1.1质点 参考系 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“质点”和“参考系”核心知识点，通过“观察与思考”环节以雄鹰翱翔、足球滚动等生活实例导入，引导学生发现物体运动描述的复杂性，再通过“思考与讨论”构建问题链，从具体现象到抽象模型，搭建从生活经验到物理概念的学习支架。 其特色在于以科学思维中的模型建构和科学探究中的问题驱动为核心，通过足球旋转、地球公转自转等实例辨析质点条件，结合高铁硬币情境分析参考系选取的相对性，帮助学生理解理想化模型的意义。采用情境化教学和问题链设计，既培养学生抽象思维与解决实际问题的能力，也为教师提供结构化探究式教学资源，提升教学效率。

1.1 质点 参考系 第一章 运动的描述 人教版（2019） 1.7.2013 同学们好！欢迎来到今天的物理课堂。在上课之前，老师想问大家一个问题。大家都看过赛车电影吧？想象一下，电影里的赛车在赛道上飞驰，摄影师是怎么拍出那种风驰电掣的感觉的？有时候，我们看到的是赛车一闪而过，只留下一道光影；但有时候，我们又能清楚地看到车手在车里换挡、打方向盘的细节。同样是那辆赛车，为什么我们看到的画面会如此不同？这背后其实就隐藏着我们今天要学习的两个非常重要的物理概念。今天，就让我们一起走进物理世界，学习如何用科学家的眼光去描述物体的运动。这节课，我们将解锁两个强大的‘思维工具’——质点和参考系。学会了它们，你就能像导演一样，自由切换视角，精准描述任何物体的运动轨迹！ ‹#› 01 02 目录 参考系 物体和质点 1.7.2013 本节课我们将围绕两个核心概念展开。首先，我们会学习什么是“质点”，以及如何判断一个物体能否被看作质点。这是物理学中一种非常重要的简化思想。接着，我们将探讨“参考系”，理解为什么描述运动必须选择一个参照物，以及如何选择合适的参考系。学完这两个知识点，我们就能为后续学习更复杂的运动规律打下坚实的基础。 ‹#› 观察与思考 1. 雄鹰拍打翅膀在空中翱翔时，你是否可以准确地描述它的运动呢？ 1.7.2013 请大家看第一个问题。一只雄鹰在天空中飞翔，它的翅膀在上下扇动，身体也在不断改变方向和高度。如果我让你用精确的语言来描述它此时此刻的运动状态，比如它翅膀尖端的位置、身体重心的位置，是不是感觉非常困难？这是因为雄鹰的各个部分都在做着不同的运动。 ‹#› 观察与思考 2. 足球在地上滚动时，你是否可以准确地描述它的运动？ 当我们观察草地上滚动的足球时，会发现它的运动形式远比想象中复杂。它并非简单的直线平移，而是同时包含了整体的向前移动和自身的高速旋转。 从微观角度看，足球表面的每一个质点，其运动轨迹都是不同的螺旋曲线。如果要精确描述整个足球的运动状态，我们不仅需要考量其质心的位移，还要分析其转动的角速度和方向。这让我们意识到，即使是生活中常见的运动现象，背后也蕴藏着丰富的物理规律，准确描述它们需要系统的科学方法。 1.7.2013 我们再来看第二个例子。一个足球在草地上滚动，它一边向前移动，一边还在自身旋转。它表面的每一个点，运动轨迹都不尽相同。要精确描述整个足球的运动，是不是也同样复杂？ ‹#› 观察与思考 对以上两个实例，之所以我们不能够准确的描述出翱翔的雄鹰和滚动的足球的运动，你认为困难和麻烦出在哪里呢？ 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。 1.7.2013 大家思考一下，为什么描述这些物体的运动会这么困难？根本原因在于，任何物体都有大小和形状，而且它的各个部分的运动状态往往是不同的。但是，在很多情况下，我们并不需要了解物体每个部分的具体运动，我们只关心它整体的运动轨迹。比如，我们想知道雄鹰从北京飞到上海需要多长时间，我们关心的是它这个整体的位移，而不是它翅膀具体怎么扇动。这就引出了一个非常重要的思想：抓住主要矛盾，忽略次要矛盾。 ‹#› 思考与讨论 3.如果我们研究雄鹰从我国黑龙江飞到西藏用的时间的话，雄鹰的形状大小会有影响吗？ 雄鹰的大小可忽略，可看作“点”的运动。 1.7.2013 好，我们来看一个具体的问题。如果我们只关心雄鹰从黑龙江飞到西藏需要多长时间，这时候，雄鹰本身的大小和形状，和它飞行的几千公里路程相比，是不是显得微不足道？在这种情况下，我们完全可以忽略它的大小和形状，把它想象成一个没有大小、只有质量的“点”。这个“点”的运动，就代表了整个雄鹰的运动。 ‹#› 第一部分 物体和质点 1.7.2013 通过刚才的思考，我们已经触及到了今天第一个核心概念——质点。接下来，我们将正式进入第一部分的学习，深入了解什么是质点，以及如何运用这个强大的物理模型。 ‹#› 一、物体和质点 1.质点：忽略物体的大小和形状用来代替物体的、有质量的点； 2.条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时。 1.7.2013 那么，到底什么是质点呢？在物理学中，我们定义：质点就是用来代替物体的、有质量的点。大家注意这两个关键词：“有质量”和“点”。“点”意味着它没有大小、没有形状；“有质量”意味着它保留了物体最重要的属性。所以，质点是一个理想化的模型，它不是真实存在的，而是我们为了方便研究问题而创造出来的科学抽象。而使用这个模型的条件非常关键：只有当物体的大小和形状对我们所研究的问题影响很小，可以忽略不计时，我们才能把它看作质点。 ‹#› 思考与讨论 1. 下列两种情况下，对于“很大”的地球来说，它可以看做质点吗？ 研究地球公转周期，地球是否可以被看做质点？ 研究地球自转周期，地球是否可以被看做质点？ 1.7.2013 是不是只有很小的物体才能被看作质点呢？我们来看一个“很大”的物体——地球。请大家思考这两种情况：第一，当我们研究地球绕太阳公转时，地球能被看作质点吗？第二，当我们研究地球自转，也就是昼夜交替时，地球还能被看作质点吗？ ‹#› 思考与讨论 研究火车从北京到莫斯科用的时间，火车是否可以被看做质点？ 研究火车过桥用的时间， 火车是否可以被看做质点？ 2.下列两种情况下，对于“很长”的火车来说，它可以看做质点吗？ 1.7.2013 我们再来看一个“很长”的物体——火车。同样思考两种情况：第一，研究火车从北京到莫斯科的运行时间，火车能被看作质点吗？第二，研究火车完全通过一座大桥需要多长时间，火车还能被看作质点吗？ ‹#› 思考与讨论 3. 下列情况下，对于“很小”的足球和乒乓球来说，它可以看做质点吗？ 研究香蕉球怎么形成时，足球是否能被看做质点？ 研究乒乓球旋转时，乒乓球是否能被看做质点？ 1.7.2013 现在我们来看“很小”的物体。比如足球和乒乓球。当我们研究足球的“香蕉球”是怎么踢出来的，或者研究乒乓球的旋转时，这些小球还能被看作质点吗？ ‹#› 思考与讨论 4.下列情况下，对于“旋转”的运动员来说，它可以看做质点吗？ 研究花样滑冰运动员旋转时，运动员是否能被看做质点？ 研究跳水运动员翻转动作时，运动员是否能被看做质点？ 1.7.2013 最后，我们来看运动员。当我们欣赏花样滑冰运动员的旋转，或者跳水运动员的优美动作时，我们关注的是他们身体各部分的姿态和运动。这时候，能把他们看作一个质点吗？ ‹#› 一、物体和质点 结论总结： 1.是不是很小的物体才能看作质点，很大的物体不能看做质点？ 物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关。 2.当涉及问题研究物体自身转动和具体动作时，物体是否可看做质点？ 不能，此时物体的运动与本身的大小和形状有关。 1.7.2013 通过刚才的一系列讨论，我们可以得出两个重要的结论。第一，一个物体能不能被看作质点，跟它本身的大小没有必然联系。大到地球，在研究公转时可以是质点；小到乒乓球，在研究旋转时却不能是质点。第二，当我们的研究涉及到物体自身的转动、姿态或内部各部分的相对运动时，我们通常不能把它看作质点，因为这时物体的大小和形状是研究的关键。 ‹#› 一、物体和质点 结论总结： 3. 日常生活中是否存在质点？ 不存在，质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。 4. 物理中的“质点”和几何中的点有哪些异同？ 相同点：都是没有形状和大小的点，是对现实事物的抽象化表示。 不同点：质点是实际物体的抽象，拥有全部质量，是具有物理内涵的相对概念；几何中的点仅表示空间位置，没有质量属性，是纯粹的数学概念。 1.7.2013 我们再深入思考两个问题。首先，现实生活中存在质点吗？答案是不存在。质点是为了方便研究而建立的理想化模型，是一种科学抽象。其次，物理中的“质点”和我们几何学里学的“点”有什么区别呢？相同点是它们都没有大小和形状。但本质区别在于，质点有质量，它代表的是一个物体；而几何中的点没有质量，只表示一个位置。 ‹#› 思考与讨论 通过观察和思考，发表一下你的看法？ 观众认为运动员是运动的，那么男女运动员彼此认为对方也是运动的吗？ 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？ 1.7.2013 好了，关于质点我们就讨论到这里。现在，我们来思考一个新问题。在一场精彩的体育比赛中，观众看到运动员在场上飞奔，觉得他们是运动的。那么，正在比赛的运动员看他旁边的队友，会觉得队友也是运动的吗？另外，我们说运动员是运动的，那看台上的观众就一定是静止的吗？这些问题的答案，将引出我们今天的第二个核心概念。 ‹#› 第二部分 参考系 1.7.2013 没错，物体是运动还是静止，取决于我们选择谁作为标准来观察它。这个被选作标准的物体，就是我们接下来要学习的——参考系。让我们进入第二部分的学习。 ‹#› 二、参考系 1. 参考系：为了确定物体的位置和描述物体运动而被选做参考的物体。（注：初中所学“参照物”是参考系的通俗说法，二者本质含义相同） 要描述一个物体的运动，首先必须选定某个其他的物体作为标准，观察研究对象相对于这个标准物体的位置是否随时间发生变化，以及具体的变化规律。这种被选作参考标准的物体（或彼此相对静止的物体系），就被称为参考系。在描述运动时，参考系的选择是任意的，但选取不同的参考系，对同一物体运动的描述往往不同，因此必须指明参考系才有意义。 1.7.2013 什么是参考系呢？简单来说，就是我们在描述一个物体运动时，选来作为标准的另外的物体。这个概念其实和我们初中学习的“参照物”是一样的。宇宙中没有绝对静止的物体，我们平时说一个物体是运动还是静止，都是相对于某个参考系而言的。不选择参考系，谈论运动是没有任何意义的。 ‹#› 思考与讨论 场景再现：甲同学和乙同学第一次乘坐高铁列车，他们将一枚硬币轻轻立于窗边的台面上。列车飞驰过程中，甲同学看着硬币说：“硬币静止不动！”而乙同学望向窗外后却说：“你看错了，硬币明明是运动的。” 核心问题：如果仅从他们各自的描述出发，你认为甲、乙两位同学的说法谁对谁错？造成他们观点差异的根本原因又是什么呢？ 1.7.2013 我们来看一个经典的例子。甲和乙坐在飞驰的高铁上，他们把一枚硬币立在窗边。甲说硬币是静止的，乙却说硬币是运动的。他们俩谁说得对呢？其实，他们都对。因为甲选择的参考系是高铁车厢，硬币相对于车厢确实没动；而乙可能选择的参考系是窗外的树木，硬币相对于树木确实在飞速运动。这就是选择不同参考系带来的不同结论。 ‹#› 二、参考系 2. 参考系的选取原则： （1）选取具有任意性：参考系的选择可以是任意的，静止或运动的物体都可作为参考系； （2）选取的便捷性：应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则； （3）默认参考系：通常情况下，我们选择地面或相对地面静止的物体作为参考系； （4）描述的相对性：参考系选取不同，对同一物体运动的描述结果可能会不同； （5）比较的同一性：要比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有物理意义。 核心注意：在物理学的研究和实际应用中，凡是涉及物体的运动分析，都必须首先明确参考系。若无特别说明，物理学中常默认地面或相对地面静止的物体为参考系。 1.7.2013 那么，我们应该如何选择参考系呢？这里有几个原则大家需要记住。第一，参考系的选择是任意的。第二，我们通常会选择最方便、能让问题最简单的参考系。在大多数情况下，如果题目没有特别说明，我们都默认选择地面作为参考系。第三，也是非常重要的一点，当我们要比较两个物体的运动快慢时，必须选择同一个参考系才有意义。 ‹#› 课堂小结 质点 参考系 定义 参考系 质点 把物体简化为一个有质量的点。 条件 所研究问题对物体大小和形状影响可忽略不计。 意义 理想化物理模型。 为描述物体位置和运动而被选做参考的物体。 1.7.2013 好了，同学们，今天我们学习了两个非常重要的物理概念。我们来一起回顾一下。首先是“质点”，它是一个理想化模型，目的是为了简化问题，判断标准是看物体的大小和形状对研究的问题是否有影响。其次是“参考系”，它是描述运动的标准，运动是相对的，选择不同的参考系，对运动的描述可能不同。这两个概念是整个运动学的基础，希望大家能深刻理解。 ‹#› 课堂练习 1．为了提高枪械射击时的准确率，制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽。这样，当子弹在枪管中运动时，会按照旋转的方式前进。离开枪管后，子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响，从而提高子弹飞行的稳定性。下列关于子弹运动的说法中正确的是（ ） A．当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看做质点 B．当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时不可以把子弹看做质点 C．无论研究什么问题都可以把子弹看做质点 D．能否将子弹看做质点，取决于我们所研究的问题 D 1.7.2013 现在我们来做几道练习题，检验一下大家的学习成果。请看第一题。这道题考察的是质点的判断。大家思考一下，研究子弹的旋转和研究子弹飞行的时间，这两种情况有什么不同？正确答案是D。能否把物体看作质点，关键取决于我们研究的问题是什么。 ‹#› 课堂练习 2．下列说法正确的是（ ） A．不能把运转中的地球视为质点，而可以把原子核视为质点。 B．计算公交车通过路旁的一根电线杆的时间时，可以把公交车视为质点。 C．研究“神舟十号”绕地球运行周期时，可视为质点；研究其与“天宫一号”交会对接过程，则不能视为质点。 D．研究在平直赛道上飞驰的F1赛车的速度时，可以把赛车视为质点。 CD 1.7.2013 来看第二题，这是一道多选题。大家仔细分析每个选项描述的研究情景。A选项，地球公转可以看成质点，原子核如果研究其内部结构就不能看成质点。B选项，公交车通过电线杆，车长不能忽略。C选项，神舟十号绕地球可以看成质点，但交会对接时，自身的姿态和位置非常关键，不能看成质点。D选项，研究F1赛车的速度，只关心整体运动，可以看成质点。所以正确答案是CD。 ‹#› 课堂练习 3．南北朝时期的傅翕曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛。人在桥上走，桥流水不流。”其中“桥流水不流”一句应理解成其选择的参照物是（ ） A．水B．桥C．人D．地面 解析：“桥流水不流”表示桥在运动，水是静止的。诗人以流动的水为参照物，水的位置相对不变，桥的位置相对于水发生了变化，故感觉桥在流动。因此选择的参照物是水。 答案：A 1.7.2013 第三题是一道结合古诗词的题目，非常有趣。“桥流水不流”，意思是桥在动，而水不动。我们知道，正常情况下是水流过桥。诗人为什么会有“桥流”的感觉呢？这说明他选择的参考系是流动的水。以水为参考系，水就是静止的，而桥相对于水就在向后运动。所以正确答案是A。 ‹#› 课堂练习 4．云台山是全球首批世界地质公园，青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉，这里气候独特，水源丰富，植被原始完整，是生态旅游的好去处，乘坐索道缆车可观赏怡人风景，还能体验高空悬挂的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说，以下说法正确的是（ ） A．以自己为参考系，看到对面的山迎面走来 B．以对面的山为参考系，自己静止不动 C．以自己为参考系，看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近 D．以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后走去 正确答案 AD 1.7.2013 最后一题，关于乘坐缆车。我们来分析一下。A选项，以自己为参考系，缆车在前进，所以感觉山在迎面走来，正确。B选项，以山为参考系，自己肯定是运动的，错误。C选项，同一缆车里的人跟你相对静止，错误。D选项，以缆车为参考系，周围的景物都在向后退，正确。所以答案是AD。 ‹#› THANKS THANKS 感谢观看 1.7.2013 今天的课程就到这里。通过本节课的学习，相信大家对如何描述物体的运动有了更深刻的理解。希望大家课后能多加练习，真正掌握质点和参考系这两个重要工具。感谢大家的聆听！ ‹#› $