内容正文:
第1节 质点 参考系
学习目标 核心素养
1.理解质点的概念,知道质点是一种理想化
模型,并可以判断物体是否可以看做质点.
2.理解参考系的概念,知道运动具有相对性.
3.对参考系能灵活应用,并能掌握相对速度
的计算.
[基础梳理]
[知识点1] 物体和质点
1. 物体的大小和形状,将物体简化为
一个具有 的点,这个点叫作质点.
2.将物体看成质点的条件
(1)在研究物体的运动时,当物体的
和 对所研究问题的影响可忽略不
计时,物体可看成质点.
(2)物体上各点的运动情况 时,
整个物体的运动可简化为一个点的运动,
该物体可看成质点.
3.质点是一种 模型,实际并不存在.
[知识点2] 参考系
1.定义:在描述物体的运动时,用来作为
的物体叫作参考系.
2.选取原则:参考系可以 选取,一般
以地面为参考系.但在具体问题中,要考虑
研究问题的方便性.
3.参考系对观察结果的影响:选择不同的参考
系观察同一个物体的运动,观察结果会有所
.
[自我检测]
1.思维辨析
(1)自然界中没有绝对静止的物体. ( )
(2)很小的物体一定能看作质点,较大的物体
有时也能看作质点. ( )
(3)质点是为了突出问题的主要因素,忽略次
要因素而建立的理想化模型. ( )
(4)参考系必须选取地面或相对于地面静止的
其他物体. ( )
(5)选取的参考系不同,对同一个物体运动的
描述也往往不同. ( )
(6)“坐地日行八万里”所对应的参考系是地
面. ( )
2.基础理解
(1)下列奥运会项目中记录运动员比赛成绩
时,可将运动员视为质点的是 ( )
(2)在我国古典小说«镜花缘»中有这样一句
话:“去年一阵大风,把我院内一口井忽然
吹到篱笆外去.”为什么“井”会被“吹到篱
笆外去”?
1
第一章 运动的描述
对质点和理想化模型的理解
◆[探究导引]
小明从家到学校参加体操比赛,在研究小明
从家到学校所用时间时,能否将小明看作质
点? 在研究小明做体操的动作时能否将小
明看作质点?
◆[探究归纳]
1.质点的特点
2.对质点的理解
科学抽象
质点是对实际物体的科学抽
象,是一种理想化的模型,真
正的质点是不存在的
可看做质点
的条件
一个物体能否被看做质点,要
看物体的大小、形状在所讨论
的问题中是主要因素还是次
要因素,若是次要因素,即使
物体很大,也能看做质点;相
反,若是主要因素,即使物体
很小,也不能看做质点
续表
质点与几何
中的“点”的
区别
质点是对实际物体进行科学
抽象的模型,有质量,只忽略
了物体的大小和形状;几何中
的“点”仅仅表示空间中的某
一位置
3.理想化模型
(1)“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的抽
象,实际并不存在.
(2)“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”.
(3)“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.
[例1] 在举办运动会期间,评判运动员的比
赛成绩时,运动员可视为质点的是 ( )
[尝试解答]
[易错提醒] 质点概念判断的误区
(1)关键词错误,“在一定条件下物体可以看
做质点”而不是“物体是质点”.
(2)“质点”不同于几何中的“点”,质点有物体
的全部质量而几何中的点没有质量.
(3)不能说“平动的物体一定能看做质点,转
动的物体一定不能看做质点”,关键还是
看研究的问题中物体的大小和形状是否
可以忽略不计.平动的物体有时不能看做
质点,转动的物体有时能看做质点.
2
物理必修第一册
◆[跟踪训练]
1.在下列诗句中,加着重号的字表示的物体可
以看成质点的是 ( )
A.大漠孤烟直,长河落日
圆
B.两岸猿声啼不住,轻舟
已过万重山
C.天接云涛连晓雾,星河欲转千帆
舞
D.天苍苍,野茫茫,风吹草
低见牛羊
对参考系的理解和应用
◆[探究导引]
下雨天,地面观察者看到雨滴竖直下落,坐
在匀速行驶的车厢里的乘客看到的雨滴却
是斜向后方的(如图所示).原因为何? 请谈
谈你的看法.
◆[探究归纳]
1.对参考系的理解
选
取
参
考
系
的
作
用
描述物体是否运动首先要选择一个参
考系,以此为标准来衡量物体是运动还
是静止的,参考系一旦确定,对物体运
动的描述也是唯一确定的.一个物体是
运动还是静止,都是相对于参考系而言
的.解答物理问题时若能巧妙地选取参
考系,则可使解题过程大为简化
选
取
参
考
系
的
原
则
(1)理论上讲,参考系的选取是任意的
(2)选取参考系以描述运动尽可能简单
为原则,通常选地面或相对地面静止的
物体为参考系
(3)在解题过程中,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
2.参考系的六性
[例2] 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
思路引导:解决本题的关键是正确判定风
的方向,选择恰当的参考系,从而正确判断
两火炬手的运动情况.
[尝试解答]
[规律方法]
1.判断参考系的两种方法
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
假
设
法
假设以某物体为参考系,看对物体运
动的描述是否与观察到的结果一致.
若一致,该物体可能就是参考系
3
第一章 运动的描述
2.选取参考系的方法———相对运动法
研究运动学问题必须选取参考系,而参考
系选取原则上是任意的,但是一般情况下,
选取地面或相对地面静止的物体为参考
系.在研究有相对运动的两个以上物体的
运动时,如果巧妙地选取其中一个物体作
为参考系,那将会大大简化解题过程,从而
达到化难为易、事半功倍的效果.
◆[跟踪训练]
2.下列有关运动的描述中,参考系的选取符合描
述的是 ( )
A.诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为
参考系的
B.“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
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是
以“万重山”为参考系的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者
是以“国旗”为参考系的
◆[课堂小结]
质点
突出主要因素:质量
忽略次要因素:大小和形状
条件:物体的大小和形状对于所研究的
问题可以忽略
理想化模型
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参考系
本质:被选作参考、假定不动的物体
原则:使问题的研究变得简洁、方便
作用:描述物体的位置相对于参考系
是否随时间变化,以及怎样变化
运动的相对性
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易错点:(1)没有考虑到物质的大小和形态对
问题的影响是否可忽略.(2)对参考系的选取
理解不透彻.
[案例] 2019年10月1日是新中国成立第
70周年,在举行国庆70周年大阅兵时,20
架直升机在空中组成“70”字样飞过天安门,
以下说法正确的是 ( )
A.研究直升机的螺旋桨旋转动作时可以把
飞机看作质点
B.因为直升机很大,所以不能看作质点
C.以飞行员为参考系,直升机是运动的
D.以地面为参考系,直升机是运动的
[错解] ABC
[错因分析] 认为直升机很大,且螺旋桨旋
转,所以不能看作质点而误选AB,认为飞行
员和直升机都在高速运动而误选C.
[正解] 研究直升机螺旋桨转动动作时,不
能忽略直升机的大小和形状,故选项 A错
误;研究直升机经过天安门的飞行轨迹时可
以将直升机视为质点,故选项B错误;以飞
行员为参考系直升机是静止的,以地面为参
考系,直升机是运动的,故选项 C错误,D
正确.
[答案] D
[素养警示]
(1)同一物体在不同的运动情境中,有时可视
为质点,有时则不能视为质点,关键是看
物体的大小和形状对所研究问题的影响
是否可以忽略.
(2)被选为参考系的物体都是假定不动的,不
能认为只能选择不动的物体做参考系;同
一运动,选择不同的参考系,可能有不同
的结果,不能认为运动情况的描述是唯
一的.
4
物理必修第一册
1.(参考系)2020年11月24日上午04点30
分,“嫦娥五号”探测器由长征五号火箭从海
南文昌航天发射场升空.探测器在地球发射
场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察
到地面正在向下运动,此时我们选取的参考
系是 ( )
A.地面 B.运载火箭
C.发射架 D.发射场内的树木
2.(质点)物理学中的“质点”是一种理想化模
型,研究下列物体的运动时,研究对象可视
为质点的是 ( )
A.研究运动员跳高时的过杆动作
B.研究车轮边缘的速度
C.计算轮船在海洋中的航行速度
D.研究乒乓球的接发球技术
3.(参考系)钓鱼岛群岛附近海域是渔民祖祖
辈辈传统的谋生渔场.我国派出海监编队到
钓鱼岛海域护渔.如图,中国海监46船(甲)
和中国海监49船(乙),在钓鱼岛领海内开
展例行维权巡航.甲、乙两船并排行驶,甲船
上的船员看见钓鱼岛向东移,乙船内的船员
发现甲船没有动.如果以钓鱼岛为参考系,
上述事实说明 ( )
A.甲船向西运动,乙船不动
B.乙船向西运动,甲船不动
C.甲船向西运动,乙船向东运动
D.甲、乙两船以相等的速度都向西运动
4.(运动的相对性)火车上的乘客往往会发现
这样的现象:对面的火车缓缓起动了,过了
一会儿发现原来是自己乘坐的火车离开了
站台,对面的火车并没有动.乘客认为“对面
火车启动”和“自己乘坐的火车离开站台”所
选取的参考系分别为 ( )
A.站台、对面火车
B.对面火车、自己乘坐的火车
C.站台、站台
D.自己乘坐的火车、站台
5.(参考系的理解及应用)一只猴子抓在细棒
上,细棒由绳子悬挂于天花板上,现使悬挂
细棒的绳子断开,猴子和细棒一起向下运
动,甲说此棒是静止的,乙说猴子是向下运
动的,甲、乙两人所选的参考系分别是
( )
A.甲选的参考系是地球,乙选的参考系也
是地球
B.甲选的参考系是地球,乙选的参考系是
猴子
C.甲选的参考系是猴子,乙选的参考系是
地球
D.甲选的参考系是地球,乙选的参考系是
自身
学习至此,请完成第一章第1节
5
第一章 运动的描述
学习讲义参考答案
第一章 第1节
自主预习探新知
基础梳理
知识点1
1.忽略 质量 2.(1)大小 形状 (2)完全相同 3.理
想化
知识点2
1.参考 2.任意 3.不同
自我检测
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2.(1)D [击剑、蹦床、体操比赛时要注意运动员的肢体动
作,不能将运动员看作质点;自行车比赛主要是看运动
的快慢,运动员的大小和形状可以忽略,能看作质点.本
题应选 D.]
(2)一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的
参考系.所选取的参考系不同,得到的结论也不相同.人
之所以看到“井”会被“吹到篱笆外去”,说明说这句话的
人是以篱笆为参考系的.
合作探究攻重难
探究1
探究导引
提示:研究小明从家到学校所用时间时,因家到学校的
距离远大于小明本身的大小,由小明的大小和形状而引
起的小明身上各部分的运动差异就可以忽略不计,此时
可将小明看做质点;研究小明做体操的动作时,小明身
上各点的运动情况不相同,若将小明看做质点,那么这
个质点的运动不能反映小明身上各点的运动情况,也就
无法研究小明的动作,此时不能把小明看做质点.
[例1] A [马拉松比赛时,由于路程长,运动员的大小和
形态可以忽略,可以将其视为质点,故选项 A 符合题意;
跳水时,评委要关注运动员的动作,所以不能将运动员
视为质点,故选项 B不符合题意;击剑时评委需要观察
运动员的肢体动作,不能将其视为质点,故选项 C 不符
合题意;体操比赛时评委主要根据体操运动员的肢体动
作进行评分,所以不能将其视为质点,故选项 D 不符合
题意.]
跟踪训练
1.B [长河落日圆,描写日圆,太阳大小和形状不能忽略,
故不能看做质点,故 A错误;两岸猿声啼不住,轻舟已过
万重山,轻舟的大小可以忽略不计,故可以简化为质点,
故B正确;星河欲转千帆舞,描写帆的动作,故不能看做
质点,故 C错误;风吹草低见牛羊,草的大小不能忽略,
故不能看做质点,故 D错误.]
探究2
探究导引
提示:这是因为选取的参考系不同.以地面为参考系时,
看到雨滴是 竖 直 下 落 的;以 匀 速 行 驶 的 车 厢 为 参 考 系
时,看到的雨滴是斜向后方运动的.
[例2] D [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,还可能向左运动,但此时的
运动速度比 风 速 小;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,选项 D正确.]
跟踪训练
2.C [选项 A中的研究对象是“水”,直下三千尺,故是以
地面为参考系,该选项错误;选项 B中的研究对象是“潮
水”,扑面而来,是以观察者为参考系,该选项错误;选项
C中的研究对象是“轻舟”,已过“万重山”,是以“万重山”
为参考系,该选项正确;选项 D中的研究对象是“国旗”,
是以地面或旗杆为参考系的,该选项错误.]
课堂自测夯基础
1.B [探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的
摄像头观察到地面正在向下运动,说明地面相对火箭在
向下运动,故选择的参考系是运载火箭,故B正确,A、C、
D错误.]
2.C [研究运动员跳高时的过杆动作,要看运动员的动作
是否符合要求,所以此时不能将运动员看成质点,选项
A错误;研究车轮边缘的速度时车轮的大小和形状是不
能忽略的,否则就没有车轮的边缘可言了,选项 B错误;
轮船的大小相对于航线来说是微不足道的,所以计算轮
船在海洋中的航行速度时,可以忽略轮船的大小,能将
轮船看成质点,选项 C正确;研究乒乓球的接发球技术
时,要考虑乒乓球的转动情况,不能将乒乓球看成质点,
选项 D错误.]
3.D [以钓鱼岛为参考系,甲船向西运动,因乙船内的船
员发现甲船没有动,所以甲、乙两船速度相同,均向西运
动,故选项 D正确.]
4.D [此类现象在我们的日常生活中随处可见,是参考系
的选取不同造成的,乘客出站时,看到对面火车运动,实
际上是以自身为参考系造成的,当等到站台出现,发现
自己乘坐的火车开动了,这是乘客以站台为参考系造成
的,故 A、B、C错误,D正确.]
5.C [绳子断开后,以猴子为参考系棒是静止的,猴子向
下运动是以地面为参考系的,也就是以地球为参考系,
A、B、D错误,C正确.]
第2节
自主预习探新知
基础梳理
知识点1
1.瞬间 点 2.时刻 线段
知识点2
1.定量 2.正方向 单位长度 3.运动轨迹 4.(1)初位
置 末位置 (2)长度 5.(1)方向 (2)方向
知识点3
1.xB-xA 2.位移与规定正方向相同 位移与规定的正
方向相反
知识点4
1.位置 位移 2.初始位置 横轴 纵轴 3.位移
知识点5
1.频闪照相 2.(1)交变 计时 4~6 002s (2)0.02
s 3.(n-1)×0.02 4.刻度尺
自我检测
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√
(8)√
2.(1)C [甲图中的“9.58”指时间;乙图中的“16∶30”指
时刻,“晚点1小时8分”指的是时间间隔;故 A、B、D 三
项错误,C项正确.]
602
物理必修第一册