2020-2021學年物理教科版必修1教案：第一章 第一節(jié)　質(zhì)點　參考系　空間　時間 Word版含解析

1、第一章運動的描述第一節(jié)質(zhì)點參考系空間時間知識點一機械運動物體相對于其他物體的位置變化，也就是物體的空間位置隨時間的變化，是自然界中最簡單、最基本的運動形態(tài)，我們稱為機械運動運動是絕對的，靜止是相對的知識點二質(zhì)點(1)自然界中許多物體的運動都是很復雜的，要想準確地描述物體的運動，并不是一件容易的事，原因是任何物體都有一定的大小和形狀，物體各部分的運動情況一般說來并不一樣(2)用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點(3)在研究物體的運動時，若物體的大小和形狀對研究問題的結果沒有影響或影響很小(可忽略不計)時，可將物體視為質(zhì)點，也就是說，能否將一個物體看做質(zhì)點是由問題的性質(zhì)決定的(多選)神舟十號于2013

2、年6月11日17時38分從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，實現(xiàn)了我國載人航天工程的新突破以下所給出的哪一個階段可以把神舟十號看成質(zhì)點(ab)a飛船發(fā)射升空，跟蹤飛船運動軌跡時b分析飛船飛行速度時c與天宮一號對接前，調(diào)整飛船姿勢時d控制飛船完成對接過程時知識點三參考系 在描述a物體的運動時，首先要選定b物體做參考，然后觀察a物體相對b物體的位置是否隨時間變化，以及怎么變化這種用來做參考的物體稱為參考系參考系的選擇是任意的，選擇不同的參考系來觀察同一物體的運動，其結果往往是不同的，這說明物體的運動具有相對性觀察如圖所示的漫畫，圖中司機說乘車人沒有動，而路上的小女孩說他運動得真快，誰的說法正確？為什么？提

3、示：司機以車為參考系，所以他說乘車人沒有動，而小女孩以地面為參考系，她看到乘車人在飛快地運動著由于所選取的參考系不同，因此得出了不同的結論，他們的說法都是正確的知識點四時刻和時間間隔如圖表示神舟十號發(fā)射后對應的時間間隔與時刻，給出的五個數(shù)據(jù)哪些是時刻？哪些是時間間隔？提示：“11日17時38分”“13日13時18分”“26日9時41分”指時刻；“43小時40分”“13天20小時23分”指時間間隔考點一質(zhì)點1定義用來代替物體的有質(zhì)量的點質(zhì)點的兩個要點：(1)只占有位置不占有空間；(2)具有所代替物體的全部質(zhì)量2質(zhì)點模型的必要性與可能性實際物體既有大小，又有形狀，那么在確定這個物體的位置時，是否需

4、要說出物體上各個點所在的位置呢？事實上，我們根本不可能說出一個物體上所有不同的點所在的位置，況且即使我們最終能夠辦到，也是毫無意義的如果在所研究的問題中，物體的大小和形狀等特性對描述的結果影響很小，這時就可以忽略物體的大小、形狀，把它看成一個具有同樣質(zhì)量的點從而使研究對象變得非常簡單和純粹，使我們能方便地研究它的運動3質(zhì)點體現(xiàn)的思想方法(1)質(zhì)點是以研究目的為出發(fā)點，突出問題的主要因素，忽略次要因素而建立的理想化物理模型，實際并不存在(2)“理想化模型”雖然實際并不存在，但“理想化模型”的建立，具有十分重要的意義，可以使研究的問題得以簡化或使研究問題更方便而又不會發(fā)生大的偏差，“理想化模型”是

5、物理中經(jīng)常采用的一種研究問題的方法4將物體看成質(zhì)點的條件(1)物體的大小、形狀對所研究問題的影響可以忽略不計時，可視物體為質(zhì)點地球很大，但地球繞太陽公轉時，地球的大小就變成次要因素，我們完全可以把地球看成質(zhì)點當然，在研究地球自轉時，就不能把地球看成質(zhì)點了研究火車從北京到上海的運動時可以把火車看成質(zhì)點，但研究火車過橋的時間時就不能把火車看成質(zhì)點了(2)物體上各點的運動情況都是相同的，研究它上面某一點的運動規(guī)律就可以代表整個物體的運動情況，這時物體可以看成質(zhì)點(3)物體有轉動，但相對平動而言可以忽略時，可以把物體看成質(zhì)點如汽車在行駛時，雖然車輪有轉動，但當我們關心車輛整體運動的快慢時，汽車可以被看

6、成質(zhì)點【例1】以下情景中，加著重號的人物或物體可看成質(zhì)點的是()a研究一列火車通過長江大橋所需的時間b乒乓球比賽中，運動員發(fā)出的旋轉球c研究航天員翟志剛在太空出艙揮動國旗的動作d用gps確定打擊海盜的“武漢”艦在大海中的位置解答本題時應把握以下兩點：(1)質(zhì)點是一種理想化的模型，是對實際物體的近似(2)判斷一個物體能否被看成質(zhì)點，不取決于物體自身的大小，而取決于物體自身大小對所研究的問題的影響是否可以忽略【解析】把物體看做質(zhì)點的條件是：物體的大小和形狀對研究的問題沒有影響，或者對研究問題的影響可以忽略不計研究火車通過長江大橋的時間時不能把火車看成質(zhì)點；要接住“旋轉球”，必須研究乒乓球的運動狀態(tài)

7、，此時不能把乒乓球看成質(zhì)點；研究航天員翟志剛在太空出艙揮動國旗的動作時，不能把翟志剛看成質(zhì)點；用gps確定“武漢”艦在大海中的位置時，可以把“武漢”艦看成質(zhì)點故應選d.【答案】d總結提能 能否把物體看成質(zhì)點，不是看物體的形狀和大小，而是看物體的形狀和大小對所研究問題的影響能否忽略(1)物體的大小、形狀對所研究問題的影響可忽略不計時，可將物體看做質(zhì)點(2)平動的物體可以看做質(zhì)點；轉動的物體，如果物體的轉動不是我們所要研究的主要問題時，也可以看做質(zhì)點轉動的物體在研究其轉動的規(guī)律時不能看做質(zhì)點(多選)如下圖所示，你認為哪些對象可以看做質(zhì)點？(ab)解析：a項研究地球繞太陽的公轉周期時，盡管地球直徑約

8、為1.3104 km，而且本身也在自轉，但由于地球和太陽之間的距離約為1.5108 km，約是地球直徑的104倍，因而就地球相對太陽公轉來說，地球的大小和自轉可以忽略不計，這時我們就可以把地球視為一個質(zhì)點b項自行車運動員的成績決定于他的騎車速度，我們關注的是他到達終點的名次，不關注身體各部位的動作，故可以把自行車運動員看成一個質(zhì)點c項地球繞太陽公轉時，地球上不同地區(qū)季節(jié)的變化、晝夜的變化是不同的，這時地球的大小和形狀是不能被忽略的，所以地球在此研究問題中不能看成一個質(zhì)點d項花樣滑冰表演好壞決定于他們表演動作，故不能視為質(zhì)點考點二參考系1定義要描述一個物體的運動，首先要選定某個其他物體做參考，觀

9、察物體相對于這個“其他物體”的位置是否隨時間變化，以及怎樣變化這種用來做參考的物體稱為參考系2選取參考系的意義(1)有了參考系，才能確定物體的位置(2)選定了參考系后，才能知道和研究物體的運動，試設想，在茫茫大海里，水天一色，如果沒有太陽或星辰做參考，水手根本無法確定自己船舶的位置和航向(3)參考系選擇不同，對同一物體的運動得出的結論也可能不同，通常在研究地面上物體的運動時，如果不聲明參考系，則默認以地面為參考系3參考系的四個性質(zhì)(1)標準性，選作參考系的物體都假定不動，被研究的物體都以參考系為標準(2)任意性，參考系的選取可以是任意的(物體本身除外)，在實際問題中，參考系的選取以研究問題方便

10、為基本原則(3)統(tǒng)一性，比較不同的物體的運動應選擇同一參考系(4)差異性，對于同一物體選擇不同的參考系運動情況一般不同物體的運動都是相對參考系而言的，這是運動的相對性一個物體是否運動、怎樣運動，決定于它相對于所選的參考系的位置是否變化、怎樣變化同一物體，選取不同的參考系，其運動情況可能不同，例如，若以地面為參考系，路邊的樹木是靜止的，若以行駛的汽車為參考系，樹木是運動的，這就是我們坐在車里前進時感到樹木往后倒退的原因4參考系的選取原則參考系的選擇是任意的，但應以觀察方便和使運動的描述盡可能簡單為原則，研究地面上物體的運動常選地面為參考系【例2】熱氣球運動起源于18世紀的法國，隨著球皮材料和制熱

11、燃料的普及，熱氣球運動已成為公眾休閑觀光和體育旅游項目在一次觀光游覽中，甲、乙、丙三人各乘一個熱氣球，甲看到樓房勻速上升，乙看到甲勻速上升，甲看到丙勻速上升，丙看到乙勻速下降那么，從地面上看，以下有關甲、乙、丙的運動情況的說法錯誤的是()a甲、乙勻速下降，v乙v甲，丙停在空中b甲、乙勻速下降，v乙v甲，丙勻速下降，且v丙v甲，丙勻速上升d甲、乙勻速下降，v乙v甲，丙勻速下降，且v丙v甲解答本題應注意以下兩點：(1)選擇不同的參考系，物體運動情況的描述不同；(2)要比較物體運動的快慢，必須選擇同一參考系【解析】樓房和地面相當于同一參考系，所以甲是勻速下降乙看到甲勻速上升，說明乙也是勻速下降，且v

12、乙v甲甲看到丙勻速上升有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降，且v丙v甲丙看到乙勻速下降也有三種可能：丙靜止；丙勻速上升；丙勻速下降，且v丙v乙綜上所述，a、b、c項說法正確，d項說法錯誤【答案】d總結提能 描述物體的運動，必須選擇參考系其一般步驟為：(1)確定研究對象；(2)根據(jù)題意確定參考系，并假定參考系是不動的；(3)分析被研究物體相對于參考系的位置變化情況如圖所示，由于風，河岸上的旗幟向右飄，在河面上的兩條船上的旗幟分別向右和向左飄，兩條船的運動狀態(tài)是(c)aa船肯定是向左運動的ba船肯定是靜止的cb船肯定是向右運動的db船可能是靜止的解析：對a船運動情況的研究：由題圖知a船與河岸

13、上的旗幟均向右飄，則相對于風，a船、河岸都具有向左的運動速度，所以a船可能相對河岸靜止，也可能以任意速度向左運動，還有可能以相對比風速小的速度向右運動，a、b錯誤b船運動情況可確定：b船中旗幟向左飄，表明b船只能向右運動，且速度大于風速，c對，d錯考點三時刻和時間間隔1時刻表示某一瞬間，在時間軸上用一個點表示，如“第3秒末”“第4秒初”，時刻用來表征事件發(fā)生的先后順序，對應位置等狀態(tài)量2時間間隔是兩個時刻之間的間隔，在時間軸上用一條線段來表示，時間間隔表征變化過程的長短，對應位移等過程量3時刻和時間間隔的表示方法在表示時間的數(shù)軸上，時刻用點表示，時間間隔用線段表示如下圖所示，03 s表示3 s

14、的時間，即前3 s；45 s表示第5 s內(nèi)，是1 s的時間間隔.1所對應的刻度線既為第1 s末，也為第2 s初，是時刻時刻的零點選取原則上是任意的，具體問題中常以初始時刻為零點4時刻與時間間隔的區(qū)別與聯(lián)系【例3】(多選)關于時間和時刻，下列說法正確的是()a物體在5 s時指的是物體在5 s末時，指的是時刻b物體在5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s的時間c物體在第5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s的時間d第4 s末就是第5 s初，指的是時刻區(qū)分時間間隔和時刻，最好的流程如圖所示【解析】畫時間軸如圖所示，5 s時指的是5 s末這一時刻，5 s內(nèi)指的是05 s這一段時間，第5

15、 s內(nèi)指的是在4 s末到5 s末這1 s的時間，前1 s末和后1 s初是同一時刻，故第4 s末和第5 s初是同一時刻【答案】acd總結提能 生活中的“時間”概念有“時刻”和“時間間隔”兩重性物理學中表示同一個時刻也有不同的說法；對于時間間隔，一些相近的說法卻表示不同的時間間隔要透徹理解這些問題，最好是借助時間軸，如下圖所示(多選)在我校舉行的創(chuàng)新設計大賽上，我班“科技之光”興趣小組設計了一種音樂鐘，該音樂鐘每隔一段相等的時間就發(fā)出一段1分鐘的美妙樂聲，已知上午9時和9時41分發(fā)出樂聲，則下列有關該音樂鐘的說法正確的是(bc)a上午9時和9時41分發(fā)出樂聲中的9時和9時41分指的是時間b該音樂鐘

16、每隔40分鐘發(fā)出一次樂聲，間隔的40分鐘指的是時間c該音樂鐘持續(xù)發(fā)出1分鐘的美妙樂聲中的1分鐘指的是時間d該音樂鐘在上午10時22分時會再次發(fā)出樂聲，10時22分指的是時間解析：本題疑難點在于對給出的生活情景，學生會將日常生活中的時間觀念代入進來，進而做出錯誤的判斷.9時和9時41分是音樂鐘發(fā)出樂聲的時刻，選項a錯誤；每隔40分鐘發(fā)出一次樂聲，是指從上次發(fā)完樂聲到下次發(fā)出樂聲的這一段時間，選項b正確；持續(xù)發(fā)出1分鐘的美妙樂聲中的1分鐘指的是該音樂鐘從開始發(fā)出樂聲到樂聲結束的這一段時間，選項c正確；每隔40分鐘發(fā)出一次樂聲，再考慮到一次發(fā)出樂聲要持續(xù)1分鐘，則上午10時22分時會再次發(fā)出樂聲，1

17、0時22分指再次發(fā)出樂聲的時刻，選項d錯誤1下列關于質(zhì)點的說法中，正確的是(d)a質(zhì)點是一個理想化模型，實際上并不存在，所以，引入這個概念沒有多大意義b只有體積很小的物體才能看做質(zhì)點c凡輕小的物體，皆可看做質(zhì)點d如果物體的形狀和大小對所研究的問題屬于無關或次要因素時，即可把物體看做質(zhì)點解析：質(zhì)點是把物體看做一個只有質(zhì)量，沒有形狀、大小的點，它是一個理想化模型，實際上是不存在的引入質(zhì)點的概念，是為了研究問題的方便，當物體的形狀和大小對所研究的問題屬于無關或次要因素時，即可把物體看做質(zhì)點2(多選)關于參考系，以下說法正確的是(ac)a不選定參考系，就無法研究某一物體是怎樣運動的b參考系就是不動的物

18、體c同一物體的運動情況，對于不同的參考系可能有不同的觀察結果d任何情況下，只有地球才是最理想的參考系解析：研究物體的運動必須要選定參考系，才能描述物體的運動，否則沒法研究，選項a正確；參考系是假定為不動的物體，不動的物體是不存在的，選項b錯誤；同一個物體的運動，選取不同的物體作為參考系時，會觀察到不同的結果，選項c正確；參考系的選取，要以方便觀測和使運動的描述盡可能簡單為原則，而非只有選地球為參考系最理想，選項d錯誤3下列計時數(shù)據(jù)是指時間的是(b)a2018年5月9日2時28分，“高分五號”衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射b蘇炳添在國際田聯(lián)世界室內(nèi)巡回賽杜塞爾多夫站男子60 m決賽中以6秒43的

19、成績打破亞洲紀錄奪冠c里約奧運會馬龍、張繼科乒乓球男單決賽8：30正式開始d當?shù)貢r間2017年10月3日，瑞典皇家科學院宣布將2017年度諾貝爾物理學獎授予三位美國科學家解析：2018年5月9日2時28分在時間軸上對應的是一個點，是時刻，故a錯誤.6秒43是蘇炳添比賽的時間，故b正確.8：30在時間軸上對應的是一個點，是時刻，故c錯誤.2017年10月3日在時間軸上對應的是一個點，是時刻，故d錯誤4中國空軍于2017年12月18日出動多型戰(zhàn)機進行“繞島巡航”，成體系飛越宮古海峽和巴士海峽，錘煉提升維護國家主權和領土完整的能力，用戰(zhàn)機航跡丈量祖國大好河山若某次多型戰(zhàn)機“繞島巡航”從早上8：00起

20、飛，到達終點用時約1小時下列說法正確的是(b)a研究戰(zhàn)機的起飛狀態(tài)，戰(zhàn)機可以看成質(zhì)點b研究戰(zhàn)機從起點到終點的飛行時間，戰(zhàn)機可以看成質(zhì)點c研究對殲擊機進行空中加油，殲擊機可以看成質(zhì)點d研究殲擊機在空中的翻滾動作，殲擊機可以看成質(zhì)點解析：研究戰(zhàn)機的起飛狀態(tài)，戰(zhàn)機的大小和形狀不能忽略，戰(zhàn)機不能看成質(zhì)點，故a錯誤；研究戰(zhàn)機從起點到終點的飛行時間，戰(zhàn)機的大小和形狀可以忽略，戰(zhàn)機可以看成質(zhì)點，故b正確；研究對殲擊機進行空中加油，殲擊機的大小和形狀對所研究的問題影響很大，殲擊機不能看成質(zhì)點，故c錯誤；研究殲擊機在空中的翻滾動作，殲擊機的大小和形狀對所研究的問題影響很大，殲擊機不能看成質(zhì)點，故d錯誤5某運動物

21、體在平面內(nèi)，由點(3,1)出發(fā)，沿直線運動到點(1,4)，然后又由點(1,4)沿直線運動到點(5,5)試在下圖中完成坐標系的建立并畫出物體的運動軌跡答案：見解析解析：該物體的運動為平面內(nèi)的平動，要描述其運動就要建立直角坐標系如右圖中已建立，并有原點、標度和正方向此時，只需再定義兩坐標軸的名稱和單位，標上各處標度的大小，即可對運動進行描述取水平坐標線為x軸，豎直坐標線為y軸；單位都取為米，根據(jù)題目的描述就可畫出物體的運動軌跡坐標系的建立及物體運動的軌跡如右圖所示(圖中實線表示物體運動的軌跡)學科素養(yǎng)培優(yōu)精品微課堂思想方法系列(一)參考系的選取開講啦 有時選取恰當?shù)膮⒖枷的苁箚栴}求解得到簡化，選取參考系的原則是要使物體運動規(guī)律變得簡單，需要具體問題具體分析，并在解題過程中逐步積累和總結經(jīng)驗例一只小船逆水勻速行駛，經(jīng)過一座橋下時，從船上落下一木板到水中，船員半小時后才發(fā)現(xiàn)，立即調(diào)頭追趕，在橋下游5 km處追上設小船相對于水的劃行速度始終不變，木板到水中速度立即與水速相同水速大小不變求：(1)小船調(diào)頭后追上木板所用的時間；(2)水流速度解析解法1：選河岸為參考系，定橋下為坐標原點，水流方向為x軸的正方向，小船的運動如圖中虛線所示，實線表示木板的運動設船相對于水的劃行速度為v，水流速度為v1，則木板從o點開始，經(jīng)0.5 h的位置為x1v10.5 h，船的位置坐標x2(vv1)0.