1.1 质点 参考系-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中物理必修第一册(人教版)

第一章 1.质点 学业目标·定位 课标要求 1.理解质点的定义，知道质点是一个理想化的模型，初 体会物理模型在探索自然规律中的作用。 2.理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同 动的描述可能是不同的。 必备知识 梳理 国知识梳理 一、机械运动 1.概念：物体的空间位置随 的变化，叫 作 2.机械运动的运动形态 (1)平动：物体各部分的运动特点 ,如木 块在水平桌面上滑动。 (2)转动：物体各部分绕固定点（或轴）做 如地球的自转。 (3)振动：物体在某点附近做 【注意】实际运动中往往既有 又有 ,例如掷出的手榴弹，手榴弹在空中平 动，同时自身又不断转动。 二、物体和质点 1.质点 用来代替物体的有 的点叫作 质点没有 没有 ,却具有物体 的 运动的描述 参考系 核心素养 1.知道质点的定义、参考系的概念。（物理观念） 步 2.体会构造物理模型的思维方式，能将特定实际情 境中的物体抽象成质点。（科学思维） 3.认识理想模型在生活中的作用，初步具备建构模 型解决实际问题的能力。（科学态度与责任） 答案见P283 2.物体可看作质点的条件 (1)物体的 和 对所研究问 题无影响或影响可忽略不计。 (2)物体上各点的运动情况都是 的，物 体上任意一点的运动完全能反映 的运动。 3.理想化模型 以研究目的为出发点，突出问题的 忽略 为了简化问题以方便研究 。 而进行的一种科学抽象，实际并不 三、参考系 1.运动与静止的关系 (1)自然界中一切物体都处于 运 动中。绝对静止的物体是 的。就 此意义而言，我们说运动是 (2)描述某个物体的位置随时间的变化，总是 其他物体而言的。这便是运动 的 2.参考系 要描述一个物体的运动，首先要选定某个其 1。 物理必修第一册人教版 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 的物体 叫作 3.参考系的选择 (1)参考系的选取是 。 在实际问 题中，以研究对象的观测、描述及运算 为原则选择参考系。 (2)研究 物体的运动时，一般情况 下选择 或地面上静止不动的 为参考系，此时参考系可以省略 不写。 4.参考系的四个特性 (1)相对性：用来作参考系的物体都是 的，被研究的物体是运动的还是 静止的，都是 参考系而言的。 (2)差异性：对同一物体的运动情况，若选择 参考系，观察结果可能 (3)任意性：参考系的选取是 ,但 是要以使运动的描述更简捷为原则。 【注】不能选择研究对象 作为参 考系。 (4)同一性：比较不同物体的运动情况时，必 须选择 参考系。 图科学思维 一、思考判断 1.质点是一种理想化模型，实际并不存在。 () 2.体积很大的物体，不能视为质点。() 3.参考系必须是静止不动的物体。( ) 4.研究轿车通过嘉绍大桥的时间时，可以将该 轿车视为质点。() 5.以轿车为参考系，嘉绍大桥是运动的。 ( 2 6.研究百米赛跑运动员最后冲线的动作时可把 运动员看成质点。() 二、思维探究 1.雄鹰拍打翅膀在空中翱翔时，是否可以准确 地描述它的运动？足球在地上滚动时，是否 可以准确地描述它的运动？你认为困难和麻 烦出在哪里？ 2.研究地球自转周期，地球是否可以被看做 质点？ 3.我们可以说足球和运动员是运动的，那么观 众一定是静止的吗？ 关键能力·探究 探究一对质点的理解 目情境探究 1.当研究动车从北京到广州用的时间时，动车 是否可以看做质点？ 2.研究乒乓球旋转时，乒乓球是否能被看做 质点？ 3.研究花样滑冰运动员旋转时， 运动员是否能被看做质点？ 自知识深化 1.对质点的理解 (1)质点是理想模型，实际中并不存在。 (2)质点是用来代替物体的有质量的点，其突 出的特点是“具有质量”和“占有位置”，但没 有大小、形状、体积，与几何中的“点”有本质 的区别。 2.物体是否视为质点的决定因素 (1)物体的大小并不是判断物体能否看作质 点的依据。 (2)能否把物体看作质点，取决于物体的大小 O第一章运动的描述 答案见P283 和形状对所研究问题的影响能否忽略，而不 是物体本身的大小和形状，简而言之，取决于 所研究的问题而不是物体。 3.物理方法—理想化方法 保留主要因素而忽略次要因素的思维方法通常 称为理想化方法，而这种从实际物体中抽象出 来的，被理想化了的研究对象称为理想模型。 零典例精析 【典例1】观察下面四幅图，对图中各运动物体 的描述正确的是( ① ② ⊙ ⑦ A.图①中研究投出的篮球运动路径时不能 将篮球看成质点 B.图②中观众欣赏体操表演时不能将运动 员看成质点 C.图③中研究地球绕太阳公转时不能将地 球看成质点 D.图④中研究子弹射穿苹果的时间时可将 子弹看成质点 名师点拨 “三步走”判断物体能否看成质点 (1)确定问题的性质，即研究目的、观察的重 点是什么； (2)假设物体的形状、大小可以被忽略，将其 看成一个有质量的“点”； (3)思考所要研究的问题或进行的观察是否 受影响。若受影响，物体不能被看成质点若 不受影响，物体就能被看成质点。 3。 物理必修第一册人教版 [针对训练1]在以下几个奥运会比赛项目 中，研究对象可看成质点的是() A.在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支 撑杆在支撑运动员过程中的转动情况时 B.确定马拉松运动员在比赛中的位置时 C.跆拳道比赛中研究运动员动作时 D.羽毛球比赛中研究羽毛球的旋转时 探究二对参考系的理解 目情境探究 1.静坐在汽车里的乘客，司机说他静止没动，路 旁的孩子赞叹他移动得真快。对于同一物体 的状态，关于运动和静止的说法为什么会不 一样呢？ 我动了吗？ 真快！ 你没动。 2.如图所示，一水平匀速飞行的飞机正在空投 物资。关于物资的运动情况，飞机上的观察 者：“它在沿直线下落呀！”地面上的观察者： “它明明在沿曲线下落嘛。” 它在沿直线 甲 下落呀 他明明在 沿曲线下 落嘛 2O (1)两名观察者的说法哪个是正确的？ (2)为什么两人的说法不同？ (3)由此你有什么收获？ …04 目知识深化 1.对参考系的理解 (1)选取意义 描述物体是否运动必须选择一个参考系，才 能衡量。参考系一旦确定，对物体运动的描 述也是唯一确定的。解答问题时，巧妙地选 择参考系，可使解题过程大为简化。 (2)选取原则 ①选作参考系的物体相对地面可以静止，也 可以运动，但选为参考系后则一定“静止”。 ②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。 2.参考系的四个特性 作为参考系的物体，不论原来的运动情况 标准性 如何，都假定不动，被研究的物体都是以 参考系为参照的 任意性 参考系的选取在原则上是任意的 比较不同物体的运动情况应选择同一参 同一性 考系 对于同一物体，选择不同的参考系，结果 差异性 有所不同 @典例精析 【典例2】下列关于参考系的认识正确的是（) A.只有静止的物体才能被选作参考系 B.对物体的运动的描述与参考系的选择 无关 C.描述一个物体的运动，一定要选择参 考系 D.做直线运动的物体，无论选哪个物体为 参考系，其运动轨迹都不可能是曲线 名师点拨 参考系对研究物体运动的影响 （1)物体的运动具有相对性，所以描述一个 物体的运动时，必须选择参考系。 (2)对同一物体的运动，选择不同的参考系， 其运动情况的描述一般不同。 [针对训练2]关于机械运动和参考系，下 列说法错误的是( ) A.平常所说的运动或静止都是相对参考系 而言的 B.所谓的参考系就是我们假设不动的物体， 随堂演练 ·达标 1.下列各种现象中不属于机械运动的是( A.列车在轨道上行驶 B.月球绕地球转动 C.树上的苹果从绿色变成红色 D.河水在河中流动 2.在物理学的重大发现中，科学家们创造出了 许多物理学方法，如在不需要考虑物体本身 的大小和形状时，用质点来代替物体的方法 是() A.极限法 B.微元法 C.理想模型法 D.假设法 3.质点就是有质量但不存在体积或形状的点， 是物理学中的一种理想化模型。下列有关质 点的说法正确的是() A.只要物体的体积足够小，它就可以看成是 一个质点 B.研究一辆公交车通过路旁公交站牌所用 的时间时，可以把公交车看成质点 C.教练员训练运动员的起跑动作时，可以将 运动员看成质点 D.研究一趟列车从乌鲁木齐站到西安站所 用的时间时，可以把列车看成质点 4.运动员踢足球的不同部分，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。如图所示( A.在研究如何才能踢出 “香蕉球”时，能把足球 看成质点 B.在研究足球的香蕉型弧线运动时，能把足 O第一章运动的描述 以它作为参照来研究其他物体的运动 C.相对于不同的参考系来描述同一个物体 的运动其结果一定不同 D.研究航行的轮船内每个人的运动，以轮船 为参考系较适宜 答案见P283 球看成质点 C.在研究足球的旋转时，能把足球看成质点 D.在研究足球的平动时，不能把足球看成 质点 5.中国文化博大精深，下列古诗词中对物体运 动的描述中以地面为参考系的是( ) A.一江春水向东流 B.两岸青山相对出 C.巍巍青山两岸走 D.卧看满天云不动 6.我国水下敷缆机器人如 图所示，具有“搜寻一挖 沟一敷埋”一体化作业能 力。以下可将机器人看成质点的是( A.操控机器人进行挖沟作业 B.监测机器人搜寻时的转弯姿态 C.定位机器人在敷埋线路上的位置 D.测试机器人敷埋作业时的机械臂动作 7.“如影随形”是大家都熟知的一句成语。阳光 照射下的清晨，小李同学在操场上跑步，关于 他的“影子”，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，影子不可能是运动的 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 8.瓦屋山，又名居山，位于中国四 川省眉山市洪雅县境内，因山 形似一座瓦房而得名。游览瓦 屋山时，人们可以乘坐索道缆 车上山。乘坐索道缆车时，除了可以观赏怡 人的风景，还能感受悬挂在高空的刺激感。 如图所示，对于正在乘坐索道缆车前行观光 50 物理必修第一册人教版 的某游客来说，下列说法正确的是() C.以所乘坐的缆车为参考系，看到对面山上 A.以自己为参考系，看到对面的山迎面而来 的大树静止不动 B.以自己为参考系，看到同一缆车内的人向 D.以对面的山为参考系，自己静止不动 前运动 2.时间 位移 学业目标 ·定位 课标要求 核心素养 1.知道时刻和时间间隔的区别和联系。 1.知道时间与时刻、位移与路程，理解矢量、标量的含义。（物理观念） 2.知道位移与路程的区别和联系。 2.会在一维坐标系表示直线活动的位置位移等物理量，能根据图像 3.知道位移和时间的测量方法，并初步 分析物体在一段时间内的运动。（科学思维） 理解位移一时间图像。 3.通过实验探究，具备尊重实验事实的科学态度。（科学态度与责任） 必备知识 梳理 答案见P2841 国知识梳理 间间隔用 来表示。 一、时刻和时间间隔 具体表示方法如图所示，“n秒内”是指n秒 1.时刻 的时间，“第n秒内”是指“第n个1秒”的 (1)概念：时刻指的是某一 时间。 如8时上 前2s内 前3s内 课中的“8时”指 第4s内 0 (2)物理意义：是事物运动、发展、变化所经历 4t/ 的各个状态先后顺序的标志，是 第1s内 第2s内 (前1s内) 第2$末到第5$初 (3)表示方法：在表示时间的 上，时 刻用一个 来表示。 【注意】“1s内”和“第1s内”都可以表示时 具体表示方法如图所示，如“第1s末”“第4s 间轴上0至1s的时间间隔，但“2s内”和 初”“第4s末”等。 “第2s内”表达的意义不同。 第3s初 第5s初 3.时刻和时间间隔的联系 第1s初 (第2s末) (第4s末) (1)两个时刻之间的间隔即为时间间隔，即 0 1 2 3 第2s初 第4s初 △t=t2-t1o (第1s末) (第3s末) (2)时间间隔是一系列连续时刻的积累，对应 2.时间间隔 物体运动的 ,时刻对应物体运动的 (1)概念：时间间隔指的是两时刻的 如小明步行15分钟到达学校， 4.时间的单位和测量仪器 “15分钟”指的是时间间隔。 (1)常用的时间单位有 (2)物理意义：是事物运动、发展、变化所经历 ,符号分别为s、min、h。 的过程 的量度，是 (2)时间的测量仪器 (3)表示方法：在表示时间的 上，时 生活中常用的各种 ,如石英钟、摆钟 。6答案 第一章运动的描述 1.质点参考系 【必备知识·梳理】 [知识梳理] 一、 1.时间机械运动 2.(1)完全相同(2)圆周运动(3)往复运动 平动转动 1.质量质点形状大小全部质量 2.(1)大小形状(2)相同整个物体 3.主要因素次要因素存在 三、 1.（1)永恒的不存在绝对的(2)相对于 相对性 2.参考变化作为参考参考系 3.(1)任意的方便(2)地面上地面物体 4.(1)假定不动相对于(2)不同的不同 (3)任意的自身(4)同一个 [科学思维] 一、思考判断 1./2.×3.×4./5./6.× 二、思维探究 提示：1.不能不能 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。我们有时候关注物体各部 分的运动，有时关注物体的整体运动，因此如何描述物 体的运动要看我们关注的问题是什么。 2.不能 3.不能 【关键能力·探究】 探究一 [情境探究] 提示：1.能2.不能3.不能 [典例精析] [典例1]B在研究篮球的运动路径和地球绕太阳 公转时，篮球和地球的大小、形状可以忽略，可以将其看 成质点；观众在欣赏体操表演和研究子弹射穿苹果的时 间时，运动员和子弹的大小、形状均不能被忽略，不能将 与解析 时形状不可忽略，B错误；分析起跑动作需关注身体 各部位动作，运动员不能简化为质点，C错误；列车运 行时间仅涉及整体运动，形状和大小可以忽略，可视 其看成质点，综上所述，B正确。 为质点，D正确。故选D。 [针对训练1]B能否把某物体看成质点，关键要 4.B在研究如何才能踢出“香蕉球”时，足球的大小不 看忽咯物体的大小和形状后，对所研究的问题是否有影 能忽略，不能把足球看成质点，A错误；在研究足球 响。显然A、C、D项中的研究对象的大小和形状忽略 的香蕉型弧线运动时，能把足球看成质点，B正确；在 后，所研究的问题将无法继续，故A、C、D错误；而B项 研究足球的旋转时，足球的大小不能忽略，不能把足 中的研究对象的大小和形状忽略后，所研究的问题不受 球看成质点，C错误；在研究足球的平动时，能把足球 影响，故B正确。 看成质点，D错误。故选B。 探究二 5.A“一江春水向东流”是以地面为参考系的，A正确； [情境探究] “两岸青山相对出”是以水流为参考系的，B错误；“巍 提示：1.选取的参考系不一样，那么运动状态就可 巍青山两岸走”是以水流为参考系的，C错误；“卧看满 能不一样。 天云不动”是以水流为参考系的，D错误。故选A。 2.(1)都正确。(2)他们所选择的参考系（前者飞 6.C操控机器人进行挖沟作业、监测机器人搜寻时的 机、后者地面)不同。(3)观察同一物体的运动，选择的 转弯姿态、测试机器人敷埋作业时的机械臂动作均不 参考系不同，观察结果一般不同。 能忽略机器人的大小和形状，需要关注机器人本身的 [典例精析] 变化情况，因此不可以看作质点，定位机器人在敷埋 [典例2]C因为物体的运动具有相对性，所以描 线路上的位置时可以忽略机器人的大小和形状，可以 述一个物体的运动时，必须选择另外的物体作参考系， 视为质点。故选C。 故选项C正确；对参考系的选择可以是任意的，只要能 7.C若以地面为参考系，影子是运动的，而若以人为 清楚而又简单地描述出物体的运动情况就行，故选项A 参考系，影子是静止的。故选C。 错误；对同一物体的运动，选择不同的参考系，其运动情 8.A游客乘坐缆车向前运动，如果以自己为参考系， 况的描述一般不同，故选项B、D错误。例如，沿直线运 对面的山相对于自己是在靠近的，所以会感觉山迎面 动的某公交车，经过某个十字路口，地面上的观察者看 而来，A正确；缆车内的人和游客是相对静止的，如果 它是直线运动，而在十字路口拐弯转向的其他车中的 以自己为参考系，他们之间没有相对运动，所以不会 人，则认为该公交车是在做曲线运动。 看到同一缆车内的人向前运动，B错误；缆车在向前 [针对训练2]C选取参考系是为了研究物体的 运动，以缆车为参考系，对面山上的大树会向后移动， 运动，而作为参照物是假定不动的物体，物体的运动描 述都是相对参考系而言的，如果选取与参考系相对静止 而不是静止不动，C错误；游客乘坐缆车在向前运动， 的另一物体为参考系，描述同一物体的运动，其结果是 如果以对面的山为参考系，游客是在向前移动的，而 相同的，故A、B正确，C错误；研究航行的轮船内每个 不是静止不动，D错误。故选A。 人的运动，以轮船为参考系较适宜，D正确。 2.时间位移 【随堂演练·达标】 【必备知识·梳理】 1.C机械运动是物体的位置随时间而变化的过程。 [知识梳理] 列车在轨道上行驶、月球绕地球转动、河水在河中流 一、 动均是机械运动，树上的苹果从绿色变成红色不是机 1.(1)瞬间时刻(2)状态量(3)数轴点 械运动。故选C。 2.(1)间隔(2)长短过程量(3)数轴线段 2.C如在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质 3.(2)过程瞬间 点来代替物体的方法是理想模型法。故选C。 4.(1)秒分时（2)钟表停表 3.D物体能否视为质点与其体积无关，而取决于研究 二、 的问题（如研究蚂蚁爬行动作时，虽小但不可视为质 1.(1)定量地参考系坐标系(2)位置位置 点)，A错误；公交车通过站牌的时间需考虑车长，此 的变化(4)①（直线坐标系）③（空间直角坐标系） 83 2 2.(1)空间点(2)运动轨迹直线曲线(3)初 位置末位置位置变化线段的长度指向 3.(1)方向(2)方向位移(3)①长短大小 方向 三、 2.坐标值符号 四、 1.时间t位移x位移一时间位置位移直 观地 2.(1)时间位移(2)直线运动(3)①横轴纵 轴②同一位置相遇 五、 1.打点计时器 「科学思维1 一、思考判断 1.×2./3./4.×5./ 二、思维探究 提示：1.“五点钟”“8点”指的是时刻；“10分钟”“半 小时”指的是时间间隔。含义不同。 2.路径不同，但是位置变化相同。利用位移描述位 置变化。 3.利用“位置一时间”或者“位移一时间”图像进行 表示。 【关键能力·探究】 探究一 [情境探究] 提示：出发与到达时间指的是时刻，历时时长指的 是时间间隔。 [典例精析] [典例1]D动车8：15到站中的“8：15”指的是 一个瞬间，为时刻，故A错误；1秒钟指的是一个过程， 为时间间隔，故B错误；平时所说的时间可能是时刻，也 可能是时间间隔，故C错误；12：00下课中的“12：00” 指的是一个瞬间，为时刻，故D正确。 [针对训练1]AD1s内、第1s都指的都是时间 轴上数值为0到1之间的1秒时间间隔，A正确；最后 1s初指的是时刻，而最后1s内指的是最后1秒时间间 隔，B错误；5s内是指0到5s末这5s时间，C错误；物 体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的 时间，D正确。 探究二 [情境探究] 提示：一维坐标系二维坐标系三维坐标系