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
2026-08-27
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摘要:
该高中物理课件聚焦“质点”“参考系”核心知识点,从机械运动情景导入,通过雄鹰翱翔、足球滚动等案例引导学生发现描述运动的困难,逐步抽象出质点模型,搭建从具体现象到抽象概念的学习支架。
其亮点在于以科学思维中的模型建构为核心,结合思考讨论、典例分析(如抗疫运输机飞行时间、神舟十九号出舱运动)培养科学探究能力,渗透科学态度与责任。采用情景创设与问题驱动教学,小结系统归纳质点条件和参考系性质,帮助学生构建物理观念,教师可借助丰富实例提升教学效果。
内容正文:
第一章 运动的描述
1 质点 参考系
人教版(2019)高中物理(必修第一册)
目标素养
1.物理观念
能建立质点的物理观念,能科学地描述运动的相对性,形成运动观念。
3.科学探究
掌握把物体看成质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点。
4.科学态度与责任
理解科学发现、发展的过程和规律;感悟自然界的统一、和谐美;感悟科学家追求和宣传科学真理所表现出的坚定信念和献身精神。
2.科学思维
知道质点是一种理想化的物理模型,具有建构模型的意识。
目标素养
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重点难点
1.在什么情况下可以把物体看成质点。
2.研究实际问题时如何选取参考系
重点
难点
1.质点的概念。
2.在研究具体问题时,如何选取参考系。
3.从参考系中明确地抽象出坐标系的概念。
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在我们周围可以看到各种各样的运动
物体的空间位置随时间的变化,叫做机械运动
对于这些运动的物体,我们该如何准确地描述它们的运动呢
情境导入
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一、物体和质点
情景一:雄鹰翱翔
雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时,身体在向前运动,但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动。
情景二:足球滚动
足球在操场上滚动时,它在向前运动的同时还在转动。球上
各点的运动情况各不相同。
结论:要准确地描述物体的运动,并不是一件容易的事
思考并讨论:准确描述物体的运动困难和麻烦出在哪里呢?有什么解决办法?
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一、物体和质点
准确描述物体运动的困难: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。
准确描述物体运动的解决办法:我们有时关注物体各部分的运动,有时关注物体整体的运动。所以,如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么。
思考1:要研究雄鹰是如何飞行的,雄鹰翅膀的运动方式以及雄鹰的大小和形状是否能够忽略?
思考2:研究雄鹰从哪里运动到了哪里,雄鹰翅膀的运动方式以及雄鹰的大小和形状是否能够忽略? ?
不能
可以,可以将雄鹰简化成一个点
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一、物体和质点
对于下列物体的运动,哪些情况可以物体看成一个点,哪些情况不可以将物体看成一个点?
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2.将物体视为质点的条件:
(1)物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计;
(2)物体上各点的运动情况完全相同时,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。
1.质点:忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有质量的点,这样的点叫作质点。
3.质点是一种理想化模型,它忽略了物体的大小和形状这种次要因素,突出了物体的质量这种主要因素,它是对实际物体的一种科学抽象,实际中并不存在。
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。
一、物体和质点
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一、物体和质点
思考与讨论:下列情境中物体的运动是否能将物体看成质点?
火车通过一座桥的时间
火车从合肥到北京的时间
苏炳添跑100米用的时间
苏炳添起跑是的技术动作
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一、物体和质点
思考与讨论:已知地球直径约1.3×107 m,地球与太阳之间的距离约1.5×1011 m,观察下列情景,回答问题
(2)研究地球的自转引起的昼夜交替等现象时,能否把地球看成质点?
(1)当研究地球绕太阳公转时,能否把地球看成质点?
能
不能
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思考与讨论:运动员踢足球的不同部位,会使球产生不同的运动足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运动。
在研究如何才能踢出香蕉球时,能把足球看作质点吗?研究什么样的问题可以把足球看作质点?
研究如何才能踢出香蕉球时,不能把足球看作质点,因为香蕉球是足球水平运动和旋转两种运动同时存在的情形。
例如:研究足球运动轨迹的问题可以把足球看作质点。
一、物体和质点
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一、物体和质点
物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关。
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?
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。
不存在,质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。
3.日常生活中是否存在质点?
思考与讨论
归纳总结
一个物体能否被看成质点,与其本身的形状和大小无关,只与所研究的问题有关。
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一、物体和质点
典例1.如图所示,为支援武汉“抗疫”,空军在2020年2月2日凌晨出动8架大型运输机,分别从沈阳、兰州、广州、南京起飞,向武汉紧急空运58吨物资和795名军队支援湖北医疗队队员,上午9时30分全部抵达武汉天河机场。对以上描述下列说法正确的是( )
A.计算运输机飞行时间时,运输机不能看成质点
B.计算运输机飞行时间时,运输机能看成质点
C.在分析运输机着陆动作时,运输机可以看成质点
D.在分析运输机起飞动作时,运输机可以看成质点
【详解】AB. 计算运输机飞行时间时,可以忽略运输机的大小和形状,可以看成质点,A错误,B正确;CD. 在分析运输机着陆动作和起飞动作时,不可以忽略运输机的大小和形状,不可以看成质点,CD错误。
B
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典例2.下列关于质点的描述,正确的是( )
A.研究图甲运动员的跨栏动作时,可以将运动员看成质点
B.研究图乙空中加油机的加油动作时,可以将加油机看作质点
C.研究图丙踢出“香蕉球”的方法时,可以将足球看成质点
D.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行轨迹时,可以将战斗机看成质点
一、物体和质点
D
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【详解】A.研究运动员的跨栏动作时,运动员的体积和形状不可忽略,不可以将运动员看成质点,故A错误;
B.研究加油机的加油动作时,加油机的体积和形状不可忽略,不可以将加油机看成质点,故B错误;
C.研究踢出“香蕉球”的方法时,足球的大小形状不可忽略,不可以看成质点,故C错误;
D.研究“歼-35”战斗机的飞行轨迹时,“歼-35”的形状和大小可忽略,可以将“歼-35”看成质点,故D正确。
一、物体和质点
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典例3.下列有关质点的描述正确的是( )
A.研究昼夜交替现象时,可以将地球看成质点
B.研究一辆公交车通过路旁公交站牌所用的时间时,可以把公交车看成质点
C.教练员训练运动员起跑动作时,可以将运动员看成质点
D.研究一辆动车从苍南站到乐清站所用时间时,可以把动车看成质
【详解】A.当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小,可以忽略不计时,可将物体看成质点,所以研究昼夜交替现象时,不可以将地球看成质点,故A错误;
B.研究一辆公交车通过路旁公交站牌所用的时间时,不可以把公交车看成质点,故B错误;
C.教练员训练运动员起跑动作时,不可以将运动员看成质点,故C错误;
D.研究一辆动车从苍南站到乐清站所用时间时,可以把动车看成质点,故D正确。
D
一、物体和质点
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甲同学和乙同学第一次乘高铁列车,把一枚硬币立于窗台上。甲同学说:“硬币静止不动!”乙同学却说:“你看错了,硬币是运动的。”你认为甲乙同学的说法谁对谁错? 为什么?
二、参考系
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回顾初中知识
1.要描述一个物体是运动的还是静止的,要看选定哪个物体作为标准,被选择标准的物体叫做参照物。
2.同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。这也说明了物体的运动和静止是相对的。
二、参考系
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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。
1、参考系:
2、参考系的选取原则
参考系的选择是任意的,以观测和描述物体的运动尽可能简单为原则,一般选择地面或相对地面静止的物体。
二、参考系
要描述一个物体的运动,首先要选定某个其它的物体做参考,观察物体相对这个物体(其它物体)的位置是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来做参考的物体称为参考系。
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(4)差异性:选择不同参考系时,结果往往不同
3、参考系的四个性质
(1)标准性:假定不动
(2)任意性:参考系的选择是任意的。以观测和描述物体的运动尽可能简单为原则。
(3)统一性:比较不同物体的运动时应选统一参考系
注意:以后凡是说到运动,都应该首先选择参考系,如果没有选择参考系的话,通常认为地面或相对地面静止的物体为参考系。
二、参考系
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二、参考系
典例4、请你说出下列情景中分别是说什么物体相对什么参考系在运动
一江春水向东流
地球的公转
钟表指针的转动
太阳的东升西落
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二、参考系
典例5、2024年12月17日神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员配合支持下,完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检及处置等任务。出舱航天员蔡旭哲、宋令东已安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功,再次刷新中国航天员出舱活动时长纪录。航天员蔡旭哲打开实验舱出舱舱门,登上机械臂,拆分固定装置后,搭乘机械臂转移至另一工作点。下列说法正确的是( )
A.以地球为参考系,蔡旭哲是静止的
B.研究蔡旭哲在太空行走的细节时,可将蔡旭哲看成质点
C.蔡旭哲搭乘机械臂转移时,蔡旭哲相对机械臂前端静止
D.蔡旭哲搭乘机械臂转移时,机械臂可看成质点
C
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【详解】A.以地球为参考系,蔡旭哲随空间站绕地球运动,其位置不断变化,因此蔡旭哲不是静止的,故A错误;
B.研究蔡旭哲太空行走的细节时,需要考虑其身体各部分的动作和姿态,不能忽略其形状和大小,因此不能将蔡旭哲看成质点,故B错误;
C.蔡旭哲搭乘机械臂转移时,蔡旭哲与机械臂前端之间的相对位置保持不变,因此以机械臂前端为参考系,蔡旭哲是静止的,故C正确;
D.研究机械臂转移蔡旭哲的过程时,需要考虑机械臂的长度、形状及各部分的运动,不能忽略其大小,因此机械臂不能看成质点,故D错误。
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三、课堂小结
质点 参考系
物体和质点
参考系
把物体简化为一个有质量的点。
物体看成质点的条件
大小与形状可忽略不计
平动的物体
理想化模型
一种科学研究方法
定义:描述物体运动时,用来作为参考的其他物体
选取原则:任意选取,一般选地面
参考系选取不同,观察同一运动的结果会有不同
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四、课堂练习
1、判断下列说法是否正确:
(1)只有体积很小的物体,才可以被看成质点。( )
(2)研究一列火车穿过隧道的时间时,火车不能看作质点。( )
(3)研究地球绕太阳公转的周期,地球可以视为质点。( )
(4)研究乒乓球的旋转发球技巧时,乒乓球能看成质点。( )
(5)描述物体运动时,参考系必须选择静止不动的物体。( )
(6)同一物体,选取不同参考系,运动状态描述可能不同。( )
(7)运动是绝对的,静止是相对的。( )
(8)坐在行驶公交车里的乘客,以地面为参考系是静止的。( )
(9)比较两个物体的运动快慢,必须选取同一个参考系。( )
(10)花样滑冰运动员完成整套动作时,研究肢体姿态,运动员不可视为质点。( )
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四、课堂练习
2、2025年9月3日,在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵仪式上,26架国产直升机排列并组成“80”字样不变从天安门上空整齐飞过,下列说法中正确的是( )
A.坐在观众席上的观众观察某飞机的运动轨迹时,飞机不能看成质点
B.以广场上的观众为参考系,飞机是竖直向上运动的
C.以某飞机为参考系,其他飞机是静止的
D.以飞机为参考系,坐在观众席上的观众都是静止的
C
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四、课堂练习
【答案】 C
【详解】A.当观察某飞机的运动轨迹时,飞机的大小和形状不影响观察结果,飞机可以看成质点,故A错误;
B.以广场上的观众为参考系,飞机匀速水平向前飞行,故B错误;
C.由于飞机组成的图案不变,飞机之间都是相对静止的,故以某飞机为参考系,其他飞机是静止的,故C正确;
D.运动是相对的,以飞机为参考系,观众是运动的,故D错误。
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四、课堂练习
3、在研究物理问题时,很多时候我们并不关心物体的形状或大小,比如骑车利用导航去某地,运行过程中就可以把车当作一个有质量的点,这种经过抽象出来的点在物理学中叫做质点,下列关于物体可否被当作质点的说法中正确的是( )
A.奥运会比赛中的裁判要对跳水运动员比赛打分时可以将运动员看作质点
B.打乒乓球时要研究球是上旋下旋还是左旋或右旋时不可以将球看作质点
C.研究一列高铁从南京跑到北京的平均时速时不可以将高铁看作质点
D.研究天和核心舱相对于地球表面的速度时不可以将天和核心舱看作质点
B
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四、课堂练习
【答案】 B
【详解】A.奥运会比赛中,裁判对跳水运动员打分时,需要关注运动员的动作、姿态等细节,运动员的形状和大小不能被忽略,所以不可以将运动员看作质点,故A错误;
B.打乒乓球时,研究球是上旋下旋还是左旋或右旋时,需要考虑球的旋转情况,球的形状和大小不能被忽略,所以不可以将球看作质点,故B正确;
C.研究一列高铁从南京跑到北京的平均时速时,高铁的长度相比于南京到北京的距离可以忽略不计,此时高铁的形状和大小对研究平均时速的影响极小,所以可以将高铁看作质点,故C错误;
D.研究天和核心舱相对于地球表面的速度时,天和核心舱的大小相比于地球到它的距离可以忽略,所以可以将天和核心舱看作质点,故D错误。
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四、课堂练习
4、甲、乙、丙三人各乘一只热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降,甲看到丙匀速上升,那么,甲、乙、丙对地的运动情况可能的是( )
A.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙停在空中
B.甲、乙、丙匀速下降,且v乙> v丙> v甲
C.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速上升
D.甲、乙、丙匀速上升,且v甲> v丙> v乙
C
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四、课堂练习
【答案】 C
【详解】D.甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地匀速下降,这与D选项中的“甲匀速上升”相矛盾,故D错误;
AC.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,且 ;甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,故丙可能停在空中,也可能匀速上升,故A正确,C正确;
B.若甲、乙、丙均匀速下降,由“甲看到丙匀速上升”可知,甲的下降速度大于丙的下降速度 ,这与B选项中 的描述相矛盾,故B错误。
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