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

1.1《 质点 参考系》导学案

【教学内容分析】

在我们生活的世界中，运动无处不在：飞鸟掠过天空，汽车疾驰于公路，地球围绕太阳公转，甚至连我们自身也在不断移动。这些看似平常的现象背后，隐藏着物理学研究的核心——机械运动。本章将带领我们走进“运动的描述”这一基础而重要的领域，开启对自然界最普遍现象的科学探究之旅。

本节课学习的是第一章第一节《质点 参考系》，是整个高中物理力学部分的起点和基石。教材从日常生活中常见的运动现象入手，引导学生思考如何准确描述物体的运动状态。首先引入“质点”的概念：当物体的大小和形状对所研究的问题影响极小或可以忽略时，我们可以将其简化为一个具有质量的点，这个理想化的模型就是“质点”。例如，在研究地球绕太阳公转时，地球的直径远小于日地距离，因此可视为质点；而在研究飞机飞行姿态时，则不能忽略其结构与运动差异。这体现了物理学中“突出主要因素、忽略次要因素”的核心思维方法。

接着，教材深入探讨了“参考系”的重要性。任何运动都是相对的——我们说房屋静止，是因为以地面为参考；但若以太阳为参考，房屋随地球一起运动。同一物体在不同参考系下可能呈现不同的运动状态，这揭示了运动的相对性原理。通过“一江春水向东流”“太阳东升西落”等经典表述，帮助学生理解运动描述必须明确参照对象。此外，宋代诗人陈与义的诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”，生动展现了古人对相对运动的朴素认知，也为课堂提供了跨学科的文化视角。

本节内容虽抽象，却极具启发性。它不仅是后续学习位移、速度、加速度等概念的前提，更是培养学生建立物理模型、发展科学思维的关键环节。通过对质点与参考系的深入理解，学生将学会从复杂现实问题中提炼出关键要素，构建理想化模型，从而实现从感性观察到理性分析的跨越。本课将融合情境探究、合作讨论与自主练习，引导学生在真实问题中建构知识体系，为整个必修一的学习打下坚实基础。

 

【学习目标】

•             物理观念：能说出质点的概念及其适用条件，理解参考系在描述运动中的必要性；能在具体情境中判断是否可将物体视为质点，并选择合适的参考系进行运动描述。

•             科学思维：能运用理想化模型思想分析实际问题，发展抽象概括能力；能够基于相对性原理解释生活中的运动现象，提升逻辑推理与批判性思维能力。

•             科学探究：通过设计实验情境（如列车行驶、足球旋转）开展小组讨论，提出可验证的问题，尝试用质点与参考系理论解释现象。

•             科学态度与责任：体会物理学中“简化复杂系统”的科学方法之美，增强对自然规律探索的兴趣；认识到科学研究需严谨、客观，尊重事实依据。

 

【学习重点】

理解并掌握“质点”这一理想化物理模型的定义及其成立条件。

明确“参考系”的作用，掌握如何根据问题选择恰当的参考系来描述物体的运动状态。

能够结合实例判断某一物体在特定问题中能否被看作质点，并说明理由。

✍️ 请在横线上填写你的判断依据：
（1）研究地球公转时，可否把地球看成质点？_（是 / 否），原因是：____
（2）研究火车过桥过程中的车头与车尾运动差异时，能否把整列火车看成质点？_（是 / 否），原因是：____

 

【学习难点】

如何根据“所研究的问题”来决定一个物体是否可以被视为质点，这是学生最容易混淆的知识点。学生常误以为“体积小的物体一定可以看作质点”，而忽视了问题情境的重要性。

对“运动的相对性”缺乏直观体验，难以理解为何同一个物体在不同参考系下运动状态不同。例如，乘客在匀速行驶的列车中静止，但相对于地面却是运动的。

在面对复杂运动（如旋转+平动）时，无法准确判断整体运动是否可以用一个点来代表。

📌 拓展思考题：
（1）当你坐在教室里听课时，你相对于讲台是_（运动 / 静止）的；相对于太阳是_（运动 / 静止）的。这说明了运动的_性。
（2）一辆正在转弯的自行车，它的前轮和后轮的运动轨迹不同。若要研究它整体前进的速度，是否可以把自行车看作质点？_（是 / 否），理由是：_______

 

【情境导入：生活中的运动谜题】

请观察以下三幅图示（文字模拟图形，实际教学中可用PPT展示）：

🔹 图1-1：蓝天背景下一群飞翔的雄鹰，翅膀上下扑动，身体向前飞行。
🔹 图1-2：一辆高速行驶的列车穿过隧道，车轮转动，车身移动。
🔹 图1-3：“香蕉球”在空中划出弧线轨迹，足球一边自转一边前进。

思考与讨论：
1. 若只关心雄鹰从A点飞到B点的位置变化，而不关心翅膀如何拍打，此时能否把它当作一个点来处理？_（是 / 否）
2. 列车在轨道上运行时，如果要计算它从北京开往上海所需时间，是否需要考虑车厢内部结构？_（是 / 否）
3. “香蕉球”之所以弯曲飞行，是因为足球在空中旋转，导致气流不对称。那么，在研究其轨迹时，能否忽略足球的旋转？_（是 / 否），为什么？_____

💬 小组合作任务：
分别写出两个可以将物体视为质点的问题，以及两个不能视为质点的问题。
- 可视为质点的问题1：_______
- 可视为质点的问题2：______
- 不可视为质点的问题1：_____
- 不可视为质点的问题2：________

 

【核心概念解析：质点与参考系】

一、什么是质点？

✅ 定义：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个有质量的点，这样的点叫做质点。

📌 关键点提示：
- 质点是一个理想化的模型，现实中不存在真正的“点状物体”。
- 是否能看成质点，取决于所研究的问题，而不是物体本身的大小。

实例	是否可视为质点	判断理由
地球绕太阳公转	( ____ )	__________
研究体操运动员翻滚动作	( ____ )	__________
汽车从广州开往深圳	( ____ )	__________
探测器登陆火星表面	( ____ )	__________

⚠️ 注意：即使物体很大，只要我们不关注其内部各部分的差异，也可以看作质点。反之，即使很小，若研究其转动或形变，则不能视为质点。

 

二、什么是参考系？

✅ 定义：为了描述物体的运动，必须选定一个作为标准的其他物体，这个物体称为参考系。

📌 核心原则：
- 运动是相对的，没有参考系就没有“运动”的说法。
- 参考系可以任意选择，但应尽量使描述简洁方便。
- 常见参考系：地面、车厢、太阳、河岸等。

🧩 请完成下列填空题：

1. “月亮在云中穿行”是以____为参考系。
2. “坐地日行八万里”是以____为参考系。
3. “小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，“青山走”的参考系是____。
4. 甲同学看到乙同学向右运动，而乙同学看到甲同学向左运动，说明他们选择的参考系分别是_和_。
5. 两辆汽车同向匀速行驶，速度相同。若以其中一辆为参考系，则另一辆是____（运动 / 静止）的。

 

【深度探究：诗词中的物理智慧】

阅读宋代诗人陈与义的《襄邑道中》：

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。

问题链探究：

1. 诗中“云不动”是因为诗人以____为参考系。
2. “云与我俱东”说明云和诗人都是向东运动的。这里“我”指的是谁？____（船 / 人 / 地面）
3. 如果以地面为参考系，云是否真的不动？_（是 / 否），为什么？_____
4. 该诗句体现了哪种物理思想？________
5. 请你画出一幅简图来表示这首诗的运动情景（可手绘或文字描述）：

[示意图位置]
__________________________________________________