質(zhì)點 參考系 導學案二 高中物理 新人教版 必修第一冊

1.1質(zhì)點參考系（二）

滿導學目標

（引導學生明確學習目標，1分鐘）

1.領悟質(zhì)點概念的提出和分析、建立的過程，了解物理學研究中物理模型的特點。

2.體驗物理學研究問題的方法——科學抽象，養(yǎng)成正確處理問題的方法，學會在研究問題中

突出主要矛盾的哲學價值觀。

3.理解參考系的概念，知道在不同的參考系中對同一個運動的描述可能是不同的。

畫）課堂導入

（2分鐘）

2021年2月8日，2020-2021賽季全國越野滑雪冠軍賽在甘肅省白銀市完賽。黑龍江

省雪上訓練中心的池春雪奪得成年女子30公里（自由）冠軍，要研究運動員的滑雪動作和

姿態(tài)，能否把運動員看成一個“點”？在研究運動員全程的時間時，能否把運動員看成一

個“點”？將對象看成質(zhì)點應遵守什么條件？這是我們這節(jié)課要研究的問題。

域預學回

（6分鐘）

問題1：雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔，足球在綠色草地上飛滾，在這些司空見慣的現(xiàn)象

中，雄鷹、足球都在做機械運動。你能準確描述這些物體的運動嗎？你感覺會有哪些困

難？

【答案】不能準確地描述這些物體的運動，感覺到困難是因為這些物體各部分的運動情況

不同。

問題2：物體能否看成質(zhì)點是由物體自身的大小和形狀決定的嗎？如果不是，那么是由什

么來決定的呢？

【答案】物體能否看成質(zhì)點不是由物體自身的大小和形狀決定的，而是由物體的形狀、大

小在所研究的問題中是占主要因素還是可忽略不計決定的。

問題3：如圖所示，坐在行駛火車中的小孩是靜止的還是運動的？說明你的理由。

【答案】不選定參考系，無法描述小孩的運動。相對于地面，小孩是運動的；而相對于行駛

的火車，小孩是靜止的。

富）活動探究

（探究1用時11分鐘，探究2用時14分鐘）

探究1質(zhì)點

問題：（1）2020年7月23日，我國在海南島東北海岸中國文昌航天發(fā)射場，用長征五號遙

四運載火箭將我國首次火星探測任務“天問一號”探測器成功發(fā)射升空。后續(xù)，“天問一號”

探測器經(jīng)過深空機動和數(shù)次中途修正，奔火飛行6個多月后抵達火星附近，通過制動被火星

引力捕獲進入環(huán)火軌道。2021年5月15日凌晨1時許，“天問一號”探測器在停泊軌道實

施降軌，機動至火星進入軌道。4時許，著陸巡視器與環(huán)繞器分離，歷經(jīng)約3小時飛行后，

進入火星大氣，經(jīng)過約9分鐘的減速、懸停避障和緩沖，成功軟著陸于預選著陸區(qū)。兩器分

離約30分鐘后，環(huán)繞器進行升軌，返回停泊軌道，為著陸巡視器提供中繼通信，此時器地

單向通信時延接近21分鐘。對探測器進行深空機動和中途修正時，能否將探測器看作質(zhì)點？

研究探測器繞火星運動的周期或飛行軌道時，能否將探測器看作質(zhì)點？計算器地通信單向時

延時，能否將探測器看作質(zhì)點？

【答案】情況1：對探測器進行深空機動和中途修正，必須考慮長行器的姿態(tài)和結構，故不

能忽略探測器的形態(tài)，不能將其看作質(zhì)點。

情況2：研究探測器繞火星運動的周期或飛行軌道時，探測器的形態(tài)對問題的影響可忽略，

能將其看作質(zhì)點。

情況3：環(huán)繞器的形態(tài)與環(huán)繞器和地球間的距離相比，可忽略不計，能將其看作質(zhì)點。

（2）在研究地球繞太陽公轉和地球自轉時，能否將地球看作質(zhì)點？

【答案】在研究地球繞太陽公轉時，可以把地球看作質(zhì)點；在研究地球自轉時，不能將地

球看作質(zhì)點。

（3）是不是很大的物體一定不能看作質(zhì)點，而很小的物體一定可以看作質(zhì)點？請舉例說

明。

【答案】不是。研究地球繞太陽的公轉時可以把地球看作質(zhì)點，而研究乒乓球的發(fā)球（如

旋轉問題）時不能把乒乓球看作質(zhì)點。

【探究總結】

1.質(zhì)點、物體與幾何中的點

名稱質(zhì)點物體幾何中的點

表示物體有質(zhì)量而無大小、

特征具有質(zhì)量、大小和形狀的實體

形狀的點幾何中的點沒有

物體的大小和形狀對研究問物體的大小和形狀對研究問質(zhì)量，僅表示一個

條件

題的影響可忽略不計題的影響不可忽略空間位置，而且

質(zhì)點是一個相對概念，實際物體通過無限小的分割，可以看“應該絕對小“

聯(lián)系

成是無數(shù)個質(zhì)點的集合

2.質(zhì)點并非一定是小物體，小物體也不一定都能當作質(zhì)點。物體能否被看作質(zhì)點是由所研究

問題的性質(zhì)決定的，并非依據(jù)物體自身大小來判斷。

3.質(zhì)點是一種理想化模型。在物理學中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化

的模型，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學研究方法。

【典例示范】

下列關于質(zhì)點的說法正確的是（）

A.只有體積很小的物體才能被看成質(zhì)點

B.只有質(zhì)量很小的物體才能被看成質(zhì)點

C.花樣滑冰比賽中的運動員可以被看成質(zhì)點

D.研究在平直公路上行駛的汽車的速度時，可以將汽車看成質(zhì)點

【解析】當物體的形狀、大小對我們所研究的問題影響不大或者可以忽略時，物體能被看作

質(zhì)點。物體能否被看作質(zhì)點與其體積、質(zhì)量的大小無關，只和我們研究的問題有關。如地球

很大，但在研究地球的公轉時，地球可被看作質(zhì)點；原子質(zhì)量很小，但在研究原子內(nèi)部結構

時，原子不能被看作質(zhì)點，A、B兩項錯誤。因為需要研究花樣滑冰運動員的動作（物體的形

狀），所以運動員不能被看作質(zhì)點，C項錯誤。研究在平直公路上行駛的汽車的速度時，汽車

的大小和形狀可忽略不計，故可以將汽車看作質(zhì)點，D項正確。

【答案】D

探窕2參考系

問題：到2020年底，全國鐵路營業(yè)總里程約達14.6萬公里，其中，高鐵（含城際鐵路）

大約3.9萬公里，領跑世界。明明站在自家的窗戶旁，看到不遠處一列高速行駛的“和諧

號”動車飛馳而過，驚嘆道：“真快呀!”龍龍坐在動車里隨媽媽去旅游，他看到路旁樹林

飛速向后掠過，回過頭來看車廂時，卻發(fā)現(xiàn)車廂沒動。

（1）觀察同一列動車的運動，為什么會出現(xiàn)這兩種不同的現(xiàn)象呢？

【答案】這是因為選擇的參考系不同。明明以房屋（或地面）為參考系，發(fā)現(xiàn)動車位置在

變化，所以明明認為動車在運動；龍龍以自己或動車為參考系，看到樹林向后運動而車廂

沒有動。

（2）為什么說運動是絕對的？既然運動是絕對的，那么為什么我們還說某物體靜止？

【答案】地球在自轉的同時還在繞太陽公轉，整個宇宙中的星體都在運動，即一切物體都

處于永恒的運動中，所以說運動是絕對的。但如果一個物體以另一個物體作參考，位置可

能是不變的，我們就說它相對于另一個物體是靜止的，這種靜止是相對的。

（3）研究物體的運動時為什么必須選擇參考系？

【答案】因為運動是絕對的，而靜止是相對的，所以要描述一個物體是否運動、怎樣運動

的時候必須選擇參考系。并且選擇不同的參考系時，運動的描述不一樣。

【探究總結】

1.描述某個物體的運動時，必須明確它是相對哪個參考系而言的。

2.自然界的一切物體都處在永恒的運動中，運動是絕對的。絕對靜止的物體是不存在的，靜

止是相對的。

3.參考系的選取原則

（1）選取參考系一般應根據(jù)研究對象和研窕對象所在的系統(tǒng)來決定。研究地面上物體的運

動時，常選取地面或相對地面靜止的物體作為參考系。

（2）參考系的選取可以是任意的。在實際問題中，參考系的選取以研究問題方便、對運動

的描述盡可能簡單為原則。

4.參考系的“四性”

用來做參考系的物體都是假定不動的，被研究的物體是運動還是靜止，都是

相對性

相對于參考系而言的

參考系的選取具有任意性，但應以觀察方便和使運動的描述盡可能簡單為原

任意性

貝IJ。研究地面上物體的運動時，常選地面為參考系

在同一個問題中，若要研究多個物體的運動或同一個物體的不同階段的運

同一性

動，必須選擇同一參考系

差異性同一運動選擇不同的參考系，觀察結果一般不同

【典例示范】

1.在文學創(chuàng)作中，經(jīng)常有作者通過變換參考系的方法創(chuàng)造出一種動態(tài)的藝術場景。

(1)在敦煌莫高窟發(fā)現(xiàn)的唐、五代時期多首未署名的作品之——《浣溪沙》寫道：“滿眼風

波多閃爍，看山恰似走來迎。仔細看山山不動，是船行

(2)宋代詩人陳與義《襄邑道中》詩寫道：“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風。臥看滿天

云不動，不知云與我俱東?！?/p>

(3)電影《閃閃紅星》主題曲《紅星照我去戰(zhàn)斗》寫道：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸

走?！?/p>

討論：“山不動，是船行”、“云與我俱東”以及“小小竹排江中游”分別是選擇了什么作為

參考系？“看山恰似走來迎”、“臥看滿天云不動”和“巍巍青山兩岸走”又分別是選擇了什

么作為參考系？

【答案】“山不動，是船行”“云與我俱東”以及“小小竹排江中游”都是選擇大地或相對于

大地靜止的河岸作為參考系?！翱瓷角∷谱邅碛薄芭P看滿天云不動”和“巍巍青山兩岸走”

都是選擇了作者自身或作者所乘坐的船與竹排作為參考系。

2.某人劃船逆流而上，當船經(jīng)過一座橋時，船上一救生圈掉進河里，假設救生圈立即獲得水

的速度，但船一直航行至上游某時刻劃船的人才發(fā)現(xiàn)，并立即返航追趕，經(jīng)過2小時追上救

生圈時，發(fā)現(xiàn)救生圈距橋8km。若此人向上游和下游劃船時，船相對水的速度相同，則河

水的流速為多少？

【解析】先以水為參考系，此時河水與救生圈相對靜止，即河水的流速與救生圈漂流的速度

相等。又因為船返航時追上救生圈經(jīng)過了2h,則救生圈實際漂了4h,以橋為參考系，可知

救生圈位移為8km,故河水的流速u=嘿=2km/h。

【答案】2km/h

⑥）課堂小結

（引導學生總結歸納課堂要點思維導圖，進行學生展示、交流與教師總結，2分鐘）

質(zhì)點是理想化模型

把物體看作質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀在研

究的問題中忽略不計

參考系是描述物體運動的前提

被選為參考系的物體我們認為是不動的

公選擇不同參考系描述同一物體的運動往往是不同

參考系的選取的

通常選取大地作為參考系

一相對性

-任息性

參考系的“四性--

-

-差角生

圓課堂達標

（7分鐘）

1.2020年II月10日，我國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度為

10909mo“奮斗者”號照片如圖所示，下列情況中“奮斗者'’號一定可視為質(zhì)點的是（）

A.估算下降總時間時B.用推進器使其轉彎時

C.在海溝中穿越窄縫時D.科學家在其艙內(nèi)進行實驗時

【答案】A

【解析】估算潛水器下降的總時間時，潛水器的大小和形狀相對運動的軌跡可以忽略，可以

視為質(zhì)點，A項符合題意；用推進器使其轉彎時和科學家在其艙內(nèi)進行實驗時，都需要研究

潛水器本身的特點，不可視為質(zhì)點，B、D兩項不符合題意；在海溝中穿越窄縫時，潛水器

的大小和形狀相對窄縫尺寸不可以忽略，不可視為質(zhì)點，C項不符合題意。

2.下列關于質(zhì)點的說法，正確的是（）

A.運轉中的地球不能看作質(zhì)點，而原子核可以看作質(zhì)點

B.研究火車通過路旁一根電線桿時，火車可以看作質(zhì)點

C.研究奧運會乒乓球運動員打出的旋轉球時能把乒乓球看作質(zhì)點

D.研究奧運會跳水運動員的跳水動作時，不能將運動員看作質(zhì)點

【答案】D

【解析】對于地球來說，如果研究地球的公轉，因為地球直徑（約為1.3x107m）比地球到太陽

的距離（約為1.5X10Um）要小得多，可以忽略地球的大小，所以這時可以把地球當作質(zhì)

點；如果研究地球的自轉，引起晝夜交替等現(xiàn)象時，就不能忽略地球的大小和形狀，不能把

地球看作質(zhì)點。研究電子繞核的運動情況時，因為電子到原子核的距離遠大于原子核的直徑,

所以電子和原子核均可看作質(zhì)點；若研究原子核的結構，則不能將原子核看作質(zhì)點，A項錯

誤。研究火車通過路旁的一根電線桿時，因為需研究從火車頭過電線桿到火車尾過電線桿的

過程，所以火車不能看作質(zhì)點，B項錯誤。研究奧運會乒乓球運動員發(fā)的球時，因為旋轉球

各部分運動情況不同，導致受力