第1章 第1节 参考系 时间 质点-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第一册教用Word(教科版)

本讲义聚焦高中物理“参考系、时间、质点”核心知识点，系统梳理参考系的概念及选择原则、时间与时刻的区别联系、质点的理想化模型及条件，构建从运动描述基础到模型简化的连贯学习支架。 资料通过生活实例（如赛龙舟参考系分析、高铁时刻表述、航天任务质点判断）结合判断、例题及练习，强化科学思维中的模型建构与科学推理，课中辅助教师引导学生联系实际理解概念，课后助力学生通过练习查漏补缺，深化对运动描述基础的掌握。

第1节　参考系　时间　质点 1．理解参考系的概念，知道运动具有相对性。 2．知道时刻和时间间隔的区别和联系。 3．理解质点的概念，知道质点是一种理想化模型，知道把物体看成质点的条件。 一、参考系 1．定义：为了描述物体的运动而假定为不动、用来作____________的物体叫作参照物，它以及与它保持____________的物体组成一个系统，叫作参考系。 2．参考系的选择 (1)参考系的选择原则上是__________的，只是选择不同的参考系，物体的运动情况可能会有所__________，通常选________为参考系。 (2)参考系既可以是静止的物体，也可以是运动的物体。 二、时间和时刻 1．时刻：表示某一时刻，用时间轴上的______表示，如第2 s末、第8 s初等均为时刻。 2．时间间隔：表示两个时刻之间的时间。用时间轴上的____________________表示，如前4 s内(0至4 s末)、第4 s内(3 s末至4 s末)等均为时间间隔。 三、质点 1．机械运动：物体的______________随时间变化的过程称为机械运动，机械运动分为平动和转动两类。 (1)平动：物体各部分运动情况都______________的运动称为平动。 (2)转动：物体的各个部分都绕某轴或某点做圆周运动，各部分的圆周______________各不相同，这种运动称为转动。 2．质点的定义：忽略物体的______________和____________，把物体简化、抽象为一个具有__________的点，这样的点称为质点。 3．把物体看作质点的条件：物体的________和__________对研究问题的影响可以忽略。 4．理想模型：保留________而忽略________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____________了的研究对象称为理想模型。质点就是一种理想化模型。 判断下列说法是否正确。 (1)自然界中没有绝对静止的物体。(　　) (2)时刻就是时间间隔，两者都是时间，没有本质区别。(　　) (3)只能选择静止的物体作为参考系。(　　) (4)在时间轴上，时刻用线段表示，时间间隔用点表示。(　　) (5)很小的物体一定能看成质点。(　　) (6)做直线运动的物体一定能看成质点。(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× [答案自填] 参照　相对静止　任意　不同　地面　点　一段长度　空间位置　相同　半径　形状　大小　质量　形状　大小　主要因素　次要因素　理想化 知识点一　参考系的理解和应用 如图所示，坐在火车里的乘客为什么说火车没有动呢？站在站台上的小朋友为什么说火车运动好快呢？怎样描述物体的运动情况呢？ 提示：火车相对于乘客没有发生位置的变动，所以乘客以自己为参照物说火车没有动；火车相对于站台及站台上的小朋友的位置在快速变化，所以小朋友以站台为参照物说火车运动好快。由上面的分析可知，要描述一个物体的运动情况，需要先选择某个其他物体作为参照物，观察物体的位置相对于选定的“其他物体”是否随时间变化，以及怎样变化。 1．参考系的四个特性 (1)相对性：用来作参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系而言的。 (2)任意性：参考系的选择具有任意性，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。 (3)同一性：比较不同物体的运动时，应该选择同一参考系。 (4)差异性：同一运动选择不同的参考系，观察结果可能不同。 2．关于参考系的两点说明 (1)由于运动的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对于哪个参考系而言的。 (2)无论物体原来的运动状态如何，一旦这个物体被选为参考系，就认为它是静止的。 角度1　参考系的理解 　(2024·贵州安顺期中)下列说法正确的是　(　　) A．参考系必须选择静止不动的物体 B．为了准确描述物体的运动，只能选地面为参考系 C．参考系必须是和地面连在一起的物体 D．任何物体都可以被选作参考系，选择不同参考系来描述同一物体的运动，其结果可能是不同的 [解析]　参考系的选择具有任意性，研究同一个物体的运动时，若选取不同的参考系，则物体的状态可能不同。 [答案]　D 角度2　参考系的应用 　(2024·甘肃庆阳期中)端午节是我国古老传统节日，人们通常通过赛龙舟庆祝节日的到来。如图为两队在赛龙舟时的画面，甲队与乙队之间的距离逐渐增大，最终乙队获得胜利，则下列说法正确的是(　　) A.以甲队为参考系，乙队向左运动 B．以乙队为参考系，甲队是静止的 C．以地面为参考系，乙队向右运动 D．以地面为参考系，甲队是静止的 [解析]　由于两队之间的距离逐渐增大，且乙队获胜，则以甲队为参考系，乙队向左运动，故A正确；以乙队为参考系，甲队向右运动，故B错误；以地面为参考系，两队均向左运动，故C、D错误。 [答案]　A 知识点二　时刻和时间间隔 “四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地”，这是战国时期著名的政治家、思想家、先秦诸子百家之一的尸佼所写的《尸子》中对于宇宙时空的理解，这里的“宇”和“宙”就是空间和时间的概念。时间在时间轴上大致可以分为三个阶段，过去、现在和未来，时间轴上的某一点则代表某一瞬间，也就是时刻，比如古装电视剧中常常出现的“午时三刻”。时刻与物体所处的状态(或位置相对应)，而时间间隔指的则是两时刻的间隔，在时间轴上用线段来表示。仔细观察如图所示的时间轴，分析下列说法是否正确？ (1)第2 s内是指时间轴上的C点 (2)第3 s内是指时间轴上AD段 (3)前4 s内是指时间轴上DE段 (4)第3 s初是指时间轴上的C点 提示：第2 s内是指时间轴上的BC段，是时间间隔；第3 s内是指时间轴上的CD段，是时间间隔；前4 s内是指时间轴上的AE段，是时间间隔；第3 s初是指时间轴上的C点，是时刻。 1．时刻：时刻在时间数轴上，用一个点来表示，如第 2 s 末、第2 s初等，是状态量。如图甲所示。 2．时间间隔：时间间隔指的是两时刻之间的间隔，在时间数轴上用一段线段来表示，如2 s内、第2 s内等，是过程量。如图乙所示。 　(2023·四川成都期末)根据如图所示的时间坐标轴，下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是(　　) A．t3表示时刻，称为第2 s末或第3 s内，也可以称为 3 s 时 B．t3到t4表示时间间隔，称为第4 s内 C．0到t2表示时间间隔，称为最初2 s内或第2 s内 D．tn－1到tn表示时间间隔，称为前n s内 [解析]　t3表示时刻，称为第3 s末或第4 s初，故A错误；t3到t4表示时间间隔，称为第4 s内，故B正确；0到t2表示时间间隔，称为前2 s内或最初2 s内，第2 s内表示1 s末到2 s末这1 s的时间间隔，故C错误；tn－1到tn表示时间间隔，称为第n s内，故D错误。 [答案]　B 　(2024·陕西联考期中)西安北到佛坪的G1831次高速列车，15点06分到达汉中，停车2分钟，则(　　) A．“15点06分”是指时刻，“停车2分钟”是指时间间隔 B．“15点06分”是指时间间隔，“停车2分钟”是指时刻 C．“15点06分”与“停车2分钟”均指时刻 D.“15点06分”与“停车2分钟”均指时间间隔 [解析]　根据时间间隔和时刻的概念可知，“15点06分”是指时刻，“停车2分钟”是指时间间隔。 [答案]　A 　(2024·山西太原统考期中)下列航天历程中，时间表述为时间间隔的是(　　) A．神舟十六飞船于2023年5月30日9时31分发射 B．航天员与地面通话延时约千分之一秒 C．当日21时40分，航天员圆满完成出舱活动全部既定任务 D．“天宫课堂”第四课于2023年9月21日15时45分开课 [解析]　2023年5月30日9时31分指的是发射的时刻，故A错误；延时约千分之一秒是指延时开始至结束的时间间隔，故B正确；当日21时40分指的是完成出舱活动全部既定任务的时刻，故C错误；2023年9月21日15时45分指的是开课的时刻，故D错误。 [答案]　B 知识点三　质点和理想化模型 在建立物理模型时，需要突出问题的主要因素，忽略次要因素。请分析下列关于在建立质点模型时的说法是否正确？并说明理由。 (1)研究长征二号丁运载火箭成功将遥感三十九号卫星发射进入预定轨道过程的飞行轨迹时，可以将遥感三十九号卫星视为质点。 (2)研究某运动员在杭州亚运会女子100米跨栏比赛摆臂动作时，可以将其视为质点。 (3)在篮球比赛中，研究篮球运动员投出球的旋转情况，可以把篮球视为质点。 (4)在研究地球自转产生昼夜更替现象时，可以把地球视为质点。 提示：(1)研究长征二号丁运载火箭成功将遥感三十九号卫星发射进入预定轨道过程的飞行轨迹时，可以将遥感三十九号卫星视为质点。 (2)研究某运动员在杭州亚运会女子100米跨栏比赛摆臂动作时，不能将其看作质点。 (3)研究篮球运动员投出球的旋转情况，篮球的大小和形状对旋转情况都有影响，则不可以把篮球视为质点。 (4)在研究地球自转产生昼夜更替现象时，地球的大小和形状影响昼夜更替现象，则不可以把地球视为质点。 1．对物理模型的理解 (1)物理模型是在物理研究中，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的，建立物理模型是经常采用的一种科学研究方法。 (2)物理模型作为一种理想化模型，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在。 2．对质点的理解 (1)物体能否被视为质点，不是取决于物体的大小，而是看物体的形状和大小对研究问题的影响是否可忽略。 (2)同一物体在不同的问题情境中有的可被视为质点，有的则不能被视为质点。 　(2024·广东阳江统考期中)关于“理想化模型”和“质点”的说法，正确的是(　　) A．在物理学中，突出问题的主要方面，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 B．“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，实际存在 C．“质点”是实际物体的一种“简化”，忽略了物体的大小和形状，是实际存在的 D．在苹果园摘苹果，找成熟的大的苹果，可将苹果视为质点 [解析]　在物理学中，突出问题的主要方面，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，A正确；“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，实际不存在，B错误；“质点”是实际物体的一种“简化”，忽略了物体的大小和形状，实际不存在，C错误；在苹果园摘苹果，找成熟的大的苹果，苹果的大小和形状不能忽略，不能将苹果视为质点，D错误。 [答案]　A 　(2024·浙江绍兴期中)2023年杭州亚运会上，我国运动健儿表现出色，总共获得201块金牌。研究下列问题时，可将运动员作为质点的是(　　) [解析]　分析跳水时运动员的入水动作，运动员的形状不能忽略，不能看成质点，故A错误；欣赏花样游泳运动员的表演，运动员的形状不能忽略，不能看成质点，故B错误；研究游泳运动员的转体动作，运动员的形状不能忽略，不能看成质点，故C错误；分析铁人三项比赛中游泳所用时间，运动员的大小、形状可以忽略，能看成质点，故D正确。 [答案]　D 　(2024·上海华东师范大学一附中期中)航天员在空间站机械臂的帮助下，完成了核心舱全景相机在轨支架安装及抬升等任务。下列说法正确的是(　　) A．研究航天员“太空漫步”的动作时，航天员可看成质点 B．机械臂在工作时可看成质点 C．全景相机通过调整角度拍摄地球全景时，全景相机不能看成质点 D．研究空间站绕地球运动时，空间站不能看成质点 [解析]　研究航天员“太空漫步”的动作时，不能忽略其大小和形状，不能将其看成质点，故A错误；机械臂在工作时要考虑机械臂的形状和大小，不能看成质点，故B错误；全景相机拍摄地球全景时，必须考虑全景相机的拍摄角度，不能看成质点，故C正确；空间站绕地球运动时可以忽略形状和大小，能看成质点，故D错误。 [答案]　C 1．(参考系的理解和应用)(2024·山东济宁一中期中)如图所示，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，卡车是静止的 B．以地面为参考系，演员没有动 C．以卡车为参考系，演员运动得很慢 D．以地面为参考系，卡车是静止的 解析：选A。以演员为参考系，卡车是静止，故A正确；以地面为参考系，演员和卡车是运动的，故B、D错误；以卡车为参考系，演员相对于卡车静止，相对于卡车没有动，故C错误。 2．(时间　质点)2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱历经 8.3 小时在巴丹吉林沙漠腹地的东风着陆场平安着陆，本次载人飞行任务取得圆满成功。下列说法正确的是(　　) A．“2023 年6月4日6时33 分”表示时间间隔 B．“8.3 小时”表示时刻 C．研究飞船启动喷射器旋转时的动作时，可将其视为质点 D．在地面搜救人员搜索返回舱时，可以将返回舱视为质点 解析：选D。“2023年6月4日6时33分”表示时刻，故A错误；“8.3小时”表示的是时间间隔，故B错误；研究飞船启动喷射器旋转时的动作为研究物体的细节问题，此时飞船不可看作质点，故C错误；当地面搜救人员搜索返回舱时，可以将返回舱视为质点，故D正确。 3．(时间间隔与时刻)(2024·四川凉山联考期中)下列关于时间及时刻表述正确的是(　　) A．第5 s内就是4 s末到6 s末这1 s时间 B．第4 s末与第5 s初是指不同时刻 C．第4 s末是第4 s和第5 s的中间时刻 D．第5 s初到第6 s末的时间隔为1 s 解析：选C。第5 s内就是4 s末到5 s末这1 s时间，故A错误；第4 s末与第5 s初是指同一时刻，故B错误；第4 s即3 s到4 s，第5 s即4 s到5 s，第4 s末是第4 s和第5 s的中间时刻，故C正确；第5 s初到第6 s末的时间隔为2 s，故D错误。 4．(质点和理想化模型)(2024·山西长治联考期中)下列研究对象能看成质点的是(　　) 解析：选B。击穿苹果的子弹，子弹的形状、大小不能忽略不计，不能把子弹看成质点，故A错误；从北京到上海的汽车，汽车的形状、大小可以忽略不计，可以把汽车看成质点，故B正确；旋转的车轮，车轮的形状、大小不能忽略不计，不能把车轮看成质点，故C错误；做翻滚动作的体操运动员，运动员的形状、大小不能忽略不计，不能把运动员看成质点，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $