新教材適用2024-2025學年高中物理第一章運動的描述1.質(zhì)點參考系學案新人教版必修第一冊

第一章運動的描述情境導入我們生活在一個運動的世界之中，翱翔的雄鷹、咆哮的飛機、轟鳴的戰(zhàn)車、遠航的巨輪……從浩瀚的宇宙到微小的粒子，自然界中的一切物體，都在不停地運動。在這一章里，我們將初步學習、探討如何描述物體的運動。1.質(zhì)點參考系課程標準1．經(jīng)驗質(zhì)點模型的建構(gòu)過程，了解質(zhì)點的含義。2．知道將物體抽象為質(zhì)點的條件，能將特定實際情境中的物體抽象成質(zhì)點。3．體會構(gòu)建模型的思維方式，相識物理模型在探究自然規(guī)律中的作用。素養(yǎng)目標物理觀念知道質(zhì)點的定義、參考系的概念科學思維理解質(zhì)點的含義，并能分析不憐憫境下物體是否能看作質(zhì)點。理解靜止和運動的相對性，物體的運動和靜止是相對參考系而言的。科學看法與責任結(jié)合生活實際，理解精確描述物體運動的方法，并能科學地推斷物體的運動和靜止學問點1物體和質(zhì)點1．質(zhì)點的定義：忽視物體的_大小__和_形態(tài)__，把物體簡化為一個具有_質(zhì)量__的點，這樣的點稱為質(zhì)點。2．把物體看作質(zhì)點的條件：物體的_大小__和_形態(tài)__對探討問題的影響可以忽視。3．志向化模型：在物理學中，突出問題的_主要因素__，忽視_次要因素__，建立_志向化__的物理模型，是常常采納的一種科學探討方法。質(zhì)點就是一種志向化模型，實際并不存在。留意：在中學物理中，我們主要探討那些能夠簡化為質(zhì)點的物體的運動，所以常常不區(qū)分“物體”和“質(zhì)點”兩個詞?！何⒂柧殹?．依據(jù)預習內(nèi)容，推斷下列說法正誤：(1)自然界中沒有肯定靜止的物體。(√)(2)很小的物體肯定能看作質(zhì)點，較大的物體有時也能看作質(zhì)點。(×)(3)質(zhì)點是為了突出問題的主要因素，忽視次要因素而建立的志向化模型。(√)2．(2024·浙江寧波期中)下列說法正確的是(C)A．探討足球運動員如何才能踢出“香蕉球”時，可以把足球看作質(zhì)點B．探討火車經(jīng)過電線桿所用的時間，可以把火車看作質(zhì)點C．探討運動員參與200m競賽時的平均速度，可以將運動員看成質(zhì)點D．探討體操運動員在平衡木上做整套動作時，運動員身體各部分的速度可視為相同解析：探討足球運動員如何才能踢出“香蕉球”時，足球的大小不能忽視，不行以把足球看作質(zhì)點，選項A錯誤；探討火車經(jīng)過電線桿所用的時間，火車的大小不能忽視，不行以把火車看作質(zhì)點，選項B錯誤；探討運動員參與200m競賽時的平均速度，運動員的大小可忽視不計，可以將運動員看成質(zhì)點，選項C正確；探討體操運動員在平衡木上做整套動作時，運動員身體各部分的速度不肯定是相同的，選項D錯誤。學問點2參考系1．定義：在描述一個物體的運動時，首先要選定某個其他物體作為參考，這種用來作為_參考__的物體叫作參考系。2．參考系的選取(1)參考系的選取是_隨意__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)參考系既可以是_靜止__的物體，也可以是_運動__的物體。留意：物體被選作參考系后，就認為該物體是靜止的?！何⒂柧殹?．依據(jù)預習內(nèi)容，推斷下列說法正誤：(1)參考系必需選取地面或相對于地面靜止的其他物體。(×)(2)選取的參考系不同，對同一個物體運動的描述也往往不同。(√)(3)“坐地日行八萬里”所對應的參考系是地面。(×)2．跳傘運動員從飛機上跳傘，飛行員視察到跳傘運動員沿直線下落，而地面上的人視察跳傘運動員卻沿曲線下落，為什么？答案：飛行員選擇飛機作為參考系，而地面上的人選擇地面作為參考系。探究質(zhì)點要點提煉1．對質(zhì)點的理解(1)質(zhì)點是用來代替物體的有質(zhì)量的點，其突出的特點是“具有質(zhì)量”，但是質(zhì)點沒有大小、體積、形態(tài)，與幾何中的“點”有本質(zhì)區(qū)分。(2)質(zhì)點是一種“志向化模型”。2．實際物體可看成質(zhì)點的常見狀況物體能否被視為質(zhì)點，不是取決于物體的大小，而是看物體的形態(tài)和大小對探討問題的結(jié)果的影響是否可忽視。同一物體在不同的問題情景中有的可視為質(zhì)點，有的則不能視為質(zhì)點。典例剖析典題1(2024·江蘇連云港高一期中)關(guān)于質(zhì)點的下列說法，正確的是(D)A．甲圖中，仿生學家探討老鷹飛行動作時，把老鷹看作質(zhì)點B．乙圖中，專家為高鐵列車設計建立站臺時，把高鐵列車看作質(zhì)點C．丙圖中，足球運動員要踢出旋轉(zhuǎn)前進的“香蕉球”，把足球看作質(zhì)點D．丁圖中，科學家探討地球公轉(zhuǎn)時在軌道上的位置，把地球看作質(zhì)點解析：仿生學家探討老鷹飛行動作時，老鷹的大小、形態(tài)對探討有影響，不能把老鷹看作質(zhì)點，故A錯誤；專家為高鐵列車設計建立站臺時，涉及高鐵列車的長、寬、高等因素，不能把高鐵列車看作質(zhì)點，故B錯誤；足球運動員要踢出旋轉(zhuǎn)前進的“香蕉球”，須要把握足球的旋轉(zhuǎn)方向、角度等，不能把足球看作質(zhì)點，故C錯誤；科學家探討地球公轉(zhuǎn)時在軌道上的位置，地球的大小和形態(tài)遠小于軌道半徑，可以忽視不計，可以把地球看作質(zhì)點，故D正確。思維升華：(1)質(zhì)點要突出“具有質(zhì)量”和“占有位置”的特點，質(zhì)點沒有大小和形態(tài)，它的質(zhì)量就是它所代替的物體的質(zhì)量。(2)質(zhì)點沒有大小和形態(tài)，因而質(zhì)點是不行能轉(zhuǎn)動的，任何轉(zhuǎn)動的物體在探討其自轉(zhuǎn)時都不行簡化為質(zhì)點。對點訓練?天問二號預料2025年放射，現(xiàn)在已經(jīng)進入初樣研制階段，如圖為國家航天局發(fā)布的我國“天問一號”火星探測任務著陸和巡察探測系列實拍影像，圖中所示是WIFI分別相機記錄火星車“祝融號”在著陸平臺旁邊后退移動和原地轉(zhuǎn)彎過程中的一幅畫面。下列狀況中火星車肯定可視為質(zhì)點的是(C)A．火星車轉(zhuǎn)彎時B．在火星表面穿越狹窄山谷時C．確定火星車在火星表面相對位置時D．火星車駛離著陸平臺過程中解析：在火星車轉(zhuǎn)彎時，或者在火星表面穿越狹窄山谷時，或者火星車駛離著陸平臺過程中，火星車的大小不能忽視不計，不能看作質(zhì)點；而在確定火星車在火星表面相對位置時，火星車的體積形態(tài)可視為次要因素而忽視，因此可視為質(zhì)點。探究參考系,要點提煉1．選擇參考系的意義：要描述一個物體的運動，必需首先選好參考系。只有選定參考系后，才能探討物體做怎樣的運動。2．選擇參考系的原則：(1)選取參考系一般應依據(jù)探討對象和探討對象所在的系統(tǒng)來確定。(2)參考系的選取可以是隨意的。在實際問題中，參考系的選取應以觀測便利和使運動的描述盡可能簡潔為基本原則。(3)在比較不同物體的運動時，應選擇同一參考系。3．參考系的四個特性相對性用來做參考系的物體都是假定不動的，被探討的物體是運動的還是靜止的，都是相對于參考系而言的。隨意性參考系的選擇具有隨意性，但應以觀測便利和使運動的描述盡可能簡潔為原則。同一性比較不同物體的運動時，應當選擇同一參考系。差異性同一運動選擇不同的參考系，視察結(jié)果可能不同。(1)分析詳細的問題時，選擇合適的物體作為參考系，可使問題變得簡潔。(2)解題過程中，假如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需指明。典例剖析典題2(2024·江蘇海安縣試驗中學高一月考)如圖是某攝形師“追拍法”的勝利之作，在該攝影師眼中翱翔的小鳥是靜止的，而模糊的背景是運動的，攝影師用自己的方式表達了運動之美。請問攝影師選擇的參考系是(B)A．靜止的樹木B．翱翔的小鳥C．小河內(nèi)的流水D．靜止于地面上的人解析：由于小鳥和攝影師以相同的速度運動，故以小鳥作為參考系，記者是靜止的，故小鳥的圖片是清楚的，但由于背景相對于小鳥是運動的所以背景相對于攝像機是運動的，所以拍攝的背景是模糊的。故在“追拍法”中攝影師選擇的參考系是小鳥。對點訓練?(多選)(2024·河南鶴壁高一階段練習)在平直馬路上，甲乘汽車以10m/s的速度運動，乙騎自行車以5m/s的速度運動，則甲、乙(CD)A．同向運動時，甲視察到乙以5m/s的速度遠離B．同向運動時，乙視察到甲以5m/s的速度靠近C．背離運動時，甲視察到乙以15m/s的速度遠離D．相向運動時，乙視察到甲以15m/s的速度靠近解析：同向運動時，若甲在前乙在后，甲視察到乙以5m/s的速度遠離，乙視察到甲以5m/s的速度遠離；若乙在前甲在后，甲視察到乙以5m/s的速度靠近，乙視察到甲以5m/s的速度靠近，即視察結(jié)果與甲、乙的位置有關(guān)，A、B錯誤；背離運動時，兩者相互遠離，相對速度為15m/s，甲視察到乙以15m/s的速度遠離，C正確；相向運動時，兩者相互靠近，相對速度也為15m/s，乙視察到甲以15m/s的速度靠近，D正確。質(zhì)點模型的建立思想在物理學探討中，探討對象受很多因素的影響，假如同時考慮這諸多因素，那就無法運用數(shù)學學問達到定量探討的目的。在肯定條件下我們把非本質(zhì)的次要因素找出來，加以剔除，抓住其主要因素和本質(zhì)特征并進行抽象概括、探討，這種探討方法被稱為物理學中的志向化方法。用這種方法將探討對象(物體、過程等)簡化成抽象模型，我們稱之為物理學中的志向化模型。除質(zhì)點外，在學習中還會接觸到很多志向化模型，例如光線、光滑面等，它們在現(xiàn)實中并不存在，都只是志向化模型。志向化模型的要點如下：(1)“志向化模型”是為了使探討的問題簡化便利而進行的一種科學的抽象，實際并不存在。(2)“志向化模型”是以探討目的為動身點，突出問題的主要因素，忽視次要因素而建立的“物理模型”。(3)“志向化模型”是在肯定程度和范圍內(nèi)對客觀存在的困難事物的近似反映，是物理學中常常采納的一種科學探討方法。案例(2024·上海寶山高一考試)東方綠舟劃龍舟，可以培育團隊協(xié)作實力。當龍舟靠岸時，細心的同學留意到，一位師傅用瘦長的鉤子穩(wěn)穩(wěn)地拉住船身不動。我們來分析師傅各部位的受力狀況。在分析受力過程中，以下說法正確的是(C)①這位師傅可以看作質(zhì)點②這位師傅不行以看作質(zhì)點③這根瘦長的鉤子的質(zhì)量可以被忽視④這根瘦長的鉤子的質(zhì)量不行以被忽視A．①③ B．①④C．②③ D．②④解析：我們在分析師傅各部位受力過程中，須要考慮到師傅的動作從而找到力的方向，則這位師傅不行以看作質(zhì)點，①錯誤，②正確；由題知鉤子是瘦長的且鉤子的重力相對于鉤子對船的拉力很小，則這根瘦長的鉤子的質(zhì)量可以被忽視，③正確、④錯誤。故選C。核心素養(yǎng)科學思維引入“志向化模型”的概念，可以使問題的處理大為簡化而又不會發(fā)生大的偏差。現(xiàn)實生活中，有很多實際的事物與這種“志向化模型”非常接近。因此在肯定的場合、條件下，可以把實際事物當作“志向化模型”來處理。一、質(zhì)點的判定1．(2024·山東濟南高一期末)我國放射的“嫦娥四號”探測器首次著陸月球表面，“玉兔二號”順當從“嫦娥四號”上登錄到月球表面進行探月工作。下列有關(guān)說法正確的是(B)A．探討“嫦娥四號”探測器著陸姿態(tài)時，可以把探測器看作質(zhì)點B．探討“玉兔二號”在月球的運動軌跡時，可以把“玉兔二號”看作質(zhì)點C．探討“玉兔二號”在月球的運動軌跡時選擇的參考系是地球D．探討“嫦娥四號”探測器著陸過程的運動軌跡時不行以將探測器看作質(zhì)點解析：探討“嫦娥四號”探測器著陸姿態(tài)時，不能忽視“嫦娥四號”探測器大小和形態(tài)，不行以把探測器看作質(zhì)點，故A錯誤；探討“玉兔二號”在月球的運動軌跡時，可以忽視“玉兔二號”的大小和形態(tài)，把“玉兔二號”看作質(zhì)點，故B正確；探討“玉兔二號”在月球的運動軌跡時選擇的參考系是月球表面，故C錯誤；探討“嫦娥四號”探測器著陸過程的運動軌跡時，能忽視“嫦娥四號”探測器大小和形態(tài)，可以將探測器看作質(zhì)點，故D錯誤。2．(2024·河南開封高一統(tǒng)考期中)當?shù)貢r間2024年7月12日，美國國家航空航天局(NASA)正式公布了詹姆斯·韋伯空間望遠鏡拍攝的一批全彩色照片。如圖所示是史蒂芬五重星系，它是一個由4個星系組成的星系群，距離地球約3億光年。照片中還包含著銀河系內(nèi)恒星，更小星點是在上百億光年外的星系。查閱信息知太陽到銀河系中心的距離約為2.6萬光年。下列說法正確的是(B)A．恒星很大，任何狀況下都不能把恒星視為質(zhì)點B．在探討太陽系繞銀河系中心運動時，可以將太陽系視為質(zhì)點C．在探討星系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，可以把星系視為質(zhì)點D．在探討史蒂芬五重星系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，可以將其視為質(zhì)點解析：能不能看作質(zhì)點，關(guān)鍵看所探討的問題與物體的大小、形態(tài)、體積有沒有關(guān)系及影響程度，若有關(guān)系就不能看作質(zhì)點，若沒有關(guān)系就可以看作質(zhì)點，所以要詳細問題詳細分析，恒星在某些狀況下也可以看成質(zhì)點，故A錯誤；在探討太陽系繞銀河系中心運動時，太陽系的大小可以忽視不計，可以將太陽系視為質(zhì)點，故B正確；在探討星系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，星系的大小、體積、形態(tài)等在探討內(nèi)部結(jié)構(gòu)時是不能忽視的，所以不行以把星系視為質(zhì)點，故C錯誤；在探討史蒂芬五重星系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，星系的大小、體積、形態(tài)等是不能忽視的，所以不行以將其視為質(zhì)點，故D錯誤。二、參考系與運動3．(2024·廣東廣州高一期末)我們描述某個物體的運動時，總是相對肯定的參考系而言的。下列說法正確的是(B)A．我們說：“太陽東升西落”，是以太陽為參考系的B．我們說：“地球圍繞太陽轉(zhuǎn)”，是以太陽為參考系的C．我們說：“同步衛(wèi)星在高空靜止不動”，是以太陽為參考系的D．坐在火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面對他飛奔而來，乘客是以地球為參考