1.1 质点 参考系 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

1.1质点 参考系 学习目标 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。 3.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义。 问题导学与探究 1.什么是质点？可以将物体抽象为质点的条件是什么？ 2.如何描述物体的运动？ 3.什么是参考系？如何选取参考系？ 新知导入 世界万物都在运动，古希腊杰出的哲学家、科学家，形式逻辑学的创始人亚里士多德说过：不了解运动，就不了解自然。 那么科学家怎样描述物体的运动呢？ 著名德国物理学家海森伯曾说过：“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了什么。” 海森伯 今天我们通过引入质点 参考系这两个重要概念来准确描述复杂的大自然的运动。 一、物体和质点 雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时，身体在向前运动，但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动。 在地球绕太阳转动中，地球在绕太阳公转的同时又在自转，并且地球上每个点运动情况也各不相同，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。 可见要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。 这是因为任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般来说并不一样。 在某些情况下，不考虑物体的大小和形状，把它简化成一个有质量的点——质点，只突出“物体具有质量”这一要素来描述物体运动。 思考讨论：很难准确地描述一个物体的具体运动的困难和麻烦出在哪里？怎样解决这一问题？ 点拨精讲 1、质点 （1）定义：在某些情况下，确实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（mass point），简易理解为：只有质量，没有形状和大小的点叫作质点。 （2）质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别。 （3）质点是一种理想化的“物理模型”。 9 ①质点是典型的物理模型之一，质点忽略次要因素：形状和大小，突出主要因素：质量。 ②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，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。 总结：物体是否能看成质点是有条件的，它由我们所研究的问题的性质来决定，同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。 一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。 2、物体能看做质点的情况 （1）物体的形状和大小在所研究问题中是无关因素或次要因素，可以忽略不计。 两类情况 （2）做平动的物体，一点运动可以描述整个物体的运动。 　 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中判断2022年北京冬奥会女子短道速滑运动员的成绩时不能将运动员看成质点 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中研究子弹射穿苹果的时间时可将子弹看成质点 [答案]　B ？ ？ 思考与讨论：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、整体运动轨迹为类似香蕉型弧线的一种运动。 在研究如何才能踢出香蕉球时，能把足球看作质点吗？研究什么样的问题可以把足球看作质点？ 研究如何才能踢出香蕉球时，不能把足球看作质点，因为香蕉球是足球水平运动和旋转两种运动同时存在的情形。 例如：研究足球运动轨迹的问题可以把足球看作质点。 二、参考系 1、机械运动 一个物体相对于另一个物体的位置发生改变的过程，我们称之为机械运动，简称运动。 思考讨论：房屋、树木是静止的还是运动的？ 房屋、树木相对于地面是静止不动的，但是，房屋、树木也会随着地球一起运动，这也是事实，可见运动是绝对的，但具有相对性，静止是相对的。 参照物选取不同，对物体的运动情况的描述往往不同。 在高中物理中参照物的科学名称是参考系，是假定不动的物体。 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”是否随着时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。简易理解为：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体叫作参考系。 “小小竹排江中游，巍巍青山两岸走“中，前句是以————————为参考系，后句是以————————为参考系。 巍巍青山 小小竹排 19 （2）参考系的选取是任意的，一般视研究的问题而定，原则是尽可能使运动的描述简单、直观。在没有特别指明参考系时，通常是以地面为参考系。 例如：研究自行车的运动，一般会选择地面或相对于地面不动的物体（树木）等为参考系。