人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系学案设计

第1课  参考系 质点

知识点01  质点

1.质点是用来代替物体的具有质量的点，质点是一种理想化模型.

2.把物体看作质点的条件：物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计.

【即学即练1】做下列运动的物体，能当成质点处理的是(　　)

A.研究跆拳道比赛中运动员的动作时

B.研究风力发电机叶片的旋转时

C.研究被运动员踢出的足球的旋转时

D.研究从上海到北京运动的火车的路径时

答案　D

解析　在研究跆拳道比赛中运动员的动作时，运动员的大小和形状不能忽略，不能把运动员当成质点处理，A错误；研究风力发电机叶片的旋转时，叶片的形状不能忽略，B错误；研究足球的旋转时，足球的大小和形状不能忽略，C错误；研究从上海到北京运动的火车的路径时，其大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计，可当成质点处理，D正确.

知识点02  参考系

在描述物体运动时，用来作为参考的物体，通常以地面为参考系.

【即学即练2】如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美.请问摄影师选择的参考系是(　　)

A.大地   B.太阳

C.滑板运动员   D.静止的人

答案　C

解析　“追拍法”是跟踪运动的物体，将运动的物体看成静止的，题图图片是运动的滑板运动员被摄影师当成静止的，而用镜头跟踪，所以选择的参考系是滑板运动员，故C正确，A、B、D错误.

考法01   何时物体能当质点看待？

1．物体的大小和形状对于研究的问题是无关因素或者次要因素

2．关心动作、转动的物体不能当质点看待

3．决定物体能否看成质点的条件不是物体的体积或质量的大小，而是物体的形状和大小对研究问题的结果影响是否可以忽略。

4．质点不同于几何“点”，质点有质量，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。

【典例1】以下比赛项目中，可将运动员视为质点的是(　　)

【答案】　C

考法02  判定谁是参考系？

1、无说明，以地面为参考系；就感觉而言，谁观察，谁就是参考系。

2、在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一物体在不同阶段的运动，则必须选取同一个参考系。

【典例2】在一个无风的天气里，当你骑车快速前行时，会感到风迎面吹来，这时你所确定的风向(空气流动方向)是(　　)

A．选择了空气作为参考系

B．选择了你自己作为参考系

C．选择路边的树木作为参考系

D．没有选择任何物体作为参考系

【答案】B

【解析】相对地面自己是运动的，选自己为参考系时，风是迎面吹来的。

题组A  基础过关练

1、在不需要考虑物体本身的大小和形状时，可以把物体简化为一个有质量的点，即质点。物理学中，把这种在实际原型的基础上，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立起来的客体称为 （ ）

A．科学假说 B．等效替代 C．理想模型 D．控制变量

【答案】C

【解析】所谓科学假说，是指认识主体在已知的有限的科学事实和科学原理的基础之上，运用科学思维方法，对未知自然现象的本质及其规律所做出的推测性的解释和说明，是自然科学理论思维的一种重要形式，所以 A 错误；等效替代法是科学研究中常用的方法之一，是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，物理学中有许多运用这种方法的实例，如在电路中以一个电阻来等效代替多个电阻，以便于分析电路，在研究二力合成的问题上，将两个力与等效的一个力作对比，所以 B 错误；突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法，质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型，所以 C 正确；物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中，所以 D 错误。

2．在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示.下列说法正确的是(　　)

A.地球在金星与太阳之间

B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点

C.以金星为参考系，太阳是静止的

D.以太阳为参考系，可以认为金星是运动的

答案　D

解析　金星通过太阳和地球之间时，我们才能看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为观测“金星凌日”时太阳的大小对所研究的问题起着至关重要的作用，所以不能将太阳看成质点，选项B错误；以金星为参考系，太阳是运动的，选项C错误；金星相对于太阳的空间位置发生了变化，所以以太阳为参考系，金星是运动的，选项D正确.

3.(多选)下列对参考系的理解中正确的是(　　)

A.“一江春水向东流”是江水相对于河岸为参考系

B.“地球的公转”是以太阳为参考系

C.“钟表的时针在转动”是以分针为参考系

D.“太阳东升西落”是以地球为参考系

答案　ABD

4.2015年9月3日，在纪念抗日战争胜利70周年的阅兵式上，空中加油机编队米秒不差通过天安门广场上空，图为歼—10战斗机在空中加油的情景，以下列哪个物体为参考系，可以认为加油机是运动的(　　)

A.歼—10战斗机 B.天安门

C.加油机中的飞行员 D.歼—10战斗机中的飞行员

答案　B

5．钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场。如图，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航。甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，乙船内的船员发现甲船没有动。如果以钓鱼岛为参照物，上述事实说明(　　)

A．甲船向西运动，乙船不动

B．乙船向西运动，甲船不动

C．甲船向西运动，乙船向东运动

D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动

解析：选D　甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，以钓鱼岛为参照物，甲船向西运动，乙船内的船员发现甲船没有动。甲、乙两船的速度大小、行驶的方向应该是一样的，即甲、乙两船以相等的速度都向西运动。故D正确。

6、判定正误：

(1)质点是一种理想化模型，实际并不存在。(√)

(2)体积很大的物体，不能视为质点。(×)

(3)参考系必须是静止不动的物体。(×)

题组B  能力提升练

1.下列关于女排比赛中的研究对象，可以视为质点的是(　　)

A．研究女排比赛中选手扣球的动作时

B．确定运动员在球场上的位置时

C．研究运动员比赛中发出的旋转球时

D．确定落在边线处排球是否为界内时

解析：选B　研究女排比赛中选手扣球动作时，运动员的形状对研究结果有较大影响，因此运动员不可视为质点，但研究运动员在球场上的位置时可将运动员视为质点，A错误，B正确；在研究发出的旋转球和排球落点是否在边线界内时球的大小对研究结果的影响不可忽略，因此，不能视为质点，C、D均错误。

2、下列物体能够看成质点的是________。

(1)体积很小的原子核

(2)绕太阳公转的地球

(3)用GPS确定在大海中位置的航空母舰

(4)正在表演娱乐节目的海狮

(5)研究直升机上正在转动的螺旋桨

(6)研究上坡时有无翻倒可能的三轮车

(7)研究落地时正面朝上还是朝下的硬币

(8)计算由北京开往上海的火车通过某一路标的时间

答案：(2)(3)

3．下列说法正确的是

A．质点一定是体积很小、质量很小的物体

B．地球虽大，且有自转，但有时仍可将地球看作质点

C．研究自行车运动时，因为车轮在转动，所以无论什么情况下，自行车都不能看成质点

D．当研究一列火车全部通过桥所需的时间，因为火车上各点的运动状态相同，所以可以把火车视为质点

答案：B

【解析】A、质点不一定是体积很小、质量很小的物体，在研究地球公转的时候可以将地球看成质点，故A错误，B正确；C、研究自行车的运动时，如研究其运动的速度时可以看作质点，故C错误；D、当研究一列火车全部通过桥所需的时间，火车的长度对时间有影响，不可以看作质点，故D错误。

4.公路上向左匀速行驶的小车如图甲所示。经过一棵果树附近时,恰有一颗果子从树上落下。静止在地面上的观察者看到果子的运动轨迹是乙图中的　　　,车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是乙图中的　　　　。(不计阻力) 

答案  C　B

5．现有A、B两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶，若以地面为参考系，A车速度为6 m/s，B车速度为10 m/s。试分析回答：

(1)若以A车为参考系，B车的速度为多大？方向如何？

(2)若以B车为参考系，A车的速度为多大？方向如何？

(3)若以A车或B车为参考系，地面的运动情况如何？

答案：(1)4 m/s　向东　(2)4 m/s　向西　(3)以A车为参考系6 m/s，向西　以B车为参考系10 m/s，向西

解析：(1)若以A车为参考系，B车的速度大小为10 m/s－6 m/s＝4 m/s，方向向东。

(2)若以B车为参考系，A车的速度大小为10 m/s－6 m/s＝4 m/s，方向向西。

(3)若以A车为参考系，地面向西运动，速度大小为6 m/s。

若以B车为参考系，地面向西运动，速度大小为10 m/s。

题组C  培优拔尖练

1（多选）．如图所示，甲、乙、丙3人乘不同的热气球，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(　　)

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  ABD

解析　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，而且v乙>v甲，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，丙可能停在空中，也可能匀速上升，故A、B正确；甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，丙可能匀速下降，且v丙<v甲，故C错误，D正确．

2（多选）．下列说法中与人们的日常习惯相吻合的是（  ）

A．测量三楼楼道内日光灯的高度，选择三楼地板为参考系

B．测量井的深度，以井底为参考系，井“深”为0米

C．分析卡车的运动时，以卡车司机为参考系，卡车总是静止的

D．以路边的房屋为参考系判断自己是否运动

答案：AD

【解析】测量三楼楼道内日光灯的高度，选择三楼地板为参考系，选项A正确；测量井的深度，应该以地面为参考系，选项B错误；分析卡车的运动时，一般是以地面为参考系，选项C错误；以路边的房屋为参考系判断自己是否运动，选项D正确；故选AD。