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

第一节　质点　参考系　时间 课程内容要求 核心素养提炼 1.了解质点的含义．知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点． 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，认识物理模型在探索自然规律中的作用． 3．了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义．结合实例，了解不同参考系中对同一运动的描述可能不同，体会运动的相对性和绝对性． 4．知道时间和时刻的区别和联系． 1.物理观念：体会把实物看作质点中蕴含的主要思想方法，区分时间和时刻． 2．科学思维：理解运动和静止及相对性，体会物理模型在探索自然规律中的作用． 3．科学态度与责任：认识到物理学是基于人类有意识地探索而形成的对自然现象的描述与解释． 1．机械运动：物体相对于其他物体在空间位置上随时间的变化．简称运动． 2．质点：用来代替物体的有质量的点． 3．物体可看作质点的条件 (1)物体的大小和形状可以忽略． (2)物体上任意一点的运动可以代替整个物体的运动． (3)一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的． 4．理想化物理模型：在物理学中，突出问题的主要方面，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．质点就是这种物理模型之一． [思考] 是不是体积很小的物体一定可以看作质点，体积较大的物体一定不能看作质点？试举例说明． 提示　一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的，与物体的大小无关．例如我们研究电子的自旋时，电子不能看作质点，研究地球围绕太阳公转时，地球可以看作质点． 1．参考系 (1)定义：研究一个物体运动时，选来作为参考的物体． (2)同一物体的运动所选参考系不同，对物体运动的描述就会不同． (3)选取原则：参考系的选择是任意(填“任意”或“唯一”)的．一般取地面和相对地面静止的物体为参考系． 2．运动的绝对性和相对性 (1)自然界中一切物体都处于永恒的运动中，即运动的绝对性． (2)描述某一个物体的运动时，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的相对性． 3．坐标系 (1)建立目的：为了定量地描述物体的位置及位置的变化． (2)坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度． [判断] (1)参考系只能选择静止的物体．(×) (2)选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果一般不同．(√) 1．时刻：指某一瞬间．在时间轴上用点表示． 2．时间：指某两个时刻之间的间隔．在时间轴上，用线段表示． 3．时间与时刻的关系：Δt＝t2－t1． 探究点一　对质点的理解 在研究列车由北京开往广州所用时间时，能否把列车看成一个质点？如果研究列车通过一座隧道的时间，能否把列车看成一个质点？ 提示　能；不能．在研究列车由北京开往广州所用时间时，不用考虑列车的长度及大小，能把列车看成一个质点；如果研究列车通过一座隧道的时间，需要考虑列车的长度，不能把列车看成一个质点． 1．对质点的理解 (1)质点是一种理想化物理模型，实际中并不存在． (2)质点不同于几何中的“点”，它是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置． (3)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的，而不是依据物体自身大小和形状来判断． 2．可将物体看成质点的几种情况 [特别提醒]　平动的物体并不一定能看成质点，而转动的物体不一定不能看成质点． 东京奥运会将会在2021年6～9月之间举行，在以下几个奥运会比赛项目中，研究对象可视为质点的是(　　) A．在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时 B．确定马拉松运动员在比赛中的位置时 C．跆拳道比赛中研究运动员动作时 D．乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时 [思路点拨]　(1)明确各项比赛的基本特点． (2)明确物体的形状或大小对研究的问题是否有影响． B　[能否把某物体视为质点，关键要看忽略物体的大小和形状后，对所研究的问题是否有影响．显然A、C、D项中的研究对象的大小和形状忽略后，所研究的问题将无法继续，故A、C、D项不符合题意；而B项中的研究对象的大小和形状忽略后，所研究的问题不受影响，故B项符合题意．] [训练1]　图示为正在航拍的四旋翼无人飞机．下列过程中能将无人飞机看作质点的是(　　) A．调节飞机旋翼的转速 B．调整飞机在空中的姿态 C．观察飞机在空中的位置 D．调整飞机上摄像机镜头的方向 C　[调节飞机旋翼的转速时，飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计，不能将飞机看作质点，A错误；调整飞机在空中的姿态，飞机各部分的运动不同，不可以将飞机看作质点，B错误；观察飞机在空中的位置，飞机的大小和形状可忽略，可以看作质点，C正确；调整飞机上摄像机镜头的方向时，镜头及飞机的大小和形状不能忽略，不能看作质点，D错误．] 探究点二　对参考系的理解 1．站在运动的电梯里的人和电梯外的人，同时观察电梯内的物体，其对动与静的观察结果为什么是不同的？ 提示　因为站在运动的电梯里的人和电梯外的人所选的参考系不同，所以观察结果不同． 2．在电梯中观察外景的运动情况，必须以电梯为参考系吗？参考系的选取原则是什么？ 提示　不是．参考系的选取是任意的，但应该以使所研究问题易于研究为原则． 1．参考系的选取原则 (1)以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则． (2)研究地面上物体的运动时，一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系． 2．参考系的四性 标准性 做参考系的物体都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准 任意性 参考系的选取是任意的，任何物体都可以做参考系 统一性 比较不同物体的运动应选择同一个参考系 相对性 对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同 我国发射的“嫦娥四号”探测器首次着陆月球的背面，“玉兔二号”顺利从“嫦娥四号”上登陆到月球表面进行探月工作，利用中继星可拍摄到“玉兔二号”在月球上的运动轨迹，则在研究“玉兔二号”运动轨迹时选择的参考系是(　　) A．月球表面　　　　　　　　 B．太阳 C．中继星 D．地球 A　[参考系是被选作用来参考、假设静止不动的物体，研究“玉兔二号”运动轨迹时，应该选择月球表面为参考系．] [变式]　(1)在[例2]中，利用中继星可拍摄到“玉兔二号”在月球上的运动轨迹，在研究“玉兔二号”的运动轨迹时能否将其看作质点？ 解析　“玉兔二号”可以看作质点．因为在研究“玉兔二号”的运动轨迹时，其大小和形状相对研究的问题来说没有影响，可以忽略． 答案　能 (2)在[例2]中，若“玉兔二号”从“嫦娥四号”缓缓驶离，若以月球表面为参考系，则“嫦娥四号”是______ (选填“静止”或“运动”)的，“玉兔二号”是______(选填“静止”或“运动”)的． 解析　以月球表面为参考系，“嫦娥四号”相对于月球表面的位置未发生变化，所以是静止的，“玉兔二号”相对于月球表面位置发生了变化，所以是运动的． 答案　静止　 运动 [训练2]　某超市中，两层楼间有一架斜面式自动扶梯(无阶梯)，如图所示，小张带着孩子乘匀速上升的自动扶梯上楼．孩子在电梯上向上跑，小张没有“动”而是随着电梯上楼．则下列判断正确的是(　　) A．以扶梯为参考系，小张是运动的 B．以扶梯为参考系，孩子是静止的 C．以地面为参考系，小张是静止的 D．以地面为参考系，孩子是运动的 D　[以扶梯为参考系，小张是静止的，选项A错误；以扶梯为参考系，孩子是运动的，选项B错误； 以地面为参考系，小张是运动的，选项C错误；以地面为参考系，孩子是运动的，选项D正确．] 探究点三　时刻和时间 关于下列描述：“上午8时上课、8时45分下课”“每节课45分钟”“第2 s初”“第5 s末”“第6 s内”…… (1)以上说法中，哪些表示时刻？哪些表示时间？ 提示　8时、8时45分、第2 s初、第5 s末是时刻．45分钟、第6 s内是时间． (2)如图所示，在时间轴上如何表示出“第2 s初”“第5 s末”“第6 s内”“前2 s内”？ 提示　 1．时刻和时间的区别与联系 时刻 时间 对应运动描述量 位置 路程、位移 用时间轴表示 用时间轴上的点表示 用时间轴上的线段表示 描述关键词 “第1 s末”“第3 s初”“第3 s末”等 “第1 s”“前2 s”“前3 s内”等 联系 两个时刻的间隔即为一段时间，时间是一系列连续时刻的积累过程．时间能展示运动的一个过程，好比一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比一张照片 2.时刻和时间在时间轴上的表示方法 时间与时刻如图所示． 以下的计时数据指时间的是(　　) A．2020年中央电视台“春节晚会”节目于1月24日20：00准时开播 B．2018年8月27日中国选手苏炳添在第18届亚运会男子100米决赛中以9秒92的成绩获得冠军 C．2019年1月3日上午10时26分， 嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面 D．中学生每天早8：00开始上第一节课 B　[时刻在时间轴上用一个点表示，而时间在时间轴上用一段线段表示．也可以这样去理解：看所描述的数据是否有始末之分，如B项中的9.92秒是与100米这一过程相对应的，是时间．] [训练3]　关于下列甲、乙两图中计时数据的说法，正确的是(　　) A．甲图中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时刻 B．乙图中的列车到点“16：30”是指时间 C．乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间 D．甲、乙两图中所列计时数据均指时间 C　[甲图中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时间的长度，即时间，A错误；乙图中的列车到点“16：30”是指时间点，是时刻，B错误；“晚点1小时8分”是指时间的长度，即时间，C正确；综上所述，D错误．] 1．(质点)下列关于女排比赛中的研究对象，可以视为质点的是(　　) A．研究女排比赛中选手扣球的动作时 B．确定运动员在球场上的位置时 C．研究运动员比赛中发出的旋转球时 D．确定落在边线处排球是否为界内时 B　[研究女排比赛中选手扣球动作时，运动员的形状对研究结果有较大影响，因此运动员不可视为质点，但研究运动员在球场上的位置时可将运动员视为质点，故A错误，B正确；在研究发出的旋转球和排球落点是否在边线界内时球的大小对研究结果的影响不可忽略，因此，不能视为质点，故C、D错误．] 2．(参考系)明代诗人曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流”．其“桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系应理解成是(　　) A．桥　　　　B．水　　　　C．人　　　　D．地面 B　[“桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系是水．] 3．(时间与时刻)2019年9月23日凌晨5时10分，我国成功执行“一箭双星”发射任务，将两颗北斗全球导航卫星发射升空．这两颗卫星属于中圆轨道卫星，绕地球运动一圈的时间是8 h．以上记录时间的数据分别是(　　) A．时刻和时间 B．时间和时刻 C．都是时刻 D．都是时间 A　[2019年9月23日凌晨5时10分是指一瞬间，即指时刻，绕地球运动一圈的时间是8 h是指一个过程，即时间，故A项正确．] 4．(参考系)“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室自动交会对接成功，指令长景海鹏观察到“神舟十一号”飞船处于静止状态，则他所选的参考系可能是(　　) A．酒泉卫星发射中心 B．中国航天远洋测控船 C．在“天宫二号”内穿行的航天员陈冬 D．“天宫二号”空间实验室 D　[以酒泉卫星发射中心和中国航天远洋测控船为参考系，景海鹏会观察到“神州十一号”飞船是运动的，A、B错误；以在“天宫二号”内穿行的航天员陈冬为参考系，“神州十一号”飞船是运动的，C错误；交会对接之后，“天宫二号”空间实验室与“神舟十一号”飞船相对静止，景海鹏以“天宫二号”空间实验室为参考系，会观察到“神舟十一号”飞船是静止的，D正确．] 学科网（北京）股份有限公司 $$