第1.1节 质点 物理模型-【帮课堂】2024-2025学年高一物理同步学与练（沪科版2020上海必修第一册）

第一章 运动的描述 第1.1节 质点 物理模型 课程标准 ①知道质点的概念； ②能将特定实际情境中的物体抽象成质点； ③知道建立物理模型的条件和作用； ④理解物理模型与实际物体的区别； ⑤能根据所研究问题将实际物体抽象成物理模型。 物理素养 物理观念：能建立质点的物理观念，能科学地描述运动的相对性，形成运动观念。 科学思维：知道质点是一种理想化的物理模型，具有建构模型的意识。 科学探究：掌握把物体看作质点的条件，能将特定实际情景中的物体抽象成质点。 科学态度与责任：理解科学发现、发展的过程和规律；感悟自然界的统一、和谐美；感悟科学家追求和宣传科学真理所表现出的坚定信念和献身精神。 一、质点 1．引入：在实际应用中，很多物体的形状和大小对它们的运动影响很小，可以忽略不计。 例如，在研究地球绕太阳公转时，地球的形状和大小对其运动的影响非常小，因此可以将地球视为一个质点。 总之，引入质点的概念是为了简化和方便描述和研究物体的运动。通过将物体视为质点，我们可以忽略其形状、大小和内部结构，只关注其质量和位置，从而更容易地理解物体的运动规律。 2．定义：忽略物体的大小和形状，把物体简化为一个具有质量的点，称为质点。 ①质点没有大小，没有形状，只具有质量，也具有位置的点。质点是一种理想化的模型。 ②质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。 3．物体能看成质点的条件： ①在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点． ②质点没有体积或形状，因而不可能转动的。研究物体转动时都不可简化为质点。 ③物体能否被看成质点，与物体本身的形状、大小和质量大小无关． 同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。 例如：研究列车通过桥梁时，列车长度不可忽略，不可看做质点，但研究从上海到北京的过程，可以看作质点。研究地球绕太阳运转时，地球可看做质点，但研究地球的自转时不可看做质点。 二、物理研究方法 1. 物理模型 物理学所分析的、研究的实际问题很复杂，为了便于分析与研究，常常采用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象的处理，用一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或假想结构，去描述实际的事物（过程）。这种理想物质（过程）或假想结构称之为“物理模型”。 例如，质点、点电荷、理想气体、弹簧振子、单摆、理想变压器、点光源、光线、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型、分子电流假说、磁感线、电场线等都是典型的物理模型。 2. 物理模型的特征 （1）科学性。 （2）抽象性。 （3）假定性。 （4）形象性。 （5）局限性。 3. 物理模型的作用 （1）使复杂问题简单化。物理学研究对象是十分复杂的客观世界，其起作用的因素很多，需要把复杂问题简单化，模型方法恰好体现了抓主要矛盾，突出问题的本质，可以使研究工作大为简化。 （2）逐步逼近实际。应用模型方法研究物理问题，能使问题的本质突出、关系明朗，有利于问题的解决。但是，我们也应看到，次要因素虽然对问题的影响很小，但毕竟有一定的影响，所以忽略次要因素以后而得到的结果就必然是近似的，与实际是有一定差距的。 （3）作出科学预言。 作为对物理事物简化描述的物理模型，不仅能够解释物理现象和实验定律，而且也常常能够作出科学的预言，指明进一步研究的方向。 例1.下列所研究的物体，可看成质点的是（　　） (1)．研究跳水运动员在空中的翻转 (2)．研究地球绕太阳的公转 (3)．天文学家研究地球的自转 (4)．用北斗导航系统确定远洋海轮在大海中的位置 (5)．教练员对百米运动员的起跑动作进行指导 (6)．研究正在做广播体操的同学其动作是否标准 (7)．研究“嫦娥五号”在绕月球飞行的轨迹 (8)．研究“风云一号”在轨道上飞行的姿态 【考点01】　质点概念辨析 例2. 下列关于质点的说法中，正确的是（　　） A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入这个概念没有多大意义 B．只有体积很小的物体才能看作质点 C．凡轻小的物体，皆可看作质点 D．如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点 【考点02】 把物体看做质点的条件 例3. 下列几种冬奥会比赛项自中的研究对象可视为质点的是（　　） A．自由式滑雪中展示空中技巧的谷爱凌 B．运动的冰壶 C．正在跳舞的花样滑冰运动员 D．研究单板滑雪运动员落地的动作 1．关于质点，下列说法正确的是（　　） A．只有体积很小的物体才可以看作质点 B．计算火车通过大桥的时间时可把火车看成质点 C．物体抽象成质点后，物体的形状、大小和质量都可以忽略 D．地球绕太阳运行时，可忽略地球形状，看做质点运动 2．以下关于质点的说法中正确的是（　　） A．地球很大，一定不能看作质点 B．蚂蚁很小，一定可以看作质点 C．在所研究的问题中，大小、形状可忽略的物体可以看作质点 D．只有低速运动的物体才可以看作质点，高速运动的物体不可以看作质点 3．下列说法正确的是（　　） A．研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球可以看成质点 B．研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点 C．研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小可以忽略 D．研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同 4．如图所示，以下关于质点的例子中，正确的是（　　） A．甲：研究正在移动货物的起重机吊臂的转动情况时，吊臂可看作质点 B．乙：研究正在旋转的硬币的转动情况时，硬币可看作质点 C．丙：研究太空中宇宙飞船的位置时，飞船可看作质点 D．丁：研究门的转动时，门可看作质点 5．质点是一个理想化模型，下列说法中正确的是（　　） A．研究月球绕地球的运动轨迹时，月球可看作质点 B．研究刘翔110m栏比赛的跨栏技术时，其身体可看作质点 C．研究火车通过隧道所需的时间时，火车可看作质点 D．研究“嫦娥一号”在轨道上的飞行姿态时，“嫦娥一号”可看作质点 6．以下可以看成质点的运动物体是（　　） A．从朱泾开往石化的公交车 B．原地旋转的芭蕾舞演员 C．研究跳高过杆技术时的运动员 D．通过小型铁路桥的火车 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 运动的描述 第1.1节 质点 物理模型 课程标准 ①知道质点的概念； ②能将特定实际情境中的物体抽象成质点； ③知道建立物理模型的条件和作用； ④理解物理模型与实际物体的区别； ⑤能根据所研究问题将实际物体抽象成物理模型。 物理素养 物理观念：能建立质点的物理观念，能科学地描述运动的相对性，形成运动观念。 科学思维：知道质点是一种理想化的物理模型，具有建构模型的意识。 科学探究：掌握把物体看作质点的条件，能将特定实际情景中的物体抽象成质点。 科学态度与责任：理解科学发现、发展的过程和规律；感悟自然界的统一、和谐美；感悟科学家追求和宣传科学真理所表现出的坚定信念和献身精神。 一、质点 1．引入：在实际应用中，很多物体的形状和大小对它们的运动影响很小，可以忽略不计。 例如，在研究地球绕太阳公转时，地球的形状和大小对其运动的影响非常小，因此可以将地球视为一个质点。 总之，引入质点的概念是为了简化和方便描述和研究物体的运动。通过将物体视为质点，我们可以忽略其形状、大小和内部结构，只关注其质量和位置，从而更容易地理解物体的运动规律。 2．定义：忽略物体的大小和形状，把物体简化为一个具有质量的点，称为质点。 ①质点没有大小，没有形状，只具有质量，也具有位置的点。质点是一种理想化的模型。 ②质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。 3．物体能看成质点的条件： ①在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点． ②质点没有体积或形状，因而不可能转动的。研究物体转动时都不可简化为质点。 ③物体能否被看成质点，与物体本身的形状、大小和质量大小无关． 同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。 例如：研究列车通过桥梁时，列车长度不可忽略，不可看做质点，但研究从上海到北京的过程，可以看作质点。研究地球绕太阳运转时，地球可看做质点，但研究地球的自转时不可看做质点。 二、物理研究方法 1. 物理模型 物理学所分析的、研究的实际问题很复杂，为了便于分析与研究，常常采用“简化”的方法，对实际问题进行科学抽象的处理，用一种能反映原物本质特性的理想物质（过程）或假想结构，去描述实际的事物（过程）。这种理想物质（过程）或假想结构称之为“物理模型”。 例如，质点、点电荷、理想气体、弹簧振子、单摆、理想变压器、点光源、光线、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型、分子电流假说、磁感线、电场线等都是典型的物理模型。 2. 物理模型的特征 （1）科学性。 （2）抽象性。 （3）假定性。 （4）形象性。 （5）局限性。 3. 物理模型的作用 （1）使复杂问题简单化。物理学研究对象是十分复杂的客观世界，其起作用的因素很多，需要把复杂问题简单化，模型方法恰好体现了抓主要矛盾，突出问题的本质，可以使研究工作大为简化。 （2）逐步逼近实际。应用模型方法研究物理问题，能使问题的本质突出、关系明朗，有利于问题的解决。但是，我们也应看到，次要因素虽然对问题的影响很小，但毕竟有一定的影响，所以忽略次要因素以后而得到的结果就必然是近似的，与实际是有一定差距的。 （3）作出科学预言。 作为对物理事物简化描述的物理模型，不仅能够解释物理现象和实验定律，而且也常常能够作出科学的预言，指明进一步研究的方向。 例1.下列所研究的物体，可看成质点的是（　　） (1)．研究跳水运动员在空中的翻转 (2)．研究地球绕太阳的公转 (3)．天文学家研究地球的自转 (4)．用北斗导航系统确定远洋海轮在大海中的位置 (5)．教练员对百米运动员的起跑动作进行指导 (6)．研究正在做广播体操的同学其动作是否标准 (7)．研究“嫦娥五号”在绕月球飞行的轨迹 (8)．研究“风云一号”在轨道上飞行的姿态 【答案】(2) (4) (7) 【考点01】　质点概念辨析 例2. 下列关于质点的说法中，正确的是（　　） A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入这个概念没有多大意义 B．只有体积很小的物体才能看作质点 C．凡轻小的物体，皆可看作质点 D．如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点 【答案】D 【详解】A、质点是一个理想化模型，实际上并不存在，引入这个概念可以简化我们分析的问题，不是没有意义，所以A错误； B、体积大的物体也可以看做质点，比如地球，所以B错误； C、轻小的物体，不一定可以看做质点，要看它的形状对分析的问题有没有影响，所以C错误； D、如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点，所以D正确。 【考点02】 把物体看做质点的条件 例3. 下列几种冬奥会比赛项自中的研究对象可视为质点的是（　　） A．自由式滑雪中展示空中技巧的谷爱凌 B．运动的冰壶 C．正在跳舞的花样滑冰运动员 D．研究单板滑雪运动员落地的动作 【答案】B 【详解】A．自由式滑雪中展示空中技巧时，要研究谷爱凌的空中姿态，运动员的形状和大小不能忽略，所以不能看成质点，故A错误； B．研究冰壶的运动时，关注冰壶的运动轨迹，故可把运动的冰壶看成质点，故B正确； C．正在跳舞的花样滑冰运动员，要研究花样滑冰运动员的花样动作，不能看成质点，故C错误； D．研究单板滑雪运动员落地的动作，要关注运动的动作技巧，不能忽略运动员的形状和大小，不能看成质点，故D错误。 1．关于质点，下列说法正确的是（　　） A．只有体积很小的物体才可以看作质点 B．计算火车通过大桥的时间时可把火车看成质点 C．物体抽象成质点后，物体的形状、大小和质量都可以忽略 D．地球绕太阳运行时，可忽略地球形状，看做质点运动 【答案】D 【解析】A、当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，与质量及体积大小无关，比如原子很小，在研究原子内部结构时，原子不可以看成质点，故A错误； B、研究火车通过某大桥的时间时，火车的长度不能忽略，不能看作质点，故B错误； C、物体抽象成质点后，物体的形状、大小都可以忽略，但不能忽略质量，故C错误； D、研究地球绕太阳运行时，可忽略地球形状，看作质点，故D正确。 2．以下关于质点的说法中正确的是（　　） A．地球很大，一定不能看作质点 B．蚂蚁很小，一定可以看作质点 C．在所研究的问题中，大小、形状可忽略的物体可以看作质点 D．只有低速运动的物体才可以看作质点，高速运动的物体不可以看作质点 【答案】C 【解析】A、在研究地球绕太阳转动的过程中地球的大小和形状是可以忽略的，能看成质点，故A错误； B、蚂蚁很小，但是在研究蚂蚁肢体的动作时蚂蚁是不能看成质点的，否则没有“动作”，故B错误； C、根据看作质点的条件，在所研究的问题中，大小、形状可忽略的物体可以看作质点，故C正确； D、低速运动的物体在一定的条件下可以看作质点，高速运动的物体在一定的条件下也可以看作质点，关键是看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，故D错误。 3．下列说法正确的是（　　） A．研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球可以看成质点 B．研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点 C．研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小可以忽略 D．研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同 【答案】B 【详解】A．研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球的形状和大小不能忽略，故不可以看成质点，A错误； B．研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，要考虑乒乓球的大小和形状，则乒乓球不能看成质点，B正确； C．研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小不可以忽略，C错误； D．研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分有转动和平动，各部分的速度不可以视为相同，D错误。 4．如图所示，以下关于质点的例子中，正确的是（　　） A．甲：研究正在移动货物的起重机吊臂的转动情况时，吊臂可看作质点 B．乙：研究正在旋转的硬币的转动情况时，硬币可看作质点 C．丙：研究太空中宇宙飞船的位置时，飞船可看作质点 D．丁：研究门的转动时，门可看作质点 【答案】C 【解析】A、研究正在移动货物的起重机吊臂的转动情况时，吊臂的大小和形状不能忽略，吊臂不能看成质点，故A错误； B、研究正在旋转的硬币的转动情况时，硬币的大小和形状不能忽略，硬币不能看成质点，故B错误； C、研究太空中宇宙飞船的位置时，飞船的大小和形状可以忽略，飞船可以看成质点，故C正确； D、研究门的转动，门上各点的运动情况不同，门的形状和大小不能忽略，门不能看成质点，故D错误。 5．质点是一个理想化模型，下列说法中正确的是（　　） A．研究月球绕地球的运动轨迹时，月球可看作质点 B．研究刘翔110m栏比赛的跨栏技术时，其身体可看作质点 C．研究火车通过隧道所需的时间时，火车可看作质点 D．研究“嫦娥一号”在轨道上的飞行姿态时，“嫦娥一号”可看作质点 【答案】A 【解析】A、研究月球绕地球的运动轨迹时，月球的大小相对于和地球之间的距离来说是很小的，可以忽略，此时月球可看作质点，A正确； B、研究刘翔110m栏比赛的跨栏技术时，需要分析人的不同的动作，所以人不能看成质点，B错误； C、研究火车通过隧道所需的时间时，火车的长度相对于隧道来说是不能忽略的，所以此时的火车不能看成质点，C错误； D、研究“嫦娥一号”在轨道上的飞行姿态时，看的就是它的形状如何，所以不能看成质点，D错误。 6．以下可以看成质点的运动物体是（　　） A．从朱泾开往石化的公交车 B．原地旋转的芭蕾舞演员 C．研究跳高过杆技术时的运动员 D．通过小型铁路桥的火车 【答案】A 【解析】A、研究从朱泾开往石化的公交车时，公交车的长度是可以忽略的，故可以看作质点，故A正确； B、研究原地旋转的芭蕾舞演员时，演员的形状不能忽略，不能看作质点，故B错误； C、研究跳高过杆技术时的运动员时，运动员形状不能忽略，不能看作质点，故C错误； D、研究通过小型铁路桥的火车时，火车的长度是不能忽略的，不能看作质点，故D错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$