第1章 第1节 质点 参考系（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

运动的描述 第1节　质点　参考系 第一章 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 一、物体和质点 1．机械运动 (1)定义：物体的________随时间的变化。 (2)特点：自然界中最简单、最____的运动形态。 必备知识 自主学习 空间位置 基本 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 必备知识 自主学习 大小 形状 具有质量 大小 形状 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 必备知识 自主学习 参考 参考系 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 必备知识 自主学习 绝对 相对 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 必备知识 自主学习 同一 任意 地面 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 1．(物理与体育)为了丰富学生的学校生活，学校每年都要召开学生运动会。在运动会上，运动员们奋勇争先，创造了一个个优秀的成绩，请判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) 必备知识 自主学习 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 (1)计算运动员跑完全程的速度时，需要关注运动员的体形和身高。(　　　　) (2)运动员在比赛过程中，相对地面是运动的。(　　　) (3)运动员在比赛过程中，相对比赛中的队友是静止的。(　　　　) 必备知识 自主学习 × √ × 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 2．(教材点拨P13)“思考与讨论” (1)在研究如何才能踢出“香蕉球”时，能把足球看作质点吗？ (2)研究什么样的问题可以把足球看作质点？ 提示：(1)不能，足球上各个点的运动轨迹、速度的不相同。 (2)研究足球飞行的轨迹形状时，可以将足球看作质点。 必备知识 自主学习 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 在奥运会的比赛中，中国体育人以使命在肩、奋斗有我的精神，发扬顽强拼搏、奋勇争先的优良传统，为祖国争光，为奥运添彩。如图所示，在某次比赛中，运动员在空中做着优美的动作，请回答下列问题。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 [问题设计] (1)只研究运动员的行进路线时，能否把她看成质点？ (2)要评价运动员的动作是否优美和标准，能否把她看成质点？ 提示：(1)只研究运动员的行进路线时不必在意她的动作，可以把她看成质点。 (2)评价运动员动作优美和标准的重要指标是她的肢体动作，这时不能把她看成质点。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 1．质点的特点 (1)没有大小和形状，具有物体的全部质量； (2)是理想化的物理模型，实际并不存在。 2．把物体看成质点的常见情况 (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时，可以将物体看成质点； (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，一般可以看成质点； (3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可以把物体看成质点。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 3．理想化模型 “理想化模型”是突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”，是物理学中经常采用的一种研究方法。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 【例1】 质点是一种理想化的物理模型，在实际应用中是否把某一物体看作质点要具体问题具体分析，如下图各情境，可以把研究对象看作质点的是(　　) A．研究地球上物体重力的变化 B．求火星探测器“天问一号”发射升空过程的时间 C．研究体操运动员单臂大回环时身体各部分的运动情况 D．测定高铁列车通过比其略长的隧道所需的时间 关键能力 互动探究 B 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 [练1] (2022·贵州高中学业水平考试)在2022年北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛上，我国运动员凭借一套超高难度动作BF­-F­-F(向后翻腾三周加转体三周)，拿下了108.61分，一举夺得金牌。在运动员完成下列动作的过程中，可以将她视为质点的是(　　) A．助滑雪道上的路程 　 B．落地状态 C．向后翻腾三周 　 D．转体三周 关键能力 互动探究 A 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 行人走在观景道路上，描述行人的运动时，参考系可以任意选择。但是，选择不同的参考系来观察同一运动，其结果会有所不同。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 [问题设计] 行人向前走时，其左侧的建筑物，相对于行人来说，是向后运动，还是静止不动？ 提示：选地面为参考系，其左侧的建筑物是静止不动的，行人向前运动；选行人为参考系，其左侧的建筑物是向后运动的。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 1．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：假设以某物体为参考系，看对物体运动的描述是否与观察到的结果一致。若一致，该物体可能就是参考系。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 2．性质 (1)相对性：用来作为参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。 (2)任意性：参考系的选取具有任意性，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。 注意：比较不同物体的运动时，应选择同一参考系。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 关键能力 互动探究 【例2】 云台山是全球首批世界地质公园，青龙峡景点有“中原第一峡谷”的美誉，这里气候独特，水源丰富，植被原始完整，是生态旅游的好去处，乘坐索道缆车不仅可以观赏怡人的风景，还能感觉悬挂在高空的刺激感。如图所示，对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说，以下说法正确的是(　　) A．以该游客自己为参考系，看到对面的山静止不动 B．以对面的山为参考系，该游客自己静止不动 C.以该游客自己为参考系，看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近 D．以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后走去 D 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 [练2] (2023·河北石家庄高一阶段测试)一只猴子静止悬挂于天花板的细棒上，现将连接细棒的绳子剪断，猴子和细棒一起向下运动，甲说猴子是向下运动的，乙说细棒是静止的，甲、乙两人所选的参考系分别是(　　) A．甲选的参考系是地球，乙选的参考系也是地球 B．甲选的参考系是地球，乙选的参考系是猴子 C．甲选的参考系是猴子，乙选的参考系是地球 D．甲选的参考系是猴子，乙选的参考系也是猴子 关键能力 互动探究 B 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 选取参考系的方法——相对运动法 研究运动学问题时必须选取参考系，而参考系的选取原则上是任意的。一般情况下，选取地面或相对地面静止的物体为参考系。但在研究有相对运动的两个以上物体的运动时，可巧妙地选取其中一个物体作为参考系，那将会简化解题过程，从而达到化难为易、事半功倍的效果。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 实际运动的物体，一般都十分复杂，涉及许多因素，要准确描述其规律，并不是一件容易的事。若忽略次要因素，抓住主要因素，即建构物理模型，是一种研究物理问题的科学的思维方法。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 [练3] (生活情境)(2023·山东济南检测)小梅乘汽车去姥姥家度假，汽车行驶在平直公路上，小梅透过车窗看去感觉电线杆周围的景物好像在绕电线杆转动似的，如图所示。这是因为，以电线杆为参照物，远处的村庄在向汽车前进的________(填“相同”或“相反”)方向运动，近处的小树在向汽车前进的________(填“相同”或“相反”)方向运动。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 [练4] (体育情境)研究下列运动员的比赛成绩时，可视为质点的是(　　) 关键能力 互动探究 B 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 [练5] (生活情境)(2024·湖南常德高一期末)野蜂身形很小，很难直接追踪，寻蜂爱好者根据蜂的习性，发现用白色羽毛套住蜂腰，就可以追踪野蜂，找到蜂巢。下列关于野蜂的说法正确的是(　　) A．野蜂身形体积很小，可以把它看作质点 B．观察野蜂采花时，可以把它看作质点 C.追踪野蜂回巢踪迹时可以把它看作质点 D．飞得很快的野蜂不能看作质点，飞得慢的野蜂可以看作质点 关键能力 互动探究 C 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 物体运动情况的判断方法 (1)确定研究对象； (2)根据题意选择合适的参考系； (3)分析被研究物体相对于所选参考系的位置变化情况。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 1．2022年11月，第十四届珠海航展在珠海国际航展中心隆重举行。歼-­20无疑是这次航展的最大亮点。研究下列问题可将歼-­20或运油­-20看作质点的是(　　) A．研究歼­-20弹仓的具体位置 B．研究歼-­20机翼的旋转方向 C．研究运油-20落地速度的大小 D．研究运油­-20空中加油时输油管位置 素养训练 学业评价 C 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 2．(多选)为了提高枪械射击时的准确率，制造手枪时会在枪膛上刻上螺旋形的槽。这样，当子弹在枪管中运动时，会按照旋转的方式前进，离开枪管后，子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响，从而提高子弹飞行的稳定性。下列关于子弹运动的说法正确的是(　　) 素养训练 学业评价 BD 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 A．当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时，可以把子弹看作质点 B．当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时，可以把子弹看作质点 C.无论研究什么问题都可以把子弹看作质点 D．能否将子弹看作质点，取决于我们所研究的具体问题 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 3. 如图所示，假期张华坐大巴去旅游，在单向通行的公路上，观察窗外时看到公路两旁的树不断向后移动，也有小轿车不时飞驰而过，张华想到物理学中的参考系，自言自语说“自己是静止的，同时在向前运动，也在向后运动”。那么这三种情况的参考系分别是(　　) A．座位、两旁的树、小轿车 B．两旁的树、座位、小轿车 C．座位、小轿车、两旁的树 D．小轿车、座位、两旁的树 素养训练 学业评价 A 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 4. (2023·浙江1月选考)神舟十五号飞船和空间站天和核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则(　　) A．选地球为参考系，天和是静止的 B．选地球为参考系，神舟十五号是静止的 C．选天和为参考系，神舟十五号是静止的 D．选神舟十五号为参考系，天和是运动的 素养训练 学业评价 C 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 5. 2023年10月26日，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十七号载人飞船入轨后，将按照预定程序，与空间站组合体进行自主快速交会对接，如图所示，下列说法正确的是(　　) 素养训练 学业评价 D 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 A．对接成功后，以空间站为参考系，神舟十七号飞船是运动的 B．对接成功后，以太阳为参考系，整个空间站是静止的 C．神舟十七号飞船在与空间站组合体对接的过程，可将它们视为质点 D．研究空间站绕地球飞行的时间时，可将空间站视为质点 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 6. 如图所示的是双人跳水比赛的情景，下列说法正确的是(　　) A．教练为了研究两人的技术动作，可将图片中的两人视为质点 B．两人在下落过程中，感觉水面是静止的 C．甲运动员感觉乙运动员是静止的 D．观众观看两人比赛时，可将两人视为质点 素养训练 学业评价 C 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 谢谢观看 返回导航 物理 必修 第一册 （R）　 2．质点：在某些情况下，确实可以忽略物体的____和____，把它简化为一个________的点，这样的点叫作质点。 (1)物体可看成质点的条件：物体的____和____对研究问题的影响可忽略。 (2)质点是一种理想化的模型，真正的质点是不存在的。 　　　　　　 　↓ 二、参考系 1．定义：在描述物体的运动时，首先要选定某个其他物体作为____，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______。 2．运动与静止：自然界的一切物体都处于永恒的运动中， ↓ 　　 运动是____的，静止是____的。 3．参考系的选取 (1)选择不同的参考系来观察____物体的运动，其结果会有所不同。 (2)参考系可以____选择，但选取得当，会使问题的研究变得简洁、方便。 (3)通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以____为参考系 探究点一物体和质点 研究地球上重力的变化，地球自身的形状和大小不能忽略，不能视为质点，A错误；火星探测器发射升空的过程所用的时间，探测器的大小相对升空经过的路径长度可以忽略不计，所以能视为质点，B正确；研究体操运动员单臂大回环时身体各部分的运动情况，运动员的形状和大小不能忽略，所以不能视为质点，C错误；高铁列车的长度相对隧道不能忽略不计，不能视为质点，D错误。 研究运动员在助滑雪道上的路程时，可忽略她的形状和大小，可以看作质点，A正确；在研究运动员的落地状态、向后翻腾三周以及转体三周时，不能将她看作质点，否则就没动作可言了，B、C、D错误。 探究点二参考系 以该游客自己为参考系，看到对面的山迎面走来，A错误；以对面的山为参考系，该游客自己向山运动，B错误；以该游客自己为参考系，看到同一缆车里的人静止不动，C错误；以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后走去，D正确。 绳子断后，猴子向下运动是以地面为参考系，即甲选的参考系是地球；细棒是静止的，是以猴子为参考系，即乙选的参考系是猴子，B正确。 探究点三解决实际问题 答案：相同　相反 由题图可知，当汽车与小树、电线杆和村庄在一条直线上时，汽车在向右行驶，则人从车里往外看时，会看到村庄相对于电线杆向右运动，即以电线杆为参照物，远处的村庄在向汽车前进的相同方向运动；同理，以电线杆为参照物，近处的小树在向汽车前进的相反方向运动。 研究运动员空中技巧时、花样滑冰时、单板滑雪时，运动员的肢体动作对成绩有影响，不能把运动员看成质点，A、C、D错误；长距离越野滑雪时，运动员的大小、形状对成绩几乎没有影响，可以把运动员看成质点，B正确。 能否看作质点，取决于物体的大小和形状对所研究的问题是否有影响，不能只看体积或者运动状态，A、D错误；观察野蜂采花时，要看到采花的动作，不能把野蜂看作质点，B错误；追踪野蜂回巢踪迹时，野蜂自身的大小和形状可以忽略，可以看成质点，C正确。 研究歼­20弹仓的具体位置、机翼的旋转方向和在空中加油时输油管位置，歼­20的形状和体积对所研究的问题的影响不可以忽略，故均不能看作质点，A、B、D错误；研究运油­20落地速度的大小时，运油­20的形状和体积对所研究的问题的影响可以忽略，故可以看作质点，C正确。 在研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状，因而不可以把子弹看作质点，A、C错误；但研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时，其大小和形状可以忽略，可以将子弹看作质点，B、D正确。 张华以车上的座位为参考系，他是静止的；以公路两旁的树为参考系，他向前运动；以飞驰而过的小轿车为参考系，他向后运动，综上，A正确。 神舟十五号飞船和空间站天和核心舱成功对接后，在轨绕地球做圆周运动，选地球为参考系，二者都是运动的，A、B错误；神舟十五号飞船和空间站天和核心舱成功对接后，二者相对静止，C正确，D错误。 对接成功后，以空间站为参考系，神舟十七号飞船是静止的，A错误；对接成功后，以太阳为参考系，空间站与太阳的位置发生变化，故整个空间站是运动的，B错误；神舟十七号飞船在与空间站组合体对接过程，二者的大小、形状以及各部分的运动差异均不能忽略，所以不能将它们视为质点，C错误；研究空间站绕地球飞行的时间时，空间站的大小、形状以及各部分的运动差异均可以忽略，可将空间站视为质点，D正确。 教练为了研究两人的技术动作，不能忽略人的形状，不能将图片中的两人视为质点，A错误；两人在下落过程中，相对水面下降，所以感觉水面是运动的，B错误；两个运动员的动作一致，所以甲运动员感觉乙运动员是静止的，C正确；观众观看两人比赛时，要看动作，不能将两人视为质点，D错误。 $$