1.1 质点 参考系 学案-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
第1节 质点 参考系 学案
学习目标:
(1)知道质点的含义,将物体抽象为质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点.
(2)知道参考系的概念及其对描述物体运动的意义
知识梳理:
知识点一 物体和质点
(1)物质与物体:物质由分子、原子等组成,物体是物质的聚集状态。
(2)质点:用来代替物体的有质量的点。
(3)物体可看成质点的条件:物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略。
(4)物理模型:在物理学中,突出问题的主要因素,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。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。
知识点二 参考系
(1)定义:在描述物体的运动时,被选定作为参考,假定不动的物体叫作参考系。
(2)选取原则:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选择。
①选择不同的参考系来观察同一物体的运动,得到的结果会有所不同。
②选择得当,会使问题的研究变得简洁、方便。
③通常情况下,在讨论地面上物体的运动时,都以地面作为参考系。
(3)静止的相对性:自然界的一切物体都处于永恒的运动中,运动是绝对的,静止是相对的。
疑、难点理解:
对质点的理解
1.质点的三个特点
(1)没有大小和形状。
(2)具有物体的全部质量。
(3)是一种理想化的物理模型,实际生活中并不存在。
2.把物体看成质点的三种情况
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(1)物体的大小和形状对所研究的问题无影响,或者有影响但可以忽略不计,则可将物体看成质点。
(2)当物体上各部分的运动情况完全相同时,物体上任何一点的运动情况都能反映该物体的运动,一般可看成质点。
(3)物体有转动,但相对于平动而言可以忽略其转动时,可把物体看成质点。如图所示,汽车在运行时,虽然车轮转动,但我们研究的是汽车整体的运动快慢,这时可将汽车看成质点。
3.质点是一种理想化的模型
(1)质点是一种理想化的物理模型,是在研究物体运动时,突出问题的主要因素,忽略次要因素,对实际物体进行的近似处理。
(2)在物理学中,突出问题的主要因素,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。
物体能否看成质点的一般分析思路
(1)确定问题的性质,即研究目的、观察重点是什么。
(2)假设物体的形状、大小被忽略,成了一个有质量的“点”。
(3)思考要研究的问题是否受影响。若受影响,物体不能看成质点;若不受影响,物体就能看成质点。
典例1:我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10 909 m。“奋斗者”号照片如图所示,下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是( )
A.估算下降总时间时
B.用推进器使其转弯时
C.在海沟中穿越窄缝时
D.科学家在其舱内进行实验时
[解析] 在研究“奋斗者”号下降总时间时,可以将其看作一个质点,选项A正确;用推进器使其转弯时,不能将其看作质点,选项B错误;在判断是否能够穿越窄缝时,不能忽略自身大小,不能将其看作质点,选项C错误;科学家在其舱内进行实验时,显然不能将其大小忽略,不能将其看作质点,选项D错误。[答案] A
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参考系
1.对参考系的理解
(1)选取意义。
描述物体是否运动首先要选择一个参考系,以此为标准来衡量物体是运动还是静止的,参考系一旦确定,对物体运动的描述也是唯一确定的。一个物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言的。解答物理问题时若能巧妙地选择参考系,则可使解题过程大为简化。
(2)选取原则。
①理论上讲,参考系的选取是任意的。
②选取参考系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在解题过程中,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。
2.参考系的四性
标准性 | 作为参考系的物体,不论原来的运动情况如何,都假定不动,被研究的物体都是以参考系为标准的 |
任意性 | 参考系的选取在原则上是任意的 |
同一性 | 比较不同物体的运动应选择同一参考系 |
差异性 | 对于同一物体,选择不同的参考系,结果一般不同 |
判断参考系的方法
(1)静物法:明确观察到的现象中,什么物体是运动的,什么物体是静止的,静止的物体可能就是参考系。
(2)假设法:假设以某物体为参考系,看对物体运动的描述是否与描述中的结果一致。若一致,该物体可能就是参考系。
典例2:《中国诗词大会》第五季在央视综合频道黄金时段播出。带动全民重温曾经学过的古诗词,分享诗词之美,感受诗词之趣。李白在《望天门山》一诗中写到“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”。诗文中的“青山相对出”选择的参考系是( )
A.青山 B.孤帆
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