1.1质点、参考系（导学案）-【优学堂】2024-2025学年高一上学期物理同步高效备课（人教版2019必修第一册）

1.1质点、参考系 1．理解什么是质点，知道把物体看作质点的条件。 2.知道质点是一种理想化物理模型，知道建立理想化物理模型是研究物理问题的常用方法。 3.知道参考系的概念，知道选取不同的参考系对物体的运动情况的描述可能不同。 知识点一：机械运动与力学 1．机械运动：物体的 随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态，叫作机械运动。 2．力学：在物理学中，研究物体做 运动规律的分支叫作力学。 【预习检测1】（23-24高一上·山东济宁·期中）下列各种现象中不属于机械运动的是（　　） A．列车在轨道上行驶 B．月球绕地球转动 C．树上的苹果从绿色变成红色 D．河水在河中流动 【巩固训练1】（22-23高一下·安徽阜阳·阶段练习）以下运动不属于机械运动的是（    ） A．洋务运动 B．马路上行驶的汽车 C．晨跑的同学 D．水中游动的鱼 知识点二：物体和质点 1．质点的定义：在某些情况下，可以忽略物体的 和 ，把它简化为一个具有 的点，这样的点叫作质点。 2．物体能看成质点的两种情况 (1)物体的 和 对所研究问题的影响可以忽略不计。 (2)物体上各点的运动情况 ，从描述运动的角度看，物体上 的运动完全能反映整个物体的运动。 3．一个物体能否看成质点是由 。 4．理想化模型：在物理学中，突出问题的 ，忽略 ，建立 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。质点就是一种理想化模型。 描述物体的运动时，只有体积很小的物体才可以忽略它的大小和形状，体积较大的物体不能忽略它的大小和形状。这种说法对吗？ 不对。只要物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计，就可以忽略物体的大小和形状。 物体能看作质点的条件 (1)物体能否看成质点，是由所要研究的问题决定的，与物体的大小无必然关系，关键是看物体的大小和形状在所研究的问题中是否可以忽略。当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时，可以把物体看作质点。 (2)做平动的物体一般可以看作质点。物体有转动，但转动对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时，物体也可以看作质点。 【预习检测2】（23-24高一上·河北唐山·期末）关于质点，下列说法中正确的是（　　） A．质点就是物体中最重的点 B．只有静止的物体才可以看成质点 C．只有体积足够小的物体才能看成质点 D．物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的 【巩固训练2】（2024·浙江杭州·二模）如图，甲、乙、丙、丁分别为神舟十六号载人飞船发射升空、箭船分离、太阳帆板张开以及舱内宇航员的照片，下列说法正确的是（　　） A．甲图中火箭体积较大，所以不能看作质点 B．乙图中研究箭船分离姿态时，火箭和飞船都能看作质点 C．丙图中研究太阳帆板张开时，可以将飞船看作质点 D．丁图中研究宇航员在发射轨道上的位置时，可以将其看作质点 知识点三：参考系 1．运动与静止的关系 (1)运动的绝对性：自然界的一切物体都处于永恒的运动中， 的物体是不存在的。就此意义而言，运动是 的。 (2)运动的相对性：描述某个物体的位置随时间的变化，总是 其他物体而言的。 2．参考系：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为 ，观察物体的 相对于这个“其他物体”是否随 变化，以及怎样变化。这种用来作为 的物体叫作参考系。 3．参考系的选取 (1)在描述一个物体的运动时，参考系可以 选择。 (2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会 。 (3)通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以 为参考系。 能否选择物体本身作为参考系？ 不能。要选除物体本身之外的某个其他物体作为参考系，才能描述该物体的运动。 1．选取参考系的意义 凡是提到运动，都应该弄清楚是相对于哪个参考系而言的。只有选定了参考系，才能确定物体的位置，研究物体的运动。 2．参考系的特性 标准性 作为参考系的物体，不论原来的运动情况如何，都假定不动，被研究的物体的运动都是以参考系为标准的 任意性 参考系的选取在原则上是任意的 同一性 比较不同物体的运动应选择同一参考系 差异性 对于同一物体的运动，选择不同的参考系，结果可能不同 3.参考系的选取原则 (1)理论上讲，参考系的选取是任意的。 (2)选取参考系以使问题的研究变得简洁、方便为原则，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系。 (1)具体的问题研究中，选择合适的参考系，可使问题的分析变得简洁。所以分析具体问题时，不一定总以地面或相对地面静止的物体作为参考系，可根据情况灵活选择。 (2)解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明。 【预习检测3】（2024·浙江·三模）C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机。在下列运动的描述中，以C919飞机作为参考系的是（　　） A．C919从跑道起飞 B．C919平稳地降落 C．C919上的乘务员走向前排 D．C919穿过云层飞向蓝天 【巩固训练3】（多选）（23-24高一上·广东汕头·阶段练习）甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降。那么在地面上的人看来，甲、乙、丙的运动情况可能是（　　） A．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙停在空中 B．甲、丙匀速下降，v丙>v甲，乙匀速上升 C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙<v甲 D．甲、乙匀速下降，v乙<v甲，丙匀速下降，且v丙<v甲 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，什么物体是静止的，静止的物体可能就是参考系。 (2)假设法：假设以某个其他物体为参考系，分析对物体运动情况的描述是否与观察到的结果一致。若一致，该“其他物体”可能就是参考系。 建立理想化模型 在物理学研究中，研究对象受许多因素的影响，如果同时考虑这诸多因素，那就无法使用数学知识达到定量研究的目的。在一定条件下我们把非本质的次要因素找出来，加以剔除，抓住其主要因素和本质特征并进行抽象概括、研究，这种研究方法被称为物理学中的理想化方法。用这种方法将研究对象(物体、过程等)简化成抽象模型，我们称之为物理学中的理想化模型。 除质点外，在学习中还会接触到许多理想化模型，例如光线、光滑面等，它们在现实中并不存在，都只是理想化模型。 理想化模型的要点如下： (1)“理想化模型”是为了使研究的问题简化方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在。 (2)“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”。 (3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的近似反映，是物理学中经常采用的一种科学研究方法。 1．（23-24高二下·广东揭阳·阶段练习）关于质点，下列说法正确的是（　　） A．质点一定是很小的物体 B．质点是实际存在的有质量的点 C．质点就是物体的重心 D．质点是研究物体运动时的一种理想化模型 2．（2024·浙江·高考真题）杭州亚运会顺利举行，如图所示为运动会中的四个比赛场景。在下列研究中可将运动员视为质点的是（　　） A．研究甲图运动员的入水动作 B．研究乙图运动员的空中转体姿态 C．研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度 D．研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作 3．（23-24高一上·天津宁河·期末）2022年9月28日，第十三届中国国际航空航天博览会在中国珠海开幕，展会期间，中国空军“八一”飞行表演队、“红鹰”飞行表演队为现场观众带来了精彩的飞行表演，如图所示。下列关于飞行表演队的说法中正确的是（　　） A．飞行员看到观礼台向后掠过，是以观众为参考系的 B．飞机在飞行过程中，飞行员一定是运动的 C．研究飞机在空中飞行的轨迹长度时，可将飞机视为质点 D．研究飞机在空中的各种表演动作细节时，可将飞机视为质点 4．（23-24高一上·湖南长沙·期末）2023年暑假国产历史动画电影《长安三万里》爆火，影片结尾李白的一句“轻舟已过万重山”，戳中无数人的泪点，让观众在欣赏这部动漫时能够找到自己的情感共鸣和文化认同。古诗词是我国五千年灿烂文化的精髓，诗词中既蕴涵着深刻的哲理，又蕴涵着丰富的物理知识。“轻舟已过万重山”这句古诗中，诗人李白描述舟的运动时选取的参考系为（　　） A．自己 B．岸边的山 C．船夫 D．船上的物体 5．（23-24高一上·内蒙古乌兰察布·期末）如图为神舟十六号返回舱返回大气层时被拍摄到的图片，画面中前方亮点为神舟十六号返回舱，后方为与大气层摩擦烧毁逐渐脱落的推进舱，下列对返回舱和推进舱描述正确的是（    ） A．研究推进舱烧毁脱落过程，推进舱可以看成质点 B．研究返回舱的返回轨迹时，返回舱可以看成质点 C．推进舱烧毁脱落过程中，返回舱与推进舱相对静止 D．推进舱烧毁脱落过程中，返回舱与推进舱运动方向相反 6．（23-24高一上·浙江丽水·开学考试）关于参考系，下列说法正确的是（   ） A．太阳从东边升起，从西边落下，选取的参考系是地球 B．由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参考系 C．乘客看到车窗外的景物飞速后退，选取的参考系是地面 D．同一物体的运动，选不同的参考系观察结果肯定是相同的 7．（22-23高一上·全国·课后作业）第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000 m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，便敏捷地把它一把抓了过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹，是因为（　　） A．飞行员的反应快 B．子弹相对于飞行员是静止的 C．子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了 D．飞行员的手有劲 8．（22-23高一上·甘肃甘南·期中）如图，某演员为某汽车做广告，他在高速行驶的卡车之间气定神闲摆出“一字马”姿势，下列说法正确的是（　　） A．以演员为参考系，卡车运动得很慢 B．以地面为参考系，演员没有动 C．以卡车为参考系，演员没有动 D．以地面为参考系，卡车是静止的 知识点一：机械运动与力学 1．空间位置 2．机械 【预习检测1】 【答案】C 【详解】机械运动是物体的位置随时间而变化的过程。列车在轨道上行驶、月球绕地球转动、河水在河中流动均是机械运动，树上的苹果从绿色变成红色不是机械运动。 故选C。 【巩固训练1】 【答案】A 【详解】机械运动是指物体位置之间有变化，所以马路上行驶的汽车、晨跑的同学、水中游动的鱼都属于机械运动，洋务运动不属于机械运动。 故选A。 知识点二：物体和质点 1．大小、形状、质量 2．物体能看成质点的两种情况 (1)大小、形状 (2)完全相同、任意一点 3．所要研究的问题 4．主要因素、次要因素、理想化 【预习检测2】 【答案】D 【详解】物体是否能看成质点是由所要研究的问题决定的，当物体的形状大小在研究的问题中可以忽略不计时，物体可以看成质点。 故选D。 【巩固训练2】 【答案】D 【详解】A．物体能否看作质点要看物体的大小和形状对于所研究的问题而言能否忽略，而不能根据物体的体积大小来判断。当研究火箭进入太空后相对地球的运动时，火箭的大小和形状可以忽略，可以将其看作质点，故A错误； B．乙图中研究箭船分离姿态时，火箭和飞船的大小和形状都不能忽略，不能将其看作质点，故B错误； C．丙图中研究太阳帆板张开时，飞船的大小和形状不能忽略，不能将其看作质点，故C错误； D．丁图中研究宇航员在发射轨道上的位置时，宇航员的大小和形状可以忽略，可以将其看作质点，故D正确。 故选D。 知识点三：参考系 1．运动与静止的关系 (1)绝对静止、绝对 (2)相对于 2．参考、位置、时间、参考 3．参考系的选取 (1)任意 (2)有所不同 (3)地面 【预习检测3】 【答案】C 【详解】ABD．描述C919的运动，都是以别的物体为参考系。故ABD错误； C．C919上的乘务员在飞机上走动以飞机为参考系。故C正确。 故选C。 【巩固训练3】 【答案】AC 【详解】甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地匀速下降。乙看到甲匀速上升，说明乙匀速下降，而且v乙>v甲；甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，丙可能停在空中，也可能匀速上升或下降；当丙匀速下降时，且v丙<v甲。 故选AC。 1．【答案】D 【详解】A．能否看成质点与物体的质量、体积的大小无关．例如地球绕太阳公转时，地球可以看成是质点，故A错误； BCD．质点是为了研究物体的运动提出的，用来代替物体的有质量的点，是理想化模型，实际上并不存在，质点是代替物体的有质量的点，不是物体的重心，故BC错误；D正确； 故选D。 2．【答案】C 【详解】A．研究甲图运动员的入水动作时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此时运动员不能够看为质点，故A错误； B．研究乙图运动员的空中转体姿态时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此时运动员不能够看为质点，故B错误； C．研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略，此时运动员能够看为质点，故C正确； D．研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时，运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略，此时运动员不能够看为质点，故D错误。 故选C。 3．【答案】C 【详解】A．飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系的，故A错误； B．飞机在飞行过程中，以飞机为参考系，飞行员是静止的，故B错误； C．研究飞机在空中飞行的轨迹长度时，由于研究的问题与飞机的形状无关，可以将飞机视为质点，故C正确； D．研究飞机在空中的各种表演动作细节时，由于研究的问题与飞机的形状有关，因此不能将飞机视为质点，故D错误。 故选C。 4．【答案】B 【详解】“轻舟已过万重山”这句古诗中，诗人李白描述舟的运动时选取的参考系为岸边的山，故选B。 5．【答案】B 【详解】A．研究推进舱烧毁脱落过程，推进舱的形状大小不能忽略不计，不可以看成质点，故A错误； B．研究返回舱的返回轨迹时，返回舱的形状大小可以忽略不计，可以看成质点，故B正确； C．推进舱烧毁脱落过程中，返回舱与推进舱有相对运动，不是相对静止，C错误； D．推进舱烧毁脱落过程中，返回舱与推进舱运动方向不一定相反，D错误。 故选B。 6．【答案】A 【详解】A．太阳从东边升起，从西边落下，是以地球为参考系的相对运动，地球仍绕太阳运动，故A正确； B．由于运动是绝对的，描述运动时，需选定参考系，故B错误； C．窗外的景物是被研究的物体，窗外的景物飞速后退，而实际景物是相对地面静止的，所以景物向后退是以汽车为参考系的，故C错误； D．同一物体的运动，选择不同的参考系所观察到的轨迹可能不同，故D错误。 故选A。 7．【答案】B 【详解】相对地面静止的物体都具有相同的速度，相互间保持相对静止状态，才使人们没有察觉到这一速度的存在。当飞行员的飞行速度与子弹的飞行速度相同时，子弹相对飞行员是静止的，因此飞行员去抓子弹，就和我们去拿相对地面静止的物体的感觉一样。故B正确。 故选B。 8．【答案】C 【详解】A．以演员为参考系，卡车是静止，故A错误； BD．以地面为参考系，演员和卡车是运动的，故BD错误； C．以卡车为参考系，演员相对卡车静止，相对卡车没有动，故C正确。 故选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$