1.1 质点 参考系 导学案 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-07-26
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摘要:
该高中物理导学案聚焦必修一“质点、参考系”核心内容,通过基础知识梳理明确质点定义、判定条件及理想化模型本质,结合梅西踢球等情境例题搭建学习支架,衔接机械运动描述的基础概念。
资料以生活实例和高考真题创设情境,助力学生理解“忽略次要因素”的模型建构思维,通过不同参考系描述运动培养运动观念,习题分层递进,兼顾科学思维与科学探究能力提升,便于教师教学与学生自主学习。
内容正文:
课标要求(新课标必修一)
1. 物理观念:理解质点、参考系的基本概念,知道建立理想化物理模型的基本方法,初步形成描述机械运动的科学观念。
2. 科学思维:能根据研究问题的需要,判断物体能否视为质点;能结合情境选择合适参考系描述物体运动,理解运动的绝对性与静止的相对性。
3. 科学探究:通过生活实例对比、情境分析,体验“忽略次要因素、突出主要因素”的建模思维,初步掌握物理学抽象研究方法。
4. 科学态度与责任:体会物理模型源于生活、服务物理研究,养成严谨、理性、实事求是的科学思维习惯。
学习目标
1. 准确说出质点的定义,掌握物体可看作质点的三个判定条件。
2. 理解质点是理想化物理模型,知道建模的意义和方法。
3. 掌握参考系概念,理解运动是绝对的、静止是相对的。
4. 能根据具体情境,灵活选择参考系并准确描述物体运动状态。
教学重点
1. 质点的概念及物体可视为质点的判断条件(本节课核心)。
2. 参考系的理解,能用不同参考系描述同一物体运动。
教学难点
1. 理想化模型思想的建立:学生很难理解“真实物体忽略形状大小”的科学抽象。
必修一:第一章 第一节 质点 参考系
基础知识梳理:
质点和参考系
1.质点
(1)用来代替物体的有________的点叫作质点。
(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略,就可以看作质点。
(3)质点是一种________,实际并不存在。
2.参考系
(1)参考系可以是运动的物体,也可以是________的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的。
(2)比较两物体的运动情况时,必须选________参考系。
(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能________。通常以________为参考系。
3.质点:忽略物体的______和______,把它简化成一个具有______的点,这样的点叫作质点。
4.将物体视为质点的条件:
(1)物体的________________对所研究问题的影响可以忽略不计;
(2)物体上各点的______________________时,可以用其上某一点的运动代替整个物体的运动,如平动物体。
5.质点是一种________模型,它忽略了物体的____________这种次要因素,突出了物体的________这种主要因素,它是对实际物体的一种科学抽象,实际中________________(填“存在”或“并不存在”)。
答案:
1. 质量 理想化模型
2. 静止 同一 不同 地面
3. 大小 形状 质量
4. 形状和大小 运动情况完全相同
5. 理想化 大小和形状 质量 并不存在
讲:
例1:梅西在2022年卡塔尔世界杯决赛中梅开二度,带领阿根廷夺冠。如图所示为梅西在某场比赛第51分钟时主罚任意球后,足球运动轨迹的示意图,下列说法中正确的是( )
A.第51分钟指的是时间间隔
B.足球在飞行过程中可视为质点
C.足球飞出后受到梅西对它施加的作用力
D.守门员起跳扑救瞬间,地面对他的作用力等于他对地面的作用力
【答案】B
【知识点】质点、时间、分析物体受力个数、牛顿第三定律
【详解】A.第51分钟指的是时刻,故A错误;
B.足球在飞行过程中,足球的形状和大小可以忽略,可视为质点,故B正确;
C.足球飞出后脱离梅西,梅西对它不再施加作用力,故C错误;
D.守门员起跳扑救瞬间,地面对他的作用力与他对地面的作用力是相互作用力,等大反向,故D错误。
故选B。
【变式1-1】.下列说法中正确的是( )
A.研究短跑运动员的起跑动作时,可将运动员看作质点
B.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时,可将汽车看作质点
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以“万重山”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”为参考系的
【答案】C
【知识点】质点、已知物体运动情况判断参考系
【详解】A.研究短跑运动员的起跑动作时,运动员看成质点,否则的话就没有人的动作可言了,A错误;
B.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时,汽车的大小和形状不能忽略,故不能看作质点,B错误;
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山“是描述轻舟相对于“万重山”在运动,是以“万重山”为参考系的,C正确;
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以大地为参考系的,D错误。
【点睛】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可;注意区分研究对象与参考系的不同。考查对参考系概念的理解及实际判断能力。
例2.关于下列四幅图,说法正确的是( )
A.研究甲图运动员的冰壶的移动方向,可将其看成质点
B.研究乙图运动员转弯时的姿态,可将其看成质点
C.研究丙图运动员下滑时的俯冲动作,可将其看成质点
D.丁图运动员在空中飞行的过程中,可视为匀速运动
【变式2-1】
【答案】A
【知识点】质点、牛顿第二定律的初步应用
【详解】A.研究甲图运动员的冰壶的移动方向时不用考虑冰壶的大小和形状,则可将其看成质点,A正确;
B.研究乙图运动员转弯时的姿态,不能忽略运动员的大小和形状,不能将其看成质点,B错误;
C.研究丙图运动员下滑时的俯冲动作,不能忽略运动员的大小和形状,不能将其看成质点,C错误;
D.丁图运动员在空中飞行的过程中,受到重力、空气阻力等,则运动员的合外力不为零,不能视为匀速运动,D错误。
故选A。
【变式2-2.】下列说法正确的是( )
A.研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球可以看成质点
B.研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,乒乓球不能看成质点
C.研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小可以忽略
D.研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分的速度可视为相同
【答案】B
【知识点】质点
【详解】A.研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球的形状和大小不能忽略,故不可以看成质点,故A错误;
B.研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,要考虑乒乓球的大小和形状,则乒乓球不能看成质点,故B正确;
C.研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小不可以忽略,故C错误;
D.研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分有转动和平动,各部分的速度不可以视为相同,故D错误;
故选B。
例3.甲、乙、丙3人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到甲匀速下降。那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况可能是( )
A.甲、乙匀速下降,v甲>v乙,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,v甲<v乙,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,v甲<v乙,丙匀速下降,且v丙>v甲
D.以上说法均不对
【答案】B
【知识点】同一运动在不同参考系中的描述
【详解】甲看到楼房匀速上升,则可知甲匀速下降;乙看到甲匀速上升,说明乙在匀速下降,且有v甲<v乙;甲看到丙匀速上升,有三种情况:①丙静止;②丙匀速上升;③丙匀速下降,且有v丙<v甲;丙看到甲匀速下降,是以自身为参考系,结合以上分析可知,①丙静止;②丙匀速上升;③丙匀速下降,且有v丙<v甲;综合分析可知,甲、乙、丙的运动情况有三种:①甲、乙匀速下降,v甲<v乙,丙停在空中;②甲、乙匀速下降,v甲<v乙,丙匀速上升;③甲、乙匀速下降,v甲<v乙,丙匀速下降,且v丙<v甲。
故选B。
【变式3-1】如图为百年一遇的天文奇观“金星凌日”,人们会观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星。下列说法正确的是( )
A.“六个半小时”是指时刻
B.地球在金星与太阳之间
C.观测“金星凌日”时可将金星看成质点
D.以金星为参考系,太阳是静止的
【答案】C
【知识点】质点、时间、已知参考系判断物体运动情况
【详解】A.“六个半小时”是指时间间隔,A错误;
B.“金星凌日”现象的成因是光的直线传播,当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时,金星挡住了沿直线传播的阳光,人们看到太阳上的黑点实际上是金星,由此可知发生金星凌日现象时,金星位于地球和太阳之间,B错误;
C.金星远远小于太阳,则观测“金星凌日”时可将金星看成质点,C正确;
D.以金星为参考系,太阳是运动的,D错误。
故选C。
【变式3-2】甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降。那么在地面上的人看来,甲、乙、丙的运动情况可能是( )
A.甲、乙匀速下降,,丙停在空中
B.甲、丙匀速下降,,乙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,,丙匀速下降,且
D.甲、乙匀速下降,,丙匀速下降,且
【答案】A
【知识点】同一运动在不同参考系中的描述
【详解】AB.甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地匀速下降。乙看到甲匀速上升,说明乙匀速下降,而且v乙>v甲,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙可能停在空中,也可能匀速上升或下降,故A正确,B错误;
CD.甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙可能匀速下降,且v丙<v甲,故CD错误。
故选A。
【变式3-3】我国辽宁号航母在海军导弹驱逐舰沈阳号、石家庄号和导弹护卫舰烟台舰、潍坊舰的伴随下赴南海进行训练。下列说法中正确的是( )
A.辽宁号航母上的观察员感觉海水向后退去,他选择的参考系是海水
B.辽宁号航母上的观察员感觉海水向后退去,他选择的参考系是航母
C.辽宁号航母上的观察员感觉其他舰没有动,其他舰一定是静止的
D.辽宁号航母上的观察员感觉天空中的白云没有动航母一定是静止的
【答案】B
【知识点】已知物体运动情况判断参考系、已知参考系判断物体运动情况
【详解】AB.辽宁号航母上的观察员感觉海水向后退去,他选择的参考系是航母,A错误B正确;
C.辽宁号航母上的观察员感觉其他舰没有动,其他舰与辽宁号之间没有位置的变化,它们之间相对是静止的,但它们相对于地面不一定是静止的,C错误;
D.辽宁号航母上的观察员感觉天空中的白云没有动,是白云相对于航母静止,但航母不一定是静止的,D错误。
故选B。
练:
1. 如图所示为飞行员(丙)在跳伞训练,飞机驾驶员(甲)和地面指挥员(乙)在观察了丙的运动后,发生了争论。关于甲、乙争论的内容,下列说法正确的是( )
A.甲选取了地面为参考系 B.乙选取了飞机为参考系
C.两人的说法中必有一个是错误的 D.两人选取参考系不同导致观察结果不同
【答案】D
【知识点】同一运动在不同参考系中的描述
【详解】甲、乙两人的说法分别是以飞机和地面作为参考系研究运动的,说法都是正确的。他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是( )
A.大地 B.太阳
C.滑板运动员 D.静止的人
【答案】C
【详解】由于滑板运动员和摄影师以相同的速度运动,故以滑板运动员作为参考系,摄影师是静止的,故滑板运动员的图片是清晰的,但由于背景相对于滑板运动员是运动的所以背景相对于摄影师是运动的,所以拍摄的背景是模糊的。故在“追拍法”中摄影师选择的参考系是滑板运动员。
故选C。
3.关于质点,下列说法正确的是( )
A.只有体积很小的物体,才能被看成质点
B.质点是用一个点来代表整个物体,不包括物体的质量
C.在研究地球绕太阳公转时,可以把地球看作质点
D.在研究地球自转时,可以把地球看作质点
【答案】C
【知识点】质点
【详解】AB.质点是一个有质量的点,将物体看作质点的条件是物体的形状或大小对研究的问题没有影响,或者对研究问题的影响可以忽略,并不是根据本身体积大小来判断,故AB错误;
CD.在研究地球绕太阳公转时,可以把地球看作质点,而在研究地球自转时,不能把地球看作质点,故C正确,D错误。
故选C。
4.(2024·浙江·高考真题)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比赛中的平均速度
D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作
【答案】C
【详解】A.研究甲图运动员的入水动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故A错误;
B.研究乙图运动员的空中转体姿态时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故B错误;
C.研究丙图运动员在百米比赛中的平均速度时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响能够忽略,此时运动员能够看为质点,故C正确;
D.研究丁图运动员通过某个攀岩支点的动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点,故D错误。
故选C。
5.关于质点,下列说法正确的是( )
A.甲图中研究如何才能踢出香蕉球时,不可以把足球看作质点
B.乙图中研究列车从杭州到北京的路程时,不可以把列车看作质点
C.丙图中研究雄鹰为什么能在空中翱翔时,可以把雄鹰看作质点
D.丁图中研究运动员起跑动作时,可以把运动员看作质点
【答案】A
【详解】A.研究如何才能踢出香蕉球时,足球的形状不可忽略,不可以把足球看作质点,故A正确;
B.研究列车从杭州到北京的路程时,列车的形状大小对所研究的问题影响很小,可以忽略不计,可以把列车看作质点,故B错误;
C.研究雄鹰为什么能在空中翱翔时,雄鹰的形状不可忽略,不可以把雄鹰看作质点,故C错误;
D.研究运动员起跑动作时,运动员的形状姿态不可忽略,不可以把运动员看作质点,故D错误。
故选A。
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