第一章 第1节 质点 参考系-2022-2023学年高一新教材物理必修第一册【步步高】学习笔记（人教版）津鲁琼云晋皖黑吉桂贵粤辽渝鄂冀湘甘赣豫新青藏宁蒙陕

第1节　质点　参考系 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.了解质点的含义；知道将物体抽象为质点的条件。 2.经历质点模型的建构过程，初步体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。 3.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义。 1.科学思维 体会物理模型在探索自然规律中的作用；用相对运动的思维理解物体的运动。 2.关键能力 物理建模能力 一、物体和质点 1.机械运动：物体的空间位置随时间的变化。 2.质点：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。 3.把物体看成质点的条件：物体的大小和形状可以忽略或物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。 4.理想化模型：在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立的理想化“物理模型”。 【想一想】 是否只有很小的物体才能看成质点，而很大的物体不能看成质点？ 答案　这种说法不对。能否看成质点，关键是看物体的形状和大小对研究的问题是否有影响。 二、参考系 1.运动与静止的关系 (1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的，即运动是绝对的。 (2)描述某个物体的运动时，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：要描述一个物体的运动，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)参考系对观察结果的影响：参考系可以任意选择，但选择不同的参考系来观察同一物体的运动，观察结果会有所不同。 【做一做】 观光电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，有一面或几面的轿厢壁是透明的，乘客在乘坐电梯时，可以观看轿厢外的景物。某正在匀速上升的观光电梯如图所示，下列说法正确的是(　　) A.以电梯为参考系，远处的建筑物是静止的 B.电梯中的小女孩以自己为参考系会觉得电梯外的景物正在匀速下降 C.研究电梯通过某位置时，电梯能被看成质点 D.研究电梯从一楼到十六楼的运动速度，不可以将电梯看成质点 答案　B 解析　以电梯为参考系，远处的建筑物是运动的，选项A错误；因为电梯相对地面上升，电梯中的小女孩以自己为参考系会觉得电梯外的景物正在匀速下降，选项B正确；研究电梯通过某位置时，电梯大小不能忽略，不能被看成质点，选项C错误；研究电梯从一楼到十六楼的运动速度，电梯的大小可以忽略不计，可以将电梯看成质点，选项D错误。 探究1　质点模型 ■情境导入 在研究“复兴号”列车由北京开往广州所用时间时，能否把列车看成质点？如果研究列车通过一座隧道的时间，能否把列车看成质点？ 提示　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，不能把列车看成质点。 ■归纳拓展 1.对质点模型的理解 (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。 2.物体看成质点的判断依据 首先找出所要研究的问题，当物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时，才能把物体看成质点，即物体能否看成质点由所研究的问题决定，而不是依据物体自身大小和形状来判断。 【例1】 (2020·福建厦门一中月考)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”，并将其作为研究对象，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。下列情况中，可以把该物体看成质点的是(　　) A.研究正在做广播体操的同学其动作是否标准时 B.研究高速旋转的乒乓球其旋转特点时 C.研究绕太阳周而复始运动的地球其公转轨迹时 D.研究“和谐号”动车通过厦门杏林大桥所用的时间 答案　C 解析　研究正在做广播体操的同学其动作是否标准时，该同学的形状不能忽略，不能看成质点，A错误；研究旋转的乒乓球其旋转特点时，乒乓球的形状和大小不能忽略，不能看成质点，B错误；研究地球绕太阳公转轨迹时，地球的大小远小于公转半径，地球可以看成质点，C正确；研究“和谐号”动车通过大桥的时间，火车的长度不能忽略，不能看成质点，D错误。 【针对训练1】 (2021·1月浙江选考)2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10 909 m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是(　　) A.估算下降总时间时 B.用推进器使其转弯时 C.在海沟中穿越窄缝时 D.科学家在其舱内进行实验时 答案　A 解析　物体能否视为质点的条件是其大小、形状在具体的问题中能否忽略，潜水器在转弯、穿越窄缝以及科学家在其舱内进行实验时，