内容正文:
第1节 质点 参考系
核
心
素
养
物理观念
科学思维
科学态度与责任
1.了解质点的含义;知道将物体抽象为质点的条件。
2.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义;知道物体的运动具有相对性;结合实例,体会运动的相对性和绝对性。
初步体会建构物理模型的思维方式,能将特定实际情境中的物体抽象成质点。
经历质点模型的建构过程,认识物理模型在探索自然规律中的作用,初步具备建构模型解决生产、生活中实际问题的能力和科学态度。
知识梳理
知识点一 物体和质点
1.机械运动❶
(1)定义:物体的空间位置随时间的变化。
(2)特点:自然界中最简单、最基本的运动形态。
2.质点:在某些情况下,确实可以忽略物体的大小和形状,把它简化成一个具有质量的点,这样的点叫作质点。
(1)质点是一种理想化❷的模型,真正的质点是不存在的。
(2)物体可看成质点的条件:物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略。
1.体积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.原子在任何情况下都能看成质点。( × )
知识点二 参考系
1.定义:在描述物体的运动时, 首先要选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。
2.运动与静止❸:自然界的一切物体都处于永恒的运动中,运动是绝对的,静止是相对的。
3.参考系的选取
(1)选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果可能会不同。
(2)参考系可以任意选择,但选取得当,会使问题的研究变得简洁、方便。
(3)通常情况下,在讨论地面上物体的运动时,都以地面为参考系。
1.自然界中没有绝对静止的物体。( √ )
2.研究物体的运动时,必须选地面作为参考系。( × )
3.物体运动情况的描述与所选取的参考系有关。( √ )
批注释义
批注❶:宇宙中的一切,大到天体,小到分子、原子,都处于运动中。
批注❷:理想化是指不考虑任何的干扰因素,实际是没办法实现的。解决问题常用到理想化的方法,比如“水平面光滑”表示没有摩擦力,但这种情况在现实生活中不存在。
批注❸:绝对静止的物体是没有的;运动和静止是相对的,比如在运动的缆车里的人,相对缆车是静止的,相对地面是运动的。
探究点一 物体和质点 (物质观念之形成)
►情境探究
如图所示,雄鹰由甲地到乙地。
雄鹰在空中翱翔
1.只考虑雄鹰由甲地到达乙地,需要关注雄鹰的飞行情况吗?
2.若分析雄鹰是如何飞行的,需要关注雄鹰的飞行姿态吗?
答案:开放性问题,不设答案。
►探究归纳
1.质点的特点
(1)没有大小和形状。
(2)具有物体的全部质量。
(3)是理想化的物理模型,实际并不存在。
2.把物体看成质点的常见情况
(1)物体的大小和形状对所研究的问题无影响,或者有影响,但可以忽略不计,则可将物体看成质点。
(2)当物体上各部分的运动情况完全相同,物体上任何一点的运动情况都能反映该物体的运动,一般可看成质点。
(3)物体有转动,但相对于平动而言可以忽略其转动时,可把物体看成质点。如图所示,研究汽车的运动轨迹时,可将汽车看成质点。
3.理想化模型
“理想化模型”是突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”,也是物理学中经常采用的一种研究方法。
►对点例练
观察下列的四幅图,对图中各运动物体的描述正确的是( )
A.图①中研究投出的篮球的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的速度时不能将地球看成质点
D.图④中研究子弹射穿苹果的时间时可将子弹看成质点
B 解析:在研究篮球的运动路径和地球绕太阳公转的速度时,篮球和地球的大小、形状可以忽略,可以将其看成质点,A、C错误;欣赏体操表演和研究子弹射穿苹果的时间时,运动员和子弹的大小、形状不能忽略,不能将其看成质点,B正确,D错误。
[训练1] 如图所示的瓢虫,其身上的星数(斑点数)显示了它的种类,在下列研究瓢虫的具体情形中,可将瓢虫视为质点的是( )
A.研究瓢虫的转身动作
B.研究瓢虫的飞行路线
C.观察瓢虫的翅膀扇动
D.记录瓢虫身上的星数
B 解析:研究瓢虫的转身动作或者翅膀扇动以及记录瓢虫身上的星数不能忽略瓢虫的形状和大小,不能看作质点,A、C、D错误;在研究瓢虫的飞行路线时,瓢虫的形状和大小对研究的问题没有影响,可以看作质点,B正确。
探究点二 参考系 (运动观念之形成)
►情境探究
在照片中,有向照片左侧空间运动的行人,请思考:是房屋向右运动?还是行人向左运动?
答案:开放性问题,不设答案。
►探究归纳
1.判断参考系的两种方法
(1)静物法:明确观察到的现象中,什么物体是运动的,什么物体是静止