人教版高中物理必修质点参考系

第一章运动的描述〔情境导入〕

我们生活在一个运动的世界之中，翱翔的雄鹰、呼啸的飞机、轰鸣的战车、远航的巨轮……从浩瀚的宇宙到微小的粒子，自然界中的一切物体，都在不停地运动。在这一章里，我们将初步学习、研究如何描述物体的运动。本章素养概述〔内容提要〕

机械运动的基本特征是空间位置随时间发生变化，所以研究机械运动就要从空间和时间两个方面进行，研究一种物理规律总是先从现象的描述入手，作为研究物体机械运动规律的第一章，主要从三个角度介绍了描述机械运动的相关基本概念：一是从运动的研究方法，介绍了质点和参考系；二是从运动的时间和空间延伸，介绍了时刻和时间间隔及位置和位移；三是从运动的状态及变化，介绍了速度和加速度。本章还学习了用图像来描述“位移”或“速度”随时间变化的规律。本章素养概述本章重点：①知道质点、位移、路程、速度、加速度等概念；②知道平均速度和瞬时速度的区别与联系；③知道速度、速度的变化量和加速度之间的区别与联系。本章难点：①速度、速度的变化量和加速度的区别与联系；②x－t图像及v－t图像的理解及应用。本章素养概述〔学法指导〕

学习本章要抓住两个关键，一个是从物理学的角度明确相关概念引入的必要性，二是从数学的角度理解对运动属性的描述方法。在学习的过程中，一定要注意联系实际，采用一些直观、形象的方法来加深对知识点的理解，从而把难度降到最低限度。另外，一定要领会物理学的科学思维方法，如质点模型的建立(理想化模型)、瞬时速度的概念(极限法)、加速度的定义(比值定义法)、用图像描述物体运动的规律等，并将学到的科学思维方法应用到今后解决问题的过程中，做到举一反三、触类旁通。本章素养概述1．质点参考系目标体系构建课前预习反馈课内互动探究核心素养提升素养脉络构建课堂达标检测夯基提能作业目标体系构建【学习目标】

1．理解质点的定义，知道质点是一种理想化的物理模型。初步体会物理模型在探索自然规律中的作用。2．理解把物体看成质点的条件。3．理解参考系的概念，知道物体运动的描述具有相对性。【思维脉络】课前预习反馈1．忽略物体的大小和形状，将物体简化为一个具有_______的点，这个点叫作质点。2．将物体看成质点的条件(1)在研究物体的运动时，当物体的_______和_______对所研究问题的影响可忽略不计时，物体可看成质点。(2)物体上各点的运动情况___________时，整个物体的运动可简化为一个点的运动，该物体可看成质点。3．质点是一种_________模型，实际并不存在。知识点1物体和质点质量大小形状完全相同理想化1．定义：在描述物体的运动时，用来作为_______的物体叫作参考系。2．选取原则：参考系可以_______选择，一般以地面为参考系。但在具体问题中，要考虑研究问题的方便性。3．参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果会有所_______。知识点2参考系参考任意不同『判一判』(1)自然界中没有绝对静止的物体。(

)(2)很小的物体一定能看作质点，较大的物体有时也能看作质点。(

)(3)质点是为了突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的理想化模型。(

)预习自测√

×

√

(4)参考系必须选取地面或相对于地面静止的其他物体。(

)(5)选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同。(

)(6)“坐地日行八万里”所对应的参考系是地面。(

)×

√

×

『选一选』下列奥运会项目中记录运动员比赛成绩时，可将运动员视为质点的是(

)解析：击剑、蹦床、体操比赛时要注意运动员的肢体动作，不能将运动员看作质点；自行车比赛主要是看运动的快慢，运动员的大小和形状可以忽略，能看作质点。本题应选D。D

『想一想』在我国古典小说《镜花缘》中有这样一句话：“去年一阵大风，把我院内一口井忽然吹到篱笆外去。”为什么“井”会被“吹到篱笆外去”？解析：一个物体的运动状态的确定，关键取决于所选取的参考系。所选取的参考系不同，得到的结论也不相同。人之所以看到“井”会被“吹到篱笆外去”，说明说这句话的人是以篱笆为参考系的。课内互动探究研究地球自转时，能否将地球看作质点，为什么？研究地球公转时，能否将地球看作质点，为什么？提示：研究地球的自转时，需要考虑地球各部分运动情况的差异，不能看作质点。研究地球绕太阳公转时，关注的是地球整体的运动，可以将地球看作质点。一理想化模型与质点情境导入1．理想化模型(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在。(2)“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”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种研究方法。要点提炼2．对质点的理解(1)质点是用来代替物体的有质量的点，其突出的特点是“具有质量”，但是质点没有大小、体积、形状，它与几何中的“点”有本质区别。(2)质点是一种“理想化模型”。3．实际物体可看成质点的常见情况物体能否被视为质点，不是取决于物体的大小，而是看物体的形状和大小对研究问题的结果的影响是否可忽略。同一物体在不同的问题情景中有的可视为质点，有的则不能视为质点。特别提醒

如图所示，下列几种情况下的物体，哪些可将物体当作质点来处理(

)典例剖析典题1A．甲：研究正在吊起货物的起重机的运动时B．乙：研究正在旋转的硬币的运动时C．丙：研究太空中宇宙飞船的位置时D．丁：研究转动的门的运动时C解析：A、B、D选项中的研究对象的大小、形状忽略后，起重机、硬币、门的运动将无法研究，故A、B、D选项中的研究对象不能被当作质点；C选项中宇宙飞船的大小、形状忽略后，对于确定宇宙飞船的位置无影响，故C项中的宇宙飞船可以被当作质点。思维升华：(1)质点要突出“具有质量”和“占有位置”的特点，但质点没有大小和形状，它的质量就是它所代替的物体的质量。(2)质点没有大小和形状，因而质点是不可能转动的，任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。1．2019年国庆前夕，中国女排在世界杯比赛中，十一连胜成功卫冕世界杯冠军，为祖国和人民赢得了荣誉，获习近平祝贺，全体参赛队员登上天安门国庆花车。在如图所示的女排比赛中，下列情境中的研究对象可以视为质点的是(

)对点训练BA．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：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，故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，故C、D错误。观察下面的漫画，图中司机说乘车人“你没动”，而路上的小女孩说他运动得“真快”。关于司机和小女孩对乘车人运动状态的描述中，司机和小女孩得到了不同的结论，但仔细一想他们都是对的。试分析小女孩和司机各自说话的根据。二参考系情境导入提示：对于路旁的小女孩，她们观察乘客是以地面为参考系；而坐在车内的司机观察乘客是以车为参考系，故得到了不同的结论。1．选择参考系的意义：要描述一个物体的运动，必须首先选好参考系。只有选定参考系后，才能研究物体做怎样的运动。2．选择参考系的原则：(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定。(2)参考系的选取可以是任意的。在实际问题中，参考系的选取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则。(3)在比较不同物体的运动时，应选择同一参考系。要点提炼3．参考系的四个特性：相对性用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系而言的。任意性参考系的选择具有任意性，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。同一性比较不同物体的运动时，应该选择同一参考系。差异性同一运动选择不同的参考系，观察结果可能不同。(1)分析具体的问题时，选择合适的物体作为参考系，可使问题变得简单。(2)解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明。特别提醒

观察图中屋顶的炊烟和小红头发的飘动方向，可知风与小红的运动情况，其中正确的是(

)A．风是向左吹的，小红向左运动的速度比风的小B．风是向左吹的，小红向左运动的速度比风的大C．风是向右吹的，小红是向左运动的D．风是向左吹的，小红是向右运动的典例剖析典题2B解析：选地面为参考系，由屋顶的炊烟方向可知风向左吹。因为小红的头发向右飘，所以小红一定向左运动且速度比风速大，故选项B正确。思维升华：对于观察到运动现象，判断观察者观察时所选取的参考系，有两种方法：(1)静物法：明确观察到的现象中，什么物体是运动的，什么物体是静止的，静止的物体可能就是参考系。(2)假设法：假设以某物体为参考系，看对所研究物体运动的描述是否与观察到的结果一致。若一致，该物体可能就是参考系。2．(2020·杭州高一期中)“空手把锄头，步行骑水牛，人从桥上过，桥流水不流。”是《中国诗词大会》某期节目里选用的古诗，从物理学的角度看，其中“桥流水不流”所选择的参考系是(

)A．水 B．牛C．桥 D．人对点训练A解析：“桥流水不流”可以理解为“桥动水不动”，意思就是说桥在运动，水在静止。这是以水为参照物观察到的现象，故选A。核心素养提升 (2020·嘉兴高一联考)2019年10月1日是新中国成立第70周年，在举行国庆70周年大阅兵时，20架直升机在空中组成“70”字样飞过天安门，以下说法正确的是(

)易错点(1)：没有考虑到物质的大小和形态对问题的影响是否可忽略。(2)对参考系的选取理解不透彻。案例DA．研究直升机的螺旋桨旋转动作时可以把飞机看作质点B．因为直升机很大，所以不能看作质点C．以飞行员为参考系，直升机是运动的D．以地面为参考系，直升机是运动的错解：ABC错因分析：认为直升机很大，且螺旋桨旋转，所以不能看作质点而误选AB，认为飞行员和直升机都在高速运动而误选C。正解：研究直升机螺旋桨转动动作时，不能忽略直升机的大小和形状