1.1 质点 物理模型-2024-2025学年上海市高一物理必修一（沪科版2020）同步讲义

第一节 质点 物理模型 课时聚焦 一、机械运动 在物理学中，把物体__________随________的变化称为机械振动，机械运动是自然界中最基本的运动形态。 二、质点 1．定义：在某些情况下，可以忽略物体的__________和__________，把实际的物体抽象为一个有_________的点。 2．物体抽象为质点的条件： （1）当研究对象的________与其运动范围相比小得多时。 （2）研究对象_________的运动，无须考虑对象各组成部分的运动差异。 三、物理模型 1．定义：在物理学中，通过突出事物的_________因素、忽略_______因素而建立起来的_____“模型”。 2．质点是一种物理模型，实际是___________（存在／不存在）的。_________建构是一种重要的思想方法。 典型例题 【例 1】 （2021年浙江高考）用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是（ ） （A）研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点 （B）研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点 （C）研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点 （D）研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点 【例 2】 在研究下列问题时，可将研究对象视为质点的是（ ）。 A．沿斜槽下滑的小钢球的转动快慢 B．人造卫星绕地球运动的周期 C．木箱在水平力作用下是否会在水平面上翻滚 D．船舶远洋航行的速度 【例 3】 课本图 1–1 中列车沿直线轨道通过隧道。两位同学对列车是否能视为质点持有不同观点，他们的观点在一定的条件下都是合理的。请问什么情况下列车可以视为质点，什么情况下列车不能视为质点。 【例 4】 当将扳手放在光滑水平面上推出后，会发现扳手边旋转边向前运动，如果不考虑扳手的旋转，可以认为扳手整体在做匀速直线运动。如图（a）所示，在扳手的三个位置标注 A、B、C 三点。图（b）是扳手由左向右运动的部分频闪照片，图中画出了扳手上 A、B、C 三点在水平面上运动的轨迹，试问扳手上哪个点的运动可以反映扳手整体的运动。说明理由。 同步精练 一、选择题 1． 以下关于质点的说法正确的是（ ） A．只要物体的体积很小，就可以视为质点 B．只要物体沿直线运动，就可以视为质点 C．抽象为质点后，物体的大小和质量均可忽略不计 D．某些条件下，地球可被视为质点 2． 下列关于质点的说法中，正确的是（ ） ①质点是一个理想化模型，实际上并不存在； ②因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的； ③凡是小的物体，皆可以抽象为质点； ④如果物体的形状和大小与研究的问题无关或属于次要因素时，即可把物体抽象为质点。 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 3． 下列现象不属于机械运动的是（ ） A．上海的磁浮列车正在高速行驶 B．“神舟十一号”与“天宫二号”交会对接 C．煤炭正在熊熊燃烧 D．学生正在进行篮球训练 4． 在下列比赛项目中，可将运动员抽象为质点的是（ ） A．马拉松 B．跳水 C．击剑 D．体操 5． 如图，在某运动员跳高的场景中，下列研究内容可将运动员抽象为质点的是（ ） A．跳高方式 B．跳高成绩 C．a→b 跳离地面前起跳转体 D．b→d 跳离地面后在空中转体 6． 下列说法正确的是（ ） A．机械运动是研究物体位置的变化 B．研究兵乒球的旋转效应，可以把乒乓球抽象为质点 C．任何情况下原子一定可以抽象为质点 D．研究“神舟十一号”飞船绕地球的运动，它不能抽象为质点 7． （多选）物理学中的“质点”是一种理想化模型。下列物体中，可以抽象为质点的是（ ） A．研究绕地球的运动轨道运行时的航天飞机 B．计算在海洋中航行速度的轮船 C．研究百米赛跑最后冲刺的运动员 D．研究行驶中的汽车后轮边缘运动轨迹时的汽车车轮 8． 如图，是“辽宁舰”甲板上的手势指挥调度员正在示意歼-15 舰载机起飞。下列说法正确的是（ ） A．由于“辽宁舰”“高大威武”，故任何情况下都不能抽象为质点 B．歼-15 飞行员可以把正在甲板上的手势指挥调度员抽象为一个质点 C．在歼-15 飞行训练中，研究战机的空中翻滚动作时，战机可以抽象为质点 D．研究“辽宁舰”航母在大海中的运动轨迹时，航母可以抽象为质点 9． 具有完全自主知识产权的中国标准动车组“复兴号”的高度从“和谐号”的 3 700 mm 增高到 4 050 mm，单车长度“伸展”到 25 m，下列说法正确的是（ ） A．“复兴号”体积太大．不能抽象为质点，乘客可抽象为质点，因为乘客体积小 B．“复兴号”在运行时任何情况下都不能抽象为质点，因为车轮在转动 C，研究“复兴号”在弯道处有无翻车危险时，可将它抽象为质点 D．计算“复兴号”从北京南站到上海站的运行时间，可将它抽象为质点 10． 如图，研究下列现象，涉及的物体可抽象为质点的是（ ） A．研究地球绕太阳公转的时间 B．研究撬棒用力大小与支点位置关系 C．研究旋转的乒乓球的旋转方向 D．研究旋转的电风扇扇叶所受阻力大小的影响因素 11． （多选）下列关于物理模型的说法中，正确的是（ ） A．物理模型是为了研究问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象，实际并不存在 B．物理模型是突出问题的主要因素，忽略次要因素，是经常采用的一种科学研究方法 C．物理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 D．质点是实际物体的一种“简化”，只是忽略了物体的大小和形状，是实际存在的 二、填空题 12． 质点与几何点唯一的区别是质点具有一定的_________。研究一名学生从家步行 1 km 到学校的情况时，______________（选填“能”或“不能”，下同）把人抽象为质点，研究蚂蚁的肢体如何分工时，_________把蚂蚁抽象为质点。 13． 为研究运动员沿着平直跑道跑动的快慢，某同学猜想身体某一部位的运动可以近似视为直线运动，用这个部位的运动来代表运动员整体的运动。为了验证这种猜想，他设计了一个方案：在操场直跑道上每隔 1 m 做一个明显的记号，在一位同学的肩、腰、臀、肘、膝贴上不同颜色的圆形标记，拍摄一段同学沿直跑道跑动 10 m 的视频。你能根据视频绘制各个标记点的轨迹，由轨迹解释哪个标记点最能代表运动员整体的运动吗？答：___________。 三、简答题 14． 两个运动的物体：一个是被球拍击出的乒乓球，另一个是正在飞行的歼-20 隐形战斗机。 请你为乒乓球和战斗机各创设两个问题，一个问题中可以把它（乒乓球或战斗机）看成质点；另一个问题中不能把它看成质点。 答：乒乓球，若研究_______________________________________________________，可以将它看成质点； 若研究_______________________________________________________，则不能将它看成质点； 战斗机，若研究_______________________________________________________，可以将它看成质点； 若研究_______________________________________________________，则不能将它看成质点； 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 运动的描述 课程标准 1.1.1 了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。 1.1.2 经历质点模型的建构过程，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。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。 1.1.3 理解位移、速度和加速度。通过实验，探究匀变速直线运动的特点，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。 第一节 质点 物理模型 Comment by fj: 本节课应使用15分钟进行绪论课的内容 课时聚焦 一、机械运动 Comment by fj: 空间位置，时间 在物理学中，把物体__________随________的变化称为机械振动，机械运动是自然界中最基本的运动形态。 二、质点 Comment by fj: 1．大小，形状，质量 2．（1）尺寸 （2）整体 1．定义：在某些情况下，可以忽略物体的__________和__________，把实际的物体抽象为一个有_________的点。 2．物体抽象为质点的条件： （1）当研究对象的________与其运动范围相比小得多时。 （2）研究对象_________的运动，无须考虑对象各组成部分的运动差异。 三、物理模型 Comment by fj: （1）主要，次要，理想化 （2）不存在 （3）模型构建 1．定义：在物理学中，通过突出事物的_________因素、忽略_______因素而建立起来的_____“模型”。 2．质点是一种物理模型，实际是___________（存在／不存在）的。_________建构是一种重要的思想方法。 典型例题 【例 1】 （2021年浙江高考）用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是（ ） （A）研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点 （B）研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点 （C）研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点 （D）研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点 【例 2】 在研究下列问题时，可将研究对象视为质点的是（ ）。 Comment by fj: BD 2021沪科版练习册1.1.4，无照片的具体情境 A．沿斜槽下滑的小钢球的转动快慢 B．人造卫星绕地球运动的周期 C．木箱在水平力作用下是否会在水平面上翻滚 D．船舶远洋航行的速度 【例 3】 课本图 1–1 中列车沿直线轨道通过隧道。两位同学对列车是否能视为质点持有不同观点，他们的观点在一定的条件下都是合理的。请问什么情况下列车可以视为质点，什么情况下列车不能视为质点。 Comment by fj: 火车的大小相对运动的距离可以忽略不计时，如研究火车在两个城市间行驶，可以将火车视为质点；如研究火车通过隧道、桥梁，或者火车车轮、车厢或车厢里的乘客等的运动时，不能将火车视为质点。 课本问题与思考1，训练学生的文字表述能力 【例 4】 当将扳手放在光滑水平面上推出后，会发现扳手边旋转边向前运动，如果不考虑扳手的旋转，可以认为扳手整体在做匀速直线运动。如图（a）所示，在扳手的三个位置标注 A、B、C 三点。图（b）是扳手由左向右运动的部分频闪照片，图中画出了扳手上 A、B、C 三点在水平面上运动的轨迹，试问扳手上哪个点的运动可以反映扳手整体的运动。说明理由。 Comment by fj: B 点。扳手一边旋转，一边向右运动，扳手上 B 点的连线是一条由左向右的直线，可以代表扳手整体的直线运动。 突出整体两字，与聚焦中的“二/2/（2）”呼应 同步精练 一、选择题 1． 以下关于质点的说法正确的是（ ） Comment by fj: D 2021沪科版练习册1.1.6改编 A．只要物体的体积很小，就可以视为质点 B．只要物体沿直线运动，就可以视为质点 C．抽象为质点后，物体的大小和质量均可忽略不计 D．某些条件下，地球可被视为质点 2． 下列关于质点的说法中，正确的是（ ） Comment by fj: D ①质点是一个理想化模型，实际上并不存在； ②因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的； ③凡是小的物体，皆可以抽象为质点； ④如果物体的形状和大小与研究的问题无关或属于次要因素时，即可把物体抽象为质点。 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 3． 下列现象不属于机械运动的是（ ） Comment by fj: C A．上海的磁浮列车正在高速行驶 B．“神舟十一号”与“天宫二号”交会对接 C．煤炭正在熊熊燃烧 D．学生正在进行篮球训练 4． 在下列比赛项目中，可将运动员抽象为质点的是（ ） Comment by fj: A A． 马拉松 B．跳水 C．击剑 D．体操 5． 如图，在某运动员跳高的场景中，下列研究内容可将运动员抽象为质点的是（ ） Comment by fj: B A．跳高方式 B．跳高成绩 C．a→b 跳离地面前起跳转体 D．b→d 跳离地面后在空中转体 6． 下列说法正确的是（ ） Comment by fj: A A．机械运动是研究物体位置的变化 B．研究兵乒球的旋转效应，可以把乒乓球抽象为质点 C．任何情况下原子一定可以抽象为质点 D．研究“神舟十一号”飞船绕地球的运动，它不能抽象为质点 7． （多选）物理学中的“质点”是一种理想化模型。下列物体中，可以抽象为质点的是（ ） Comment by fj: AB A．研究绕地球的运动轨道运行时的航天飞机 B．计算在海洋中航行速度的轮船 C．研究百米赛跑最后冲刺的运动员 D．研究行驶中的汽车后轮边缘运动轨迹时的汽车车轮 8． 如图，是“辽宁舰”甲板上的手势指挥调度员正在示意歼-15 舰载机起飞。下列说法正确的是（ ） Comment by fj: D A．由于“辽宁舰”“高大威武”，故任何情况下都不能抽象为质点 B．歼-15 飞行员可以把正在甲板上的手势指挥调度员抽象为一个质点 C．在歼-15 飞行训练中，研究战机的空中翻滚动作时，战机可以抽象为质点 D．研究“辽宁舰”航母在大海中的运动轨迹时，航母可以抽象为质点 9． 具有完全自主知识产权的中国标准动车组“复兴号”的高度从“和谐号”的 3 700 mm 增高到 4 050 mm，单车长度“伸展”到 25 m，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: D A．“复兴号”体积太大．不能抽象为质点，乘客可抽象为质点，因为乘客体积小 B．“复兴号”在运行时任何情况下都不能抽象为质点，因为车轮在转动 C，研究“复兴号”在弯道处有无翻车危险时，可将它抽象为质点 D．计算“复兴号”从北京南站到上海站的运行时间，可将它抽象为质点 10． 如图，研究下列现象，涉及的物体可抽象为质点的是（ ） Comment by fj: A A．研究地球绕太阳公转的时间 B．研究撬棒用力大小与支点位置关系 C．研究旋转的乒乓球的旋转方向 D．研究旋转的电风扇扇叶所受阻力大小的影响因素 11． （多选）下列关于物理模型的说法中，正确的是（ ） Comment by fj: ABC A．物理模型是为了研究问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象，实际并不存在 B．物理模型是突出问题的主要因素，忽略次要因素，是经常采用的一种科学研究方法 C．物理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 D．质点是实际物体的一种“简化”，只是忽略了物体的大小和形状，是实际存在的 二、填空题 12． 质点与几何点唯一的区别是质点具有一定的_________。研究一名学生从家步行 1 km 到学校的情况时，______________（选填“能”或“不能”，下同）把人抽象为质点，研究蚂蚁的肢体如何分工时，_________把蚂蚁抽象为质点。 Comment by fj: 质量，能，不能 13． 为研究运动员沿着平直跑道跑动的快慢，某同学猜想身体某一部位的运动可以近似视为直线运动，用这个部位的运动来代表运动员整体的运动。为了验证这种猜想，他设计了一个方案：在操场直跑道上每隔 1 m 做一个明显的记号，在一位同学的肩、腰、臀、肘、膝贴上不同颜色的圆形标记，拍摄一段同学沿直跑道跑动 10 m 的视频。你能根据视频绘制各个标记点的轨迹，由轨迹解释哪个标记点最能代表运动员整体的运动吗？答：___________。 Comment by fj: 拍摄视频时，设备需保持静止。利用信息技术，将视频处理成与教材“问题与思考”第2题相似的照片。将照片中同学身上的相同颜色的标记点连线，获得各色标记点的不同轨迹，找出其中最接近直线的一条。本题所需的视频可根据情况由学生自主拍摄或由教师提供。本题呈现了提出猜想、收集证据、作出解释的科学探究的一般过程，与教材“问题与思考”第2题呼应。 腰 2021沪科版练习册1.1.7改编 三、简答题 14． 两个运动的物体：一个是被球拍击出的乒乓球，另一个是正在飞行的歼-20 隐形战斗机。 请你为乒乓球和战斗机各创设两个问题，一个问题中可以把它（乒乓球或战斗机）看成质点；另一个问题中不能把它看成质点。 Comment by fj: 若研究乒乓球被球拍击出的点到落到球台上的点之间的距离，可以把乒乓球看作质点；若研究乒乓球的旋转，就不能把它看作质点。 若研究战斗机的飞行，可以把它看作质点；若研究战斗机的翻转，就不能把它看作质点。 人教版课本习题 答：乒乓球，若研究_______________________________________________________，可以将它看成质点； 若研究_______________________________________________________，则不能将它看成质点； 战斗机，若研究_______________________________________________________，可以将它看成质点； 若研究_______________________________________________________，则不能将它看成质点； 学科网（北京）股份有限公司 $$