内容正文:
第1节 质点 参考系
学习目标
1.理解质点的概念,知道物体可看作质点的条件.(重点)
2.理解参考系的概念,知道运动具有相对性.(重点)
3.体验构建物理模型的研究方法.
[对应学生用书P1]
一、物体和质点
1.机械运动:描述物体位置随时间变化的规律.
2.质点:在某些情况下,忽略物体的大小和形状,把物体简化为一个具有质量的点.
3.物体可看作质点的条件:
(1)物体的大小和形状可以忽略.
(2)物体上任意一点的运动可以代替整个物体的运动.
(3)一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定.
4.理想化物理模型: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”,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.
二、参考系
1.运动与静止的关系
(1)自然界中一切物体都处于永恒的运动中,即运动的绝对性.
(2)描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性.
2.参考系:
(1)定义:在研究物体的运动时,被选做参考的其他物体称为参考系.
(2)选取原则:参考系的选择是任意(填“任意”或“唯一”)的.
(3)对观察结果的影响:选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果会有所不同(填“有所不同”或“一定相同”).
1.判断正误
(1)体积很小的物体一定可以看作质点,体积较大的物体一定不能看作质点.( × )
(2)质点是一个理想化模型,实际中是存在这样的物体.( × )
(3)参考系只能选择静止的物体.( × )
2.探究思考
(1)在花样滑冰比赛中研究运动员的动作技巧时可以视为质点吗?研究运动员的轨迹时可以视为质点吗?
(2)裁判给跳水运动员打分时运动员可视为质点吗?
(3)研究行驶中的“复兴号”高铁上乘员的运动时,选取什么物体为参考系比较方便?研究“复兴号”列车的运动时,选取什么物体为参考系比较方便?
提示 (1)不可以 可以 (2)不可以 (3)火车 地面
[对应学生用书P2]
探究点一 对质点的理解
(1)2019年1月20日中国乒乓球选手陈梦在2019国际乒联世界巡回赛匈牙利公开赛中战胜队友朱雨玲赢得女单冠军.在研究陈梦的发球技术动作时,能否把乒乓球看成一个质点?若研究乒乓球的运动快慢时,能否把乒乓球看成一个质点?
(2)在研究“复兴号”列车由北京开往广州所用时间时,能否把列车看成一个质点?如果研究列车通过一座隧道的时间,能否把列车看成一个质点?
提示 (1)不能 能.在研究陈梦的发球技术动作时,需要研究乒乓球的击球点、旋转方向等特点,不能把乒乓球看成一个质点;研究乒乓球的运动快慢时,不用考虑乒乓球的旋转、大小等特点,可以把乒乓球看成一个质点.
(2)能 不能.在研究“复兴号”列车由北京开往广州所用时间时,不用考虑列车的长度及大小,能把列车看成一个质点;如果研究列车通过一座隧道的时间,需要考虑列车的长度,不能把列车看成一个质点.
1.对质点的理解
(1)质点是一种理想化物理模型,实际中并不存在.
(2)质点不同于几何中的“点”,它是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置.
(3)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,而不是依据物体自身大小和形状来判断.
2.可将物体抽看成质点的几种情况
[特别提醒] 平动的物体并不一定能看成质点,而转动的物体不一定不能看成质点.
2018年08月18日至2018年09月02日第18届亚洲运动会在印度尼西亚雅加达举行,在以下几个亚运会比赛项目中,研究对象可视为质点的是( )
A.在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时
B.确定马拉松运动员在比赛中的位置时
C.跆拳道比赛中研究运动员动作时
D.乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时
[思路点拨] (1)明确各项比赛的基本特点.
(2)明确物体的形状或大小对研究的问题是否有影响.
B [能否把某物体视为质点,关键要看忽略物体的大小和形状后,对所研究的问题是否有影响.显然A、C、D项中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题将无法继续,故A、C、D项不符合题意;而B项中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的问题不受影响,故B项符合题意.]
物体能否看作质点是由研究问题的性质决定的,与物体的大小无关.
[训练1] 观察下列四幅图,对图中各运动物体的描述正确的是( )
A.图①中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点
B.图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点
C.图③中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点
D.图④中研究子弹头射穿苹果的时间时可将子弹看成质点
B [在研究篮球的运动路径和地球绕太阳公转时,篮球和地球的大小是次要因素,可以将其看成质点,观众在欣赏体操表演和研究子弹射穿苹果的时间时