参考系　时间　质点·-2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

参考系时间质点教科版物理必修第一册·第一章第1节第一章描述运动的基本概念不了解运动，就不了解自然。章节导览第一章描述运动的基本概念1．参考系时间质点←本节2．位置位移3．位置变化的快慢与方向——速度4．实验：用打点计时器测量小车的速度5．速度变化的快慢与方向——加速度本节要立三块基石：拿谁作标准、什么时候的事、用什么代表这个物体。学习目标1．说出参考系的含义，能判断一句话是以什么为参考系说的。2．在时间轴上标出时刻和时间间隔，分清第ns末、第ns初、第ns内、前ns内。3．会用Δt＝t₂－t₁计算时间间隔。4．说出质点的定义，能根据所研究的问题判断一个物体能否看作质点。5．知道质点是理想模型，说得出理想化方法保留了什么、忽略了什么。导入·四张照片教材图1-1-1是运动场上的四个瞬间：（a）运动员驾驶摩托艇劈波斩浪（b）滑冰运动员终点前冲刺（c）体操运动员在单杠上的大回环（d）跳高运动员背越式过杆照片是静止的，拍照那一刻他们都在运动。问这四种运动有什么不同？要把一个运动说清楚，得先解决哪几件事？本课三块参考系时间时刻质点拿谁作标准什么时候的事用什么代表它一、参考系运动是绝对的，静止是相对的想一想问老师站在讲台上不动。有人说老师是静止的，有人说老师一刻不停在动。谁对？明确两种说法各自成立，因为它们拿来比较的物体不同。以教室为标准，老师的位置没有变化，是静止的；以太阳为标准，老师随地球一起运动。要说一个物体动还是不动，先得选一个物体作参照。参考系作为参照的物体叫作参照物。参照物以及与它保持相对静止的物体组成的系统，叫作参考系（referenceframe）。以地面为参考系时，地面、路旁的树、电线杆、楼房都在这个系统里，它们彼此相对静止。运动是绝对的静止是相对的宇宙里没有绝对静止的物体。说"静止"，必须说清相对于什么。看一看·换个参考系试试同一辆车、同一段路，换一个参考系，描述不同。两条约定一、参考系的选择原则上是任意的。选运动的物体也可以。选定之后，把它当作静止的来看，再去描述别的物体。二、题目没有特别说明时，一律默认以地面为参考系。选了别的参考系，必须写明。做相对运动题时，第一条是钥匙：选谁作参考系，就把谁按住不动。例·"神舟十一号"与"天宫二号"对接问对接时，说"天宫二号是静止的"这句话对不对？明确要看以什么为参考系。以地面为参考系，两者都以很大的速度绕地球运动，都在动。在飞船里的航天员看来，对接瞬间"天宫二号"几乎不动——这是以"神舟十一号"为参考系。所以严密的说法是："天宫二号"相对于"神舟十一号"是静止的。探究一（1）·直升机救援问缆绳把救生员和受援者提升到直升机上。分别以飞机驾驶员、救生员、平台上的人为参考系，受援者怎么动？明确以飞机驾驶员为参考系：受援者向上运动，逐渐靠近飞机。以救生员为参考系：受援者静止（两人抱在一起，相对位置不变）。以平台上的人为参考系：受援者向上运动，逐渐远离平台。看一看·同一场雨，两种轨迹无风的雨天，路边的人和车里的人看到的轨迹不一样。探究一（2）·雨滴的轨迹问小明站在路边，看到雨滴竖直下落；小聪坐在行驶的汽车里，看到雨滴斜着扑面而来。为什么？明确小明以地面为参考系，雨滴只有竖直向下的运动。小聪以汽车为参考系。把汽车按住不动来看，雨滴除了往下落，还相对汽车往后退，两者合起来就是一条斜向后下方的轨迹。参考系换了，描述就不同。参考系·小结1．参照物＋与它相对静止的物体→参考系。2．运动是绝对的，静止是相对的。3．选取原则上任意，选定后把它看作静止的。4．没有特别说明时，默认以地面为参考系。答题习惯：凡是判断运动状态，先写清以什么为参考系。二、时间和时刻时刻是点，时间间隔是段想一想问"火车什么时间开？""一节课多长时间？"这两句里的"时间"，是同一个意思吗？明确不同。前一句问的是时刻，后一句问的是时间间隔。日常说话把两者混在一起，物理里必须分开。时间轴O———1———2———3———4———5———→t/s原点O是计时的起点，叫零时刻。时刻＝点时间间隔＝段时间间隔的算法公共汽车8时整开出，8时05分到下一站。t₁＝8:00是一个时刻，t₂＝8:05是另一个时刻。Δt＝t₂－t₁＝5minΔ读作"德尔塔"，表示变化量，写法固定为末量减初量。下节课学位移Δx＝x₂－x₁，用的是同样的写法。看一看·时间轴上的点和段五个说法轮流出现，看清哪些是点、哪些是段。探究二（上）·在学案的时间轴上标出来问第2s末、第3s初、第3s末分别在轴上哪个位置？是时刻还是时间间隔？明确第2s末——时刻，t＝2s那个点。第3s初——时刻，同样是t＝2s那个点，与第2s末重合。第3s末——时刻，t＝3s那个点。（第3s这一秒是从2s末开始的，所以它的"初"就是2s末。）探究二（下）·涂出这两段问第3s内、前3s内各是从什么时候到什么时候？各有多长？明确第3s内——时间间隔，从2s末到3s末，长1s。前3s内——时间间隔，从t＝0到3s末，长3s。两者差了2s。把"第3s内"读成3s，是本节杀伤力最大的错。归纳"第ns内"＝第(n－1)s末→第ns末，长1s"前ns内"＝t＝0→第ns末，长ns带"末""初"的是点，带"内"的是段。练一练·口答（1）第5s初是哪个时刻？（2）第5s内有多长？（3）前5s内有多长？（4）4s内和第4s内一样吗？答案（1）第4s末，即t＝4s。（2）1s，从4s末到5s末。（3）5s，从t＝0到5s末。（4）不一样：4s内是4s，第4s内是1s。时间的单位国际单位制中，时间的基本单位是秒，符号s。1min＝60s1h＝60min＝3600s做题前先统一单位三、质点我们建的第一个物理模型想一想问要说清一个点在哪里很容易。要说清一个物体在哪里，难在哪？明确一个物体由无数个点组成，这些点的位置各不相同，说了哪一个才算数？于是有了这个念头：能不能把物体抽象成一个点？先分个类按物体上各点的运动情况是否相同，机械运动分两类。平动各部分运动情况都相同。图1-1-1（a）驾驶摩托艇的运动员，身体各部分怎么动都一样。转动图1-1-1（c）体操运动员做大回环，各部分都绕单杠转圈，但圆周半径不同。（d）背越式跳高既有平动又有转动，属于复杂运动。质点做平动的物体，各部分的运动规律都一样，可以用其中任意一点代表整体。各部分运动情况不同的物体，只要形状和大小对所研究问题的影响可以忽略，同样可以抽象成一个点。在满足一定条件时，把物体简化、抽象为一个具有质量的点，称为质点（masspoint）。两处细节一、质点有质量。教材边注专门问了这件事。在运动学里还看不出来，等学到力和加速度的关系，就明白了——没有质量，无从谈受力。现在先记住这一条。二、质点是理想模型。保留主要因素、忽略次要因素的思维方法，叫作理想化方法；这样抽象出来的研究对象，叫作理想模型。质点是我们建的第一个物理模型。往后还有轻绳、光滑面、点电荷。探究三（1）·同一个地球问（a）研究地球绕太阳公转一周要多久；（b）研究这一年里各地季节和昼夜长短的变化。两问中地球能当质点吗？明确（a）能。自转、地面上物体的运动都与结论无关，地球半径与日地距离相比可以忽略，剩下的只是它的位置随时间怎么变。（b）不能。季节和昼夜长短的变化来自地轴倾斜和各地位置的差别，把地球缩成一个点，要研究的现象一起没了。再想一想问地球那么大，可以当质点。乒乓球那么小，研究教练怎么对付弧圈球时，能当质点吗？明确不能。弧圈球靠的就是球的旋转，球的形状和转动正是要研究的对象。一大一小，结论正好反过来。判断的依据显然不在物体大小上。结论一个物体能否看作质点，取决于所研究的问题，与物体实际体积的大小没有直接关系。判断质点·三问①研究的是什么问题？②形状和大小在这个问题里起不起作用？③物体尺寸与运动范围比起来，能不能忽略？三句问完再下判断。不去看物体本身大不大。例1下列情形中，能把研究对象看作质点的是（）A．测量一列火车从北京开往上海所用的时间B．乒乓球教练研究对付弧圈球的方法C．研究体操运动员在吊环上转体的动作D．描述轮船在大海中航行的方向和快慢解选AD。A北京到上海一千余公里，远大于车长，车长可以忽略。B弧圈球靠球的旋转，形状与转动正是研究对象，不能。C转体动作本身是身体各部分的相对运动，不能。D航程远大于船长，能。★探究四·同一辆车（优生班）同一辆长12m的公共汽车：（1）计算它从起点站开到终点站用了多久，能否看作质点？（2）研究它通过一座长20m的桥用了多久，能否看作质点？（3）同一辆车，两问的结论为什么会反过来？小组讨论2分钟。★探究四·解答明确（1）能。全程远大于12m，车长可以忽略。（2）不能。桥长20m与车长12m是同一量级，车头上桥到车尾下桥要多走一个车长，车长在这个问题里起决定作用。（3）判据：把某个因素忽略掉，结论照旧就可以忽略；结果明显改变、或者要研究的现象本身消失了，就不能忽略。这条判据往后学轻绳、光滑面、点电荷时还要用。当堂检测（一）限时2分钟，学案上完成1．下列说法正确的是（）A．参考系必须选取静止不动的物体B．参考系可以任意选取，选定后要把它看作静止的C．说一个物体是静止的，不必说明参考系D．换用不同的参考系，对同一运动的描述一定相同2．下列情形中，能把研究对象看作质点的是（）A．研究地球自转产生的昼夜交替B．计算一架客机从成都飞往北京所用的时间C．研究花样滑冰运动员的旋转动作D．研究自行车车轮上一点的运动情况1．BA参考系可以是运动的物体；C不说参考系，"静止"没有意义；D换参考系后描述会变。2．BA自转正是研究对象；C旋转靠身体各部分相对运动；D研究的就是车轮上一点。当堂检测（二）3．第5s初与第＿s末是同一时刻；第5s内是从第＿s末到第＿s末，长＿s；前5s内长＿s；4s内与第4s内＿＿（填"相同"或"不同"）。4．一列火车8时20分从A站出发，11时50分到达B站。8时20分表示的是＿＿，时间间隔Δt＝＿h＝＿s。3．4；4；5；1；5；不同。（4s内是4s，第4s内是1s。）4．时刻；3.5h；12600s。（3h30min＝3.5h，3.5×3600＝12600。填空带单位。）本课小结参考系参照物＋与它相对静止的物体。运动绝对，静止相对。选取任意，选定后视为静止，默认地面。时间和时刻时刻＝点，时间间隔＝段。Δt＝t₂－t₁（末量减初量）。第ns内长1s，前ns内长ns。1h＝3600s。质点具有质量的点，理想模型。能否看作质点，取决于所研究的问题。易错提醒1．"第ns内"只有1s，"前ns内"才是ns。2．"第ns初"与"第(n－1)s末"是同一时刻，别标到t＝n