人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系学案，共6页。学案主要包含了质点，参考系等内容，欢迎下载使用。


一、质点
问题1．“足球 向前 球体 滚动”“雄鹰 向前 翅膀 上下” 物体的运动是复杂的，可以将问题简化吗？为什么？
问题2．“神舟”五号飞船载人舱长7．4m，直径2．8m，用长58 m、重达480t的“长征”2号火箭发射．升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点．科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗?
结论1：质点：
问题3：地球是一个庞然大物，直径约为12 800km，与太阳相距1．5Xl08 km．研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时，能不能把它看成质点?
问题4：撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目，一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段：助跑、撑杆起跳、越过横杆．讨论并思考后回答，在下列几种情况下运动员能否被看作质点，从中体会质点模型的建立过程．
(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点?
(2)分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点?
(3)测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时，能否将其看成质点?
结论2：对质点的理解
（1）质点是一种科学抽象，是一种 的模型．
（2）质点是对实际物体的 ，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法．
（3）一个物体能否看成质点，取决于它的 在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身 、 和 无关．
二、参考系
问题1：你和一位同伴正坐在火车中去旅行在飞快地离去，你和同伴是运动还是静止？
问题2：坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的．这与诗句里的描述是否矛盾?说明理由．
结论1：参考系：
问题3：一跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升机在向上运动，则直升机相对于地面的运动情况是怎样的?
结论2：参考系的选择与理解：
(1)运动和静止都是相对于 的．
(2)参考系的选取是 ．
(3)选择不同的参考系，观察的结果可能 ，也可能 ．
(4)选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能 、 ．
例1、在下列情况下，物体可以看成质点的是（ ）
分拣邮件时，包裹从斜槽上滑下
人造地球卫星绕地球飞行
研究地球自转规律
研究撑杆跳高运动员从起跳到落地的过程
提示 根据物体可以看成质点的条件进行分析。
解析 包裹从斜槽上滑下，其各部分运动情况相同，只需研究一个点的运动就行了，故包裹可以看成质点。人造地球卫星绕地球飞行的过程中，卫星的大小与所研究的空间范围相比是一个很小的量，可以把卫星看成质点。研究地球自转时，地球上各点的运动情况是不同的，故不能看成质点。同理，撑杆跳高运动员在整个跳高的过程中，身体各部分的运动情况也是不同的，因此也不能看成质点。选项A、B正确。
点悟 物体能否看成质点，与研究问题的空间范围有关，与物体的具体运动形式也有关。当物体的大小与研究问题的空间范围相比可以忽略不计时，物体可以看成质点；当物体做平动，而又只研究其运动状态时，或虽有转动，但不研究其转动时，物体都可以看成质点。
变式练习：下列关于质点的说法中，正确的是
A．体积很小的物体都可看成质点
B．质量很小的物体都可看成质点
C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点
D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点
二、说明物体的运动性质要确定参考系
例2、 甲、乙两辆汽车在平直的公路上并排行驶，甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动，乙车内的旅客发现甲车没有运动。如果以地面为参考系，上述事实表明（ ）
A. 甲车向西运动，乙车不动
B. 乙车向西运动，甲车不动
C. 甲车向西运动，乙车向东运动
D. 甲、乙两车以相等的速度都向西运动
提示 旅客观察物体的运动，实际上是以自身（或与自身保持相对静止的车厢）为参考系的。
解析 从“乙车内的旅客发现甲车没有运动”这一条件容易判断，甲、乙两车的运动快慢是相等的，方向也是相同的；又从“甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动”这一条件可以判断，甲车向西运动。故甲、乙两车以相等的速度都向西运动，选项D正确。
点悟 以某物体为参考系，观察者就须处于参考系中（与参考系保持相对静止）来进行观察，可以形象地讲：参考系是长“眼睛”的。我们从本题的求解还可体会到，充分利用题设条件进行分析，并加以综合判断，是解决一般物理问题的基本程序。
变式练习：在平直公路上，甲乘汽车以10m/s的速度运动，乙骑自行车以5m/s的速度运动。则甲、乙（ ）
A. 同向运动时，甲一定观察到乙以5m/s的速度靠近
B. 反向运动时，甲一定观察到乙以15m/s的速度远离
C. 相向运动时，乙一定观察到甲以15m/s的速度靠近
D. 背向运动时，乙一定观察到甲以15m/s的速度远离
当堂练习
1.（多选）在研究下列哪些运动时，指定的物体可以看作质点 （ ）
A．从广州到北京运行中的火车 B．研究车轮自转情况时的车轮．
C．研究地球绕太阳运动时的地球 D．研究地球自转运动时的地球
解析：物体可简化为质点的条件是：物体的大小和形状在所研究的问题中应属于无关或次要的因素。一般说来，物体平动时或所研究的距离远大于物体自身的某些几何尺寸时，便可简化为质点。
答案：AC
2.下列关于质点的说法中正确的是 （ ）
A．体积很小的物体都可看成质点
B．质量很小的物体都可看成质点
C．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距离相比甚小时，就可以看成质点
D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看做质点
解析：一个实际物体能否看成质点，跟它体积的绝对大小、质量的多少以及运动速度的快慢无关，主要决定于这个物体的尺寸和它与周围物体间距离相比是否能忽略，同时还跟所要研究的问题的性质有关。例如，地球可称得上是个庞然大物，其直径约1.28×107m，质量达6×1024kg，，在太空中绕太阳运动的速度达几百米每秒。但由于其直径与地球离太阳的距离（约 1.5×1011m）相比甚小，因此在研究地球公转运动时，完全可忽略地球的形状、大小及地球自身的运动，把它看成一个质点。而同样的这个地球，在研究其昼夜交替及一年四季的成因时，就不能把它看成质点，本题的答案选C。
答案：C
3.第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000 m高空飞行时，发现脸旁有一个 小东西，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹，是因为（ ）
A．飞行员的反应快 B．子弹相对于飞行员是静止的
C．子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了 D．飞行员的手有劲
解析：在日常生活中，我们经常去拾起掉在地上的物品，或者去拿放在桌子上的物品，其实，地面上静止的物体（包括人）都在永不停息地随地球自转而运动，在地球赤道处，其速度大约为465m/s。正因为相对地面静止的物体都具有相同的速度，相互间保持相对静止状态，才使人们没有觉察到这一速度的存在。当飞行员的飞行速度与子弹飞行的速度相同时，子弹相对于飞行员是静止的，因此飞行员去抓子弹，就和我们去拿放在桌上的物品的感觉和道理一样。
答案 B
点评：从题中可体会出静止的相对性，其实地面上静止的物体（包括人）都在永不停地随地球自转而运动。