质点 参考系 导学案一 高中物理 新人教版 必修第一册

1、1.1 质点 参考系（一）（引导学生明确学习目标，1分钟）1.领悟质点概念的提出和分析、建立的过程，了解物理学研究中物理模型的特点。2.体验物理学研究问题的方法科学抽象，养成正确处理问题的方法，学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观。3.理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的。（2分钟）2019年7月8日至11日，全国田径锦标赛在沈阳举办。教练在研究田径女子20千米竞走运动员摆臂和步幅对速度的影响时，能否把运动员看成一个“点”？在研究运动员全程的速度变化时，能否把她看成一个“点”？将物体看成质点需要怎样的条件？这将是我们这节课上要解决的问题。（15分钟）1.质点

2、（1）质点的概念：用来代替物体的有质量的点叫作质点。（2）质点的基本属性：只占有位置而不占空间，具有被代替物体的全部质量。（3）将物体看成质点的条件：物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，可将物体视为质点。下面列举的不同物体能否看成质点与所研究问题的关系。物体数据研究问题能否看成质点天宫二号全长10.4 m，最大直径3.35 m，太阳翼展宽约18.4 m，重8.6 t与神舟十一号载人飞船的对接过程否绕地球一周的时间能动车组CRH2300总长度201.4 m，宽3.38 m，高3.7 m，共8节车厢，每节车厢重7 t经过铁道旁一电线杆的时间否从上海运行到北京的时间能电子体积非常小，质

3、量9.110电子的自旋否绕原子核旋转的周期能说明：一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可看成质点，有时不能看成质点。（4）质点的特点质点与几何“点”的区别质点是忽略了物体的大小和形状，代替物体的有质量的点，其特点是具有质量，没有大小、体积和形状，不占空间。它与几何中的“点”有着本质的区别。质点与物体的关系质点是对实际物体的科学抽象，实际中并不存在，是一种理想化的物理模型。（5）物理模型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方法，质点就是典型的物理模型之一。物理模型作为一种理想模型，是为

4、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。2.参考系（1）运动与静止的关系自然界的一切物体都处在永恒的运动中，运动是绝对的。绝对静止的物体是不存在的，静止是相对的。（2）运动的相对性描述某个物体的位置随时间的变化时，总是相对于其他物体而言的。如果两个物体运动的快慢相同，方向相同，我们就说这两个物体是相对静止的。（3）参考系的定义在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体（假定为不动）叫参考系。这里的“参考系”就是初中所学的“参照物”。（4）参考系的选取原则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。研究地面上物体的运动时，常选取地面或相对地面静止的物体作为参考

5、系。参考系的选取可以是任意的。在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为原则。（5）参考系的四个性质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还是静止，都是相对于参考系而言的任意性参考系的选取具有任意性，但应以观察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，常选地面为参考系同一性在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体的不同阶段的运动，必须选择同一参考系差异性同一运动选择不同的参考系，观察结果一般不同探究1 质点问题：（1）2019年4月5日，山东青岛北站至江苏盐城北站首开动车赏花专列，途经连云港等站台，游客可乘此列车走进兴化油

6、菜花海，畅游扬州古城。研究高速列车经过连云港站台的时间，能否将高速列车看作质点？研究高速列车从青岛到盐城的时间，能否将高速列车看作质点？研究高速列车车轮上某点的运动情况，能否将高速列车看作质点？【答案】情况1：高速列车进站时，高速列车的长度与站台相比不能被忽略，所以在研究高速列车进站的时间时，不能将高速列车看作质点。情况2：高速列车的长度与青岛到盐城的距离相比，可以忽略不计，所以在研究高速列车从青岛到盐城的时间时，可以将高速列车看作质点。情况3：高速列车车轮上某点的运动情况与车轮的大小和形状有关，这种情况下不能将高速列车看作质点。（2）在研究地球绕太阳公转和地球自转时，能否将地球看作质点？【答

7、案】在研究地球绕太阳公转时，可以把地球看作质点；在研究地球自转时，不能将地球看作质点。（3）是不是很大的物体一定不能看作质点，而很小的物体一定可以看作质点？请举例说明。【答案】不是。研究地球绕太阳的公转时可以把地球看作质点，而研究乒乓球的发球（如旋转问题）时不能把乒乓球看作质点。【探究总结】假设法判断物体能否看作质点（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”。（3）思考所要研究的问题，所进行的观察是否受影响。若受影响，物体不能被看作质点；若不受影响，物体就能被看作质点。【典例示范】下列关于质点的说法正确的是（）A.只有体积很小的

8、物体才能被看成质点B.只有质量很小的物体才能被看成质点C.花样滑冰比赛中的运动员可以被看成质点D.研究在平直公路上行驶的汽车的速度时，可以将汽车看成质点【解析】当物体的形状、大小对我们所研究的问题影响不大或者可以忽略时，物体能被看作质点。物体能否被看作质点与其体积、质量的大小无关，只和我们研究的问题有关。如地球很大，但在研究地球的公转时，地球可被看作质点；原子质量很小，但在研究原子内部结构时，原子不能被看作质点，A、B两项错误。因为需要研究花样滑冰运动员的动作（物体的形状），所以运动员不能被看作质点，C项错误。研究在平直公路上行驶的汽车的速度时，汽车的大小和形状可忽略不计，故可以将汽车看作质点

9、，D项正确。【答案】D探究2 参考系问题：在文学创作中，经常有作者通过变换参考系的方法创造出一种动态的艺术场景。（1）在敦煌莫高窟发现的唐、五代时期多首未署名的作品之浣溪沙写道：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎。仔细看山山不动，是船行。”（2）宋代诗人陈与义襄邑道中诗写道：“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东。”（3）电影闪闪红星主题曲红星照我去战斗写道：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”讨论：“山不动，是船行”、“云与我俱东”以及“小小竹排江中游”分别是选择了什么作为参考系？“看山恰似走来迎”、“卧看满天云不动”和“巍巍青山两岸走”又分别是选择了什么作为参考系？

10、【答案】“山不动，是船行”“云与我俱东”以及“小小竹排江中游”都是选择大地或相对于大地静止的河岸作为参考系。“看山恰似走来迎”“卧看满天云不动”和“巍巍青山两岸走”都是选择了作者自身或作者所乘坐的船与竹排作为参考系。【探究总结】1.描述某个物体的运动时，必须明确它是相对哪个参考系而言的。2.参考系的判断方法（1）明确研究对象；（2）明确物体的运动情况；（3）如果研究对象是运动的，哪个物体相对于它的位置发生了改变，哪个物体就是参考系；如果研究对象是静止的，哪个物体相对它的位置没有改变，哪个物体就是参考系。3.判断物体运动和静止的具体步骤（1）确定研究对象；（2）根据题意确定参考系；（3）分析被研

11、究的物体相对于参考系有没有发生位置的变化，如何变化。【典例示范】（多选）如图所示，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（）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C.由他们的争论可见物体的运动状态是无法描述的D.一个物体的运动状态是由所选择的参考系决定的【解析】甲、乙两人的争论是由于所选择的参考系不同，A项错误，B项正确；选择不同的物体作参考系，一个物体的运动状态可能是不同的，所以物体的运动状态是由所选择的参考系决定的，D项正确；选择了参考系之后，物体的运动状态是可以描

12、述的，C项错误。【答案】BD（引导学生总结归纳课堂要点思维导图，进行学生展示、交流与教师总结，2分钟）（7分钟）1.2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909 m。“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【答案】A【解析】估算潜水器下降的总时间时，潜水器的大小和形状相对运动的轨迹可以忽略，可以视为质点，A项符合题意；用推进器使其转弯时和科学家在其舱内进行实验时，都需要研究潜水器本身的特点，不可视为质点，B、D两项不符合

13、题意；在海沟中穿越窄缝时，潜水器的大小和形状相对窄缝尺寸不可以忽略，不可视为质点，C项不符合题意。2.下列关于质点的说法，正确的是（）A.运转中的地球不能看作质点，而原子核可以看作质点B.研究火车通过路旁一根电线杆时，火车可以看作质点C.研究奥运会乒乓球运动员打出的旋转球时能把乒乓球看作质点D.研究奥运会跳水运动员的跳水动作时，不能将运动员看作质点【答案】D【解析】对于地球来说，如果研究地球的公转，因为地球直径(约为1.3107 m)比地球到太阳的距离（约为1.51011 m）要小得多，可以忽略地球的大小，所以这时可以把地球当作质点；如果研究地球的自转，引起昼夜交替等现象时，就不能忽略地球的大

14、小和形状，不能把地球看作质点。研究电子绕核的运动情况时，因为电子到原子核的距离远大于原子核的直径，所以电子和原子核均可看作质点；若研究原子核的结构，则不能将原子核看作质点，A项错误。研究火车通过路旁的一根电线杆时，因为需研究从火车头过电线杆到火车尾过电线杆的过程，所以火车不能看作质点，B项错误。研究奥运会乒乓球运动员发的球时，因为旋转球各部分运动情况不同，导致受力不同，影响运动情况，不能将其看作质点，C3.平常说的“太阳东升西落”是什么物体相对什么参考系在运动？（）A.地球相对太阳的运动 B.太阳相对地球的运动C.太阳相对月球的运动 D.地球相对月球的运动【答案】B【解析】太阳东升西落是以地球为参考系研究太阳的运动，B项正确。4.某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。两辆汽车在平直公路上