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9页。

知识点梳理
知识点一 物体和质点
1．质点：在某些情况下，可以忽略物体的 和____，把它简化为有 的点，这样的点叫作质点．
2．研究地球的公转时，__ __(填“可以”或“不可以”)把地球看作质点；研究地球的自转时，__ __(填“可以”或“不可以”)把地球看作质点．
3．一个物体能否看成质点是由所要 决定的．同一个物体，由于所要 不同，有时____ 看成质点，有时 看成质点．
思考
如图所示，把对跑步者相同时间间隔拍摄的四张照片叠加成一张图像，可以反映跑步者在这段时间内跑步的运动示意图．研究跑步的快慢时能否把跑步者看成质点来处理？如果要观察跑步者的跑动姿态，能否把跑步者看成质点来处理？
提示：研究跑步的快慢时，可以忽略身体的形状和大小，可以把跑步者看成质点来处理；观察跑步者的跑动姿态时，身体的形状和大小不可忽略，跑步者不能看成质点．
知识点二 参考系
1．参考系：要描述一个物体的运动时，首先要选定某个 作为 ，观察物体的 相对于这个“其他物体”是否随时间变化，以及怎样变化．这种用来作为__参考__的物体叫作参考系．
2．自然界的一切物体都处于永恒的____ 中，绝对__ __的物体是不存在的．
3．在描述一个物体的运动时，参考系可以____选择，选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所 ．通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以 为参考系．
思考：如图所示，汽车行驶在公路上，什么情况下汽车可以看成是静止的呢？
提示：相对于坐在车上的人，汽车是静止的．
互动探究
核心要点1 质点及物体看成质点的条件
观察探究
如图所示为撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横杆．讨论并回答下列问题，体会质点模型的建立过程．
(1)教练员纠正运动员的错误动作时，能否将运动员看成质点？
(2)分析运动员的助跑速度时，能否将运动员看成质点？
(3)测量运动员所跳高度(判定运动员是否打破世界纪录)时，能否将运动员看成质点？
解析 (1)不能，纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小)；
(2)能，分析运动员的助跑速度时，可以忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小)；(3)能．理由同(2)．
探究归纳
1．对质点的三点说明
(1)质点是一种理想化的物理模型．在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型是经常采用的一种科学研究方法．
(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小和形状来判断．
(3)质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置．
2．判断一个物体能否看成质点的误区警示
(1)不能简单地认为很小的物体就可以看作质点，很大的物体就不能看作质点．
(2)同一物体在有些情况下可以看成质点，而在另一些情况下可能不能再看作质点．例如研究地球绕太阳公转时地球可以看作质点，而在研究地球自转时地球就不能再看作质点了．
(3)不能说平动的物体一定能看成质点，转动的物体一定不能看成质点．平动的物体有时不能看成质点，比如研究火车过山洞的时间时，虽然是平动，但需要考虑火车的长度，火车不能看成质点；转动的物体有时也能看成质点，如研究运动员踢出的足球运动的速度时，不考虑它在空中的旋转，只考虑它的前行，可以将其视为质点．
试题案例
[例1] (多选)如图甲，为了提高枪械射击时的准确率，制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽，如图乙．这样，当子弹在枪管中运动时，会按照旋转的方式前进．离开枪管后，子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响，从而提高子弹飞行的稳定性，下列关于子弹运动的说法正确的是( BD )
A．当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看作质点
B．当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看作质点
C．无论研究什么问题都可以把子弹看作质点
D．能否将子弹看作质点，取决于我们所要研究的问题
解析 在研究子弹的旋转对飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状，因此不可以把子弹看作质点，选项A错误；研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时，其大小和形状可以忽略，可以把子弹看作质点，选项B正确；能否将子弹看成质点，取决于所要研究的问题，只要其大小与形状对所研究问题的影响可以忽略，就可以看成质点，选项C错误，D正确．
核心要点2 参考系
观察探究
观察图中所展现的生活情景，回答下列问题．
(1)在汽车行驶过程中，小华和司机的相对位置________(填“变化”或“没变”)，所以说小华相对于司机是________(填“运动”或“静止”)的．
(2)在汽车行驶过程中，小华和小明的相对位置________(填“变化”或“没变”)，所以说小华相对于小明是________(填“运动”或“静止”)的．
答案 (1)没变 静止 (2)变化 运动
探究归纳
1．参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则，研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系．
2．参考系的两个要点
(1)任何物体(运动的或静止的)均可作为参考系．
(2)物体被选作参考系后，就认为该物体是静止的．
3．参考系的四性
试题案例
[例2] 如图所示，由于有风，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的A、B两船上的旗帜分别向右、向左飘，则两条船的运动状态是( C )
A．A船肯定是向左运动的
B．A船肯定是静止的
C．B船肯定是向右运动的
D．B船可能是静止的
解析 从河岸上的旗帜的飘动方向，可以判断风向右吹，由此可以判断B船一定向右运动且比风速快；A船可能静止，也可能向左运动，还有可能向右运动，但是比风速慢，选项C正确．
科学思维——质点模型建构
1．“理想化模型”的理解
(1)实际并不存在
“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题的方便而进行的一种科学的抽象．
(2)突出主要因素
“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”．
(3)“理想化模型”是物理学中常用的一种研究方法．
2．质点模型
(1)模型构建
①质点是用来代替物体的有质量的点，没有大小、体积和形状，它与几何的点有本质的区别．
②质点是一种典型的理想化模型．
(2)适用对象
在研究物体的运动时，当物体的形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计时，物体就可以看成质点．
[针对训练1] (多选)下列关于质点的说法正确的是( ACD )
A．研究“神舟十一号”飞船绕地球运转的轨迹时，可以把飞船看成质点
B．研究乒乓球运动员如何打出漂亮的弧圈球时，可以把乒乓球看成质点
C．研究校运动会上小明同学优美而标准的跳高动作时，不能把他看成原点
D．研究D382次动车从温州南站开往上海虹桥站的运动时，可以把动车看成质点
解析 研究对象的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略时，可以将研究对象视为质点，选项A正确；如果将乒乓球视为质点，就无法研究弧圈球的技术问题了，选项B错误；研究跳高动作时，不可将运动员小明视为质点，选项C正确；D382次动车的长度与温州到上海的距离相比小很多，可以将动车视为质点，选项D正确．
[针对训练2] 质点是一个理想化模型，所谓理想化模型，就是突出主要因素，忽略对问题研究影响很小的次要因素．下列关于质点的说法正确的是( D )
A．突出了物体有质量、形状、大小等因素
B．只突出了物体有形状、大小
C．忽略了物体的质量、形状、大小等因素
D．忽略了物体的形状、大小等因素，突出了质量
解析 当物体的形状、大小等因素对研究的问题不起主要作用时，就可以把物体看成一个有质量的，没形状、没大小的质点模型．选项D正确．
基础过关
1．下列关于质点的说法正确的是( C )
A．体积很小的物体都可以看成质点
B．质量很小的物体都可以看成质点
C．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟要研究的问题相比影响甚小时，就可以看成质点
D．只有低速运动的物体才可以看成质点，高速运动的物体不可以看成质点
解析 一个实际物体能否看成质点，取决于物体的大小、形状在所研究的问题中是否可以忽略不计；不能简单地将体积小、质量小、低速运动的物体看成质点，A、B、D错误，C正确．
2．观察下列四幅图，对图中各运动物体的描述正确的是( B )
A．图①中研究投出的篮球的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
解析 在研究篮球的运动路径和地球绕太阳公转时篮球和地球的大小和形状可以忽略，可以将其看成质点；观众在欣赏体操表演和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，不能将其看成质点．综上所述，选项B正确．
3．下列奥运比赛中可把研究对象看成质点的是( D )
A．研究苏炳添在百米赛跑时的起跑动作
B．研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作
C．研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作
D．研究女子50米步枪三姿比赛中杜丽射出子弹的运动轨迹
解析 质点是理想化的物理模型，当物体的大小和形状对研究的问题没有影响或影响很小可忽略不计时，物体可以看作质点．研究苏炳添在百米比赛时的起跑动作、马龙的发球动作、施廷懋的跳水动作，他们的形状不能忽略，故不能看成质点；而研究杜丽射出子弹的运动轨迹时，子弹的大小、形状可以忽略，所以D正确．
4．关于机械运动和参考系，以下说法正确的是( A )
A．研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系
B．由于运动是绝对的，因此，描述运动时，无需选定参考系
C．一定要选固定不动的物体为参考系
D．研究地面上物体的运动时，必须选地球为参考系
解析 研究物体的运动时，首先要选择参考系，参考系的选取是任意的．选项A正确．
5．如图所示是体育摄影中“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，摄影师用自己的方法表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是( C )
大地
B．太阳
C．摄影师
D．步行的人
解析 摄影师与滑板运动员以相同的速度运动，摄影师以自己为参考系观察，这样滑板运动员就是静止的，背景就是“运动”的．
6．(多选)2018年4月12日上午，中国人民解放军在南海海域举行海上大阅兵，共有48艘战舰接受检阅．图甲是正在接受检阅的一字排列的舰队，图乙是正在接受检阅的“辽宁舰”上歼－15战机的起飞表演．下列说法正确的是( AC )
A．若以大海为参考系，图甲中各艘舰艇是运动的
B．若以一字舰队为参考系，图甲中各艘舰艇是运动的
C．若以“辽宁舰”为参考系，图乙中正在起飞的歼－15战机是运动的
D．若以“辽宁舰”为参考系，图乙中准备起飞的歼－15战机是运动的
解析 若以大海为参考系，图甲中各艘舰艇是运动的，若以一字舰队为参考系，图甲中各艘舰艇是静止的，故A正确，B错误；若以“辽宁舰”为参考系，图乙中正在起飞的歼－15战机是运动的，准备起飞的歼－15战机是静止的，故C正确，D错误．
7．“刻舟求剑”的故事家喻户晓，如图，“舟已行矣，而剑不行”这句话所选用的参考系是( C )
舟
B．舟上的人
C．地面
D．流动的水
解析 “舟已行”是说船相对于地面在运动，而剑落水后相对地面不再移动，故此句选用的参考系是地面．选项C正确．
8．两列火车平行地停在一站台上，过了一会儿，甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动，乙车内的乘客发现甲车仍没有动，若以地面为参考系，上述事实说明( D )
A．甲车向东运动，乙车不动
B．乙车向东运动，甲车不动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．甲、乙两车以相同的速度向东运动
解析 甲车内的乘客发现窗外树木在向西移动，说明甲车在向东运动，乙车内的乘客发现甲车仍没有动，说明乙车相对甲车静止，由于甲车相对地面向东运动，所以乙车也相对地面向东运动，且与甲车速度相同，故D正确．
9．下列有关质点的说法正确的是( C )
A．在苹果园摘苹果，找成熟的大的苹果，可将苹果视为质点
B．导弹锁定敌舰的要害，如弹药舱，可将敌舰视为质点
C．计算飞机在两地间的往返时间，可将飞机视为质点
D．研究月球车在月球表面抓月球土壤的动作，可将月球车视为质点
解析 找成熟的大的苹果时，必定要考虑苹果的体积大小，不可将苹果视为质点，选项A错误；导弹锁定敌舰的要害，不可将敌舰视为质点，选项B错误；计算飞机在两地间的往返时间，飞机的大小相对于往返的距离可以忽略不计，可将飞机视为质点，选项C正确；研究月球车在月球表面抓取月球土壤的动作时，月球车的形状不能忽略不计，不可将月球车视为质点，选项D错误．
10．(多选)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移动，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( CD )
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．以太阳为参考系，地球是运动的
D．以太阳为参考系，金星是运动的
解析 金星通过太阳和地球之间时，我们才会看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为太阳的大小对所研究问题的影响起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日”时不能将太阳看成质点，选项B错误；以太阳为参考系，金星和地球都是运动的，选项C、D正确．
能力提升
11．下列对质点、参考系、坐标系的理解，正确的是( D )
A．研究阅兵式训练士兵动作时，士兵可以看成质点
B．研究地球上物体的运动只能以地面为参考系
C．位置坐标系中的正负表示大小
D．选择不同的参考系，物体的运动状态可能是不一样的
解析 研究阅兵式训练士兵动作时，士兵身体的形状不能忽略，不可以看成质点，选项A错误；参考系可以任意选取，选项B错误；位置坐标系中的正负表示物体离开坐标原点的方向，选项C错误；如果选择两个运动情况不同的参考系，则物体的运动状态是不一样的，选项D正确．
12．如图所示，四轮马达纳米车是用纳米技术制造的一种新型药物输送系统，它可以在血管中穿行而不会受到人体免疫系统的攻击．下列情况中可以把纳米车看作质点的是( D )
A．研究纳米车的组成时
B．研究纳米车马达的工作时
C．研究纳米车如何治疗疾病时
D．研究纳米车运动的距离时
13．在大海里坐过游轮的同学都有下列感觉，其中解释正确的是( B )
A．当游轮往前运动时会感觉到海水向后退，此时他所选的参考系是海水
B．当游轮往前运动时会感觉到海水向后退，此时他所选的参考系是游轮
C．有时他会感觉到在他旁边的游轮没动，则他乘坐的游轮一定是静止的
D．当他仰望天空时感觉天空的白云没有动，则他所乘坐的游轮一定是静止的
解析 该同学感觉海水向后退去，是因为他选择的参考系是游轮，故选项A错误，B正确；该同学感觉到他旁边的游轮没有动，是因为他旁边的游轮与他所乘坐的游轮相对静止，但他旁边的游轮未必静止，故选项C错误；当他仰望天空时感觉天空的白云没有动，他所坐的游轮不一定是静止的，故选项D错误．
14．热气球运动起源于18世纪的法国，热气球运动现已成为公众休闲观光和体育旅游项目．在一次观光游览中，甲、乙、丙三人各乘一个热气球，如图所示，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、丙的运动情况可能是( A )
A．甲、乙匀速下降，且v乙>v甲；丙停在空中
B．甲、丙匀速下降，且v丙>v甲；乙匀速上升
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乙解析 甲看到楼房匀速上升，说明甲相对地面匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙相对地面也匀速向下运动，且v乙>v甲，B、D错误；甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，说明丙可能静止，可能匀速上升，可能匀速向下运动，且v丙核心素养
物理观念
科学思维
1.理解质点的概念，知道质点是一个理想化的模型．
2．知道把物体看作质点的条件．
3．理解参考系的概念，知道物体的运动具有相对性．
通过质点模型的建构，体会物理模型在科学研究中的意义.
标准性
作为参考系的物体都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准
任意性
参考系的选取是任意的，任何物体都可以作为参考系
统一性
比较不同物体的运动应选择同一个参考系
相对性
对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同