1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系 教學(xué)課件-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

第一章

運(yùn)動(dòng)的描述第一節(jié)

質(zhì)點(diǎn)

參考系【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解質(zhì)點(diǎn)的定義，知道質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的模型，初步體會(huì)

物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。2.理解參考系的概念，知道在不同的參考系中對(duì)同一運(yùn)動(dòng)的描述可能是不同的。新課引入新知初感悟生活中隨處可見(jiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，例如玩耍的孩童、行駛的汽車、翱翔的雄鷹……對(duì)于這些運(yùn)動(dòng)的物體，我們?nèi)绾螠?zhǔn)確地描述它們的運(yùn)動(dòng)呢？我們都知道衛(wèi)星能繞地球運(yùn)動(dòng)，為準(zhǔn)確描述衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，能把衛(wèi)星看成一個(gè)點(diǎn)嗎？新知講解一、物體和質(zhì)點(diǎn)雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔時(shí)，身體在向前運(yùn)動(dòng)，但它的翅膀在向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還在上下運(yùn)動(dòng)。新知講解在地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)中，地球在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的同時(shí)又在自轉(zhuǎn)，并且地球上每個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況也各不相同，所以地球的各部分離太陽(yáng)的遠(yuǎn)近在不斷變化?？梢?jiàn)要準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)，并不是一件容易的事。新知講解這是因?yàn)槿魏挝矬w都有一定的大小和形狀，物體各部分的運(yùn)動(dòng)情況一般說(shuō)來(lái)并不一樣。在某些情況下，不考慮物體的大小和形狀，把它簡(jiǎn)化成一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)——質(zhì)點(diǎn)，只突出“物體具有質(zhì)量”這一要素來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)。思考討論：很難準(zhǔn)確地描述一個(gè)物體的具體運(yùn)動(dòng)的困難和麻煩出在哪里？怎樣解決這一問(wèn)題？新知講解1、質(zhì)點(diǎn)（1）定義：在某些情況下，確實(shí)可以忽略物體的大小和形狀，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)具有質(zhì)量的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)叫作質(zhì)點(diǎn)（masspoint），簡(jiǎn)易理解為：只有質(zhì)量，沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn)叫作質(zhì)點(diǎn)。（2）質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)”：質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，其特點(diǎn)是只有質(zhì)量，沒(méi)有大小、體積、形狀，它與幾何“點(diǎn)”有本質(zhì)的區(qū)別。（3）質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的“物理模型”。新知講解①質(zhì)點(diǎn)是典型的物理模型之一，質(zhì)點(diǎn)忽略次要因素：形狀和大小、突出主要因素：質(zhì)量。②在物理學(xué)中，突出問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并將其作為研究對(duì)象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)這一理想化模型就是這種方法的具體應(yīng)用。新知講解研究飛機(jī)在空中的位置、離開(kāi)地面的高度。研究地球公轉(zhuǎn)研究地球自轉(zhuǎn)觀察思考：觀察圖片中物體的運(yùn)動(dòng)說(shuō)說(shuō)在什么情況下可以看做質(zhì)點(diǎn)？新知講解體操運(yùn)動(dòng)員比賽研究火車從上海到南京通過(guò)的路程新知講解參考答案：研究飛機(jī)在空中的位置、離開(kāi)地面的高度；研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)；研究火車從上海到南京通過(guò)的路程；此時(shí)飛機(jī)、地球、火車本身的大小和形狀是對(duì)所研究的問(wèn)題沒(méi)有多大的影響屬于次要因素，因此可忽略，可看成質(zhì)點(diǎn)。研究地球自轉(zhuǎn)和研究體操運(yùn)動(dòng)員比賽、要研究各個(gè)點(diǎn)的情況，所以不能用點(diǎn)來(lái)代替，形狀和大小不能忽略，不可以看做質(zhì)點(diǎn)。新知講解總結(jié)：物體是否能看成質(zhì)點(diǎn)是有條件的，它由我們所研究的問(wèn)題的性質(zhì)來(lái)決定，同一個(gè)物體，由于所要研究的問(wèn)題不同，有時(shí)可以看成質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)不能看成質(zhì)點(diǎn)。一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究問(wèn)題中是否可以忽略不計(jì)，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無(wú)關(guān)。知識(shí)拓展平動(dòng)：運(yùn)動(dòng)物體上任意兩點(diǎn)所連成的直線，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，始終保持平行，這種運(yùn)動(dòng)叫作“平動(dòng)”。升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)汽缸中活塞的運(yùn)動(dòng)刨床上刨刀的運(yùn)動(dòng)，車床上車刀的運(yùn)動(dòng)等等，都是平動(dòng)。新知講解刨木頭做平動(dòng)的物體，物體上任意一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)完全能反映整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，把物體的質(zhì)量賦予這一點(diǎn)，它也就成了一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。新知講解2、物體能看做質(zhì)點(diǎn)的情況（1）物體的形狀和大小在所研究問(wèn)題中是無(wú)關(guān)因素或次要因素，可以忽略不計(jì)。兩類情況（2）做平動(dòng)的物體，一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)可以描述整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)。新知講解思考討論：我們的地球在怎么動(dòng)？三、參考系？？新知講解2、參考系（1）定義：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要選定某個(gè)其他物體作為參考，觀察物體的位置相對(duì)于這個(gè)“其他物體”是否隨著時(shí)間變化，以及怎樣變化。這種用來(lái)作為參考的物體叫作參考系。簡(jiǎn)易理解為：在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體叫作參考系?！靶⌒≈衽沤杏?，巍巍青山兩岸走“中，前句是以————————為參考系，后句是以————————為參考系。巍巍青山小小竹排新知講解（2）參考系的選取是任意的，一般視研究的問(wèn)題而定，原則是盡可能使運(yùn)動(dòng)的描述簡(jiǎn)單、直觀。沒(méi)有特別指明時(shí)，通常是以地面或者相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體為參考系。例如：研究自行車的運(yùn)動(dòng)，一般會(huì)選擇地面或相對(duì)于地面不動(dòng)的物體（樹(shù)木）等為參考系。新知講解（3）同一個(gè)運(yùn)動(dòng)，如果選不同的參考系，結(jié)果可能不相同。（4）比較兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，必須選擇同一參考系才有意義。以加油機(jī)為參考系，加油機(jī)的飛行員認(rèn)為受油機(jī)是—————的；以地面為參考系，受油機(jī)是————的。靜止運(yùn)動(dòng)飛機(jī)空中加油【典例一】1.下列情形中，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)的是()A.研究跨欄運(yùn)動(dòng)員的跨欄動(dòng)作B.觀察體操運(yùn)動(dòng)員的空翻動(dòng)作C.研究短跑運(yùn)動(dòng)員的起跑動(dòng)作D.測(cè)試馬拉松運(yùn)動(dòng)員跑完全程的時(shí)間解題思路：A.研究跨欄運(yùn)動(dòng)員的跨欄動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)員的形狀大小不可以忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)員不可以視為質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B.觀察體操運(yùn)動(dòng)員的空翻動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)員的形狀大小不可以忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)員不可以視為質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C.研究短跑運(yùn)動(dòng)員的起跑動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)員的形狀大小不可以忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)員不可以視為質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D.測(cè)試馬拉松運(yùn)動(dòng)員跑完全程的時(shí)間，運(yùn)動(dòng)員的形狀大小可以忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)員可以視為質(zhì)點(diǎn)，故D正確。答案：D【典例二】2.如圖所示，我國(guó)自行研制的運(yùn)油-20加油機(jī)正在給殲-16戰(zhàn)機(jī)加油，殲-20戰(zhàn)機(jī)正靠近運(yùn)油-20準(zhǔn)備加油，加油成功的關(guān)鍵是加、受油機(jī)保持隊(duì)形穩(wěn)定。下列以哪個(gè)物體為參考系時(shí)運(yùn)油-20是運(yùn)動(dòng)的()A.殲-20戰(zhàn)機(jī) B.殲-16戰(zhàn)機(jī)C.殲-16戰(zhàn)機(jī)的飛行員 D.運(yùn)油-20的飛行員解題思路：BCD.運(yùn)油-20加油機(jī)正在給殲-16戰(zhàn)機(jī)加油，運(yùn)油-20、運(yùn)油-20的飛行員、殲-16戰(zhàn)機(jī)和殲-16戰(zhàn)機(jī)的飛行員之間都是相對(duì)靜止的，故BCD錯(cuò)誤；A.殲-20戰(zhàn)機(jī)正靠近運(yùn)油-20準(zhǔn)備加油，所以以殲-20戰(zhàn)機(jī)為參考系時(shí)運(yùn)油-20是運(yùn)動(dòng)的，故A正確。答案：A【基礎(chǔ)練習(xí)】1.軍訓(xùn)是同學(xué)們步入高中后的第一堂課，是同學(xué)們接受國(guó)防教育的基本形式，高質(zhì)量完成軍訓(xùn)對(duì)接下來(lái)的高中生活至關(guān)重要。如圖為某學(xué)校高中軍訓(xùn)匯報(bào)表演時(shí)走過(guò)主席臺(tái)的情形，則下列說(shuō)法正確的是()A.欣賞會(huì)操表演同學(xué)整齊的步伐時(shí)，可將其視為質(zhì)點(diǎn)B.因?yàn)橥瑢W(xué)們的身形不規(guī)則，故不可視為質(zhì)點(diǎn)C.以前進(jìn)的隊(duì)伍作為參考系，主席臺(tái)向隊(duì)伍的后方運(yùn)動(dòng)D.研究隊(duì)伍的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，只能以地面作為參考系答案：C解析：A.欣賞會(huì)操表演同學(xué)整齊的步伐時(shí)，表演同學(xué)的形狀大小不能忽略不計(jì)，不可以將其視為質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤；B.同學(xué)們的身形不規(guī)則，但如果在研究的問(wèn)題中，同學(xué)們的形狀大小可以忽略不計(jì)，則可視為質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)誤。C.以前進(jìn)的隊(duì)伍作為參考系，主席臺(tái)向隊(duì)伍的后方運(yùn)動(dòng)，C正確；D.研究隊(duì)伍的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，不一定要以地面作為參考系，D錯(cuò)誤。2.如圖所示，金斑喙鳳蝶體長(zhǎng)30毫米左右，它珍貴而稀少，是中國(guó)唯一的蝶類國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，排世界八大名貴蝴蝶之首，又有“夢(mèng)幻蝴蝶”和“世界動(dòng)物活化石”之美譽(yù)。在下列研究金斑喙鳳蝶的具體情形中，可將其看成質(zhì)點(diǎn)的是()A.分析蝴蝶的飛舞動(dòng)作B.觀察蝴蝶的翅膀扇動(dòng)C.研究蝴蝶較長(zhǎng)的飛行路線 D.記錄蝴蝶身上的斑塊分布答案：C解析：A.分析蝴蝶的飛舞動(dòng)作時(shí)，蝴蝶的體積和形狀不能忽略，不能看成質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B.觀察蝴蝶的翅膀扇動(dòng)時(shí)，蝴蝶的體積和形狀不能忽略，不能看成質(zhì)點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C.研究蝴蝶較長(zhǎng)的飛行路線時(shí)，蝴蝶的體積和形狀可以忽略，可以看成質(zhì)點(diǎn)，故C正確；D.記錄蝴蝶身上的斑塊分布，蝴蝶的體積和形狀不能忽略，不能看成質(zhì)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。3.第19屆亞運(yùn)會(huì)延期至2023年9月23日至10月8日在杭州舉行。若在此期間觀看比賽視頻，其中涉及了質(zhì)點(diǎn)和參考系知識(shí)，下面有關(guān)敘述正確的是()A.開(kāi)幕式中升國(guó)旗時(shí)，觀察到國(guó)旗冉冉升起，觀察者是以“國(guó)旗”為參考系的B.以在空中運(yùn)行的鉛球?yàn)閰⒖枷?，坐在觀眾席上的觀眾都是靜止的C.在馬拉松比賽中確定運(yùn)動(dòng)員的位置時(shí)，可以將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)D.在乒乓球比賽中研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以將乒乓球視為質(zhì)點(diǎn)答案：C解析：A.觀察到國(guó)旗冉冉升起，研究對(duì)象是“國(guó)旗”，是以地面或旗桿為參考系的，故A錯(cuò)誤；B.觀眾相對(duì)鉛球有位置變化，所以以鉛球?yàn)閰⒖枷?，觀眾是運(yùn)動(dòng)的，故B錯(cuò)誤；C.在馬拉松比賽中確定運(yùn)動(dòng)員的位置時(shí)，忽略運(yùn)動(dòng)員的大小和形狀后，對(duì)所研究的問(wèn)題沒(méi)有影響，可以將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，故C正確；D.在乒乓球比賽中研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時(shí)，乒乓球大小和形狀不能忽略，不能將乒乓球視為質(zhì)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。4.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是()A.甲圖中研究如何才能踢出香蕉球時(shí)，可以把足球看作質(zhì)點(diǎn)B.乙圖中研究列車從杭州到北京的路程時(shí)，可以把列車看作質(zhì)點(diǎn)C.丙圖中研究雄鷹為什么能在空中翱翔時(shí)，可以把雄鷹看作質(zhì)點(diǎn)D.丁圖中研究運(yùn)動(dòng)員起跑動(dòng)作時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)答案：B解析：A.研究如何才能踢出香蕉球時(shí)，足球的形狀不可忽略，不可以把足球看作質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B.研究列車從杭州到北京的路程時(shí)，列車的形狀大小對(duì)所研究的問(wèn)題影響很小，可以忽略不計(jì)，可以把列車看作質(zhì)點(diǎn)，故B正確；C.研究雄鷹為什么能在空中翱翔時(shí)，雄鷹的形狀不可忽略，不可以把雄鷹看作質(zhì)點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D.研究運(yùn)動(dòng)員起跑動(dòng)作時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的形狀姿態(tài)不可忽略，不可以把運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。5.甲、乙兩列火車在兩條平行的鐵軌上勻速行駛，兩車交會(huì)時(shí)，甲車座位上的乘客從車窗看到地面上的樹(shù)木向北運(yùn)動(dòng)，看到乙車向南運(yùn)動(dòng)，由此可判斷()A.甲、乙兩車都向南運(yùn)動(dòng) B.甲、乙兩車都向北運(yùn)動(dòng)C.甲車向南運(yùn)動(dòng)，乙車向北運(yùn)動(dòng)D.甲車向北運(yùn)動(dòng)，乙車向南運(yùn)動(dòng)答案：A解析：甲車上的乘客從車窗看到地面上的樹(shù)木向北運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明甲車向南運(yùn)動(dòng)，同時(shí)看到乙車向南運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明乙車也向南運(yùn)動(dòng)，且乙車的運(yùn)動(dòng)速度比甲車大。所以正確的選項(xiàng)是A。一、物體和質(zhì)點(diǎn)1、在某些情況下，確實(shí)可以忽略物體的大小和形狀，把它簡(jiǎn)化為一個(gè)具有