第1章 第1节 参考系 时间 质点（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第一册（教科版2019）

描述运动的基本概念 第1节　参考系　时间　质点 第一章 物理 必修 第一册 J　 返回导航 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 一、参考系 1．参考系：在研究物体的运动时，作为____的物体叫作参照物，它以及与它保持相对____的物体组成一个系统，叫作参考系。 2．参考系的选择原则上是____(选填“任意”或“唯一”)的，只是选择不同的参考系，物体的运动情况______________(选填“可能会有所不同”或“一定相同”)。 3．凡没有特别说明的，都默认是以____为参考系。 参照 静止 任意 可能会有所不同 地面 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 二、时间和时刻 1．时刻：指某一瞬间，用时间轴上的__表示。 2．时间(时间间隔)：指某两个时刻之间的时间间隔，用时间轴上的一段____表示，即Δt＝t2－t1。 点 长度 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 三、质点 1．机械运动 (1)定义：物体的________随时间变化的过程。 (2)分类 ①平动：物体上各点的运动情况都____(选填“相同”或“不相同”)。 ②转动：物体上各点的运动情况______(选填“相同”或“不相同”)。 空间位置 相同 不相同 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 2．质点 (1)定义：把物体简化、抽象为一个具有____的点。 (2)一个物体能否看作质点，取决于所研究的____，而不是单纯看物体实际____的大小。 (3)理想模型：保留________而忽略________的思维方法通常称为理想化方法，而这种从实际物体中____出来的、被理想化了的研究对象称为理想模型。 质量 问题 体积 主要因素 次要因素 抽象 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)参考系只能选择静止的物体。(　　　　) (2)自然界中没有绝对静止的物体。(　　　　) (3)一个物体的运动情况与参考系的选择无关。(　　　　) (4)时刻就是一瞬间，即一段很短的时间间隔。(　　　　) (5)一分钟可分为60个时刻。(　　　　) (6)第2 s末和第3 s初指的是同一时刻。(　　　　) × √ × × × √ 物理 必修 第一册 J　 返回导航 必备知识 自主学习 (7)第2 s内和前2 s内指的是同一段时间间隔。(　　　　) (8)只要物体很小，就可以把物体看成质点。(　　　　) (9)做直线运动的物体不一定能看成质点。(　　　　) × √ × 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 探究点一____对参考系的理解 如图所示，一列火车经过一座车站。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [问题设计] (1)坐在火车里的乘客为什么说火车没有动呢？ (2)站在站台上的小朋友为什么说火车好快呢？ (3)怎样描述物体的运动情况呢？ 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 提示：(1)火车相对于乘客没有发生位置的变动，所以乘客以自己为参照说火车没有动。 (2)火车相对于站台及站台上的小朋友的位置在快速变化，所以小朋友以站台为参照说火车好快。 (3)由上面的分析可知，要描述一个物体的运动情况，需要先选择某个其他物体作为参照，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。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 1．选择参考系的意义 要描述一个物体的运动，必须首先选好参考系，只有选定参考系后，才能研究物体做怎样的运动。 2．选取参考系的方法 研究物体的运动时，参考系是可以任意选取的，但一般根据研究问题的方便性来选取。在研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 3．参考系的四个性质 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 (1)在具体问题的分析中，选择合适的物体作为参考系，可使问题的分析变得简单。 (2)在解题过程中，选地面作为参考系时可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 【例1】 (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 C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 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与观察到的结果是否一致，若一致，该物体可能就是参考系。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [练1] 003号航母“福建舰”已经正式下水，服役后我国可在紧急时刻组成三支航母战斗群。如图所示是舰载机在“辽宁舰”上起飞的情景，下列说法正确的是(　　) A．选舰载机为参考系，“辽宁舰”是静止的 B．选舰载机为参考系，舰载机驾驶员是运动的 C．选“辽宁舰”为参考系，舰载机是运动的 D．选舰载机驾驶员为参考系，“辽宁舰”是静止的 C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 探究点二____时间和时刻 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”…… 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [问题设计] (1)以上说法中，哪些表示时刻？哪些表示时间间隔？ (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”？ 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 提示：(1)表示时刻的有“上午8时上课、8时45分下课”“第2 s初”“第5 s末”；表示时间间隔的有“每节课45分”“第6 s内”。 (2)如图所示。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 1．时刻与时间间隔的比较 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 2.时刻、时间间隔在时间轴上的表示 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 两点注意： (1)第n s与n s的意义不同：前者指时间间隔为1 s；后者指时间间隔为n s。 (2)第n s末与第(n＋1)s初是同一时刻。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 【例2】 如图所示，在时间轴上表示出下面的时间或时刻，与之相对应的是(　　) A．第4 s内 B．第5 s末 C．3 s内 D．第6 s初 C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 区别时刻和时间间隔的关键要点 (1)在时间轴上，时刻对应一点，时间间隔对应一段线段。 (2)在描述物体运动时，时刻对应物体的某一位置，时间间隔对应一段运动过程(如位移、路程)。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [练2] 关于下列甲、乙两图中计时数据的说法，正确的是(　　) A．甲图中运动员百米夺冠成绩“9.58”是指时刻 B．乙图中的列车到点“16：30”是指时间间隔 C．乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔 D．甲、乙两图中所列计时数据均指时间间隔 C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 探究点三____质点 观察如图甲、乙所示场景，思考下列问题。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [问题设计] (1)如图甲所示，雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时，你能准确地描述它的运动吗？ (2)如果我们研究雄鹰从北方飞到南方的位置变化情况，雄鹰的大小和形状对所研究的问题有影响吗？如何描述雄鹰的运动？研究雄鹰的翅膀是如何运动的时候，能把翅膀当成一个点吗？ (3)如图乙，一列火车在平直轨道上行驶，什么时候可以把它看成一个点，什么时候不可以？ 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 提示：(1)雄鹰身体在向前运动，但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动，可知要准确地描述它的运动并不容易，因为雄鹰各部位的运动情况不同。 (2)它的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略。可以把它看成一个点来描述它的运动。研究雄鹰的翅膀是如何运动时，不能把翅膀当成一个点，雄鹰的翅膀在运动过程中各点的运动情况不同，若把翅膀当成一个点，我们无法研究翅膀的运动情况。 (3)当研究火车整体的运动情况时，可以用一个点的运动代替整列火车的运动，即可以把它看成一个点；但研究它的一部分，如传动机构及车轮的运动时，不可以把它看成一个点。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 1．质点的特点 (1)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、体积和形状，它与几何“点”有本质的区别。 (2)质点是一种“物理模型”。 ①在物理研究中，突出问题的主要方面，忽略次要因素建立理想化模型，是物理学经常采用的一种科学研究方法，质点就是典型的物理模型之一。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 ②物理模型作为一种理想模型，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在。 2．实际物体看成质点的常见情况 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 (1)物体能否看成质点不能只看其大小：很小的物体不一定能被看成质点，很大的物体也可能被看成质点。 (2)对于同一物体，能否将其看成质点要视研究的问题而定。 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 【例3】 在以下几个奥运会比赛项目中，研究对象可看成质点的是(　　) A．在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑运动员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 B 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 关键能力 互动探究 [练3] 下列关于质点的说法，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成质点 C．凡是轻小的物体，皆可看成质点 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，即可把物体看成质点 D 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 1．下列关于质点的说法，正确的是(　　) A．质量很小的物体都可看成质点 B．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比很小时，就可以看成质点 C．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看成质点 D．地球什么情况下都不可能看成质点 B 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 2．(多选)下列关于参考系的说法，正确的是(　　) A．研究任何物体的运动，都要选别的物体作为参考系 B．研究某物体的运动时，必须选特定的物体作为参考系，不能任意选取 C．若某物体在一段时间内相对于所选参考系的位置始终没有变化，则该物体相对于所选参考系是静止的 D．一个物体相对于一个参考系是静止的，相对于另一个参考系不一定是静止的 ACD 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 3．观察如图所示的漫画，图中司机对乘车人说：“你没动。”而路边的小女孩说：“真快！”司机和小女孩对乘车人运动状态的描述所选取的参考系分别为(　　) A．地面，地面 B．地面，汽车 C．汽车，地面 D．汽车，汽车 C 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 素养训练 学业评价 4．用如图显示时刻和时间间隔，以下描述中，所指为时刻的是(　　) A．学校每节课45 min B．学校每天上午8时开始上课 C．每节课后休息10 min D．图中横轴上8和9之间相差1 h B 物理 必修 第一册 J　 返回导航 解 析 物理 必修 第一册 J　 返回导航 课时梯级训练(1) 物理 必修 第一册 J　 返回导航 谢谢观看 物理 必修 第一册 J　 返回导航 物理观念 科学探究 科学态度与责任 理解质点、参考系、时间、时刻的概念，能解决实际问题。 参考系的选取原则、利用坐标轴来表示时间和时刻。 能利用质点、参考系、时间的相关知识，解决现实中的问题。 任意性 参考系可以任意选取，任何物体都可以作为参考系 标准性 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 差异性 选择不同的参考系，同一运动的观察结果可能不同 统一性 比较不同物体的运动时，应该选择同一参考系 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。 选舰载机为参考系，“辽宁舰”是运动的，A错误；选舰载机为参考系，舰载机驾驶员是静止的，B错误；选“辽宁舰”为参考系，舰载机在“辽宁舰”上起飞过程，舰载机是运动的，C正确；选舰载机驾驶员为参考系，“辽宁舰”是运动的，D错误。 较项目 时刻 时间间隔 物理意义 事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态节点 事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度 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 比较项目 时刻 时间间隔 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间隔，时间间隔是一系列连续时刻的积累过程。时间间隔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 第4 s内 第5 s末 3 s内 第6 s初 甲图中运动员百米夺冠成绩“9.58”是指时间的长度，即时间间隔，A错误；乙图中的列车到点“16：30”是指时间点，是时刻，B、D错误；“晚点1小时8分”是指时间的长度，即时间间隔，C正确。 能否把某物体看成质点，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，A、C、D错误；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，B正确。 当物体的大小和形状对所研究的问题是次要因素时，其大小、形状可以忽略，此时可把物体看成质点；在实际中质点并不存在，它是一个理想化的模型，但引入质点后描述物体的运动会更方便，有重要意义，A错误，D正确；一个物体能否被看成质点，与物体本身的大小及轻重无关，B、C错误。 一个实际物体能否看成质点，取决于物体的大小、形状在所研究的问题中是否可以忽略不计。如研究地球的公转运动时，完全可以忽略地球的形状、大小及地球自转的运动，把它看成一个质点，B正确。 运动是相对的，一个物体是否运动，以及做何种运动，都是相对于别的物体来说的，因此，研究任何物体的运动，都要选取参考系，而且参考系可以任意选取，一个物体相对于不同的参考系，位置是否变化及如何变化，都可能不同，A、C、D正确，B错误。 司机以汽车为参考系，乘车人与汽车保持相对静止，而小女孩以地面为参考系，乘车人相对地面在运动，C正确，A、B、D错误。 时刻指时间轴上的一个点，而时间间隔是指时间轴上的一段时间。学校每节课45 min，这里45 min指的是时间间隔，A错误；上午8时是指时间点，是时刻，B正确；休息10 min，这10 min是时间间隔，C错误；8和9之间相差1 h，是时间间隔，D错误。 $$