内容正文:
1 质点 参考系
[学业要求与核心素养]
物理观念
1.理解什么是质点,能说出把物体看作质点的条件。
2.知道参考系的概念,知道选取不同的参考系对物体运动情况的描述可能不同。
科学思维
知道质点是一种理想化的物理模型,知道理想化模型是研究问题常用的方法。
一、质点
1.定义
在某些情况下,可忽略物体的大小和形状,把它简化为一个有质量的点称为质点。
2.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反映整个物体的运动。
3.一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。
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
在描述物体的运动时用来作为参考的物体叫作参考系。
3.参考系的选择是任意(选填“任意”或“唯一”)的。
4.参考系对观察结果的影响
选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果可以不同(选填“可以不同”或“一定相同”)。
|自我诊断|
1.判断下列说法的正误。
(1)很小的物体一定能看成质点。(×)
(2)做直线运动的物体一定能看成质点。(×)
(3)自然界中没有绝对静止的物体。(√)
(4)只能选择静止的物体作为参考系。(×)
(5)描述直线运动,一般建立直线坐标系。(√)
2.宋代诗人陈与义乘船东行,在去襄邑的途中写下了《襄邑道中》一诗,根据图1-1-1中诗句回答以下问题:
图1-1-1
(1)诗中“飞花”的参考系是两岸;
(2)诗中“云不动”的参考系是船;
(3)诗中“云与我俱东”的参考系是两岸。
知识点一 质点
[问题探究]
中国名将刘虹在2016年里约奥运会田径女子20公里竞走决赛中夺得冠军。教练在研究刘虹的摆臂和步幅对速度的影响时,能否把她看成一个“点”?若研究刘虹全程的速度变化时,能否把她看成一个“点”?
答案 不能 能。
[归纳升华]
1.质点是用来代替物体的有质量的点,与几何中的“点”有本质的区别。
2.质点是一种理想化的物理模型,实际中并不存在,为研究问题方便,抓住主要因素——质量,忽略次要因素——大小和形状,把物体抽象为一个点。
3.能否把物体看成质点,取决于物体的大小和形状对研究问题的影响能否忽略,而不是物体本身的大小和形状,简而言之,取决于问题而不是物体。
[例1] 第31届夏季奥林匹克运动会于2016年8月在巴西的里约热内卢举行。里约热内卢成为奥运史上首个主办奥运会的南美洲城市,同时也是首个主办奥运会的葡萄牙语城市。在评判下列运动员的比赛成绩时,运动员可视为质点的是
[解析] 马拉松比赛时,由于路程长,运动员的体积可以忽略,可以将其视为质点,故选项A符合题意;跳水时,评委要关注运动员的动作,所以不能将运动员视为质点,故选项B不符合题意;击剑时评委需要观察运动员的肢体动作,不能将其视为质点,故选项C不符合题意;体操比赛时评委主要根据体操运动员的肢体动作进行评分,所以不能将其视为质点,故选项D不符合题意。
[答案] A
◎针对训练
1.关于质点,下列说法正确的是
A.质点一定是很小的物体
B.质点是实际存在的有质量的点
C.质点是研究物体运动时的一种理想化模型
D.质点就是物体的重心
解析 质点是研究物体运动时,根据研究的需要忽略物体的大小和形状,而把物体看成一个有质量的点,它是一种理想化模型,实际上是不存在的。一个物体能否看成质点,并不在于它的大小,关键在于这个物体在所研究的问题中,它的大小和形状是否可以忽略,如果能够忽略就可视为质点,如果不能忽略就不能视为质点,所以只有选项C正确。
答案 C
知识点二 对参考系的理解和应用
[问题探究]
下雨天,地面观察者看到雨滴竖直下落,坐在匀速行驶的车厢里的乘客看到的雨滴却是斜向后方的(如图1-1-2所示)。
图1-1-2
原因为何?请谈谈你的看法。
答案 这是因为选取的参考系不同。以地面为参考系时,看到雨滴是竖直下落的;以匀速行驶的车厢为参考系时,看到的雨滴是斜向后方运动的。
[归纳升华]
1.参考系的四个特性
任意性
参考系的选择具有任意性,但不能选自身为参考系
标准性
被选作参考系的物体都是假定不动的,其他物体的运动情况都是相对于参考系而言的
差异性
选择不同的参考系,对同一运动的观察结果可能不同
同一性
比较不同物体的运动时,必须选择同一参考系
2.参考系的选取原则
(1)对物体运动的描述尽可能简单。
(2)一般地,根据研究对象所在的系统来选取,当研究地面上物体的运动时,常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。
[例2] 观察图1-1-3中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是
图1-1-3
A.甲、乙两车一定向