1.1 质点 参考系 课件 -2025-2026学年高一上学期物理人教版必修 第一册

第一章 第一节 质点 参考系 高中物理必修 第一册 新课引入 新知导入 物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态，我们称之为机械运动，简称运动。 一、机械运动（mechanical motion）： 机械运动的分类： a.平动：物体在运动过程中任意一条直线在各时刻的位置都保持平行，如汽车的运动，可分为直线运动和曲线运动； b.转动：物体绕转动轴线做圆周运动，例如车轮的转动。 c.振动：物体沿直线或曲线经过平衡位置所作的往复运动，例如钟摆。 新知导入 亚里士多德 公元前384-前322 世界万物都在运动，古希腊杰出的哲学家、科学家形式逻辑学的创始人亚里士多德说过:不了解运动，就不了解自然。 那么科学家怎样描述物体的运动呢? 新知导入 著名德国物理学家沃纳·海森堡曾说过“为了理解现象，首要条件就是引入适当的概念。只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了什么。” 沃纳·海森堡1901.12-1976.2 今天我们通过引入质点、参考系这两个重要概念来准确描述复杂的大自然的运动。 物体和质点 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。 在地球绕太阳转动中地球在绕太阳公转的同时又在自转，并且地球上每个点运动情况也各不相同，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。 可见要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。 物体和质点 思考讨论:很难准确地描述一个物体的具体运动的困难和麻烦出在哪里?怎样解决这一问题? 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。 不过，我们有时关注物体各部分的运动，有时关注物体整体的运动。所以，如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么。 突出重点信息，忽略次要因素。 一列火车在平直轨道上行驶，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，而用一个点的运动代替整列火车的运动。 物体和质点 物体和质点 3.质点是一种理想化的“物理模型”，实际中的质点是不存在的。 二、质点（mass point）： 1.定义:在某些情况下，确实可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点，简易理解为:只有质量，没有形状和大小的点叫作质点。 2.质点不同于几何“点”:质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别。 物体和质点 4.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。 5.一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。 一、质点（mass point）： 趁热打铁 思考与讨论：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? 趁热打铁 例1:研究以下运动时，物体可以当作质点的是( ) A.自转的地球 B.研究体操运动员在平衡木上的动作时 C.直升机飞行时螺旋桨的转动 D.从高处自由下落的石 解析：ABC中自转的地球、运动员的肢体动作、螺旋桨的旋转，其大小和形状都不能忽略，因此不能看成质点；D中高处下落的石头可以看成质点，D正确。 趁热打铁 例2.2023年5月10日，运输能力最大、在轨支持能力最全面的“天舟六号”货运飞船成功进入太空，并与中国空间站核心舱完成后向对接，如图所示。下列情况可把“天舟六号”货运飞船看成质点的是( ) A.控制飞船对接过程 B.研究飞船运动轨迹 C.分析飞船形状与货物装配能力 D.与空间站核心舱对接前，调整飞船姿态 解析：“天舟六号”货运飞船在对接和调整飞行姿态时形状和大小不能忽略，所以ACD错误；研究飞行轨迹时大小和形状可以忽略，B正确。 趁热打铁 例3（多选）：关于能不能把物体看成质点，下列说法中正确的是（ ） A.在研究地球自转时，地球可以被看成质点 B.在研究地球公转引起的位置变化问题时，地球可以被看成质点 C.在研究如何才能踢出“香蕉球”时，可以把足球看作质点 D.列车在平直轨道上行驶，当我们只关心列车整体的运动情况时，就可以用一个点的运动代替整列列车的运动 解析：研究地球自转和研究“香蕉球”时，其形状和大小都不能忽略，AC错误；地球公转和列车整体运动情况时，其形状和大小对所研究的问题影响很小，可以将其看成质点，BD正确。 房屋、树木是静止的还是运动的？ 房屋、树木相对于地面是静止的，但是房屋、树木也随着地球一起运动，这也是事实。 可见运动是绝对的，但具有相对性，静止是相对的。 参考系 参考系 参照物选取不同，对物体的运动情况的描述往往不同。参考系选取得当，会使问题的研究变得简洁、方便。当然，凡是提到运动，都应该弄清楚是相对于哪个参照物而言的。 在高中物理中参照物的科学名称是参考系，通常是假定不动的物体。 三、参考系(reference fame )： 参考系 1.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，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化，以及怎样变化。这种描述物体的运动用来作为参考的物体叫作参考系。 2.参考系的选取是任意的，一般视研究的问题而定，原则是尽可能使运动的描述简单、直观。在没有特别指明参考系时，通常是以地面为参考系。 3.同一个运动，如果选不同的参考系，结果可能不相同。 注意:比较两个物体的运动，必须选择同一参考系才有意义。 趁热打铁 例1（多选）：如图所示，一辆车沿着笔直的公路向东做匀速直线运动。某时起，位于车厢中间位置的甲、乙两人分别以不变的速率朝着车厢的前、后壁移动，经过一段时间，甲到达车厢前壁的同时，乙刚好到达车厢后壁，则在这段时间内( ) A.甲、乙两人相对地面移动的速率相等 B.甲、乙两人相对车厢移动的速率相等 C.站在地面不动的人观察到甲一定向东移动 D.站在地面不动的人观察到乙一走向西移动 解析：甲乙同时从车厢中间位置到达车厢壁，说明两人相对车厢速率相等，A错误B正确；甲相对地面一定是往东走，乙不一定相对地面往西走，有可能往东走或者不动，C正确D错误。 趁热打铁 例2：如图所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的A、B两条船上的旗帜分别向右飘和向左飘，两条船的运动状态可能是（ ） A.A船一定向左运动 B.A船一定是静止的 C.B船一定向右运动 D.B船可能是静止的 解析：岸上的旗子往右飘，说明风往右吹，A船旗子也往右飘，则A可能是向左运动，也可能是静止，还可能向右运动且小于风速，AB错误；B船旗子往左飘，则船一定是向右运动，C正确D错误。 例3.甲、乙、丙三人各乘一架直升飞机，甲看到楼房匀速上升、乙看到甲机匀速上升，丙看到乙机匀速下降，甲看到丙机匀速上升，则甲、乙、丙相对于地面的运动不可能是（ ） A.甲、乙匀速下降， ，丙机停在空中 B.甲、乙匀速下降， ，丙机匀速上升 C.甲、乙勾速下降， ，丙机勾速下降， D.甲、乙勺速下降， ，丙机匀速下降， 趁热打铁 解析：甲看到楼房匀速上升，则甲相对地面在匀速下降，乙看到甲在匀速上升，则乙相对地面也在匀速下降且 ，甲看到丙匀速上升，则丙相对地面可能静止，可能上升，也可能下降且 ，所以D不可能出现。 一、机械运动 二、质点 三、参考系 课后总结 $$