2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述1質(zhì)點(diǎn)參考系學(xué)案新人教版必修1

PAGE8-1質(zhì)點(diǎn)參考系學(xué)問(wèn)點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)(1)自然界中很多物體的運(yùn)動(dòng)都是很困難的，要想精確地描述物體的運(yùn)動(dòng)，并不是一件簡(jiǎn)潔的事，緣由是任何物體都有確定的大小和形態(tài)，物體各部分的運(yùn)動(dòng)狀況一般說(shuō)來(lái)并不一樣．(2)用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)．(3)在探討物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，若物體的大小和形態(tài)對(duì)探討問(wèn)題的結(jié)果沒(méi)有影響或影響很小(可忽視不計(jì))時(shí)，可將物體視為質(zhì)點(diǎn)，也就是說(shuō)，能否將一個(gè)物體看做質(zhì)點(diǎn)是由問(wèn)題的性質(zhì)確定的．(多選)神舟十號(hào)于2013年6月11日17時(shí)38分從酒泉衛(wèi)星放射中心勝利放射，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)載人航天工程的新突破．以下所給出的哪一個(gè)階段可以把神舟十號(hào)看成質(zhì)點(diǎn)(AB)A．飛船放射升空，跟蹤飛船運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)B．分析飛船飛行速度時(shí)C．與天宮一號(hào)對(duì)接前，調(diào)整飛船姿態(tài)時(shí)D．限制飛船完成對(duì)接過(guò)程時(shí)學(xué)問(wèn)點(diǎn)二參考系在描述A物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先要選定B物體做參考，然后視察A物體相對(duì)B物體的位置是否隨時(shí)間改變，以及怎么改變．這種用來(lái)做參考的物體稱(chēng)為參考系．參考系的選擇是隨意的，選擇不同的參考系來(lái)視察同一物體的運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果往往是不同的，這說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性．視察如圖所示的漫畫(huà)，圖中司機(jī)說(shuō)乘車(chē)人沒(méi)有動(dòng)，而路上的小女孩說(shuō)他運(yùn)動(dòng)得真快，誰(shuí)的說(shuō)法正確？為什么？提示：司機(jī)以車(chē)為參考系，所以他說(shuō)乘車(chē)人沒(méi)有動(dòng)，而小女孩以地面為參考系，她看到乘車(chē)人在飛速地運(yùn)動(dòng)著．由于所選取的參考系不同，因此得出了不同的結(jié)論，他們的說(shuō)法都是正確的．考點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)1．定義用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)．質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)要點(diǎn)：(1)只占有位置不占有空間；(2)具有所代替物體的全部質(zhì)量．2．質(zhì)點(diǎn)模型的必要性與可能性實(shí)際物體既有大小，又有形態(tài)，那么在確定這個(gè)物體的位置時(shí)，是否須要說(shuō)出物體上各個(gè)點(diǎn)所在的位置呢？事實(shí)上，我們根本不行能說(shuō)出一個(gè)物體上全部不同的點(diǎn)所在的位置，況且即使我們最終能夠辦到，也是毫無(wú)意義的．假如在所探討的問(wèn)題中，物體的大小和形態(tài)等特性對(duì)描述的結(jié)果影響很小，這時(shí)就可以忽視物體的大小、形態(tài)，把它看成一個(gè)具有同樣質(zhì)量的點(diǎn)．從而使探討對(duì)象變得特別簡(jiǎn)潔和純粹，使我們能便利地探討它的運(yùn)動(dòng)．3．質(zhì)點(diǎn)體現(xiàn)的思想方法(1)質(zhì)點(diǎn)是以探討目的為動(dòng)身點(diǎn)，突出問(wèn)題的主要因素，忽視次要因素而建立的志向化物理模型，實(shí)際并不存在．(2)“志向化模型”雖然實(shí)際并不存在，但“志向化模型”的建立，具有特別重要的意義，可以使探討的問(wèn)題得以簡(jiǎn)化或使探討問(wèn)題更便利而又不會(huì)發(fā)生大的偏差，“志向化模型”是物理中常常采納的一種探討問(wèn)題的方法．4．將物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件(1)物體的大小、形態(tài)對(duì)所探討問(wèn)題的影響可以忽視不計(jì)時(shí)，可視物體為質(zhì)點(diǎn)．地球很大，但地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小就變成次要因素，我們完全可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)．當(dāng)然，在探討地球自轉(zhuǎn)時(shí)，就不能把地球看成質(zhì)點(diǎn)了．探討火車(chē)從北京到上海的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)，但探討火車(chē)過(guò)橋的時(shí)間時(shí)就不能把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)了．(2)物體上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀況都是相同的，探討它上面某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就可以代表整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀況，這時(shí)物體可以看成質(zhì)點(diǎn)．(3)物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但相對(duì)平動(dòng)而言可以忽視時(shí)，可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)．如汽車(chē)在行駛時(shí)，雖然車(chē)輪有轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)我們關(guān)切車(chē)輛整體運(yùn)動(dòng)的快慢時(shí)，汽車(chē)可以被看成質(zhì)點(diǎn)．【例1】以下情景中，加著重號(hào)的人物或物體可看成質(zhì)點(diǎn)的是()A．探討一列火車(chē)通過(guò)長(zhǎng)江大橋所需的時(shí)間B．乒乓球競(jìng)賽中，運(yùn)動(dòng)員發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球C．探討航天員翟志剛在太空出艙揮動(dòng)國(guó)旗的動(dòng)作D．用GPS確定打擊海盜的“武漢”艦在大海中的位置【審題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)質(zhì)點(diǎn)是一種志向化的模型，是對(duì)實(shí)際物體的近似．(2)推斷一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)，不取決于物體自身的大小，而取決于物體自身大小對(duì)所探討的問(wèn)題的影響是否可以忽視．【解析】把物體看做質(zhì)點(diǎn)的條件是：物體的大小和形態(tài)對(duì)探討的問(wèn)題沒(méi)有影響，或者對(duì)探討問(wèn)題的影響可以忽視不計(jì)．探討火車(chē)通過(guò)長(zhǎng)江大橋的時(shí)間時(shí)不能把火車(chē)看成質(zhì)點(diǎn)；要接住“旋轉(zhuǎn)球”，必需探討乒乓球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)不能把乒乓球看成質(zhì)點(diǎn)；探討航天員翟志剛在太空出艙揮動(dòng)國(guó)旗的動(dòng)作時(shí)，不能把翟志剛看成質(zhì)點(diǎn)；用GPS確定“武漢”艦在大海中的位置時(shí)，可以把“武漢”艦看成質(zhì)點(diǎn)．故應(yīng)選D.【答案】D總結(jié)提能能否把物體看成質(zhì)點(diǎn)，不是看物體的形態(tài)和大小，而是看物體的形態(tài)和大小對(duì)所探討問(wèn)題的影響能否忽視．(1)物體的大小、形態(tài)對(duì)所探討問(wèn)題的影響可忽視不計(jì)時(shí)，可將物體看做質(zhì)點(diǎn)．(2)平動(dòng)的物體可以看做質(zhì)點(diǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，假如物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是我們所要探討的主要問(wèn)題時(shí)，也可以看做質(zhì)點(diǎn)．轉(zhuǎn)動(dòng)的物體在探討其轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)不能看做質(zhì)點(diǎn)．(多選)如下圖所示，你認(rèn)為哪些對(duì)象可以看做質(zhì)點(diǎn)(AB)解析：A項(xiàng)探討地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期時(shí)，盡管地球直徑約為1.3×104km，而且本身也在自轉(zhuǎn)，但由于地球和太陽(yáng)之間的距離約為1.5×108B項(xiàng)自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員的成果確定于他的騎車(chē)速度，我們關(guān)注的是他到達(dá)終點(diǎn)的名次，不關(guān)注身體各部位的動(dòng)作，故可以把自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)．C項(xiàng)地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球上不同地區(qū)季節(jié)的改變、晝夜的改變是不同的，這時(shí)地球的大小和形態(tài)是不能被忽視的，所以地球在此探討問(wèn)題中不能看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)．D項(xiàng)花樣滑冰表演好壞確定于他們表演動(dòng)作，故不能視為質(zhì)點(diǎn)．考點(diǎn)二參考系1．定義要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體做參考，視察物體相對(duì)于這個(gè)“其他物體”的位置是否隨時(shí)間改變，以及怎樣改變．這種用來(lái)做參考的物體稱(chēng)為參考系．2．選取參考系的意義(1)有了參考系，才能確定物體的位置．(2)選定了參考系后，才能知道和探討物體的運(yùn)動(dòng)，試設(shè)想，在茫茫大海里，水天一色，假如沒(méi)有太陽(yáng)或星辰做參考，水手根本無(wú)法確定自己船舶的位置和航向．(3)參考系選擇不同，對(duì)同一物體的運(yùn)動(dòng)得出的結(jié)論也可能不同，通常在探討地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，假如不聲明參考系，則默認(rèn)以地面為參考系．3．參考系的四特性質(zhì)(1)標(biāo)準(zhǔn)性，選作參考系的物體都假定不動(dòng)，被探討的物體都以參考系為標(biāo)準(zhǔn)．(2)隨意性，參考系的選取可以是隨意的(物體本身除外)，在實(shí)際問(wèn)題中，參考系的選取以探討問(wèn)題便利為基本原則．(3)統(tǒng)一性，比較不同的物體的運(yùn)動(dòng)應(yīng)選擇同一參考系．(4)差異性，對(duì)于同一物體選擇不同的參考系運(yùn)動(dòng)狀況一般不同．物體的運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)參考系而言的，這是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性．一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)、怎樣運(yùn)動(dòng)，確定于它相對(duì)于所選的參考系的位置是否改變、怎樣改變．同一物體，選取不同的參考系，其運(yùn)動(dòng)狀況可能不同，例如，若以地面為參考系，路邊的樹(shù)木是靜止的，若以行駛的汽車(chē)為參考系，樹(shù)木是運(yùn)動(dòng)的，這就是我們坐在車(chē)?yán)锴斑M(jìn)時(shí)感到樹(shù)木往后倒退的緣由．4．參考系的選取原則參考系的選擇是隨意的，但應(yīng)以視察便利和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)潔為原則，探討地面上物體的運(yùn)動(dòng)常選地面為參考系．【例2】熱氣球運(yùn)動(dòng)起源于18世紀(jì)的法國(guó)，隨著球皮材料和制熱燃料的普及，熱氣球運(yùn)動(dòng)已成為公眾休閑觀光和體育旅游項(xiàng)目．在一次觀光巡游中，甲、乙、丙三人各乘一個(gè)熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降．那么，從地面上看，以下有關(guān)甲、乙、丙的運(yùn)動(dòng)狀況的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙停在空中B．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速下降，且v丙<v甲C．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速上升D．甲、乙勻速下降，v乙>v甲，丙勻速下降，且v丙>v甲【審題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)留意以下兩點(diǎn)：(1)選擇不同的參考系，物體運(yùn)動(dòng)狀況的描述不同；(2)要比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢，必需選擇同一參考系．【解析】樓房和地面相當(dāng)于同一參考系，所以甲是勻速下降．乙看到甲勻速上升，說(shuō)明乙也是勻速下降，且v乙>v甲．甲看到丙勻速上升有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降，且v丙<v甲．丙看到乙勻速下降也有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降，且v丙<v乙．綜上所述，A、B、C項(xiàng)說(shuō)法正確，D項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤．【答案】D總結(jié)提能描述物體的運(yùn)動(dòng)，必需選擇參考系．其一般步驟為：(1)確定探討對(duì)象；(2)依據(jù)題意確定參考系，并假定參考系是不動(dòng)的；(3)分析被探討物體相對(duì)于參考系的位置改變狀況．如圖所示，由于風(fēng)，河岸上的旗幟向右飄，在河面上的兩條船上的旗幟分別向右和向左飄，兩條船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(C)A．A船確定是向左運(yùn)動(dòng)的B．A船確定是靜止的C．B船確定是向右運(yùn)動(dòng)的D．B船可能是靜止的解析：對(duì)A船運(yùn)動(dòng)狀況的探討：由題圖知A船與河岸上的旗幟均向右飄，則相對(duì)于風(fēng)，A船、河岸都具有向左的運(yùn)動(dòng)速度，所以A船可能相對(duì)河岸靜止，也可能以隨意速度向左運(yùn)動(dòng)，還有可能以相對(duì)比風(fēng)速小的速度向右運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤．B船運(yùn)動(dòng)狀況可確定：B船中旗幟向左飄，表明B船只能向右運(yùn)動(dòng)，且速度大于風(fēng)速，C對(duì)，D錯(cuò)．1．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是(D)A．質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)志向化模型，事實(shí)上并不存在，所以，引入這個(gè)概念沒(méi)有多大意義B．只有體積很小的物體才能看做質(zhì)點(diǎn)C．凡輕小的物體，皆可看做質(zhì)點(diǎn)D．假如物體的形態(tài)和大小對(duì)所探討的問(wèn)題屬于無(wú)關(guān)或次要因素時(shí)，即可把物體看做質(zhì)點(diǎn)解析：質(zhì)點(diǎn)是把物體看做一個(gè)只有質(zhì)量，沒(méi)有形態(tài)、大小的點(diǎn)，它是一個(gè)志向化模型，事實(shí)上是不存在的．引入質(zhì)點(diǎn)的概念，是為了探討問(wèn)題的便利，當(dāng)物體的形態(tài)和大小對(duì)所探討的問(wèn)題屬于無(wú)關(guān)或次要因素時(shí)，即可把物體看做質(zhì)點(diǎn)．2．(多選)關(guān)于參考系，以下說(shuō)法正確的是(AC)A．不選定參考系，就無(wú)法探討某一物體是怎樣運(yùn)動(dòng)的B．參考系就是不動(dòng)的物體C．同一物體的運(yùn)動(dòng)狀況，對(duì)于不同的參考系可能有不同的視察結(jié)果D．任何狀況下，只有地球才是最志向的參考系解析：探討物體的運(yùn)動(dòng)必須要選定參考系，才能描述物體的運(yùn)動(dòng)，否則沒(méi)法探討，選項(xiàng)A正確；參考系是假定為不動(dòng)的物體，不動(dòng)的物體是不存在的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，選取不同的物體作為參考系時(shí)，會(huì)視察到不同的結(jié)果，選項(xiàng)C正確；參考系的選取，要以便利觀測(cè)和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)潔為原則，而非只有選地球?yàn)閰⒖枷底钪鞠?，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．(多選)下列說(shuō)法中與人們的日常習(xí)慣相吻合的是(AD)A．測(cè)量三樓樓道內(nèi)日光燈的高度，選擇三樓地板為參考系B．測(cè)量井的深度，以井底為參考系，井“深”為0C．以卡車(chē)司機(jī)為參考系，卡車(chē)總是靜止的D．以路邊的房屋為參考系推斷自己是否運(yùn)動(dòng)解析：在解本題時(shí)，很多同學(xué)受生活習(xí)慣的影響，往往錯(cuò)誤地認(rèn)為參考系只能選擇地面，其實(shí)不然，如A選項(xiàng)，可以選擇與地面相對(duì)靜止的三樓地板為參考系．參考系的選擇沒(méi)有對(duì)錯(cuò)之分，只有合理與不合理的區(qū)分，只要有利于問(wèn)題的探討，選擇哪個(gè)物體為參考系都可以．B、C與日常習(xí)慣不吻合，故選A、D.4．中國(guó)空軍于2017年12月18日出動(dòng)多型戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行“繞島巡航”，成體系飛越宮古海峽和巴士海峽，錘煉提升維護(hù)國(guó)家主權(quán)和領(lǐng)土完整的實(shí)力，用戰(zhàn)機(jī)航跡丈量祖國(guó)大好河山．若某次多型戰(zhàn)機(jī)“繞島巡航”從早上8：00起飛，到達(dá)終點(diǎn)用時(shí)約1小時(shí)．下列說(shuō)法正確的是(B)A．探討戰(zhàn)機(jī)的起飛狀態(tài)，戰(zhàn)機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)B．探討戰(zhàn)機(jī)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的飛行時(shí)間，戰(zhàn)機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)C．探討對(duì)殲擊機(jī)進(jìn)行空中加油，殲擊機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)D．探討殲擊機(jī)在空中的翻滾動(dòng)作，殲擊機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)解析：探討戰(zhàn)機(jī)的起飛狀態(tài)，戰(zhàn)機(jī)的大小和形態(tài)不能忽視，戰(zhàn)機(jī)不能看成質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；探討戰(zhàn)機(jī)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的飛行時(shí)間，戰(zhàn)機(jī)的大小和形態(tài)可以忽視，戰(zhàn)機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)，故B正確；探討對(duì)殲擊機(jī)進(jìn)行空中加油，殲擊機(jī)的大小和形態(tài)對(duì)所探討的問(wèn)題影響很大，殲擊機(jī)不能看成質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；探討殲擊機(jī)在空中的翻滾動(dòng)作，殲擊機(jī)的大小和形態(tài)對(duì)所探討的問(wèn)題影響很大，殲擊機(jī)不