第1节 参考系 时间 质点

第一章描述运动的基本概念第1节参考系时间质点核心素养导学物理观念(1)知道参考系的概念，会选取恰当的参考系研究物体的运动。(2)知道时间和时刻的含义以及它们的区别。(3)了解质点的含义，知道质点是理想化的物理模型。科学思维(1)能灵活运用参考系研究物体的运动。(2)能用时间轴描述时间和时刻。(3)能将特定实际情境中的物体抽象成质点。科学态度与责任知道物理学研究的很多问题就在身边，对自然界有好奇心。通过相关案例的分析，能关注科学技术的新进展，渗透爱国主义教育。一、参考系1．定义：研究物体的运动时，总要选取某一个物体作为______，这个作为参照的物体叫作_______，它以及与它保持相对静止的物体组成一个_____，叫作参考系。2．选取原则：描述一个物体的运动时，参考系可以_____选择。(1)选择不同的参考系来观察同一物体的运动，得到的结果会有所_____。(2)参考系选取得当，会使问题的研究变得简洁、方便。(3)通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以_____作为参考系。3．静止的相对性：自然界的一切物体都处于永恒的运动中，_____是绝对的，_____是相对的。参照参照物系统任意不同地面运动静止(1)由于运动的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对于哪个参考系而言的。(2)无论物体原来的运动状态如何，一旦这个物体被选为参考系，就认为它是静止的。

二、时间和时刻1．时刻：指某一_______。在时间轴上，时刻用____表示。2．时间：指某两个时刻之间的_____。在时间轴上，用一段长度表示时间(时间间隔)。日常生活中的“时间”，有时指“时刻”，有时指“时间间隔”，应根据具体情况判定。如“什么时间出发”指的是时刻，“出发多长时间了”指的是时间间隔。瞬间点间隔三、质点1．定义：在满足一定条件时，把物体简化、抽象为一个_____________，称为质点。2．物体可看成质点的条件：物体的______和______对所研究问题的影响可以忽略。3．物理模型：在物理学中，突出问题的______因素，忽略______因素，建立理想化的_________，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。____这一理想化模型就是这种方法的具体应用。具有质量的点大小形状主要次要物理模型质点1．如图所示，一位运动员在水平匀速飞行的飞机上自由掉落，

关于其运动情况，飞机上的观察者：“他在沿直线下落呀！”

地面上的观察者：“他明明在沿曲线下落嘛。”请问：两位观

察者的说法哪个是正确的？为什么？你受到什么启发？提示：都正确；他们所选择的参考系不同；同一物体的运动描述，选取的参考系不同，观察结果可能不同。2．李大爷起床后外出晨练，在公园遇到杨阿姨。李：“您这么早就来啦，这刚6：30。”杨：“是啊，我6：15就来了，

都锻炼了15分钟了。”李：“您来的路上用了多长时间？”杨：“差不多10分钟吧。您什么时间从家里走的？”李：“大约6点。”(1)以上对话中，表示时刻的有哪些？(2)表示时间的有哪些？提示：(1)其中“6：30”“6：15”“6点”都表示某一瞬时，是时刻。(2)“15分钟”“10分钟”表示一段时间间隔，是时间。3．如图所示是某手机地图软件导航图，由图像可知起始小圆点表示导航者此时的位置，而终止小圆点是导航者将要到达的位置。请对以下结论作出判断：(1)在研究导航者的运动路径时，可以将导航者看成质点。

()(2)在研究导航者的运动时间时，可以将导航者看成质点。

(

)(3)在研究导航者所驾驶轿车轮胎上某点的运动时，可以将轿车看成质点。()√√×新知学习(一)|对参考系的认识[重点释解]1．对参考系的理解(1)参考系是为了描述物体的运动，选来作为标准的物体。(2)被选择作为参考系的物体都是假定不动的，不能认为只能选择不动的物体作为参考系。(3)作为参考系的物体可以是运动的，也可以是静止的，任何物体均可以被选作参考系。(4)在不说明参考系的情况下，通常取地面为参考系。2．参考系的四个性质标准性作为参考系的物体，不论原来的运动情况如何，都假定不动，被研究的物体都是以参考系为标准的任意性参考系的选取在原则上是任意的同一性比较不同物体的运动应选择同一参考系相对性对于同一物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的[典例体验][典例]《中国诗词大会》自播出以来始终热度不减，成为备受瞩目的国民性诗词节目，带动全民重温曾经学过的古诗词，分享诗词之美，感受诗词之趣。李白在《望天门山》一诗中写到“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”。诗文中的“青山相对出”选择的参考系是

(

)A．青山

B．孤帆C．河岸

D．太阳[解析]描述“青山”的运动，不能以“青山”本身为参考系，故A错误；选择“孤帆”为参考系，“青山”和“孤帆”之间的位置发生了变化，故“青山”是运动的，故B正确；以“河岸”为参考系，“青山”与“河岸”之间的位置没有发生变化，故“青山”是静止的，故C错误；此诗描写的是诗人舟行江中远望天门山的情境，是以诗人或相对诗人静止的物体为参考系来描写“青山相对出”，故D错误。[答案]

B[拓展]在典例的情境中，“孤帆一片日边来”中“孤帆”选择的参考系是(选项同典例中的)________。(多选)[解析]

“孤帆一片日边来”中“孤帆”的运动是以“青山”或“河岸”为参考系的，故选A、C。[答案]

AC/方法技巧/参考系判断的两种方法(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，看对其他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。

[针对训练]1．有人在连接北京赛区和张家口赛区的京张高铁上立硬币测

试高铁的稳定性。图片中描述硬币一动不动选择的参考系

是

(

)A．铁轨B．铁路沿线的电线杆C．走动的列车员D．高铁窗台解析：图片中描述硬币一动不动选择的参考系是高铁的窗台，D正确。答案：D2．(多选)自然界一切物体都处于永恒的运动中，要描述一个物体的运动，首先要选定参考系，下列关于参考系的选取正确的是

(

)A．“一江春水向东流”说的是水相对于河岸(或地面)的运动B．“月亮在云中穿行”说的是月亮相对于云的运动C．“太阳东升西落”说的是太阳相对于地球的运动D．“坐地日行八万里”说的是人相对于地面的运动解析：“一江春水向东流”参考系是河岸，说的是水相对于河岸(或地面)的运动，选项A正确；“月亮在云中穿行”参考系是云，说的是月亮相对于云的运动，选项B正确；“太阳东升西落”说的是太阳相对于地球的运动，选项C正确；“坐地日行八万里”说的是人相对于地球以外其他星体的运动，选项D错误。答案：ABC新知学习(二)|对时间和时刻的理解[任务驱动]2023年1月9日6时00分，长征七号A运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，托举实践二十三号卫星直冲云霄，10分钟后卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功，中国航天实现2023年宇航发射“开门红”。请问以上描述中哪些指时刻，哪些指时间？提示：“2023年1月9日6时00分”对应时间点，指时刻；“10分钟”对应时间段，指时间。

[重点释解]1．时间与时刻的区别和联系

时间时刻区别物理意义两时刻间的间隔某一瞬时时间轴上的表示方法时间轴上的一段线段表示一段时间时间轴上的点表示一个时刻表述方法“3s内”“前3s内”“后3s内”“第1s内”“第1s到第3s”等均指时间“3s末”“第3s末”“第4s初”“8点半”等均指时刻联系两个时刻的间隔即为时间，即Δt＝t2－t12．时间与时刻的直观图解3．判断时刻与时间的两种方法根据上下文判断分析题干，根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一状态，时间对应的是某一过程利用时间轴判断画出时间轴，把所给的时刻和时间表示出来，对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间[针对训练]1．关于时间和时刻，下列说法正确的是

(

)A．第2s末和第3s初是同一时刻B．5s内指的是从4s末到5s末这1s的时间C．“您这么早就来啦，等了很久吧？”这里的“早”和“等了很久”均指时间D．列车员说：“火车8点42分到站，停车8分。”“8点42分”和“8分”均指时刻解析：第2s末和第3s初均为时刻，且指同一时刻，选项A正确；5s内是指前5s,4s末到5s末是指第5s，选项B错误；“早”是指到达的那个时刻，“等了很久”是指时间，选项C错误；“火车8点42分到站，停车8分”中的“8点42分”指时刻，“8分”指时间，选项D错误。答案：A

2．关于时刻和时间，下列说法正确的是

(

)A．老师说：“明天早上8点钟上课，上课45分钟。”其中“8点钟”指的是时刻，“45分钟”指的是时间B．我国选手高亭宇在2022年北京冬奥会速度滑冰男子500米决赛中以34秒32的成绩夺得金牌，并打破奥运纪录。其中“34秒32”指的是时刻C．某场足球赛15min时甲队攻入一球，其中“15min时”指的是时间D．老师说：“希望你下次一定要在7点50分以前到校。”其中“7点50分”指的是时间解析：时间是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。“8点钟”指的是时刻，“45分钟”指的是时间，A正确；“34秒32”指的是时间，B错误；“15min时”指的是时刻，C错误；“7点50分”指的是时刻，D错误。答案：A3．(2023·眉山高一调研)

据环球网2023年3月12日16时56分

报道，在当天结束的短道速滑世锦赛男子5000米接力决

赛中，中国队在比赛中表现出色，以7分04秒的成绩率先

撞线，夺得金牌。这段描述中“16时56分”和“7分04秒”分别表示

(

)A．时刻和时间间隔 B．时间间隔和时刻C．都是时间间隔

D．都是时刻解析：

“16时56分”对应的是时间点指的是时刻，“7分04秒”对应的是时间段指的是时间间隔，故选A。答案：A

新知学习(三)|对质点的理解[任务驱动](选自沪科版新教材“思考与讨论”)地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1.5×108km。研究地球绕太阳的公转时，能不能把地球看成质点？研究地面上各处季节变化时(如图)，能不能把地球看成质点？提示：研究地球绕太阳公转时，地球的形状、大小可以忽略，可以把地球看成质点；当研究地面上各处季节的变化时，地球的形状、大小不可以忽略，故不能把地球看成质点。

[重点释解]1．质点是一种“物理模型” (1)物理模型是在物理研究中，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的理想化模型，是物理学经常采用的一种科学研究方法，质点就是典型的物理模型之一。 (2)物理模型作为一种理想化模型，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在。2．质点不同于几何“点”质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是具有质量，没有大小、体积、形状，它与几何中的“点”有本质的区别。3．假设法判断物体能否看成质点(1)确定问题的性质，即研究目的、观察的重点是什么。(2)假设物体的形状、大小被忽略，成了一个有质量的“点”。思考所要研究的问题，所进行的观察是否受影响。若受影响，物体不能被看成质点；若不受影响，物体就能被看成质点。[针对训练]1．北京冬奥会共设有7个大项、15个分项、109个小项的比赛，中国代表团共取得了9金4银2铜的冬奥会历史最佳成绩。以下情境中，可以将运动员看成质点的是

(

)A．速度滑冰比赛中，研究运动员的滑行轨迹B．自由式滑雪比赛中，研究运动员的空中姿态C．花样滑冰比赛中，研究运动员的跳跃和旋转D．单板滑雪比赛中，研究运动员的空中转体动作解析：速度滑冰比赛中，研究运动员的滑行轨迹，能将运动员看成质点，A正确；自由式滑雪比赛中，研究运动员的空中姿态，不能将运动员看成质点，B错误；花样滑冰比赛中，研究运动员的跳跃和旋转，不能将运动员看成质点，C错误；单板滑雪比赛中，研究运动员的空中转体动作，不能将运动员看成质点，D错误。答案：A2．用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是

(

)A．研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点B．研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点C．研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点D．研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点解析：研究题图甲中猫在地板上行走的速度时，猫的大小可忽略不计，可将猫看作质点，A正确；研究题图乙中水珠形状形成的原因时，旋转球的大小和形状不能忽略，旋转球不能看作质点，B错误；研究题图丙中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿的大小不能忽略，不能将鸟儿看作质点，C错误；研究题图丁中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马的大小不能忽略不计，不能把马看作质点，D错误。答案：A

3.“奋斗者”号是我国研发的万米载人潜水器，在马里亚纳海沟

成功坐底，坐底深度10909m。“奋斗者”号照片如图所示，

下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是

(

)A．估算下降总时间时B．用推进器使其转弯时C．在海沟中穿越窄缝时D．科学家在其舱内进行实验时解析：在研究“奋斗者”号下降总时间时，可以将其看作一个质点，A正确；用推进器使其转弯时，不能将其看作质点，B错误；在判断是否能够穿越窄缝时，不能忽略自身大小，不能将其看作质点，C错误；科学家在其舱内进行实验时，显然不能将其大小忽略，不能将其看作质点，D错误。答案：A

一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养

物理观念——认识质点1．(选自鲁科版新教材“物理聊吧”)沿某方向推动桌面上的教科书

(如图)，若要测量书移动的距离，能否将它视为质点？为什么？书围绕自身某点转动。若要讨论书边缘某点的运动情况，能否将书视为质点？为什么？说一说，还有哪些可将一个物体视为质点(或不能视为质点)的问题情境。提示：(1)书沿某方向在桌面上运动时，各点的运动情况相同，若要测量书移动的距离，可以用一个点的运动来表示整本书的运动情况，故可将书视为质点。(2)书围绕自身某点转动时，书上各点的运动情况不同，故不能将书视为质点。(3)①求火车从北京到广州的时间时可以将火车视为质点，若求火车经过某座桥梁的时间就不能将火车视为质点。②研究篮球运动员投球动作时不能将运动员视为质点，若研究运动员在球场上的站位及运动轨迹时可将运动员视为质点。

科学思维——对时间与时刻的理解2．(选自粤教版新教材“讨论与交流”)我们在利用网络平台购买机票时，可以从如图所示的页面中得知某一航班的时间信息：该航班从广州起飞的时间为14：00，到达北京的时间为17：05，飞行时间为3小时5分钟。请问以上对“时间”的说法有什么不同？提示：时刻和时间都可以在时间轴上表示出来。时间轴上的一个点表示某一时刻，所以“14：00”和“17：05”均指时刻；时间轴上一条线段表示一段时间，故“3小时5分钟”指的是时间。

科学思维——对参考系的理解3．(选自人教版新教材课后练习)平常说的“一江春水向东流”“地球的公转”“钟表的时针在转动”“太阳东升西落”等，分别是说什么物体相对什么参考系在运动？提示：“一江春水向东流”是说水相对江岸参考系在运动；“地球的公转”是说地球相对太阳在运动；“钟表的时针在转动”是说时针相对钟表的表盘在运动；“太阳东升西落”是说太阳相对地面在运动