高中物理沪科版 (2019)必修 第一册1.1 运动与质点模型学案

这是一份高中物理沪科版 (2019)必修 第一册1.1 运动与质点模型学案，共11页。

[学习目标] 1.知道质点的概念，知道质点是一种理想物理模型，知道把物体看成质点的条件.2.理解参考系的概念，知道物体运动具有相对性.3.了解时刻与时间的区别和联系，会在具体情景中区分时间和时刻．
一、怎样判断动与静
1．参考系：描述物体运动时，需要选取另外一个物体作为参照，这个作为参照的物体叫做参考系．
2．描述同一个运动，选择不同的参考系，观察的结果会有所不同．
3．在地面上研究物体的运动时，一般情况下选地面为参考系．
二、怎样把物体简化为质点
1．质点：在物理学中，用来代替物体的有质量的点叫做质点，质点是实际物体的一种理想模型．
2．一个物体能看成质点的条件：如果在研究物体运动时，可以不考虑物体的大小和形状，或者物体上各点的运动情况完全相同．
三、时间和时刻有什么不同
1．时刻：时光流逝过程中的每一瞬间．它没有长短，在时间轴上用点表示．
2．时间：两个时刻之间的间隔．在时间轴上两点之间的线段表示物体运动经历的时间．
1．判断下列说法的正误．
(1)只有体积很小的物体才可以看成质点，体积较大的物体不能看成质点．( × )
(2)质点是一个理想模型，实际上也是存在的．( × )
(3)描述同一物体的运动时，不论选取怎样的参考系，其结论是相同的．( × )
(4)时刻就是一瞬间，即一段很短很短的时间．( × )
(5)参考系可任意选取，通常情况下，在讨论地面上物体的运动时(如汽车的运动)，都以地面为参考系．( √ )
(6)上午第一节课8点上课，这里的8点指时刻．( √ )
2．《敦煌曲子词集》中有这样的词句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行．”其中“看山恰似走来迎”所选的参考系是________，“是船行”所选的参考系是________．
答案 船 山
一、参考系
导学探究 如图1，有人说我，快如闪电，疾如风！有人说我，纹丝不动，坐如钟！“我”是静是动？
图1
答案 物体是静止还是运动取决于所选取的参考系．选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同．
知识深化
1．选取参考系的意义
要描述一个物体的运动时，首先必须选定参考系，之后才能确定物体的位置、研究物体的运动．对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果往往不同．
2．参考系的选取原则
(1)参考系的选取可以是任意的，但在实际问题中，参考系的选取应以使研究问题尽可能方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．例如研究火车上物体的运动时，一般选取火车作为参考系；研究地面上物体的运动时，一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系．
(2)在比较不同物体的运动时，应选择同一参考系．
2019年10月1日庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式在北京天安门广场举行．参加此次阅兵的轰油－6空中加油机是中国自主研制的第一款空中加油机．如图2所示加受油机梯队保持在预对接状态，飞越天安门接受检阅．下列说法正确的是( )
图2
A．选地面为参考系，受油机是静止的
B．选加油机为参考系，受油机是静止的
C．参考系必须选静止不动的物体
D．参考系必须选地面
答案 B
解析 参考系可以任意选取，运动的物体也可以作为参考系，但不能选被研究物体本身，参考系的选择情况不同，物体的运动和静止情况也不同．选地面为参考系，受油机是运动的，故A项错误；选加油机为参考系，受油机相对于加油机是静止的，故B项正确；参考系可以任意选取，可以是静止的物体，也可以是运动的物体，任何物体都可以被选为参考系，故C、D项错误．
针对训练1 (多选)(2021·山东师范大学附属中学高一上测试)每天早上校园里都响起琅琅的读书声，同学们通过诵读经典，尽享经典之美，感受诗词之趣，从古人的智慧和情怀中汲取营养，涵养心灵．下列说法正确的是( )
A．“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”中的“青山相对出”选择的参考系是孤帆
B．“空手把锄头，步行骑水牛．人从桥上过，桥流水不流”中“桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系是水
C．“一江春水向东流”是以水为参考系来描述水的运动的
D．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，是“万重山”作为参考系的
答案 ABD
解析 A项中，研究对象是青山，以孤帆为参考系，青山和孤帆之间的相对位置发生了变化，故青山是运动的，故A正确；B项中，研究对象是桥，以水为参考系，桥的位置发生了变化，则桥是运动的，故B正确；C项中，研究对象是水，“一江春水向东流”是以河岸为参考系来描述水的运动的，故C错误；D项中，研究对象是“轻舟”，是以“万重山”作为参考系的，故D正确．
二、质点
导学探究 研究一列火车从北京开往上海所用的时间时能否把火车看成质点？
若研究列车通过一条隧道需要用的时间能否把列车看成质点？
答案 能 不能
知识深化
1．对质点的理解
(1)质点是用来代替物体的有质量的点，只占有位置而不占有空间，具有被代替物体的全部质量．
(2)质点是一种“理想模型”，它是对实际物体的一种科学抽象．
2．物体能看成质点的条件
(1)物体的大小、形状对研究结果没有影响或影响可以忽略时．
(2)平动的物体．
(3)当所研究物体的运动涉及的空间远大于物体的尺寸时．
注意 物体能否被看成质点，与物体本身的形状、大小和质量大小无关．
(多选)下列说法正确的是( )
A．体操运动员在做单臂大回环时，该运动员可以看成质点
B．研究“嫦娥三号”的奔月路线时，“嫦娥三号”可以看成质点
C．研究地球的自转时，可以把地球看成质点
D．选万吨货轮为研究对象，确定它在航行过程中某时刻的位置，万吨货轮可以看成质点
答案 BD
解析 体操运动员在做单臂大回环时，看的是运动员的动作是否标准，所以此时运动员的形状不能忽略，不能看成质点，故A错误；奔月路线只需考虑“嫦娥三号”的位置，形状和大小对所研究问题几乎无影响，因此可视为质点，故B正确；研究地球的自转时，地球是不能看成质点的，否则就没有自转可言了，故C错误；万吨货轮相对大海来说，是很小的，所以确定它在航行过程中某时刻的位置，万吨货轮可以看成质点，故D正确．
针对训练2 观察图3所示四幅图，对图中各运动物体的描述正确的是( )
图3
A．图①中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点
B．图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点
C．图③中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点
D．图④中研究子弹射穿苹果的时间时可将子弹看成质点
答案 B
解析 在研究篮球的运动路径以及地球绕太阳公转时，篮球和地球的大小、形状可以忽略，可以将它们看成质点；观众在欣赏体操表演以及研究子弹射穿苹果的时间时，运动员和子弹的大小、形状不能被忽略，不能将它们看成质点，综上所述应选B.
三、时间和时刻
导学探究 爸爸和小明乘坐的火车20：30准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天1：53到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于4：26到达安徽阜阳站……
这段话中的各个“时间”意义相同吗？有何区别？
答案 这些“时间”意义不同.20：30、1：53、4：26是时刻；5小时23分、2分钟为时间．
知识深化
1．时间和时刻：在时间轴上，时间对应一条线段，时刻对应一个点．
如图4所示，第1 s初、第1 s末、第2 s初、第7 s末、第8 s初都表示时刻．
前3 s、第1 s内、第2 s内、前1 s、第3 s末到第5 s末、第8 s内都表示时间．
图4
2.形象比喻：时刻只能显示某一瞬间，好比照片只记录快门一闪的那一瞬间．时间记录的是一个过程量，好比一段录像．
下列关于时刻和时间的说法正确的是( )
A．第4 s末到第5 s初经历了1 s的时间
B．“新闻联播在北京时间19：00开始播出”，其中19：00指的是时间
C．物体第3 s末的位置坐标是(2 m,3 m)，其中第3 s末指的是时刻
D．物体第3 s内运动了4 m，其中第3 s内指的是时刻
答案 C
解析 第4 s末与第5 s初在时间轴上是同一个点，是指同一时刻，故A错误；“新闻联播在北京时间19：00开始播出”，这里的19：00指的是时刻，故B错误；第3 s末，指的是时刻，故C正确；时间是指时间的长度，第3 s内，指1 s的时间长度，是时间，故D错误.
1．(参考系)(2021·上海市七宝中学期中)小刚同学在一次蹦极运动后说：“在下落的那段时间里，我感觉大地扑面而来．”这里的“扑面而来”所选的参考系是( )
A．远处的山 B．大地
C．小刚自己 D．太阳
答案 C
解析 小刚向地面俯冲，看到大地“扑面而来”，所以描述大地的运动状态是以小刚自己为参考系的，故C正确．
2．(质点)下列关于物体是否可以看成质点的说法，正确的是( )
A．研究蜜蜂飞行过程中翅膀的振动特点时，蜜蜂可以看成质点
B．研究直升机飞行时其螺旋桨的转动情况时，直升机可以看成质点
C．观察航空母舰上的舰载飞机起飞时，可以把航空母舰看成质点
D．在作战地图上确定航空母舰的准确位置时，可以把航空母舰看成质点
答案 D
解析 研究蜜蜂飞行过程中翅膀的振动特点时，不能忽略其大小和形状，故不能将其看成质点，选项A错误；研究直升机飞行时其螺旋桨的转动情况时，直升机的大小和形状不能忽略，故不能将其看成质点，选项B错误；观察航空母舰上的舰载飞机起飞时，航空母舰的大小和形状不能忽略，故不能将其看成质点，选项C错误；在作战地图上确定航空母舰的准确位置时，航空母舰的大小和形状可以忽略不计，故可以把航空母舰看成质点，选项D正确．
3．(时间和时刻)(多选)下列关于时间和时刻的说法正确的是( )
A．时间是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间
B．第2 s内和前2 s内指的是不相等的两段时间
C．“北京时间12点整”指的是时刻
D．时光不能倒流，因此时间有方向
答案 BC
解析 时刻不是一段时间，故A错；第2 s内的时间是1 s，前2 s的时间是2 s，故B对；12点整是指时刻，故C对；时间没有方向，故D错．
4.(参考系)如图5所示，飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动状况的争论，下列说法正确的是( )
图5
A．甲、乙两人的说法中必有一个是错误的
B．他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的
C．研究物体的运动时不一定要选择参考系
D．参考系只能是相对于地面静止的物体
答案 B
解析 甲、乙两人的争论是由于选择的参考系不同而引起的，A错，B对；研究物体的运动时一定要选择参考系，C错；参考系的选择具有任意性，D错．
考点一 参考系
1．(多选)关于参考系的选取，下列说法正确的是( )
A．研究物体的运动，必须选定参考系
B．描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的
C．研究地面上物体的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体作为参考系
D．参考系必须选取地面或相对于地面静止的其他物体
答案 ABC
解析 描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的，但对于不同的参考系，物体的运动情况往往不同，实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行．
2.(2021·长春外国语学校月考)刻舟求剑的故事家喻户晓，如图1所示，“舟已行矣，而剑不行”这句话所选用的参考系是( )
图1
A．舟 B．舟上的人 C．地面 D．流动的水
答案 C
3．(多选)我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系而言的，下列说法正确的是( )
A．我们说“太阳东升西落”，是以地球为参考系的
B．我们说“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的
C．我们说“同步卫星在高空静止不动”，是以太阳为参考系的
D．坐在火车上的乘客看到前方铁路旁的树木、电线杆向他飞奔而来，乘客是以火车或他自己为参考系的
答案 AD
解析 “太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言，是以地球为参考系的，所以A正确；“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的，所以B错误；“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的，是以地球为参考系的，所以C错误；火车上的乘客看到前方铁路旁的树木、电线杆向他飞奔而来，是以火车或他自己为参考系的，所以D正确．
考点二 质点
4．(2021·招远一中月考)关于质点，以下说法正确的是( )
A．质点就是很小的物体，如液滴、花粉颗粒、尘埃等
B．体积很大的物体一定不能看成质点
C．一山路转弯处较狭窄，司机下车实地勘察，判断汽车是否能安全通过．此时在司机看来，汽车是一个质点
D．研究顺水漂流的小船漂流10 km所用的时间，可以把小船看成质点
答案 D
5．(2021·山西大学附中月考)下列说法正确的是( )
A．由于“山东号”航母“高大威武”，故任何情况下都不能看成质点
B．战斗机飞行员可以把正在甲板上手势指挥的调度员看成是一个质点
C．在战斗机飞行训练中，研究战斗机的空中翻滚动作时，战斗机可以看成质点
D．研究“山东号”航母在大海中的运动轨迹时，航母可以看成质点
答案 D
6．(多选)2019年9月29日，中国女排以3∶0击败阿根廷以十一连胜的战绩赢得本次世界冠军奖杯，下列关于比赛的说法正确的有( )
A．研究朱婷的击球动作时，可以把朱婷看成质点
B．解说员在解说排球的路线时可以把排球看成质点
C．朗平教练给队员分析技术要领时，队员可看成质点
D．研究球的旋转情况时，排球不可看成质点
答案 BD
考点三 时间和时刻
7．(多选)以下的计时数据中指时间的是( )
A．天津开往德州的625次列车于13点35分从天津发车
B．某人用15 s跑完100 m
C．我们早上8：00开始上第一节课
D．列车到站时间晚点5分钟
答案 BD
8．(2021·重庆十一中期中)关于时间和时刻，下列说法正确的是( )
A．第3 s内表示这段时间是3 s
B．前3 s内表示这段时间是1 s
C．3 s内表示这段时间是1 s
D．3 s末指的是时刻
答案 D
解析 第3 s内表示这段时间是1 s，选项A错误；前3 s内表示这段时间是3 s，选项B错误；3 s内表示这段时间是3 s，选项C错误；3 s末指的是时刻，选项D正确．
9．(2021·六安市霍邱二中高一期中)关于时刻和时间，下列说法正确的是( )
A．时刻表示时间极短，时间表示时间较长
B．作息时间表上的数字均表示时间
C．火车站大屏幕上显示的列车时刻表是时刻
D．1分钟只能分成60个时刻
答案 C
10．国际泳联跳水大奖赛马来西亚站，我国跳水“梦之队”持续神奇表现．运动员在男子双人十米台比赛中，下列说法正确的是( )
A．教练为了研究两人的技术动作，可将两人视为质点
B．运动员在下落过程中，以运动员为参考系，水面是静止的
C．其中一人感觉另一人是静止的
D．观众观看两人比赛时，可将两人视为质点
答案 C
11．如图2所示，是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑雪运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方法表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是( )
图2
A．大地 B．太阳 C．滑雪运动员 D．步行的人
答案 C
解析 摄影师与运动员以相同的速度运动，并且以运动员为参考系拍摄，这样背景上其他物体看起来就是“运动”的，因而模糊不清．
12．下列关于时间和时刻的两种说法意义相同的是( )
A．第2 s末和第3 s初 B．前3 s内和第3 s内
C．第3 s末和第2 s初 D．第1 s内和第1 s末
答案 A
解析 同一时刻在时间轴上对应同一个点，所以仅A正确．
13．(2021·龙泉中学高一上期中)如图3所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船的运动状态是( )
图3
A．A船一定向左运动
B．A船一定是静止的
C．B船一定向右运动
D．B船可能是静止的
答案 C
解析 因为河岸上的旗帜向右飘，可判断出风是从左向右刮的．A船上旗帜向右飘，有三种可能：一是A船不动，风把旗帜刮向右侧；二是A船向左运动，风向相对于旗帜向右，把旗帜刮向右侧；三是A船向右运动但运动的速度小于风速，此时风仍能把旗帜刮向右侧，故A、B错误．B船旗帜向左飘，说明B船一定向右运动，而且运动的速度大于风速，故C正确，D错误．
14.(多选)(2021·酒泉市玉门一中月考)如图4所示，甲、乙、丙3人各乘不同的热气球，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，从地面上看甲、乙、丙的运动可能是( )
图4
A．甲、乙匀速下降，且v乙＞v甲，丙停在空中
B．甲、乙匀速下降，且v乙＜v甲，丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，且v乙＞v甲，丙匀速下降，且v丙＜v甲
D．甲、乙匀速下降，且v乙＞v甲，丙匀速下降，且v丙＞v甲
答案 AC
15．太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象．但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象．要看到这一现象需满足的条件是( )
A．时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
B．时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大
C．时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
D．时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大
答案 C
解析 地球自西向东自转，我们以地球为参考系，看到太阳东升西落，即以地球为参考系，太阳绕着地球自东向西转．若飞机的速度比太阳自东向西转的速度大，则飞机上的人(以飞机为参考系)看到太阳相对于飞机自西向东运动，即看到太阳从西边升起．可知若要看到太阳从西边升起的效果，则需要飞机傍晚时以较快的速度自东向西飞，故C正确．