祖國大好河山．若某次多型戰(zhàn)機“繞島巡航”從早上8：00起飛，到達終點用時約1小時．下列說法正確的是(B)A．探討戰(zhàn)機的起飛狀態(tài)，戰(zhàn)機可以看成質點B．探討戰(zhàn)機從起點到終點的飛行時間，戰(zhàn)機可以看成質點C．探討對殲擊機進行空中加油，殲擊機可以看成質點D．探討殲擊機在空中的翻滾動作，殲擊機可以看成質點解析：探討戰(zhàn)機的起飛狀態(tài)，戰(zhàn)機的大小和形態(tài)不能忽視，戰(zhàn)機不能看成質點，故A錯誤；探討戰(zhàn)機從起點到終點的飛行時間，戰(zhàn)機的大小和形態(tài)可以忽視，戰(zhàn)機可以看成質點，故B正確；探討對殲擊機進行空中加油，殲擊機的大小和形態(tài)對所探討的問題影響很大，殲擊機不能看成質點，故C錯誤；探討殲擊機在空中的翻滾動作，殲擊機的大小和形態(tài)對所探討的問題影響很大，殲擊機不