第一章 1 质点 参考系-【金版教程】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册创新导学案word（人教版2019）

物理必修 第一册 RJ 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。 任务1　物体和质点 如图所示，雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时，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。如果我们要研究雄鹰是如何飞行的，雄鹰的大小和形状对研究的问题有影响吗？如果我们只关注雄鹰从哪里移动到了哪里，雄鹰的大小和形状对研究的问题有影响吗？ 提示：有影响；没有影响。 1．机械运动：物体的空间位置随时间的变化，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，研究物体做机械运动规律的分支叫作力学。 3．质点的定义：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。 4．物体能看成质点的两种情况 (1)物体的大小和形状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完全相同，从描述运动的角度看，物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。 5．一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。 6．理想化模型：在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，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。 判一判 (1)很小的物体一定能看成质点。(　　) (2)同一物体有时可看成质点，有时则不能。(　　) (3)质点与几何学中的点一样，没有区别。(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)×　几何学中的点无质量。 1．对质点的理解 质点是实际物体的理想化模型：①具有物体的全部质量；②没有大小、形状的点。 质点不同于几何学中的点，它具有质量；而几何学中的点只表示空间位置。另外，质点也不能和微观粒子如电子混为一谈。 2．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。 例1　在下列体育运动中，考察运动员的成绩时，可将运动员视为质点的是(　　) [规范解答]　在跳马、花样游泳、武术比赛中，考察运动员的成绩时，要考虑运动员的动作和姿势，运动员的大小和形状不可忽略，不可以将运动员视为质点，在百米赛跑中，考察运动员的成绩时，可以忽略运动员的大小和形状，可以将运动员视为质点，故A、C、D错误，B正确。 [答案]　B [跟进训练1]　(2024·山东省济南市高一上统考期末)中国自行研制的首艘国产航母山东舰舷号为“17”。山东舰航行训练过程中，下列说法正确的是(　　) A．由于航母山东舰体积庞大，故任何情况下都不能看作质点 B．舰载机飞行员可以把正在甲板上利用手势指挥的调度员看成一个质点 C．在舰载机飞行训练中，研究飞机的空中翻滚动作时，可以把飞机看作质点 D．研究航母山东舰在大海中的运动轨迹时，可以把航母看作质点 答案：D 解析：当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，或者不能忽略物体的大小和形状，但物体上各点的运动情况完全相同时，物体可以看作质点，与物体的体积大小无关，故A错误；利用手势指挥的调度员的形状、大小不可以忽略，舰载机飞行员不可以把正在甲板上利用手势指挥的调度员看成一个质点，故B错误；在舰载机飞行训练中，研究飞机的空中翻滚动作时，飞机的形状、大小不可以忽略，不可以把飞机看作质点，故C错误；研究航母山东舰在大海中的运动轨迹时，航母山东舰的形状、大小可以忽略，可以把航母看作质点，故D正确。 任务2　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，绝对静止的物体是不存在的。就此意义而言，运动是绝对的。 (2)运动的相对性：描述某个物体的位置随时间的变化，总是相对于其他物体而言的。 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参考，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，参考系可以任意选择。 (2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同。 (3)通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以地面为参考系。 判一判 (1)由于运动是绝对的，描述物体的运动时，可以不选定参考系。(　　) (2)必须选择地面为参考系。(　　) 提示：(1)×　(2)× 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。 (3)比较不同物体的运动应选择同一参考系。 (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。 例2　一个司机驾驶卡车沿平直道路匀速前进，下列说法正确的是(　　) A．以司机为参考系，卡车是静止的 B．以地面为参考系，司机没有动 C．以卡车为参考系，司机运动得很慢 D．以地面为参考系，卡车是静止的 [规范解答]　卡车与司机的相对位置没有发生改变，所以以司机为参考系，卡车是静止的，以卡车为参考系，司机是静止的，故A正确，C错误；卡车和司机相对地面的位置发生了改变，所以以地面为参考系，司机和卡车都是运动的，故B、D错误。 [答案]　A 分析物体运动情况的步骤 [跟进训练2]　歼­15舰载机从航母起飞进行飞行训练，如图甲所示。在空中飞行时，摄影师拍摄了飞机与月亮同框的照片，如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．起飞时，以飞机里的飞行员为参考系，飞机是运动的 B．起飞时，以飞机为参考系，航母是运动的 C．在空中，以飞机为参考系，月亮是静止的 D．在空中，以地球为参考系，飞机是静止的 答案：B 解析：起飞时，以飞机里的飞行员为参考系，飞机相对飞行员位置没有发生变化，则飞机是静止的，故A错误；起飞时，以飞机为参考系，航母相对飞机位置发生了变化，则航母是运动的，故B正确；在空中，以飞机为参考系，月亮相对飞机位置发生了变化，则月亮是运动的，故C错误；在空中，以地球为参考系，飞机相对地球位置发生了变化，则飞机是运动的，故D错误。 例3 “轻舟已过万重山”这句古诗中，诗人李白描述轻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 轻舟相对参考系是静止还是运动？ 提示：运动。 [规范解答]　“轻舟已过万重山”这句古诗中，诗人李白将岸边的山当作是静止的，来描述轻舟的运动，故其选取的参考系为岸边的山，故选B。 [答案]　B 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。 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。 [注]　①“科学思维”栏目介绍物理学中常用和重要的科学思想、方法，供学有余力的同学选学。 课后课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★★ ★ ★ ★ 对应考点/知识点 对物体可看成质点的情况的理解 物体可看成质点的判断 物体可看成质点的判断 物体可看成质点的判断 根据参考系判断运动情况 根据运动情况判断参考系 根据运动情况判断参考系 题号 8 9 10 11 12 难度 ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 对应考点/知识点 根据参考系判断运动情况 物体可看成质点的判断、根据参考系判断运动情况 物体可看成质点的判断、根据参考系判断运动情况 根据现象判断运动的可能情况 根据现象判断运动的可能情况 知识点一　物体和质点 1．质点是一种理想化模型，下列关于质点的说法正确的是(　　) A．外形是球形的物体才能看成质点 B．体积小、重量轻的物体才能看成质点 C．任何一个物体都可以看成质点，与研究运动的性质无关 D．同一个物体，有时可以看成质点，有时不能看成质点 答案：D 解析：物体能否看作质点是由所要研究的问题决定的，当物体的大小和形状对所要研究的问题无影响，或有影响但可以忽略不计时，或物体上各点的运动情况完全相同时，物体可看成质点，与物体的外形、体积以及重量均无关，与研究的问题的性质有关，故A、B、C错误；同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点，例如研究地球公转时可把地球看成质点，研究地球自转时不能把地球看成质点，D正确。 2．“绿水青山就是金山银山”，近年来随着生态环境的转好，扬州北湖湿地公园的白鹭数量不断增加。研究下列情境时，可将白鹭视为质点的是(　　) A．迁徙的路径 B．起飞的姿态 C．翩翩起舞 D．低头觅食 答案：A 解析：研究白鹭的迁徙路径时，白鹭的大小和形状可以忽略，则这种情况下可将白鹭看成质点，故A正确；研究白鹭的起飞姿态或翩翩起舞的舞姿时，需要研究其翅膀如何扇动等，因此不能忽略白鹭的形状，则不能将白鹭看成质点，故B、C错误；研究白鹭低头觅食时，需要研究白鹭的颈部、头部如何运动，因此不能忽略白鹭的大小和形状，则不能将白鹭看成质点，故D错误。 3．(2023·广东省深圳市高一上统考期末)某同学研究羽毛球比赛中羽毛球的运动，关于是否能把羽毛球视作质点的讨论正确的是(　　) A．判断羽毛球的运动轨迹时可以把羽毛球视作质点 B．判断羽毛球是否触网时可以把羽毛球视作质点 C．羽毛球受到的空气阻力不可忽略，故不能视为质点 D．羽毛球运动速度较小时可以视作质点，速度大时不能视作质点 答案：A 解析：物体能被视为质点的条件是物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响较小，可以忽略，或物体上各点的运动情况完全相同。判断羽毛球的运动轨迹时，羽毛球的大小和形状可以忽略，故可以把羽毛球视作质点，A正确；判断羽毛球是否触网时，羽毛球的大小和形状不可忽略，故不可以把羽毛球视作质点，B错误；物体能否视为质点与其运动速度和受力情况无关，需要根据所研究的问题进行判断，故C、D错误。 4．(2023·甘肃省武威市高一上统考)研究下列四种运动时，运动中的物体能看成质点的是(　　) 答案：B 解析：分析子弹穿过苹果的过程要考虑子弹的长度，即子弹的大小不能忽略，不可以将子弹视为质点，故A错误；汽车的大小相对北京到上海的路程长度可以忽略，则汽车可以视为质点，故B正确；观察车轮的旋转情况，车轮大小不能忽略，即不可以将车轮视为质点，故C错误；观察体操运动员的翻滚动作，要考虑体操运动员的身高、动作和姿势，不可以将运动员视为质点，故D错误。 知识点二　参考系与相对运动 5．(2023·江苏百校高一联考)在某次飞行表演中，飞机排列并保持如图所示字样的编队，从观众席上空整齐飞过。甲、乙分别是编队中的两架飞机，则(　　) A．以甲为参考系，乙是运动的 B．以乙为参考系，甲是运动的 C．以乙为参考系，编队中所有飞机都是静止的 D．以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的 答案：C 解析：由题意可知，编队中所有飞机的相对位置不发生变化，则以甲为参考系，乙是静止的，以乙为参考系，编队中所有飞机都是静止的，A、B错误，C正确；甲和坐在观众席上的观众的相对位置发生变化，则以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是运动的，D错误。 6．(2023·广东省广州市仲元中学高一期末)我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系而言的。下列说法正确的是(　　) A．我们说：“太阳东升西落”，是以太阳为参考系的 B．我们说：“地球围绕太阳转”，是以太阳为参考系的 C．我们说：“同步卫星在高空静止不动”，是以太阳为参考系的 D．坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以地面为参考系的 答案：B 解析：“太阳东升西落”，是以地面为参考系的，A错误；“地球围绕太阳转”，是以太阳为参考系的，B正确；“同步卫星在高空静止不动”，是以地面为参考系的，C错误；“坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来”，乘客是以火车或他自己为参考系的， D错误。 7．(2023·四川省成都市外国语学校高一上校考)在电视连续剧《西游记》中，常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头，这通常采用的是“背景拍摄法”：让“孙悟空”站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头，放映时，观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”。这时，观众所选的参考系是(　　) A．“孙悟空” B．平台 C．飘动的白云 D．观众 答案：C 解析：由题目信息可知，观众将“孙悟空”背后急速飘动的白云当作是静止的，认为“孙悟空”在飞速前进，则这时，观众所选的参考系是飘动的白云，故C正确。 8．(多选)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”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，乘坐索道缆车观赏怡人的风景以外，还能感觉悬挂在高空的刺激感。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．以自己为参考系，看到对面的山迎面走来 B．以对面的山为参考系，自己静止不动 C．以自己为参考系，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运动 答案：AD 解析：以自己为参考系，对面的山是运动的，且相对于游客的位置越来越近，即看到对面的山迎面走来，故A正确；以对面的山为参考系，自己相对山的位置是变化的，则自己是运动的，故B错误；以自己为参考系，同一缆车的人相对自己的位置不变，结合A项分析知，看到对面的山向同一缆车里的人不断靠近，故C错误；以所乘坐的缆车为参考系，两边的青山绿树向身后运动，故D正确。 9．(2023·陕西省榆林市高一上期中)在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点 B．以地球为参考系，金星是静止的 C．以金星为参考系，太阳是静止的 D．以太阳为参考系，金星是运动的 答案：D 解析：因为观测“金星凌日”时太阳的大小不能被忽略，所以不能将太阳看成质点，A错误；以地球为参考系，金星相对地球的位置是改变的，则金星是运动的，B错误；以金星为参考系，太阳相对金星的位置是改变的，则太阳是运动的，C错误；以太阳为参考系，金星相对太阳的位置是改变的，则金星是运动的，D正确。 10．神舟十五号载人飞船成功发射并完成与“天和”核心舱快速自主对接，宇航员费俊龙于2023年2月9日成功出舱，下列说法正确的是(　　) A．选择地面为参考系，发射过程中，载人飞船是静止的 B．选择“天和”核心舱为参考系，对接过程中，载人飞船是运动的 C．费俊龙出舱过程中，载人飞船可以看作质点 D．“天和”机械臂的工作过程中，载人飞船可以看作质点 答案：B 解析：选择地面为参考系，发射过程中，载人飞船相对地面的位置是改变的，载人飞船是运动的，故A错误；选择“天和”核心舱为参考系，对接过程中，载人飞船相对“天和”核心舱的位置发生变化，载人飞船是运动的，故B正确；费俊龙出舱过程中，载人飞船大小和形状不能忽略，此时载人飞船不可以看作质点，故C错误；“天和”机械臂的工作过程中，载人飞船大小和形状不能忽略，载人飞船不可以看作质点，故D错误。 11．火炬传递是各种重大体育赛事的重要环节。在某次运动会火炬传递中，观察到同一地点的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰如图所示。关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法中正确的是(　　) A．甲、乙两火炬手一定都在向右运动 B．甲、乙两火炬手一定都在向左运动 C．甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动 D．甲火炬手可能静止，乙火炬手一定向左运动 答案：D 解析：根据旗帜的飘动情况可知风向左吹。甲火炬手所传递的圣火火焰向左飘，所以甲火炬手可能相对于旗杆静止，也可能向右运动，还可能以比风速小的速度向左运动；乙火炬手所传递的圣火火焰向右飘，表明乙火炬手一定相对于旗杆向左运动，且运动速度比风速大，D正确。 12．(多选)有甲、乙、丙三台观光电梯，甲中乘客看到一座高楼在向下运动；乙中乘客看到甲在向下运动；丙中乘客看到甲、乙都在向上运动。这三台电梯相对地面的运动情况可能是(　　) A．甲向上、乙向下、丙不动 B．甲向上、乙向上、丙不动 C．甲向上、乙向上、丙向下 D．甲、乙、丙都向上，但丙比甲、乙都慢 答案：BCD 解析：电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系的。甲中乘客看到高楼在向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动。乙中乘客看到甲在向下运动，则乙相对甲在向上运动，说明乙相对地面也在向上运动，且运动得比甲快。丙电梯无论是静止，向下运动，还是以比甲、乙都慢的速度向上运动，丙中乘客都会看到甲、乙在向上运动。综上所述，B、C、D正确，A错误。 13 学科网（北京）股份有限公司 $$