01 第一章 1.质点 参考系-【名师导航】2024-2025学年高中物理必修第一册同步课件(人教版2019)

第一章　运动的描述 1．质点　参考系 整体感知·自我新知初探 [学习任务]　 任务1．了解质点的含义，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。 任务2．了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义，体会运动的相对性和绝对性。 任务3．经历质点模型的建构过程，初步掌握建构物理模型的策略，树立具体问题具体分析的科学态度。 1．质点　参考系 [问题初探]　 问题1　质点的定义是什么？ 问题2　参考系的定义是什么？ 问题3　为什么选择参考系？ [自我感知]　经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 探究重构·关键能力达成 [链接教材]　如图所示，一列火车从北京到南京，当我们计算火车的运动时间时，是否还用考虑火车自身的长度？是否考虑火车轮子的转动情况？ 知识点一　物体和质点 提示：否；否。 1．质点　参考系 1．质点的定义：忽略物体的____和____，把它简化为一个具有____的点，这样的点称为质点。 2．把物体看作质点的条件：物体的____和____对所要研究问题的影响可以忽略。 3．理想化模型：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。 大小 形状 质量 大小 形状 主要因素 次要因素 理想化 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 长征二号FT1火箭是为发射天宫一号特别研制的改进型长征二号F火箭，全长52米，起飞质量493吨，运载能力最大8.6吨。由于长征二号FT1火箭体积比其他长征二号F运载火箭大，整流罩也相应增大，未设逃逸塔，控制系统首次采用了先进的迭代制导技术，可靠性和安全性是火箭家族中最高的。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 问题1　科学家研究它在发射升空后的空中位置、离地高度、飞行速度、运动轨道等问题时，可否将火箭看成质点？ 提示：可以。 提示：不能。 提示：一个物体能否看成质点是相对的，研究物体的运动时，若可以不考虑物体的大小和形状，就可以将物体看成质点。 问题2　分析火箭分离过程中的姿态、方向时，能否将火箭看成质点？ 问题3　通过对(1)(2)的分析，什么情况下可以将物体看作质点？ 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 1．对质点的理解 (1)质点是用来代替物体的有质量的点，只占有位置而不占有空间，具有被代替物体的全部质量。 (2)质点是一种理想化模型，它是对实际物体的一种科学抽象。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 2．物体能看成质点的条件 (1)物体的大小和形状对所要研究的问题无影响，或者有影响但可以忽略不计，则可将物体看成质点。 (2)当物体上各部分的运动情况完全相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映该物体的运动，一般可看成质点。 (3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体看成质点。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 【典例1】　(对质点概念的理解)下列关于质点的说法正确的是(　　) A．体积很小的物体都可看成质点 B．质量很小的物体都可看成质点 C．能否看成质点，取决于我们所研究的问题 D．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作质点 √ C　[当物体的形状、大小对所要研究的问题没有影响或影响可忽略不计时，我们就可以把它看成质点，与物体的体积大小无关，质量小、体积小的物体有时也不能看成质点，如研究原子核内部结构时，不能把原子核看成质点，故A、B、D错误，C正确。] 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 【典例2】　(选自教科版教材·质点的判断)(多选)下列情况下，物体能够被看成质点的是(　　) A．测量一列火车从北京开往上海的时间 B．乒乓球教练研究对付弧圈球的方法 C．研究体操运动员在吊环上转体时的动作 D．描述轮船在大海中航行的方向和快慢 √ √ 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 AD　[测量一列火车从北京开往上海的时间时，火车的形状大小对所要研究问题可以忽略不计，火车可以看作质点，故A正确；研究乒乓球的旋转时，乒乓球的形状大小对所要研究问题不能忽略，乒乓球不可以看作质点，故B错误；研究体操运动员在吊环上转体的动作时，运动员的形状、大小对所要研究问题不能忽略，运动员不能看作质点，故C错误；描述轮船在大海中航行的方向和快慢时，轮船的形状、大小对所要研究问题可以忽略不计，轮船可以看成质点，故D正确。] 方法技巧　“三步”判断物体能否当作质点 (1)确定问题的性质，即研究目的、观察的重点。 (2)假设物体的形状、大小被忽略，成了一个有质量的“点”。 (3)若看成了一个有质量的“点”，应思考所要研究的问题或进行的观察是否受影响。若受影响，物体不能被当作质点；若不受影响，物体就能被当作质点。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 1．运动与静止 (1)自然界的一切物体都处于永恒的____中，绝对静止的物体是不存在的，即运动是____的。 (2)描述某个物体的运动，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的______。 知识点二　参考系 运动 绝对 相对性 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 2．参考系 (1)定义：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为____，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间____，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作______。 (2)参考系对观察结果的影响：参考系可以____选择，但选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察结果会有所____。 参考 变化 参考系 任意 不同 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 中国的动车组列车分为三大级别：高速动车组、一般动车组或中速动车组、低速动车组。火车上的乘客正坐在行驶平稳的火车里聊天。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 问题1　在火车站上的人来看，他们随动车以很大的速度快速运动，那动车上正在聊天的乘客能感到自己在高速运动吗？ 提示：正在面对面的乘客感觉自己都是不动的。 问题2　他们若观看窗外的景色，能感到自己在高速运动吗？ 提示：他们观看窗外的景色，能感觉自己在高速运动。 问题3　选择不同参考系而出现的上述两种不同的现象能说明什么？谈谈你的看法。 提示：静止是相对的，运动是绝对的。物体是静止还是运动取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 1．参考系的四个特性 相对性 用来作参考系的物体都是假定不动的，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，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则 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，观察结果会有所不同 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 2．参考系的选取原则 (1)参考系的选取是任意的。在实际问题中，参考系的选择应从观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则。 (2)研究地面上物体的运动时，通常情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系，此时参考系可以省略不写。 (3)研究某一系统中物体的运动时，常选系统为参考系。 (4)要比较不同物体的运动情况时，必须选择同一个参考系。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 【典例3】　(对参考系的理解)关于机械运动和参考系，以下说法正确的是(　　) A．研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系 B．由于运动是绝对的，描述运动时，无须选定参考系 C．一定要选固定不动的物体为参考系 D．研究地面上物体的运动时，必须选地球为参考系 √ A　[研究物体的运动时，首先要选择参考系，参考系的选取是任意的。选项A正确。] 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 【典例4】　(已知运动情况判断参考系)在《与朱元思书》中如下片段：“风烟俱净，天山共色。从流飘荡，任意东西。”后两句写的是诗人乘坐着船随江水漂荡，任凭船随水漂去。从物理学角度，若诗人认为船是静止的，他选择的参照物是(　　) A．诗人自己 B．空中飞鸟 C．岸边青山 D．天上云朵 √ A　[若诗人选择的参照物是诗人自己，则船是静止的，故A正确；若诗人选择的参照物是空中飞鸟，则船是运动的，故B错误；若诗人选择的参照物是岸边青山，则船是运动的，故C错误；若诗人选择的参照物是天上云朵，则船是运动的，故D错误。] 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 【典例5】　(参考系中对运动的描述)(多选)云台山是全球首批世界地质公园，青龙峡景点有“云台山第一峡谷”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，除了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走去 √ √ 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 AD　[以自己为参考系，相对于山靠近的过程中，看到对面的山迎面走来，故A正确；以对面的山为参考系，相对于山靠近的过程中，看到自己向山运动，故B错误；以自己为参考系，看到同一缆车里的人静止不动，故C错误；以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后走去，故D正确。] 【教用·备选例题】 【典例1】　下列体育运动中，可将运动员视为质点的是(　　) A． B． C． D． √ 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 C　[跳水比赛中要考虑运动员的动作，故不能视为质点，故A错误；撑竿跳高比赛中如果研究运动员转身情况，运动员的形状不能忽略，所以不能看成质点，故B错误；长跑比赛中运动员的大小和体积可以忽略不计，可以简化为质点，故C正确；在羽毛球接球时，不能忽略运动员的形状、大小，故不能看成质点，故D错误。] 【典例2】　在摄影中有一种拍摄手法为“追拍法”。如图所示是“追拍法”的成功之作。摄影师和运动员同步运动，在摄影师眼中运动员是静止的，而模糊的背景是运动的。“运动员是静止的”选择的参考系是(　　) A．大地 B．太阳 C．摄影师 D．地面上的景物 √ 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 C　[同一运动选择不同的参考系，观察到的结果往往不同。由于运动员和摄影师以相同的速度运动，故以运动员作为参考系，摄影师是静止的，故运动员的图片是清晰的，但由于背景相对于运动员是运动的所以背景相对于摄像机是运动的，所以拍摄的背景是模糊的，故“运动员是静止的”选择的参考系是摄影师。] 应用迁移·随堂评估自测 1．如图所示是双人跳水比赛的情境，下列说法正确的是(　　) A．教练为了研究两人的技术动作，可将图片中的两人视为质点 B．两人在下落过程中，感觉水面是静止的 C．甲运动员以自己为参考系感觉乙运动员是静止的 D．观众观看两人比赛时，可将两人视为质点 √ 1．质点　参考系 C　[教练为了研究两人的技术动作，不能忽略人的形状，不能将图片中的两人视为质点，故A错误；两人在下落过程中，相对水面下降，所以感觉水面是运动的，故B错误；两个运动员的动作一致，所以甲运动员以自已为参考系感觉乙运动员是静止的，故C正确；观众观看两人比赛时，要看动作，不能将两人视为质点，故D错误。] 2．(多选)有一个“形影不离”的成语，意思是人的身体和影子分不开，形容关系密切，经常在一起。在晴天的早上，某同学在操场上自南向北跑步，下列说法正确的是(　　) A．以地面为参考系，影子是静止的 B．以地面为参考系，影子是运动的 C．以人为参考系，影子是静止的 D．以人为参考系，影子是运动的 √ BC　[同学在操场上跑步，以地面为参考系，人是运动的，所以影子是运动的，故A错误，B正确；人的身体和影子分不开，以人为参考系，所以影子是静止的，故C正确，D错误。] √ 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 3．(多选)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，持续时间长达六个半小时，这颗小黑点便是金星，如图所示，下面说法正确的是(　　) A．地球在金星与太阳之间 B．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点 C．以太阳为参考系，地球是运动的 D．以太阳为参考系，金星是运动的 √ √ 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 CD　[金星通过太阳和地球之间时，我们才会看到“金星凌日”天象，选项A错误；因为太阳的大小对所研究问题的影响起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日”时不能将太阳看成质点，选项B错误；以太阳为参考系，金星和地球都是运动的，选项C、D正确。] 回归本节知识，完成以下问题： 1．物体可看成质点的条件是什么？ 提示：物体的大小和形状对所要研究的问题的影响可以忽略。 2．实际物体可以视为质点的情况有哪几种？ 提示：(1)物体的大小、形状可以忽略时。 (2)物体的转动在所研究的问题中不起主要作用时。 (3)研究平动物体的运动情况时。 (4)题目中有特殊说明的物体。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 3．参考系的选取有哪些基本要求？ 提示：①在实际问题中，以对研究对象的观测、描述及运算方便为原则选取参考系。 ②研究地面上物体的运动时，一般情况下选取地面或地面上静止不动的物体为参考系。 ③比较不同物体的运动情况时，必须选取同一参考系。 整体感知 探究重构 应用迁移 1．质点　参考系 $$