1.1质点 参考系 课件 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

1.1 质点 参考系 教学目标 物理观念：  理解质点的概念，知道在什么情况下可以将物体简化为质点来描述其运动。 科学思维：  通过分析具体实例，学会判断何时忽略物体的大小和形状，将其视为质点。 科学探究：  通过讨论不同运动场景，探究质点模型的适用条件及其简化意义。 科学态度与责任：  认识到运动描述的相对性，培养从实际问题出发选择合适参考系的科学态度。 什么是运动？ 物体的空间位置随时间变化，是自然界最简单、最基本的运动形式，叫作机械运动（mechanical moion），简称运动。在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫力学（mechanics）。 生活中，运动之姿随处可见：嬉戏的孩童、疾驰的汽车、展翅的雄鹰……我们该如何精准描绘这些物体的动态之美呢？ 新课导入 物体与质点 第一部分 议一议 如何准确描述下列运动？ 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。 可见:要准确地描述物体的运动,并不是一件容易的事。 足球在绿茵场上滚动时,它在向前运动的同时还在转动。 这是因为任何物体都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般说来并不一样。 即忽略“雄鹰”的形状和大小，把它看成只有质量而没有形状和大小的“点”。所以，为了研究问题的方便，常常把很多物体看成一个点来研究。 如果要研究雄鹰是如何飞行的，它的翅膀的运动方式很重要；但是，如果我们只关注雄鹰从哪里移动到了哪里，就不必太在意它的形状，把它看成一个点来描述它的运动就容易了。 分 析 1、定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。 它没有大小和形状 它具有物体的全部的质量 它是一种理想化的模型 2、特点： 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。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。 ——模型是重要的抽象方法之一。 ——模型是物理概念和物理理论赖以建立的基础。 质点 一个木块沿着固定斜面向下滑动，可以把木块看成质点吗？ 木块上各部分的运动情况完全相同（称为平动），木块上任何一点的运动都能反映木块的运动，可以用木块上任意一点的运动代替木块的运动。 整个木块的运动简化为一个点的运动，把木块的质量赋予这个点，它也就成了一个质点。 平动的物体可以取它上面任意一个点当做质点来代替整个物体。 想一想 （1）当物体的大小与形状对所探究的运动影响微乎其微时，无论其本体尺寸如何，皆可简化为质点。 （2）平动的物体，常可等同为质点处理，譬如水平传送带上的物体，随带而动，浑然一体。 （3）即便物体存在转动，但若相较于平动可忽略不计，亦可视其为质点。例如，行驶中的汽车，车轮虽转，然若我们关注的是车辆整体的行进速度，汽车即可视作质点。 说明：转动的物体，在探究与转动紧密相关的物理问题时，不可简化为质点。诸如乒乓球运动员击出的弧旋球，其旋转特性便不可忽略。 3、条件： 研究弯曲山路上行驶得汽车,从甲地到乙地经历的时间，汽车能否看成质点？ 只关注物体的整体运动时，整个物体可以看成一个质点。 想一想 科学家探究飞船太空运动，诸如位置、高度、速度等，可略其大小形状，将其简化为质点，一个蕴含质量的几何点。 想一想 科学家探究飞船太空运动：位置、高度、速度等，能否略其大小与形态？ 地球绕太阳公转，同时又在自转。地球到太阳的距离达1.5×108km，而地球的直径只有1.3×104km，在研究地球公转周期或速度的时候，能把地球看做一个质点来研究吗？ 地球的直径还不到地日距离的万分之一，在研究地球公转引起的位置变化问题时，由地球的大小引起的运动差异很小，因此，可以忽略地球的大小和形状而把地球视为质点。 如果只研究火车整体的情况，如火车从重庆到奉节运动的时间，能把列车看成一个质点吗？ 火车行驶时，尽管它的传动机构及车轮的运动很复杂，但是，当我们只关心火车整体的运动情况时，就可以不考虑上述各部分的运动差异，而用一个质点的运动代替整列火车的运动。 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。 想一想 运动员踢足球的不同部位，会使球产生不同的运动。足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运动。在研究如何才能踢出香蕉球时，能把足球看作质点吗？研究什么样的问题可以把足球看作质点？ 研究足球的运动轨迹时，不需要考虑球的大小和形状对研究问题的影响，可以把足球看成质点。 研究如何才能踢出香蕉球时，要研究足球的旋转情况，必须考虑球的大小和形状，不能把足球看成质点。 想一想 还有哪些物体在一个问题下可以看成质点，在另一个问题下不能看成质点？ 说一说 如果只研究地球公转的周期，地球是否/可以看成质点？如果只研究地球的昼夜更替现象，地球是否还可以看成质点呢？ 结论：研究地球公转时，地球本身的大小和形状是次要因素可忽略. 可看成质点；研究地球自转时，地球本身的大小和形状不可忽略. 不能看成质点. 想一想 结论：物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关。 例如： 地球很大，但是在研究地球的公转周期时，可以把地球看成质点； 原子很小，但是在研究原子的内部结构时，不能看成质点。 1.是不是很小的物体才能看作质点，很大的物体不能看做质点？ 议一议 参考系 第二部分 飞花两岸照船红， 百里榆堤半日风。 卧看满天云不动， 不知云与我俱东。 要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体做参考，假定这个“其他物体”不动，观察研究对象相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化，这个用来做参考的物体，叫参考系。 诗境中的运动 为了确定物体的位置和描述物体运动而被选做参考的物体。 1、参考系： 2、参考系的选取原则 参考系的选择是任意的，以观测和描述物体的运动尽可能简单为原则，一般选择地面或相对地面静止的物体。 标准性： 任意性： 统一性： 差异性： 3、参考系的四个性质 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com 21 （1）参考系可以任意选取（选定为参考系后都假设静止不动）；应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。 （2）要描述一个物体的运动，首先要选定某个其它的物体做参考，观察物体相对这个物体(其它物体)的位置是否随时间变化，以及怎样变化。（注意不能选择自身为参考系） （3）参考系的选取不同，对物体运动的描述可能不同； （4）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义； （5）运动和静止都是相对于参考系的； （6）运动是绝对的，静止是相对的。 注意：以后凡是说到运动，都应该首先选择参考系，常默认为地面或相对地面静止的物体为参考系。 5、理解： 甲同学和乙同学第一次乘火车，他们坐在火车站的未开动火车上。突然甲同学看着车窗外另一列火车叫起来：“我们的车开动了！”乙同学盯着车窗外的柱子说：“你看错了，我们的车还没开动。”你认为甲乙同学的说法谁对谁错？ 选择不同的参考系来观察同一物体的运动，看到的现象会不一样。 议一议 电影《闪闪的红星》中有两句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”这其中分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为参考系的？ 想一想 河岸、竹排 24 议一议 要研究月球的运动选什么为参考系较好？ 1．第31届夏季奥运会在巴西的里约热内卢举行。下列比赛中可把研究对象看成质点的是（　　） A．研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术 B．研究男子10000米项目运动员的运动时间 C．研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作 D．研究女子50米步枪三姿比赛中杜丽射击的姿势 【答案】B 【详解】A．研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术，运动员的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故A错误； B．研究男子10000米项目运动员的运动时间，运动员的大小和形状可以忽略，能看成质点，故B正确； C．研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作，运动员的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故C错误； D．研究女子50米步枪三姿比赛中杜丽射击的姿势，运动员的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故D错误。 故选B。 2．在以下几个奥运会比赛项目中，研究对象可视为质点的是　　 A．在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时 B．跆举道比赛中研究运动员动作时 C．确定马拉松运动员在比赛中的位置时 D．乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时 【答案】C 【分析】当物体的形状和大小在所研究的问题中，能够忽略，物体可以看成质点． 【详解】A项：在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时，支撑杆各点的运动情况不同，不能看成质点，故A错误； B项：研究跆拳道比赛中研究运动员的动作时，大小和形状不能忽略，运动员不能看成质点，故B错误； C项：确定马拉松运动员在比赛中的位置时，运动员的大小和形状可以忽略，运动员能看成质点，故C正确； D项：乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时，乒乓球的各点运动情况不同，不能看成质点，故D错误． 故应选C． 3．质点是一种理想化模型，下列情况能看作质点的是 A．研究体操运动员参赛时的姿势 B．研究自转中的地球的转动情况 C．研究铅球的运动轨迹 D．研究乒乓球的旋转效应 【答案】C 【详解】A．研究运动员的姿势，运动员的身高、动作等影响很大，不能看作质点，故A错误； B．研究地球的自转时，地球有大小和形状不能忽略，不能看作质点，否则就无法分辨地球的转动，故B错误； C．研究铅球的运动轨迹时，铅球的大小可以忽略不计，可将它看成质点，故C正确； D．研究乒乓球的旋转效应，乒乓球大小和形状不能忽略，不能看作质点，故D错误． 4．下列关于质点的一些说法，其中正确的有(　　) A．研究和观察日食时，不可以把太阳看成质点 B．研究地球的公转时，可以把地球看成质点 C．观看广州亚运会上，刘翔以13秒09破亚运会纪录并成就亚运三连冠的过程时，观众不能把刘翔视为质点 D．原子核很小，一定可把它看做质点 【答案】AB 【详解】A.物体能否被看做质点，关键是要看物体的形状和大小对研究问题的影响是否可以忽略．观察日食时，会看到日偏食、日全食等现象，显然太阳的大小不能忽略，故A项符合题意； B.由于地球的直径是1.28×104 km，其公转半径是1.49×108 km，它是地球直径的104倍还要多，故研究地球的公转时，可以把地球看成质点，故B项符合题意； C.刘翔的比赛，观众关心的是他的成绩和名次，故可以视其为质点， 故C项不符合题意； D.原子核虽小，但研究其结构时，无论如何不能把它看做质点，故D项不符合题意． 5．随着城市现代化的发展，电梯越来越多的出现在人们生活中，为大家带来了快捷和便利。而观光电梯是适应人们的进一步需求而产生的，乘坐人员可以观看电梯外面的景色，享受现代设备带来的视觉感受。正在乘坐电梯下楼的一位同学看到身旁的大楼拔地而起，大声惊叫：“楼不是静止的吗？怎么动起来了？”对于大楼的“运动”情况，下列说法正确的是(　　) A．楼只能是静止的，不可能运动 B．楼实际在运动，不可能静止 C．看到楼在运动是以乘坐的电梯为参考系 D．看到楼静止是以地面(或地面上不动的物体)为参考系 【答案】CD 【详解】电梯中的同学看到大楼在动是因为他以电梯中的自己为参考系，因为电梯在动，所以他看到大楼相对于自身在动；楼实际上相对地面是静止的；但要注意楼相对于其他参考系时可能是运动的；以地面为参考系时，楼房是静止的，故AB错误，CD正确。 故选CD。 千锤百炼 铸就精品 再 见 汇报人：WPS $$