1.1 质点 参考系(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第一册同步学习指导(人教版2019)

书 第一章!运动的描述 !" !"#$%& ! !"#$%& 素养目标 学习重点 物理观念 !""了解质点的含义#知道将物体抽象为质点的条件#知道质点 是理想化的物理模型$ !#"知道参考系的概念及其对描述物体运动的意义$ 科学思维 !""初步体会建构物理模型的思维方式#能将特定实际情境中 的物体抽象成质点$ !#"通过阅读课本理解运动的相对性#能找出相关语境中的参 考系#并能在相关问题中选择合适的参考系$ 科学态度 与责任 知道物理学研究的很多问题就在身边#对自然界有好奇心#具有 探索的兴趣%认识物理模型在探索自然规律中的作用$ !""物体能否看成 质点的判断$ !#"由参考系判断 物体的运动 情况$ 探究点 " 物体和质点 !!!!!!!!!!! ! !!!!! ! '()* !!情境!如图所示!雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔" 探究!#"$如果我们研究雄鹰从北方飞到南方的位置 变化情况!雄鹰的大小和形状对所研究的问题有影响吗% 能否把雄鹰简化成一个点% ##$如果研究雄鹰的翅膀是如何拍打时!能把雄鹰简化成一个点吗% " "提示# ! +,-. !!"!机械运动!物体的空间位置随时间的!!!!称为机械运动" #!质点的定义!忽略物体的!!!!和!!!!!把物体简化为一个具 有!!!!的点!这样的点称为质点" $!把物体看作质点的条件!物体的!!!!和!!!!对研究问题的影 响可以忽略" "提示# ! " "#$%&'( &)*+,-$./ 0)-12 3456 .7%&'(&)8 9:;<=2 >.) -1?@AB356 )CDEFGH2 I 4J;KLMNO ! # "56>.)P QRSTUVW2 P Q)@A?-1XY Z[2 >.XYJ; KLMNO ##! "思考# 如图所示!沿某方向 推动桌面上的教科 书!若要测量书移动 的距离!能否将它视 为质点" 为什么" 若 要记录书通过桌面上 某一虚线"#的时间! 能否将书视为质点" 为什么" !!%!在物理学中!突出问题的!!!!!忽略!!!!!建立!!!!的物 理模型!是经常采用的一种科学研究方法" 质点就是一种理想化模型!实际 并不存在" "判断正误# #"$形状不规则的物体一定不能看成质点" #!!$ ##$做直线运动的物体一定能看成质点" #!!$ #$$只要物体很小!就一定可以看成质点" #!!$ ! #/01 !!"!质点的特点 #"$没有大小和形状" ##$具有物体的全部质量" #$$现实生活中并不存在" #!质点与几何中的$点%的区别!质点是忽略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" $!实际物体可看成质点的常见情况 " "思考# &误区警示 !""误认为体积小的物体都可以看作质点#体积大的物体都不能看作质点$ !#"误认为平动的物体都能看作质点#转动的物体都不能看作质点$ !$"误认为一个物体在一种情境中可以看作质点#在另外一种情境中也可以 看作质点$ 2345 对质点的理解 例"!下列关于质点的说法中!正确的是 #!!$ &!地球很大!一定不能看成质点 '!原子核很小!一定能看成质点 (!质点是一种理想化模型!实际上并不存在!所以没有意义 )!同一物体在不同的情况中!有时可看成质点!有时则不可看成质点 ##$ 2365 物体能否看成质点的判断 例#!第十九届亚运会于#*#$年+月#$日,"*月-日在杭州举行!本次以 &中国新时代(杭州新亚运'为定位!秉持&绿色)智能)节俭)文明'的办 会理念!向世界奉献了一场精彩的比赛盛会" ########### 在考察下列运动员的成绩 ######### 时可近似视为质点的是 #!!$ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$ !!!!!!!!!!!!!!! "#$%&'()*+ !! ,-./ 012%&'*3456789:;<=>? " "规律方法# !!跟踪训练"!#*##年.月"/日!中国第三艘航 母福建舰下水命名仪式在中国船舶有限公司举行" 这是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航母!采 用平直通长飞行甲板!配置电磁弹射和阻拦装置" 满载排水量-万余吨" 如图所示!下列说法中正确 的是 #!!$ &!可以把正在&福建舰'航母甲板上用手势指挥的调度员看成是一个 质点 '!研究&福建舰'航母上战斗机起飞后空中翻滚动作时!可以把战斗机 看成质点 (!研究&福建舰'航母在大海中运动轨迹时!可以把航母看成质点 )!由于&福建舰'航母&高大威武'!故任何情况下都不能看成质点 " "注意# 探究点 # 参考系 ! '()* !!情境!如图所示 探究!#"$坐在火车里的乘客为什么说火车没有动呢% ##$站在站台上的小朋友为什么说火车运动快呢% #$$怎样描述物体的运动情况呢% ! +,-. !!"!运动与静止的关系 " "提示# #"$运动的绝对性*自然界的一切物体都处于永恒的运动中!!!!!的 物体是不存在的!运动是!!!!的" ##$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" #!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! 这种用来作为!!!!的物体叫作参考系"!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!$ >@ABCDEFGH "判断正误# #"$研究地球上物体的运动一般选地球为参考系" #!!$ ##$参考系必须要选静止不动的物体" #!!$ "规律方法#物体能否 看成质点的判断步骤 !!"\]CD)^ _2 `Dabc)d eRfg2 hijk l)mnoRfgO !""pqmr)@ Aj-1sZ[2hi kl)mnotbc) deRuvGHO S w-1?@AB56 CDI4Z[2 mr xIyz_N2 u{ XYyz_NO "注意#物体能否视为 质点的两点提醒 !!"|}a~2 €‚ƒmr„I4 y z _ N2 … †j ‡jˆ‰jŠ‹Œ Žz‘)mrL ’XY“”_NO !""Sws56) mr • – — zj ˜ ™jš—CDWO L ’ X Y s “ ” _NO "提示# ! " "›œB$ž ŸEF ¡89): —2 34žŸ4/¢ ” £ ¤ ¥ › œ E F—O ! # "›œB$¦ §t¦§¨)1©ª )89|«¬:;2 341©ª4¦§” £¤¥›œ­—«O ! $ "#¨®hiI ¯2 d°®LMmr )­—<=2 ±d² ³´µM¶·mrz ”£¤2 ¸¹mr) 89  B $ ³ ] ) º¶·mr» Ru¼ W½:;2 4t¾¿ :;O ##% "规律方法#判断参考 系的两种方法 !!"ÀmÁÂÃ\ ¸¹')–Äa2 Å ÆmrR­—)2 Å Æm r R À Ç )O ÀÇ)mrIYxR £¤ÈO !""pqÁÂpq 4µmr”£¤È2 Éʶ·mr)­— <=RuËDÌÍ® LÎO ÏLÎ2 Ð m r I Y x R £ ¤ÈO "思考# #满眼风波多闪灼!看 山恰似走来迎!仔细 看山山不动! 是 船行$% 请用物理学知识解释 #看山恰似走来迎%和 #山不动!是船行%$ 你由此得到什么 启示" "规律方法#判断物体 运动情况的方法 !!"\]56BÄO !""ÑÒDÓ³´ ÔÕ)£¤ÈO !#"his56m rB$3³£¤È )89:;<=O #$$参考系必须是和地面联系在一起的物体" #!!$ #%$参考系是为了研究某物体的运动而假定不动的那个物体" #!!$ ! #/01 !!参考系的五个特性 相对性被研究的物体是运动的还是静止的#都是相对于参考系而言的$ 任意性参考系的选择具有任意性$ 同一性比较不同物体的运动时#应该选择同一参考系$ 差异性同一运动选择不同的参考系#观察结果可能不同$ 简单性参考系选取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则$ &特别提醒 !""研究地面上物体的运动时#一般选地面为参考系#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$ !#"用来作参考系的物体都是假定不动的#与该物体相对地面是静止还是运 动无关$ 2345 由物体的运动情况判断参考系 例$!'多选(下列有关运动的描述中!参考系的选取符合描述的是 #!!$ &!诗句&飞流直下三千尺'是以&飞流'作为参考系的 '!&钱塘观潮时!观众只觉得潮水扑面而来'!是以&潮水'为参考系的 (!&两岸猿声啼不住!轻舟已过万重山'是以&万重山'为参考系的 )!升国旗时!观察到国旗冉冉升起!观察者是以&旗杆'为参考系的 " "规律方法#"思考# 2365 由参考系判断物体的运动情况 例%!观察图中屋顶的炊烟和小红头发的飘动方向!可知风与小红的运动情 况!其中正确的是 #!!$ &!风是向左吹的!小红向左运动的速度比风的小 '!风是向左吹的!小红向左运动的速度比风的大 (!风是向右吹的!小红是向左运动的 )!风是向左吹的!小红是向右运动的 " "规律方法# !!跟踪训练#!端午节是我国古老传统节 日!人们通常通过赛龙舟庆祝节日的到来" 如 图为两队在赛龙舟时的画面!甲队与乙队之间 的距离逐渐增大!最终乙队获得胜利" 则下列 说法正确的是 #!!$ &!以甲队为参考系!乙队向左运动 '!以乙队为参考系!甲队是静止的 (!以地面为参考系!乙队向右运动 )!以地面为参考系!甲队是静止的 ##& 素养能力提升 拓展整合!启智培优 7 & .89:3 ' ;.0 !!"!实际并不存在 &理想化模型'是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象" #!突出主要因素的结果 &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'" $!反映客观存在事物的主要特点 &理想化模型'是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映!是物理学中经 常采用的一种研究方法" 质点就是这种方法的具体应用" 例0!'多选(关于&理想化模型'的说法中!正确的是 #!!$ &!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并将其作为研究 对象!是经常采用的一种科学研究方法 '!&理想化模型'是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象!是实 际存在的 (!&速度'是理想化的模型 )!&地面光滑'是理想化的模型 请同学们认真完成练案!"" $" '(#)* 第"课时!时间!位移 ! !"#$%& 素养目标 学习重点 物理观念理解时刻和时间间隔&位置和位移&矢量和标量的概念$ 科学思维 !""通过时间轴#理解时刻和时间间隔的区别$ !#"会在一维坐标系中描述物体运动的位置和位移$ !$"会应用数学知识计算位移和路程$ !""时刻和时间间隔 的区别$ !# " 位移的理解和 计算$ 探究点 " 时刻和时间间隔 !!!!!!!!!!! ! !!!!! ! '()* !!情境!如右图" 探究!图中两位同学都提到&时间'!他 们所说的&时间'意义相同吗% " "提示# ! +,-. !!"!时刻!表示某一!!!!!在表示时 间的数轴上用!!!!表示" #!时间间隔!表示两个!!!!之间的 间隔!在表示时间的数轴上用!!!!表示" "提示# X ÖO º ¨ × W ½» Ø)RLÙ½Ú º "* hÛ)W½» Ø )RLW½O ##' 学案及练案部分 参考答案 第一章运动的描述 素养能力提升 例5：AD在物理学中，突出对问题起作用较大的主要因素，忽 1.质点参考系 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，故A正确：“理想化模型”是 探究点1物体和质点 为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科 基础梳理 学的抽象，它突出对问题起作用较大的主要因素，从而把问题 1.变化2.大小形状质量3.大小形状 简化，但理想化模型实际并不存在，故B错误：速度是描述运 4.主要因素次要因索理想化 动快慢的物理量，不是理想化的模型，C错误；“地面光滑”，在 判断正误 现实生活中是不存在的，故D正确。故选AD (1)×(2)×(3)× 例1：DA错：在研究地球绕太阳公转（一锻研究地球公转的锁 练案[1] 道和周期)时，地球的形状和大小可以忽略，可以看成质点。1.B研究蚂蚊的走路姿态时，不能把蚂蚁看成质点，故C错误： B错：若研究原子核内部结构，原子核不能看成质点。C错： 研究蚂蚁走过的轨迹时，可以不考虑蚂蚁的大小和形状，把蚂 质点是为了研究问题的方便引入的，是有实际意义的。D对： 蚁看成质点，故B正确：蚂蚁能否看成质点，与蚂蚁的大小无 同一物体，针对所研究的问题不同，有时可以看成质点，有时 关，只取决于蚂蚁的大小和形状对研究结果是否有影响，故 不能看成质点。 A,D错误 例2：A研究运动员竟走时，运动员的形状、大小可以忽略，可以2.A举重比赛中，记录运动员举起重物持续时间时的杠铃，杠 近似视为质点，故A正确：研究运动员跳水时，运动员的形状， 铃的形状和大小对研究的问题没有影响，所以可以看作质点。 大小不可以忽略，不能近似视为质点，故B错误：研究运动员 故A正确：赛艇比赛中，研究赛艇的吃水深度时赛艇的高度不 蹦床时，运动员的形状，大小不可以忽略，不能近似视为质点， 能忽略，所以不能看作质点，故B错误：击剑比赛中，研究运动 故C错误：研究运动员武术时，运动员的形状，大小不可以忽 员动作要领时的重剑，看作质点就看不到要领，所以不能看作 略，不能近似视为质点，故D错误。故选A。 质点，故C错误：马术比赛中，研究运动员的动作技能时的运 跟踪训练1：C用手势指挥的调度员不能看成是一个质点，因 动员，看作质点就看不到动作技能.所以不能看作质点，故D 为需要考虑调度员的动作，质点是不会有动作的，故A错误； 错误。故选A。 研究“福建舰"航母上战斗机起飞后空中翻滚动作时，不能忽3.AC在跳台滑雪中，研究运动员在空中飞行的轨迹，运动员 略战斗机的形状，不可以把战斗机看成质点，故B错误：研究 的形状和大小能忽略，运动员可以看成质点，故A正确：研究 ”福建舰”航母在大海中运动轨迹时，航母大小可以忽略，可 滑雪的动作技巧，运动员的形状和大小不能忽略，不能看成质 以把航母看成质点，故C正确，D错误。故选C。 点，故B错误；研究运动员短道速滑的时间，运动员的形状和 探究点2参考系 大小能忽路，可以看成质点，故C正确：研究运动员的动作技 基础梳理 巧，运动员形状和大小不能忽略，不能看成质点，故D错误。 1.绝对静止绝对相对于2.参考 4.CD参考系是用来选作标准、假定不动的物体，作为参考系 判断正误 的物体相对于地面可以是运动的，A项错误：参考系的选取是 (1)V(2)×(3)×(4)V 任意的，一般的选取原则是使所研究的运动描述起来尽可能 例3：CDA错：“飞流”相对于山在动，故参考系是山。B错： 简单，当研究火星公转时，以太阳为参考系比以地球为参考系 “观众只觉得潮水扑面而来”，是指福水相对于观满者本身来 要简单得多，B项错误：不选择参考系，就无法描述物体的位 说的，故是以观潮者为参考系。C对：“轻舟已过万重山”说的 置变化，也无法说明物体的运动情况，C项正确：根据参考系 是轻舟的运动，是以“万重山”为参考系。D对：观察到国旗冉 的差异性，同一物体的运动，选择不同的参考系可能有不同的 冉升起，观察者是以地面（或旗杆）为参考系 观察结果，D项正确 例4：B选地面为参考系，由屋顶的炊烟方向可知风向左吹。因：5.C“孙悟空"在“腾云驾雾”，是以运动的背景，即急速飘动的 为小红的头发向右飘，所以小红一定向左运动且速度比风速 白云为参考系，故选C。 大，故选项B正确。 6.D若运动员A以对面的运动员为参考系，他是静止的，故A 跟踪训练2：A由于两队之间的距离逐渐增大，且乙队获胜，则 错误：若运动员A以旁边的运动员为参考系，地面是运动的 以甲队为参考系，乙队向左运动，故A正确：以乙队为参考系， 故B错误：当他俯视大地时，看到大地迎面而来，是以他自己 甲队向右运动，故B错误：以地面为参考系，两队均向左运动， 为参考系，故C错误：以大地为参考系，运动员是运动的，故D 故C,D错误。故选A。 正确 253