第1節(jié)　質(zhì)點　參考系 教學(xué)設(shè)計

第一章運動的描述第1節(jié)質(zhì)點參考系[學(xué)習(xí)目標]1．理解質(zhì)點的概念，知道質(zhì)點是一種理想化模型，并可以判斷物體是否可以看作質(zhì)點．2．理解參考系的概念，知道運動具有相對性．3．對參考系能靈活應(yīng)用，并能掌握相對速度的計算．知識點1物體和質(zhì)點1．質(zhì)點的定義：忽略物體的形狀和大小，把物體簡化為一個有質(zhì)量的物質(zhì)點，這樣的點叫作質(zhì)點．2．把物體看作質(zhì)點的條件：物體的形狀和大小對研究問題的影響可以忽略．3．理想化模型：在物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法．質(zhì)點就是一種理想化模型．[判一判]1．(1)很小的物體一定能看作質(zhì)點．()(2)做直線運動的物體一定能看作質(zhì)點．()(3)質(zhì)量很大或體積很大的物體一定不能看作質(zhì)點．()(4)由于所研究的問題不同，同一物體有時可以看作質(zhì)點，有時不可看作質(zhì)點．()提示：(1)×(2)×(3)×(4)√[想一想]1．(1)運動員踢足球的不同部位，會使球產(chǎn)生不同的運動．足球運動中常說的“香蕉球”是一種讓球在空中旋轉(zhuǎn)、使其整體運動徑跡為類似香蕉形弧線的一種踢球技巧．在研究如何才能踢出“香蕉球”時，能把足球看作質(zhì)點嗎？研究什么樣的問題可以把足球看作質(zhì)點？(2)以“神舟十三號”與“天和”對接為例，如果一個物體在某一個問題中可以被看作質(zhì)點，則該物體在任何情況下都可以被視為質(zhì)點嗎？提示：(1)①“香蕉球”沿弧線運動的同時還是旋轉(zhuǎn)的，踢球時要偏離中心部位，球的大小和形狀不能忽略，不能把足球看作質(zhì)點．②研究足球從離腳到被射進球門的運動軌跡時，可以忽略其大小和形狀，把足球看作質(zhì)點．(2)不可以．若研究“神舟十三號”繞地球一周的時間，則可以將“神舟十三號”視為質(zhì)點．若研究“神舟十三號”與“天和”的對接狀況，則不能將“神舟十三號”視為質(zhì)點．知識點2參考系1．定義：為了描述物體的運動而假定為不動、用來作參考的物體．2．參考系的選取(1)參考系的選取是任意的，但選取的參考系不同，結(jié)論往往不同，通常選地面為參考系．(2)參考系既可以選擇靜止的物體，也可以選擇運動的物體．[判一判]2．(1)自然界中沒有絕對靜止的物體．()(2)只能選擇靜止的物體作為參考系．()(3)一個物體的運動情況與參考系的選擇無關(guān)．()(4)“抬頭望明月，月在云中行”，詩句中描述的運動選取的參考系是月球．()提示：(1)√(2)×(3)×(4)×[想一想]2．選擇不同的參考系，同一物體的運動情況一定不同嗎？提示：選擇不同的參考系，物體的運動情況一般不同，但有時候也相同，如車中的乘客，選擇司機和選擇汽車作為參考系時都處于靜止狀態(tài)．1．(質(zhì)點和理想化模型)(2022·浙江青田中學(xué)期中)2021年10月16日，“神舟十三號”載人飛船從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，搭載翟志剛、王亞平、葉光富三名航天員奔向太空．下列情況中“神舟十三號”一定可視為質(zhì)點的是()A．估算飛船從發(fā)射到進入預(yù)定軌道的時間時B．使用推進器使飛船轉(zhuǎn)彎時C．飛船與空間站進行對接時D．航天員進入飛船時解析：選A.估算飛船從發(fā)射到進入預(yù)定軌道的時間時，飛船的大小形狀可以忽略，飛船可以視為質(zhì)點，故A正確；使用推進器使飛船轉(zhuǎn)彎時，飛船的大小形狀不可以忽略，飛船不可以視為質(zhì)點，故B錯誤；飛船與空間站進行對接時，飛船的大小形狀不可以忽略，飛船不可以視為質(zhì)點，故C錯誤；宇航員進入飛船時，飛船的大小形狀不可以忽略，飛船不可以視為質(zhì)點，故D錯誤．2．(對看作質(zhì)點的條件的理解)東京奧運會中，中國運動員楊倩在射擊比賽中贏得中國代表團本屆奧運會首枚金牌．觀看射擊比賽時，下面可以看成質(zhì)點的是()A．靶子 B．子彈C．氣步槍 D．運動員解析：選B.觀看射擊比賽時，需要知道運動員的射擊成績，因此靶子的大小和形狀不能忽略，靶子不可以看成質(zhì)點，A錯誤；觀看射擊比賽時，子彈的大小和形狀可以忽略，可以看成質(zhì)點，B正確；觀看射擊比賽時，不光要看運動員的射擊成績，還要看運動員使用氣步槍的姿勢以及運動員的精神狀態(tài)等，所以氣步槍和運動員的大小和形狀不能忽略，氣步槍和運動員都不可以看成質(zhì)點，C、D錯誤．3．(參考系的選取)(多選)下列說法中，與人們的日常習(xí)慣相吻合的是()A．測量三樓樓道內(nèi)日光燈的高度，選擇三樓地板為參考系B．測量井的深度，以井底為參考系，井“深”為0米C．分析卡車的運動時，以卡車司機為參考系，卡車總是靜止的D．以路邊的房屋為參考系判斷自己是否運動解析：選AD.在解本題時，很多同學(xué)受生活習(xí)慣的影響，往往錯誤地認為參考系只能選地面，其實不然，如A選項，可以選擇與地面相對靜止的三樓地板為參考系．參考系的選擇沒有對錯之分，只有合理與不合理的區(qū)別，只要有利于問題的研究，選擇哪個物體為參考系都可以．B、C與日常習(xí)慣不吻合，A、D與日常習(xí)慣吻合．4．(對參考系的理解及應(yīng)用)如圖所示，一架執(zhí)行救援任務(wù)的直升機懸停在空中，救生員抱著傷病員，纜繩正在將他們拉上飛機．若以救生員為參考系，則處于靜止狀態(tài)的是()A．傷病員B．直升機C．地面D．直升機駕駛員解析：選A.若以救生員為參考系，直升機、地面和直升機駕駛員都在向下運動，傷病員相對救生員位置不變，處于靜止狀態(tài)．探究一對質(zhì)點和理想化模型的理解【情景導(dǎo)入】在乒乓球比賽中，如果要研究乒乓球的運動軌跡，此時乒乓球能否被看成質(zhì)點？如果要研究上旋球或下旋球?qū)忧虻挠绊懀古仪蜻€能否被看成質(zhì)點？請你試著說出理由．提示：研究乒乓球的運動軌跡時，乒乓球的大小和形狀可以忽略，因此乒乓球可以被看作質(zhì)點；但是研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時，就不可將其看作質(zhì)點．1．對質(zhì)點的理解科學(xué)抽象質(zhì)點是對實際物體的科學(xué)抽象，是一種理想化的模型，真正的質(zhì)點是不存在的看作質(zhì)點的條件一個物體能否被看作質(zhì)點，要看物體的大小、形狀在所討論的問題中是主要因素還是次要因素．若是次要因素，即使物體很大，也能看作質(zhì)點；相反，若是主要因素，即使物體很小，也不能看作質(zhì)點質(zhì)點與幾何中的“點”的區(qū)別質(zhì)點是對實際物體進行科學(xué)抽象的模型，有質(zhì)量，只忽略了物體的大小和形狀；幾何中的“點”僅僅表示空間中的某一位置2.理想化模型(1)“理想化模型”是為了使研究的問題得以簡化或便于研究問題而進行的一種科學(xué)的抽象，實際并不存在．(2)“理想化模型”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“物理模型”．(3)“理想化模型”是在一定程度和范圍內(nèi)對客觀存在的復(fù)雜事物的一種近似反映，是物理學(xué)中經(jīng)常采用的一種研究方法．【例1】(2021·6月浙江選考)用高速攝影機拍攝的四張照片如圖所示，下列說法正確的是()A．研究甲圖中貓在地板上行走的速度時，貓可視為質(zhì)點B．研究乙圖中水珠形狀形成的原因時，旋轉(zhuǎn)球可視為質(zhì)點C．研究丙圖中飛翔鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒可視為質(zhì)點D．研究丁圖中馬術(shù)運動員和馬能否跨越障礙物時，馬可視為質(zhì)點[解析]研究貓在地板上行走的速度時，不涉及貓的形狀和大小，可以把貓看作質(zhì)點，A正確；旋轉(zhuǎn)球邊緣的線速度影響水珠的形狀，不能把旋轉(zhuǎn)球看作質(zhì)點，B錯誤；判斷飛翔的鳥兒能否停在樹樁上，要觀察它的爪的位置，不能把鳥兒看作質(zhì)點，C錯誤；研究馬術(shù)運動員和馬能否跨過障礙物時，需要研究馬的形狀和大小，不能把馬看作質(zhì)點，D錯誤．[答案]A[針對訓(xùn)練1](2022·陜西金臺期中)2021年6月17日中國“神舟十二號”載人飛船發(fā)射成功，聶海勝等三名宇航員隨飛船完成我國宇宙空間站階段首次載人飛行任務(wù)．下面有關(guān)神舟飛船和質(zhì)點說法正確的是()A．質(zhì)點是一個理想模型，只有質(zhì)量和體積都很小的物體才能被看作質(zhì)點B．聶海勝上飛船前在訓(xùn)練場上做漂亮的前空翻運動時可將其看作質(zhì)點C．觀測“神舟十二號”飛船發(fā)射過程的運動軌跡時，可將其看作質(zhì)點D．研究“神舟十二號”飛船與天和核心艙對接時可將其看作質(zhì)點解析：選C.質(zhì)點是一個理想模型，當物體的大小、形狀對所研究的問題影響可以忽略時，就可以把物體看成質(zhì)點，與物體本身的大小、形狀無關(guān)，A錯誤；聶海勝上飛船前在訓(xùn)練場上做漂亮的前空翻運動時，其形態(tài)、動作是訓(xùn)練的重點，不可將其看成質(zhì)點，B錯誤；由于“神舟十二號”飛船發(fā)射過程是平動，觀測其運動軌跡時，可將其看成質(zhì)點，C正確；研究“神舟十二號”飛船與天和核心艙對接時，飛船姿態(tài)、角度是對接成敗的關(guān)鍵，不可將其看成質(zhì)點，D錯誤．探究二參考系的理解和應(yīng)用1．對參考系的理解選取參考系的作用描述物體是否運動，首先要選擇一個參考系，以此為標準來衡量物體是運動的還是靜止的，參考系一旦確定，對物體運動的描述也是唯一的．一個物體是運動還是靜止，都是相對于參考系而言的．解答物理問題時若能巧妙地選擇參考系，則可使解題過程大為簡化選擇參考系的原則(1)理論上講，參考系的選取是任意的(2)選取參考系以描述運動盡可能簡單為原則，通常選地面或相對地面靜止的物體為參考系(3)在解題過程中，如果選地面作為參考系可以不指明，但選其他物體作為參考系時必須指明2.判斷參考系的兩種方法靜物法在明確觀察到的現(xiàn)象中，什么物體是運動的，什么物體是靜止的，靜止的物體可能就是參考系假設(shè)法假設(shè)以某物體為參考系，看對物體運動的描述是否與觀察到的結(jié)果一致．若一致，該物體可能就是參考系【例2】(2022·山東肥城期中)2021年10月16日，“神舟十三號”飛船與“空間站組合體”完成自主快速交會對接，如圖所示．在建設(shè)載人空間站的偉大工程中，下列說法正確的是()A．載人空間站建成后，研究空間站繞地球飛行的時間時，可將空間站視為質(zhì)點B．“神舟十三號”飛船在與“空間站組合體”對接的過程中可將它們視為質(zhì)點C．對接成功后，以地球為參考系，整個空間實驗室是靜止的D．對接成功后，以“空間站組合體”為參考系，“神舟十三號”飛船是運動的[解析]載人空間站建成后，研究空間站繞地球飛行的時間時，空間站的大小可忽略不計，可將空間站視為質(zhì)點，A正確；“神舟十三號”飛船在與“空間站組合體”對接的過程中，兩者的大小不能忽略，不可將它們視為質(zhì)點，B錯誤；對接成功后，以地球為參考系，整個空間實驗室是運動的，C錯誤；對接成功后，以“空間站組合體”為參考系，“神舟十三號”飛船是靜止的，D錯誤．[答案]A[針對訓(xùn)練2]青龍峽景點有“中原第一峽谷”美譽，這里氣候獨特，水源豐富，植被原始完整，是生態(tài)旅游的好去處．乘坐索道纜車除了能觀賞怡人的風景以外，還能感覺懸掛在高空的刺激感．對于正在乘坐索道纜車觀光的某游客來說，以下說法正確的是()A．以自己為參考系，看到纜車向?qū)γ孀呷．以對面的山為參考系，自己靜止不動C．以自己為參考系，看到同一纜車里的人向?qū)γ娴纳讲粩嗫拷麯．以所乘坐的纜車為參考系，看到兩邊的青山綠樹向身后走去解析：選D.以自己為參考系，看到纜車靜止不動，同一纜車里的人靜止不動，故A、C錯誤；以對面的山為參考系，相對于山靠近的過程中，看到自己向山運動，故B錯誤；以所乘坐的纜車為參考系，看到兩邊的青山綠樹向身后走去，故D正確．[A級——合格考達標練]1．(2022·浙江溫州期中)進行下列比賽項目時，運動員可以看作質(zhì)點的是()A．張雨霏蝶泳B．馬龍乒乓球扣殺C．全紅嬋滿分跳水D．董國建馬拉松成績解析：選D.蝶泳、乒乓球扣殺、跳水等運動在評分的時候運動員自身的形狀都不能忽略，所以不能看成質(zhì)點，故A、B、C錯誤；馬拉松比賽中運動員本身的形狀和體積相對全程可以忽略不計，故可以看作質(zhì)點，故D正確．2．(2022·黑龍江哈爾濱期中)下列情境中，加著重號的對象可被視為質(zhì)點的是()A．追蹤新冠感染者的行動軌跡B．研究火車通過站臺的時間C．研究地球的晝夜交替規(guī)律D．在足球射門訓(xùn)練中，教練員指導(dǎo)球員如何才能踢出“香蕉球”解析：選A.追蹤新冠感染者的行動軌跡時，新冠感染者的大小可以忽略不計，可以將新冠感染者看作質(zhì)點，故A正確；研究火車通過站臺的時間時，火車長度相對于站臺來說不能忽略，火車不能被看作質(zhì)點，故B錯誤；研究地球的晝夜交替規(guī)律時，地球的大小和形狀不能忽略，地球不能被看作質(zhì)點，否則就無法分辨地球的轉(zhuǎn)動，故C錯誤；在足球射門訓(xùn)練中，足球必須旋轉(zhuǎn)，球員才能踢出“香蕉球”，故球的大小和形狀不能忽略，足球不能被看成質(zhì)點，故D錯誤．3．(2022·河北張家口期中)2021年8月5日，跳水運動員全紅嬋以五跳三滿分，總成績466.2分打破世界紀錄，奪得2020東京奧運會跳水女子單人10米跳臺決賽冠軍，在運動員下落過程中，下列說法正確的是()A．運動員下落時，感覺水面是靜止的B．以跳臺為參考系，運動員向下運動C．若研究運動員下落速率的變化，不可以將其視為質(zhì)點D．裁判給運動員打分時，可以將其視為質(zhì)點解析：選B.運動員下落時，感覺水面是運動的，A錯誤；以跳臺為參考系，運動員向下運動，B正確；若研究運動員下落速率的變化，不看動作，可以將其視為質(zhì)點，C錯誤；裁判給運動員打分時，需要觀察運動員的動作，不可以將其視為質(zhì)點，D錯誤．4．描述一個物體的運動時，總要選取參考系，以下說法正確的是()A．無風的雨天，坐在行駛的汽車里的人看到雨斜向下落向地面，是以地面上的房屋為參考系的B．“地球繞太陽運動”是以地球為參考系的C．坐在以8m/s的速度向東行駛的汽車里的人，以自己為參考系看以8m/s的速度向東行駛的汽車是靜止的D．乘客坐在停在站臺上的一列火車中，通過窗口看另一列火車時，以為自己的火車是在運動，這是由于他選擇了地面為參考系解析：選C.無風的雨天，看到雨斜向下落向地面，是以汽車作為參考系的，A錯誤；我們說“地球圍繞太陽轉(zhuǎn)”，是以太陽為參考系的，B錯誤；自己的車和觀察的車速度相同，以自己乘坐的汽車為參考系看向東以8m/s的速度行駛的汽車是靜止的，C正確；乘客坐的車停在站臺上，通過窗口看另一列火車時，以為自己的火車在運動，這是因為他選擇了另一火車為參考系，D錯誤．5．“刻舟求劍”的故事家喻戶曉，“舟已行矣，而劍不行”這句話所選用的參考系是()A．舟 B．舟上的人C．地面 D．流動的水解析：選C.舟已行是說船相對于地面在運動，而劍落水后相對地面不再移動，故此句選用的參考