高中物理必修第一冊(cè)(人教版)第一章1質(zhì)點(diǎn)-參考系

高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOZHONGTONGBUXUEANYOUHAUSHEJI1質(zhì)點(diǎn)參考系第一章2021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解質(zhì)點(diǎn)的概念,知道質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型,具有建構(gòu)模型的意識(shí)。(科學(xué)思維)2.掌握把物體看作質(zhì)點(diǎn)的條件,能將特定實(shí)際情景中的物體抽象成質(zhì)點(diǎn)。(科學(xué)思維)3.理解參考系的概念,能科學(xué)地描述運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,形成運(yùn)動(dòng)觀念。(物理觀念)思維導(dǎo)圖課前篇自主預(yù)習(xí)[必備知識(shí)]一、物體和質(zhì)點(diǎn)1.物體:物質(zhì)由分子、原子等組成,物體是物質(zhì)的聚集狀態(tài)。2.機(jī)械運(yùn)動(dòng):物體的空間位置隨時(shí)間的變化稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。3.質(zhì)點(diǎn):在某些情況下,可以忽略物體的大小和形狀,把它簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn),稱為質(zhì)點(diǎn)。4.物理模型法:在物理學(xué)中,突出問(wèn)題的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并將其作為研究對(duì)象,是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)這一理想化模型就是這種方法的具體應(yīng)用。二、參考系1.運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性和相對(duì)性:自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中,絕對(duì)靜止的物體是不存在的。就此意義而言,我們說(shuō)運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的;但是,描述某一個(gè)物體的位置隨時(shí)間的變化,卻又總是相對(duì)于其他物體而言的,這便是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性。2.參考系的定義:在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),用來(lái)作為參考的物體。3.參考系的意義:觀察被研究的物體相對(duì)于參考系的位置是否隨時(shí)間變化以及如何變化。4.同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),選取不同的參考系,所得出的結(jié)果可能是不同的。[自我檢測(cè)]1.正誤辨析(1)很小的物體總可以看作質(zhì)點(diǎn),較大的物體有時(shí)也能看作質(zhì)點(diǎn)。(

)解析

物體能不能看作質(zhì)點(diǎn)與物體大小無(wú)關(guān),而是看物體的大小和形狀對(duì)所研究的問(wèn)題有多大影響。答案

×(2)參考系必須選取地面或相對(duì)于地面靜止的其他物體。(

)解析

參考系的選取具有任意性,可以選任意物體作為參考系。答案

×(3)同一物體有時(shí)可看成質(zhì)點(diǎn),有時(shí)則不能。(

)解析

當(dāng)所研究的問(wèn)題能夠忽略物體的大小、形狀時(shí),物體才能看成質(zhì)點(diǎn),物體能否看成質(zhì)點(diǎn)與物體本身的大小無(wú)關(guān)。答案

√(4)質(zhì)點(diǎn)與幾何中心點(diǎn)一樣,沒(méi)有區(qū)別。(

)解析

幾何中心點(diǎn)無(wú)質(zhì)量。答案

×(5)選取的參考系不同,對(duì)同一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的描述可能不同。(

)解析

運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性,選取不同的參考系,對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述可能不同。答案

√2.右圖是特技跳傘運(yùn)動(dòng)員的空中造型圖,運(yùn)動(dòng)員們正保持該造型下降。甲、乙分別是其中的兩位運(yùn)動(dòng)員,則(

)A.以甲為參考系,乙是運(yùn)動(dòng)的B.以甲為參考系,地面是靜止的C.以乙為參考系,其他運(yùn)動(dòng)員都是靜止的D.運(yùn)動(dòng)員在下降過(guò)程中一定不能視為質(zhì)點(diǎn)解析

運(yùn)動(dòng)員們保持該造型下降,以甲為參考系,乙是靜止的,地面是運(yùn)動(dòng)的;以乙為參考系,其他運(yùn)動(dòng)員都是靜止的,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C正確。運(yùn)動(dòng)員在下降過(guò)程中能否視為質(zhì)點(diǎn)要看研究的問(wèn)題,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案

C課堂篇探究學(xué)習(xí)問(wèn)題一對(duì)質(zhì)點(diǎn)與物理模型的理解[情境探究]小明從家到學(xué)校參加體操比賽,在研究小明從家到學(xué)校所用時(shí)間時(shí),能否將小明看作質(zhì)點(diǎn)?在研究小明做體操的動(dòng)作時(shí)能否將小明看作質(zhì)點(diǎn)?要點(diǎn)提示

研究小明從家到學(xué)校所用時(shí)間時(shí),因家到學(xué)校的距離遠(yuǎn)大于小明本身的大小,由小明的大小和形狀而引起的小明身上各部分的運(yùn)動(dòng)差異就可以忽略不計(jì),此時(shí)可將小明小明做體操

看作質(zhì)點(diǎn);研究小明做體操的動(dòng)作時(shí),小明身上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況不相同,若將小明看作質(zhì)點(diǎn),那么這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)不能反映小明身上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,也就無(wú)法研究小明的動(dòng)作,此時(shí)不能把小明看作質(zhì)點(diǎn)。[知識(shí)點(diǎn)撥]1.質(zhì)點(diǎn)的特點(diǎn)2.對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解

科學(xué)抽象質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體的科學(xué)抽象,是一種理想化的模型,真正的質(zhì)點(diǎn)是不存在的可看作質(zhì)點(diǎn)的條件一個(gè)物體能否被看作質(zhì)點(diǎn),要看物體的大小、形狀在所討論的問(wèn)題中是主要因素還是次要因素。若是次要因素,即使物體很大,也能被看作質(zhì)點(diǎn);若是主要因素,即使物體很小,也不能被看作質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)與幾何中的“點(diǎn)”的區(qū)別質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行科學(xué)抽象的模型,有質(zhì)量,只是忽略了物體的大小和形狀;幾何中的“點(diǎn)”僅僅表示空間中的某一位置3.實(shí)際物體視為質(zhì)點(diǎn)的常見(jiàn)情況

4.對(duì)物理模型的理解(1)物理模型是在物理研究中,突出問(wèn)題的主要因素,忽略次要因素而建立的,建構(gòu)物理模型是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。(2)物理模型作為一種理想化模型,是為了研究問(wèn)題的方便而對(duì)實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)抽象,實(shí)際中并不存在。要點(diǎn)筆記

物體能否被視為質(zhì)點(diǎn),不是取決于物體的大小,而是看物體的形狀和大小對(duì)研究問(wèn)題的影響是否可忽略。同一物體在不同的問(wèn)題情境中有的可視為質(zhì)點(diǎn),有的則不能視為質(zhì)點(diǎn)。[實(shí)例引導(dǎo)]例1(2021湖南岳陽(yáng)平江一中高一月考)下列情況所研究對(duì)象能被看作質(zhì)點(diǎn)的是(

)A.研究跳水運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作B.研究地球的自轉(zhuǎn)C.研究高鐵列車過(guò)橋的時(shí)間D.研究月球探測(cè)器奔月的軌跡解析

研究跳水運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作時(shí),不能把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn),否則就沒(méi)動(dòng)作可言了,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;研究地球的自轉(zhuǎn)時(shí),不能把地球看作質(zhì)點(diǎn),否則無(wú)法觀察到自轉(zhuǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;研究高鐵列車過(guò)橋的時(shí)間時(shí),高鐵的長(zhǎng)度不能忽略,不能把列車看作質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;研究月球探測(cè)器奔月的軌跡時(shí),探測(cè)器的大小可忽略不計(jì),可以被看作質(zhì)點(diǎn),選項(xiàng)D正確。答案

D規(guī)律方法

假設(shè)法判斷物體能否被看作質(zhì)點(diǎn)(1)確定問(wèn)題的性質(zhì),即研究目的、觀察的重點(diǎn)是什么。(2)假設(shè)物體的形狀、大小被忽略,成了一個(gè)有質(zhì)量的“點(diǎn)”。(3)思考所要研究的問(wèn)題,所進(jìn)行的觀察是否受影響。若受影響,物體不能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn);若不受影響,物體就能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)。變式訓(xùn)練1(2021江蘇南通高一期末)2021年1月20日開(kāi)通的南通到北京的高鐵,使旅客從南通到北京的出行時(shí)間由原來(lái)的13h縮短為6h。下列說(shuō)法正確的是(

)A.列車體積太大,不能將其看成質(zhì)點(diǎn),乘客可被看成質(zhì)點(diǎn),因?yàn)槌丝腕w積小B.列車運(yùn)行時(shí),任何情況下都不能將其看成質(zhì)點(diǎn),因?yàn)檐囕喸谵D(zhuǎn)動(dòng)C.計(jì)算列車通過(guò)某一隧道的時(shí)間時(shí),可將它看成質(zhì)點(diǎn)D.計(jì)算列車從南通站到北京站的運(yùn)行時(shí)間時(shí),可將它看成質(zhì)點(diǎn)解析

物體是否能被看成質(zhì)點(diǎn)取決于物體的大小在所研究的問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì),與物體的大小、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),A、B錯(cuò)誤;計(jì)算列車通過(guò)某一隧道的時(shí)間時(shí),列車的大小不可以忽略,因此不可將它看成質(zhì)點(diǎn),C錯(cuò)誤;計(jì)算列車從南通站到北京站的運(yùn)行時(shí)間時(shí),列車的大小可以忽略,因此可將它看成質(zhì)點(diǎn),D正確。答案

D問(wèn)題二對(duì)參考系的理解[情境探究]如圖所示,坐在火車?yán)锏某丝蜑槭裁凑f(shuō)火車沒(méi)有動(dòng)呢?站在站臺(tái)上的小朋友為什么說(shuō)火車運(yùn)動(dòng)快呢?怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng)情況呢?要點(diǎn)提示

火車相對(duì)于乘客沒(méi)有發(fā)生位置的變動(dòng),所以乘客以自己為參考說(shuō)火車沒(méi)有動(dòng);火車相對(duì)于站臺(tái)及站臺(tái)上的小朋友的位置在快速變化,所以小朋友以站臺(tái)為參考說(shuō)火車運(yùn)動(dòng)快。由上面的分析可知,要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,需要先選擇某個(gè)其他物體作為參考,觀察物體的位置相對(duì)于選定的“其他物體”是否隨時(shí)間變化,以及怎樣變化。[知識(shí)點(diǎn)撥][實(shí)例引導(dǎo)]例2(多選)下列說(shuō)法中正確的是(

)A.平常所說(shuō)的運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)于參考系來(lái)說(shuō)的B.選取不同的參考系來(lái)描述同一物體的運(yùn)動(dòng),其結(jié)果一定是相同的C.研究物體運(yùn)動(dòng),選擇地面做參考系最適宜,因?yàn)榈孛媸钦嬲粍?dòng)的物體D.所謂參考系就是我們假設(shè)不動(dòng)的物體,以它作為參考研究其他物體的運(yùn)動(dòng)解析

宇宙中的一切物體都在運(yùn)動(dòng)著,絕對(duì)靜止的物體是沒(méi)有的,我們平常所說(shuō)的運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)的,都是相對(duì)于某個(gè)物體而言的,選項(xiàng)A正確;對(duì)于同一個(gè)物體,若選擇不同的物體作參考系來(lái)研究它的運(yùn)動(dòng)情況,得到的結(jié)論可能是不同的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;地球也處于運(yùn)動(dòng)中,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;所謂參考系就是我們假設(shè)不動(dòng)的物體,以它作為參考研究其他物體的運(yùn)動(dòng),不事先選擇參考系就無(wú)法判定物體是否在運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確。答案

AD規(guī)律方法

判定參考系的兩種方法(1)靜物法:明確觀察到的現(xiàn)象中,什么物體是運(yùn)動(dòng)的,什么物體是靜止的,靜止的物體可能就是參考系。(2)假設(shè)法:假設(shè)以某物體為參考系,看對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述是否與觀察到的結(jié)果一致。若一致,該物體可能就是參考系。變式訓(xùn)練2(2021山東淄博淄川區(qū)月考)兩輛汽車在平直公路上行駛,甲車上的人看到乙車是靜止的,而乙車上的人看到路旁的電線桿向東移動(dòng),若以地面為參考系,上述觀察表明(

)A.甲車靜止,乙車向東運(yùn)動(dòng) B.乙車靜止,甲車向西運(yùn)動(dòng)C.甲車向西行駛,乙車向東運(yùn)動(dòng) D.兩車以相同速度向西運(yùn)動(dòng)解析

甲車上的人看到乙車是靜止的,說(shuō)明甲、乙兩車運(yùn)動(dòng)的速度相同,而乙車上的人看到路旁的電線桿向東移動(dòng),說(shuō)明乙車相對(duì)于地面向西運(yùn)動(dòng),故以地面為參考系,甲、乙兩車以相同速度向西運(yùn)動(dòng)。答案

D

隨堂檢測(cè)1.(多選)2021年3月10日,新建福廈鐵路湄洲灣跨海大橋主塔成功封頂,該大橋全長(zhǎng)14.7km,新建福廈鐵路是國(guó)內(nèi)首條跨海高鐵,設(shè)計(jì)時(shí)速350km,下列說(shuō)法正確的是(

)A.計(jì)算高鐵列車跨過(guò)湄洲灣跨海大橋的運(yùn)行時(shí)間時(shí)可將列車看成質(zhì)點(diǎn)B.計(jì)算高鐵列車從福建開(kāi)往廈門(mén)的運(yùn)行時(shí)間時(shí)可將列車看成質(zhì)點(diǎn)C.研究高鐵列車行駛過(guò)程中車輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)可將列車看成質(zhì)點(diǎn)D.由于高鐵列車長(zhǎng)度較長(zhǎng),故任何情況都不能被看成質(zhì)點(diǎn)解析

由于湄洲灣跨海大橋全長(zhǎng)14.7

km,高鐵列車的長(zhǎng)度相對(duì)于大橋的長(zhǎng)度來(lái)說(shuō),影響可以忽略,所以計(jì)算高鐵列車跨過(guò)湄洲灣跨海大橋的運(yùn)行時(shí)間時(shí)可將列車看成質(zhì)點(diǎn),故A正確;由于高鐵列車的長(zhǎng)度相對(duì)于福建到廈門(mén)的路程來(lái)說(shuō),影響完全可以忽略,所以計(jì)算高鐵列車從福建開(kāi)往廈門(mén)的運(yùn)行時(shí)間時(shí)可將列車看成質(zhì)點(diǎn),故B正確;研究高鐵列車行駛過(guò)程中車輪的運(yùn)動(dòng)時(shí),不能將列車看成質(zhì)點(diǎn),故C錯(cuò)誤;物體能不能被看成質(zhì)點(diǎn)要看物體的大小和形狀對(duì)所研究的問(wèn)題的影響是否可以忽略,故D錯(cuò)誤。答案

AB2.在一段網(wǎng)絡(luò)視頻中,一枚硬幣穩(wěn)穩(wěn)地立在飛馳高鐵的窗臺(tái)上,保持一段時(shí)間不倒,認(rèn)為視頻中硬幣處于靜止?fàn)顟B(tài)所選擇的參考系是(

)A.遠(yuǎn)處的高山

B.經(jīng)過(guò)的站臺(tái)C.車窗外的樹(shù)木 D.立硬幣的窗臺(tái)解析

高山、站臺(tái)、樹(shù)木相對(duì)于高鐵(或高鐵上的窗臺(tái)、硬幣)向后運(yùn)動(dòng),而硬幣相對(duì)于窗臺(tái)的位置不變,即以窗臺(tái)為研究對(duì)象,硬幣處于靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)D正確。答案

D3.(多選)(2020廣西南寧月考)對(duì)于正在乘坐索道纜車觀光的某游客來(lái)說(shuō),以下說(shuō)法正確的是(

)A.以自己為參考系,看到對(duì)面的山