内容正文:
1.1 质点 参考系
高中物理:必修第一册
授课教师:
CONTENTS
目 录
O1
O2
课后巩固
O3
O4
课堂总结
教学重点
教学难点
教学过程
NO.1
教学目标
教学
重点
教学
难点
物体能否看着质点的判断,参考选择对物体运动的描述。
某手机地图软件导航图如图所示,由图可知起始小圆点表示导航者此时的位置,而终止小圆点是导航者将要到达的位置。请对以下结论作出判断。
(1)在研究导航者的运动路径时,可以将导航者看成质点。 ( √ )
(2)在研究导航者的运动时间时,可以将导航者看成质点。 ( √ )
(3)在研究导航者所驾驶轿车轮胎上某点的运动时,可以将轿车看成质点。 ( × )
(4)导航图上的小圆点就是把导航者看成了一个点,以便于导航者观察和使用地图。 ( √ )
(5)当导航者运动时,导航图上的小圆点也随之运动,是以周围的房屋、道路为参考系的。 ( √ )
×
√
√
√
√
√
研究的问题
情景探究
知识点一 物体和质点
1.机械运动: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。
2.质点:用来代替物体的有 质量 的点。
3.把物体看成质点的条件:当物体的 大小 和 形状 对研究问题的影响可以忽略时,可以把它看成质点。
空间位置
质量
大小
形状
知识梳理
地球是一个庞然大物,直径约为12 800 km,与太阳相距1.5×108 km。研究地球绕太阳的公转时,能不能把地球看成质点?研究地面上各处季节变化时(如图),能不能把地球看成质点?
提示:研究地球绕太阳公转时,地球的形状、大小可以忽略,可以把地球看成质点;当研究地面上各处季节的变化时,地球的形状、大小不可以忽略,故不能把地球看成质点。
实例分析
1.质点的特点
(1)没有大小和形状。
(2)具有物体的全部质量。
2.质点是一种理想化的物理模型
(1)突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立理想化的物理模型,是一种常用的科学研究方法。
(2)质点就是一种理想化的物理模型,是为了研究问题方便而对实际物体的科学抽象,实际中并不存在。
要点归纳
物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。
【典例1】 关于北京冬奥会的比赛项目,下列说法正确的是( )
A.研究图甲中冰壶运动员的推壶技术时,冰壶可以看成质点
B.研究图乙中自由滑雪运动员的落地动作时,运动员可以看成质点
C.研究图丙中短道速滑1 000米的运动轨迹时,运动员可以看成质点
D.研究图丁中花样滑冰双人滑旋转时,女运动员可以视为质点
典例分析
答案 C
如图所示的国产加油机为中国空军歼-20战机空中加油的情景。
(1)在加油机看来,歼-20战机的运动情况是怎样的?
提示:(1)空中加油时要求加油机和受油机保持相对静止,因此,在加油机看来,歼-20战机是静止的。
(2)从地面上的人看来,加油机和战机的运动情况是怎样的?
提示:(2)由于加油机和歼-20战机相对于地面高速飞行,故在地面上的人看来,加油机和歼-20战机是运动的。
情景探究
知识点二 参考系
1.定义:在描述物体的运动时,被假定 不动 以作为参考的其他物体叫作参考系。
2.参考系的选择
(1)参考系可以 任意 选择,但选择不同的参考系来观察同一物体的运动,结果会有所 不同 。
(2)比较不同物体的运动情况,应选择 同一 参考系。
(3)参考系选取得当,会使问题的研究变得简洁、方便,在讨论地面上物体的运动时常以 地面 为参考系,若选其他物体为参考系,需要进行说明。
不动
任意
不同
同一
地面
[典例2] 神舟十五号飞船和空间站天和核心舱成功对接后,下列有关说法正确的是( )
A.选地球为参考系,天和是静止的
B.选地球为参考系,神舟十五号是静止的
C.选天和为参考系,神舟十五号是静止的
D.选神舟十五号为参考系,天和是运动的
C
[解析] 神舟十五号飞船和空间站天和核心舱成功对接后,在轨绕地球做圆周运动,选地球为参考系,二者都是运动的,A、B错误;成功对接后二者相对静止,C正确,D错误。
答案 C
典例3.如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,Δv表示速度的变化量。由图中所示信息可知( )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与v1的方向相同
C.汽车的加速度方向与v1的方向相反
D.汽车的加速度方向与Δv的方向相反
1.在观看冬奥会高山滑雪比赛时,看到电视画面中运动员身旁的树木不断地向后退,这时,我们可能是以下列哪个物体为参考系的( )
A.树木 B.大地
C.运动员 D.固定机位上的摄像师
解析:C 树木相对于树木、大地、固定机位上的摄像师是静止的,相对于运动员是向后运动的,所以选择的参考系是运动员,故C正确。
课后巩固
2.某演员为某汽车做广告,他在高速行驶的卡车之间气定神闲摆出“一字马”姿势,下列说法正确的是( )
A.以演员为参考系,卡车运动得很慢
B.以地面为参考系,演员没有动
C.以卡车为参考系,演员没有动
D.无论以什么为参考系,演员都是运动的
解析:C 依题意,演员与卡车相对静止,二者相对地面运动,所以以演员为参考系,卡车是静止的;以地面为参考系,演员是运动的,故A、B、D错误,C正确。
3.开始时,两列火车平行地停在某一站台上,过了一会儿,甲车内的乘客发现窗外树木在向西运动,乙车内的乘客发现甲车仍没有动。如以地面为参考系,上述事实说明( )
A.甲车向东行驶,乙车不动
B.乙车向东行驶,甲车不动
C.甲车向西行驶,乙车向东运动
D.甲、乙两车以相同的速度向东行驶
解析:D 甲车内的乘客发现窗外树木在向西运动,是以自己为参考系,甲车正向东行驶;乙车内的乘客发现甲车没动,是以自己为参考系,结合前面所述,说明乙车也在向东行驶,并且和甲车运动速度相同,D正确。
4.杭州亚运会顺利举行,如图所示为运动会中的四个比赛场景。在下列研究中可将运动员视为质点的是( )
A.研究甲图运动员的入水动作
B.研究乙图运动员的空中转体姿态
C.研究丙图运动员在百米赛跑中的平均速度
D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作
C
5.2017年国际泳联游泳世锦赛男子400米自由泳决赛中,中国选手孙杨以3分41秒38的成绩夺得冠军,实现世锦赛该项目三连冠!下列说法正确的是( )
A.“3分41秒38”指的是时间间隔
B.孙杨400米自由泳的平均速度为1.92 m/s
C.在研究孙杨的技术动作时,可以把孙杨看成质点
D.在游泳过程中,以游泳池里的水为参考系,孙杨是静止的
A
6.小明乘坐爸爸驾驶的汽车停在路口等红灯,他看着右侧窗外并排停着的汽车,突然觉得自己乘坐的汽车向后退去了,对这个现象以下说法正确的是( )
A.小明产生了幻觉
B.一定是小明爸爸突然在“倒车”
C.以右侧汽车为参照物,小明的汽车向后运动
D.小明的汽车与右侧的汽车始终相对静止
解析:C 小明看着右侧窗外并排停着的汽车,突然觉得自己乘坐的汽车向后退去了,是因为右侧汽车向前运动,他以右侧汽车为参考系,小明的汽车向后运动,故A、B、D错误,C正确。
7.下列关于运动的描述中,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”,是以潮水作为参考系的
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,是以万重山作为参考系的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以国旗作为参考系的
解析:C 选项A中的研究对象是“水”,流下三千尺,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。
8.2021年9月28日,第十三届中国国际航空航天博览会在中国珠海开幕,展会期间,中国空军“八一”飞行表演队和中国空军航空大学“红鹰”飞行表演队为现场观众带来了精彩的飞行表演,如图所示。下列关于飞行表演队的说法中正确的是( )
A.地面上的人看到飞机飞过,是以飞行员为参考系的
B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以地面为参考系的
C.研究某架飞机在空中飞行的轨迹时,可将飞机视为质点
D.研究飞机在空中的各种表演动作时,可将飞机视为质点
C
质点、参考系
(1)质点的模型化:建立模型。一是要明确题目中需要研究的问题;二是看所研究物体的形状和大小对所研究问题的影响是否可忽略不计。
(2)参考系的“两性”
①任意性:参考系的选取原则上是任意的,通常选地面为参考系。
②同一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系。
课堂总结
作业布置:
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