(讲义)第1章 第1节 质点 参考系-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

第1节　质点　参考系 学习任务 1．了解质点的含义，能将特定实际情景中的物体抽象成质点。 2．了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义，体会运动的相对性和绝对性。 3．经历质点模型的建构过程，初步掌握建构物理模型的策略，树立具体问题具体分析的科学态度。 　物体和质点 1．质点的定义：忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点称为质点。 2．把物体看作质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略。 3．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，建立理想化的物理模型，是经常采用的一种科学研究方法。 运动员踢足球的不同部位，会使球产生不同的运动。足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉形弧线的一种运动。 问题1　在研究如何才能踢出“香蕉球”时，能把足球看作质点吗？ 提示：不能。 问题2　研究什么样的问题可以把足球看作质点？ 提示：研究足球从离脚到射进球门运动的轨迹时，可以忽略其大小和形状，把足球看作质点。 问题3　为什么要引入“质点”这一概念？ 提示：为了便于描述运动。 问题4　什么样的物体可以看成质点？ 提示：一个物体能否看成质点是相对的，是由所研究的问题决定的，要视具体情况而定，研究物体的运动时，若可以不考虑物体的大小和形状，就可以将物体看成质点。 1．对质点的理解 (1)质点是用来代替物体的有质量的点，只占有位置而不占有空间，具有被代替物体的全部质量。 (2)质点是一种理想化模型，它是对实际物体的一种科学抽象。 2．物体能看成质点的条件 (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时，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。 【典例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中观众欣赏艺术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　[研究投出的篮球运动路径的时候，可以将篮球看成质点，故A错误；观众欣赏体操表演时，不可以把运动员看成质点，否则无法欣赏其动作，故B正确；研究地球绕太阳公转时，可以忽略地球的大小，可以看作质点，故C错误；研究子弹穿过苹果的时间时，子弹的大小不可以忽略，不能把子弹看成质点，故D错误。] [跟进训练] 1．下列关于质点的说法正确的是(　　) A．体积很小的物体都可看成质点 B．质量很小的物体都可看成质点 C．能否看成质点，取决于我们所研究的问题 D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点 C　[当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时，我们就可以把它看成质点，与物体的体积大小无关，质量小、体积小的物体有时也不能看成质点，如研究原子核内部结构时，不能把原子核看成质点，故A、B错误，C正确；当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时，我们就可以把它看成质点，与物体的速度无关，高速运动的物体在一定的条件下也可以看作质点，故D错误。] 　参考系 1．运动与静止 自然界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。 2．参考系 (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个物体的运动，观察结果可能不同。 中国的动车组列车分为三大级别：高速动车组、一般动车组或中速动车组、低速动车组。将正高速行驶的动车中站立的“动姐”作为研究对象， 问题1　在火车站上的人来看，她们随动车以很大的速度快速运动，那动车上站立的“动姐”能感觉对方在高速运动吗？ 提示：不能。 问题2　她们若观察窗外的景色，能感觉自己在高速运动吗？ 提示：能。 问题3　她们为什么会有上述两种不同的感觉呢？ 提示：选择的参考系不同。 问题4　由以上几个小题，你可以得到什么结论？ 提示：对于同一个物体，选择不同的参考系，描述其运动情况的结果就不一定相同。 1．参考系的四个特性 相对性 用来作参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系而言的 任意性 参考系的选择具有任意性，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则 同一性 比较不同物体的运动时，应该选择同一参考系 差异性 同一运动选择不同的参考系，观察结果可能不同 2