2024-2025學年新教材高中物理第一章運動的描述1質(zhì)點參考系學案新人教版必修第一冊

PAGE9-第一章運動的描述本章素養(yǎng)概述〔情境導入〕我們生活在一個運動的世界之中，翱翔的雄鷹、咆哮的飛機、轟鳴的戰(zhàn)車、遠航的巨輪……從浩瀚的宇宙到微小的粒子，自然界中的一切物體，都在不停地運動。在這一章里，我們將初步學習、探討如何描述物體的運動?！矁?nèi)容提要〕機械運動的基本特征是空間位置隨時間發(fā)生改變，所以探討機械運動就要從空間和時間兩個方面進行，探討一種物理規(guī)律總是先從現(xiàn)象的描述入手，作為探討物體機械運動規(guī)律的第一章，主要從三個角度介紹了描述機械運動的相關基本概念：一是從運動的探討方法，介紹了質(zhì)點和參考系；二是從運動的時間和空間延長，介紹了時刻和時間間隔及位置和位移；三是從運動的狀態(tài)及改變，介紹了速度和加速度。本章還學習了用圖像來描述“位移”或“速度”隨時間改變的規(guī)律。本章重點：①知道質(zhì)點、位移、路程、速度、加速度等概念；②知道平均速度和瞬時速度的區(qū)分與聯(lián)系；③知道速度、速度的改變量和加速度之間的區(qū)分與聯(lián)系。本章難點：①速度、速度的改變量和加速度的區(qū)分與聯(lián)系；②x－t圖像及v－t圖像的理解及應用?！矊W法指導〕學習本章要抓住兩個關鍵，一個是從物理學的角度明確相關概念引入的必要性，二是從數(shù)學的角度理解對運動屬性的描述方法。在學習的過程中，肯定要留意聯(lián)系實際，采納一些直觀、形象的方法來加深對學問點的理解，從而把難度降到最低限度。另外，肯定要領悟物理學的科學思維方法，如質(zhì)點模型的建立(志向化模型)、瞬時速度的概念(極限法)、加速度的定義(比值定義法)、用圖像描述物體運動的規(guī)律等，并將學到的科學思維方法應用到今后解決問題的過程中，做到舉一反三、觸類旁通。1.質(zhì)點參考系目標體系構建明確目標·梳理脈絡【學習目標】1．理解質(zhì)點的定義，知道質(zhì)點是一種志向化的物理模型。初步體會物理模型在探究自然規(guī)律中的作用。2．理解把物體看成質(zhì)點的條件。3．理解參考系的概念，知道物體運動的描述具有相對性?！舅季S脈絡】課前預習反饋教材梳理·落實新知學問點1物體和質(zhì)點1．忽視物體的大小和形態(tài)，將物體簡化為一個具有__質(zhì)量__的點，這個點叫作質(zhì)點。2．將物體看成質(zhì)點的條件(1)在探討物體的運動時，當物體的__大小__和__形態(tài)__對所探討問題的影響可忽視不計時，物體可看成質(zhì)點。(2)物體上各點的運動狀況__完全相同__時，整個物體的運動可簡化為一個點的運動，該物體可看成質(zhì)點。3．質(zhì)點是一種__志向化__模型，實際并不存在。學問點2參考系1．定義：在描述物體的運動時，用來作為__參考__的物體叫作參考系。2．選取原則：參考系可以__隨意__選擇，一般以地面為參考系。但在詳細問題中，要考慮探討問題的便利性。3．參考系對視察結果的影響：選擇不同的參考系視察同一個物體的運動，視察結果會有所__不同__。預習自測『判一判』(1)自然界中沒有肯定靜止的物體。(√)(2)很小的物體肯定能看作質(zhì)點，較大的物體有時也能看作質(zhì)點。(×)(3)質(zhì)點是為了突出問題的主要因素，忽視次要因素而建立的志向化模型。(√)(4)參考系必需選取地面或相對于地面靜止的其他物體。(×)(5)選取的參考系不同，對同一個物體運動的描述也往往不同。(√)(6)“坐地日行八萬里”所對應的參考系是地面。(×)『選一選』下列奧運會項目中記錄運動員競賽成果時，可將運動員視為質(zhì)點的是(D)解析：擊劍、蹦床、體操競賽時要留意運動員的肢體動作，不能將運動員看作質(zhì)點；自行車競賽主要是看運動的快慢，運動員的大小和形態(tài)可以忽視，能看作質(zhì)點。本題應選D。『想一想』在我國古典小說《鏡花緣》中有這樣一句話：“去年一陣大風，把我院內(nèi)一口井突然吹到籬笆外去。”為什么“井”會被“吹到籬笆外去”？解析：一個物體的運動狀態(tài)的確定，關鍵取決于所選取的參考系。所選取的參考系不同，得到的結論也不相同。人之所以看到“井”會被“吹到籬笆外去”，說明說這句話的人是以籬笆為參考系的。課內(nèi)互動探究細研深究·破疑解難探究志向化模型與質(zhì)點┃┃情境導入__■探討地球自轉(zhuǎn)時，能否將地球看作質(zhì)點，為什么？探討地球公轉(zhuǎn)時，能否將地球看作質(zhì)點，為什么？提示：探討地球的自轉(zhuǎn)時，須要考慮地球各部分運動狀況的差異，不能看作質(zhì)點。探討地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，關注的是地球整體的運動，可以將地球看作質(zhì)點。┃┃要點提煉__■1．志向化模型(1)“志向化模型”是為了使探討的問題得以簡化或探討問題便利而進行的一種科學的抽象，實際并不存在。(2)“志向化模型”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“物理模型”。(3)“志向化模型”是在肯定程度和范圍內(nèi)對客觀存在的困難事物的一種近似反映，是物理學中常常采納的一種探討方法。2．對質(zhì)點的理解(1)質(zhì)點是用來代替物體的有質(zhì)量的點，其突出的特點是“具有質(zhì)量”，但是質(zhì)點沒有大小、體積、形態(tài)，它與幾何中的“點”有本質(zhì)區(qū)分。(2)質(zhì)點是一種“志向化模型”。3．實際物體可看成質(zhì)點的常見狀況特殊提示物體能否被視為質(zhì)點，不是取決于物體的大小，而是看物體的形態(tài)和大小對探討問題的結果的影響是否可忽視。同一物體在不同的問題情景中有的可視為質(zhì)點，有的則不能視為質(zhì)點。┃┃典例剖析__■典題1如圖所示，下列幾種狀況下的物體，哪些可將物體當作質(zhì)點來處理(C)A．甲：探討正在吊起貨物的起重機的運動時B．乙：探討正在旋轉(zhuǎn)的硬幣的運動時C．丙：探討太空中宇宙飛船的位置時D．丁：探討轉(zhuǎn)動的門的運動時思路引導：eq\x(\a\al(探討對象和,探討問題))→eq\x(\a\al(形態(tài)和大小對,問題有無影響))→eq\x(\a\al(確定能否,看成質(zhì)點))解析：A、B、D選項中的探討對象的大小、形態(tài)忽視后，起重機、硬幣、門的運動將無法探討，故A、B、D選項中的探討對象不能被當作質(zhì)點；C選項中宇宙飛船的大小、形態(tài)忽視后，對于確定宇宙飛船的位置無影響，故C項中的宇宙飛船可以被當作質(zhì)點。思維升華：(1)質(zhì)點要突出“具有質(zhì)量”和“占有位置”的特點，但質(zhì)點沒有大小和形態(tài)，它的質(zhì)量就是它所代替的物體的質(zhì)量。(2)質(zhì)點沒有大小和形態(tài)，因而質(zhì)點是不行能轉(zhuǎn)動的，任何轉(zhuǎn)動的物體在探討其自轉(zhuǎn)時都不行簡化為質(zhì)點。┃┃對點訓練__■1．2024年國慶前夕，中國女排在世界杯競賽中，十一連勝勝利衛(wèi)冕世界杯冠軍，為祖國和人民贏得了榮譽，獲習近平慶賀，全體參賽隊員登上天安門國慶花車。在如圖所示的女排競賽中，下列情境中的探討對象可以視為質(zhì)點的是(B)A．探討女排競賽中選手扣球的動作時B．確定運動員在球場上的位置時C．探討運動員競賽中發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球時D．確定落在邊線處排球是否為界內(nèi)時解析：探討女排競賽中選手扣球動作時，運動員的形態(tài)對探討結果有較大影響，因此運動員不行視為質(zhì)點，但探討運動員在球場上的位置時可將運動員視為質(zhì)點，故A錯誤，B正確；在探討發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球和排球落點是否在邊線界內(nèi)時球的大小對探討結果的影響不行忽視，因此，不能視為質(zhì)點，故C、D錯誤。探究參考系┃┃情境導入__■視察下面的漫畫，圖中司機說乘車人“你沒動”，而路上的小女孩說他運動得“真快”。關于司機和小女孩對乘車人運動狀態(tài)的描述中，司機和小女孩得到了不同的結論，但細致一想他們都是對的。試分析小女孩和司機各自說話的依據(jù)。提示：對于路旁的小女孩，她們視察乘客是以地面為參考系；而坐在車內(nèi)的司機視察乘客是以車為參考系，故得到了不同的結論。┃┃要點提煉__■1．選擇參考系的意義：要描述一個物體的運動，必需首先選好參考系。只有選定參考系后，才能探討物體做怎樣的運動。2．選擇參考系的原則：(1)選取參考系一般應依據(jù)探討對象和探討對象所在的系統(tǒng)來確定。(2)參考系的選取可以是隨意的。在實際問題中，參考系的選取應以觀測便利和使運動的描述盡可能簡潔為基本原則。(3)在比較不同物體的運動時，應選擇同一參考系。3．參考系的四個特性：相對性用來做參考系的物體都是假定不動的，被探討的物體是運動的還是靜止的，都是相對于參考系而言的。隨意性參考系的選擇具有隨意性，但應以觀測便利和使運動的描述盡可能簡潔為原則。同一性比較不同物體的運動時，應當選擇同一參考系。差異性同一運動選擇不同的參考系，視察結果可能不同。特殊提示(1)分析詳細的問題時，選擇合適的物體作為參考系，可使問題變得簡潔。(2)解題過程中，假如選地面作為參考系可以不指明，但選其他物體作為參考系時必需指明。┃┃典例剖析__■典題2視察圖中屋頂?shù)拇稛熀托〖t頭發(fā)的飄動方向，可知風與小紅的運動狀況，其中正確的是(B)A．風是向左吹的，小紅向左運動的速度比風的小B．風是向左吹的，小紅向左運動的速度比風的大C．風是向右吹的，小紅是向左運動的D．風是向左吹的，小紅是向右運動的思路引導：eq\x(\a\al(選地面為,參考系))→eq\x(\a\al(確定,風向))→eq\x(\a\al(視察小紅頭發(fā),的飄動方向))→eq\x(\a\al(判定小紅的,運動狀況))解析：選地面為參考系，由屋頂?shù)拇稛煼较蚩芍L向左吹。因為小紅的頭發(fā)向右飄，所以小紅肯定向左運動且速度比風速大，故選項B正確。思維升華：對于視察到運動現(xiàn)象，推斷視察者視察時所選取的參考系，有兩種方法：(1)靜物法：明確視察到的現(xiàn)象中，什么物體是運動的，什么物體是靜止的，靜止的物體可能就是參考系。(2)假設法：假設以某物體為參考系，看對所探討物體運動的描述是否與視察到的結果一樣。若一樣，該物體可能就是參考系。┃┃對點訓練__■2．(2024·杭州高一期中)“空手把鋤頭，步行騎水牛，人從橋上過，橋流水不流?！笔恰吨袊娫~大會》某期節(jié)目里選用的古詩，從物理學的角度看，其中“橋流水不流”所選擇的參考系是(A)A．水 B．牛C．橋 D．人解析：“橋流水不流”可以理解為“橋動水不動”，意思就是說橋在運動，水在靜止。這是以水為參照物視察到的現(xiàn)象，故選A。核心素養(yǎng)提升以題說法·啟智培優(yōu)易錯點(1)：沒有考慮到物質(zhì)的大小和形態(tài)對問題的影響是否可忽視。(2)對參考系的選取理解不透徹。案例(2024·嘉興高一聯(lián)考)2019年10月1日是新中國成立第70周年，在實行國慶70周年大閱兵時，20架直升機在空中組成“70”字樣飛過天安門，以下說法正確的是(D)A．探討直升機的螺旋槳旋轉(zhuǎn)動作時可以把飛機看作質(zhì)點B．因為直升機很大，所以不能看作質(zhì)點C．以飛行員為參考系，直升機是運動的D．以地面為參考系，直升機是運動的錯解：ABC錯因分析：認為直升機很大，且螺旋槳旋轉(zhuǎn)，所以不能看作質(zhì)點而誤選AB，認為飛行員和直升機都在高速運動而誤選C。正解：探討直升機螺旋槳轉(zhuǎn)動動作時，不能忽視直升機的大小和形態(tài)，故選項A錯誤；探討直升機經(jīng)過天安門的飛行軌跡時可以將直升機視為質(zhì)點，故選項B錯誤；以飛行員為參考系直升機是靜止的，以地面為參考系，直升機是運動的，故選項C錯誤，D正確。素養(yǎng)警示(1)同一物體在不同的運動情境中，有時可視為質(zhì)點，有時則不能視為質(zhì)點，關鍵是看物體的大小和形態(tài)對所探討問題的影響是否可以忽視。(2)被選為參考系的物體都是假定不動的，不能認為只能選擇不動的物體做參考系；同一運動，選擇不同的參考系，可能有不同的結果，不能認為運動狀況的描述是唯一的。素養(yǎng)脈絡構建學問構建·整體呈現(xiàn)—eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1