2022年《质点参考系空间时间》导学案老师用 .pdf

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1、学习必备欢迎下载20XX年 12 月 2 日 1 时 30 分, 搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空。“嫦娥三号”是中国发射的第一个地外软着陆探测器, 包括巡视器 ( 月球车 ), 也是月球 24 号结束后重返月球的第一个软着陆探测器,是探月工程二期( 落) 的关键任务 , 起承上启下的作用。 20XX年 12 月 14 日 21 时 11 分, 嫦娥三号在月球正面的虹湾以东地区着陆。图示为“玉兔”号月球车。课时 1.1质点参考系空间时间1.知道机械运动的概念。2.理解质点的概念, 并掌握什么情况下物体可以视为质点。3.理解参考系的选取在物理学中的作用, 会根

2、据实际情况选定参考系。4.知道时间和时刻, 并能在时间轴上表示时间与时刻。重点难点 : 理解参考系和质点的概念, 时间和时刻的概念, 物体近似看作质点的条件。教学建议 : 本节内容需要安排一个课时教学, 若自主学习安排在课外, 建议 2025 分钟 , 安排在课内则只能有15 分钟左右。可以通过教材中的两个“讨论交流”让学生理解什么情况下,可以将物体视为质点及如何选择参考系, 同时认识到物理内容来源于生活 , 又在实际生活中得到体现和应用, 从而培养学生学习物理的兴趣。在时间、时刻的教学中, 可以在同一时间轴上让学生来完成教材中的“讨论交流”。教材中的练习与评价可作为本节课的随堂练习来自我检测

3、。导入新课 : 在我们生活中随处可见物体的运动, 如人在街道上行走, 车在道路上行驶。但我们乘公交车回家只看车内, 感觉旁边的同学没动 , 却从一个地方到了另一个地方, 这是为什么呢 ?我们计算从离开学校至回到家中的时间时, 是否需要考虑是左脚还是右脚先迈出校门, 是左脚还是右脚先迈进家门?这里有没有物理学上的知识呢? 1.机械运动 : 物体的运动形式多样, 其中最简单的一种是一个物体相对于另一个物体位置的改变 , 这种运动称为机械运动。2.质点 : 在研究一个物体的运动时, 如果被研究物体的大小和形状在所讨论的问题中可以忽略, 就可以把整个物体简化为一个有质量的点 , 称为质点。质点是从实际

4、物体中抽象出来的理想化模型。3.参考系 : 要确定一个物体的位置并描述它位置的变化情况, 就要选定其他的物体做参考, 这个被选做参考的物体叫作参考系, 也称为参照物。选做参考系的物体, 我们把它看作是静止的 ( 或不动的 ) 。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载参考系的选取是任意的, 应以简洁、方便为原则。在中学阶段, 若不作特殊说明, 一般取地面 ( 或相对地面静止的物体) 为参

5、考系。4.时间和时刻 : 在物理学中 , 常用时间轴上的一个点表示时刻 , 对应的是状态量。用时间轴上的一段距离表示时间, 对应的是过程量。1.物体能否被视为质点是不是只看它的体积大小? 解答 : 不是。2.没有参考系能描述物体的运动吗?无风的雨天坐在行驶的汽车里的人看到雨滴是怎样运动的? 解答 : 不能。汽车中的人看到雨滴是向汽车行驶的后方斜落下去的。3.第 1 s 末和第 2 s 初指的是同一时刻吗?第 3 s 是多长的一段时间? 解答 : 是的 , 在时间轴上都是指2 这个位置。第3 s 是长为 1 s 的一段时间。主题 1: 质点20XX年 10 月国务院总理李克强在出访泰国期间透露,

6、中国将用高铁换取泰国的大米和橡胶,这一举措被媒体称为“高铁换大米”,标志着我国的动车技术和高铁技术已达到世界领先水平。图示是一辆从北京开往上海的“和谐号”动车正在通过一个百米长的隧道。(1) 在分析计算“和谐号”从北京到上海的时间时, 需要考虑列车的长度吗?此时“和谐号”列车可以看作质点吗? (2) 若分析计算“和谐号”列车通过这个隧道的时间, 需要考虑列车的长度吗?此时“和谐号”列车可以看作质点吗? (3) 什么情况下可以将物体视为质点呢? (4) 你认为用质点来代替物体有什么好处? 解答 :(1) 不需要 , 因为列车的长度相对于北京到上海的距离来说太短了, 可以忽略不计。此时可将“和谐号

7、”列车视为质点。(2) 需要 , 因为列车的长度相对于隧道的长度来说不能忽略。此时不能将“和谐号”列车视为质点。(3) 当被研究物体的形状和大小在所讨论的问题中可以忽略不计时, 可以把物体视为质点。(4) 物体用质点来代替后其运动情况的描述会更简单、容易。知识链接 : 质点是一种为了研究问题的方便而引入的“理想模型”,是一种科学抽象。主题 2: 参考系 ( 重点探究 )甲、乙两同学一起乘车出游, 甲看见车外的树木说 :“树木后退的好快哟 !”乙马上反驳说 :“车外的树木没动, 是我们和汽车在飞快的前进。”为此两人互相争论起来。(1) 甲和乙谁对谁错 ?为什么 ? (2) 为了分析物体的运动我们

8、应该怎样选择参考系? 解答 :(1) 甲和乙都没说错 , 因为他们选择了不同的参考系来描述树木的运动。甲选择了自己和车子作为参考系, 而乙则选择了大地作为参考系。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载(2) 为了比较准确地描述物体的运动, 我们可以选择任意一个物体作为参考系, 一般情况选择地面或相对地面静止的物体。总之 , 所选择的参考系应使观测方便和运动的描述尽可能简单。知识链接 :

9、 参考系的选取具有:任意性 , 即可选择任意物体;同一性 ,即在同一问题中, 必须选择同一个物体;相对性 , 即选择不同参考系观察的结果一般不同。主题 3: 时间轴阅读教材中“空间、时间和时刻”的相关内容,借助时间轴回答: 什么是时间 ?什么是时刻 ?生活中所指的“时间”都是时间吗?举例说明。如图甲所示 , 时间轴的起点0 叫作零时刻 , 时间间隔的单位为1 s 。请在时间轴上标出第5 s 末、第 6 s 初、前 2 s 内、第4 s 内。甲解答 : 时刻是指一个“瞬时” ,在时间轴上为一个点;时间是指时间间隔, 在时间轴上为一段距离; 生活中的时间有时指时间,如“一节课的时间为45 分钟”,

10、有时指时刻 , 如“火车什么时间开”的时间实际上是时刻。第 5 s 末、第 6 s 初、前 2 s 内、第 4 s 内在时间轴上表示的情况如图乙所示。知识链接 : 世界上最快而又最慢, 最长而又最短 , 最平凡而又最珍贵, 最容易被人忽视, 而又最令人后悔的就是时间。1.( 考查质点 ) 我国田径名将奥运会冠军刘翔,20XX 年在雅典奥运会上以12.91 秒的成绩平了保持11 年之久的世界纪录。下列关于刘翔能否看作质点的说法中正确的是() 。A.确定刘翔飞奔过程中的速度, 可以将其视为质点B.教练为了分析其动作要领, 可以将其视为质点C.无论研究什么问题, 均不能把他视为质点D.能否视为质点

11、, 取决于我们所要研究的问题【解析】确定刘翔飞奔过程中的速度时, 我们无需关注其动作细节, 可以视为质点 , 故 A正确 ; 教练为了分析其动作要领, 如果视为质点 , 则摆臂等动作细节将无法分析、研究, 所以不能视为质点, 故 B错; 能否将一个物体视为质点, 关键是物体的形状和大小对我们所研究问题的影响能否忽略, 故 D正确、 C 错。【答案】 AD 【点评】物体能否看成质点, 关键还在于研究的问题。2.( 考查参考系 ) 两列火车最初平行地停在某一站台上, 过了一会儿 , 甲车内的乘客发现窗外树木向西运动, 乙车内的乘客发现甲车仍没有动。如以地面为参考系, 上述事实说明 () 。A.甲车

12、向东行驶 , 乙车不动B.乙车向东行驶 , 甲车不动C.甲车向西行驶 , 乙车向东行驶D.甲、乙两车以相同的速度向东行驶【解析】甲车内的乘客发现窗外树木向西运动,说明以地面为参考系甲车是向东运动的; 乙车内的乘客发现甲车仍没有动,说明乙车相对甲车是静止的, 乙车相对地面也是向东运动的, 且运动速度与甲车相同, 故选项 D正确。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载【答案】 D 【点评】

13、相对静止的两个物体, 它们的运动情况是相同的。3.( 考查参考系 ) 宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春天出游时曾经写了一首诗,如图所示 , 诗中“云与我俱东”所选取的参考系是 () 。A.船B.云C.诗人D.榆堤【解析】诗中“云与我俱东”说明诗人选取的参考系为河岸或榆堤。因此D项正确。【答案】 D 【点评】选定了参考系可以描述物体的运动, 根据描述的运动也可大致确定选用的参考系。4.( 考查时间与时刻 ) 以下数据中指时刻的是() 。A.学校课程表上显示第一节课的上课时间是上午的815B.中国 20XX年上海世界博览会是第41 届世界博览会 , 将于 5 月 15 日 10 时开始C.张培

14、萌创造了10.04 秒的男子 100 米全国好成绩D.我国航天员翟志刚在“神舟七号”飞船外完成了历时20 秒的太空行走【解析】课程表上第一节课的上课时间是指开始上课的时刻,世博会开始时间也是时刻, 百米成绩和太空行走是指持续的时间间隔 , 所以选项 A、B 正确。【答案】 AB 【点评】时间与时刻是两个不同的概念, 时间对应一个过程, 时刻对应一个位置或状态。拓展一、参考系的选择1.烟囱冒出的烟和平直路面上甲、乙两车上的小旗的朝向如图所示。关于甲、乙两车相对于路旁房子的运动情况, 下列说法正确的是 () 。A.甲、乙两车一定向左运动B.甲车可能静止或向右运动或向左缓慢运动, 乙车一定向左运动C

15、.甲车可能向右加速运动, 乙车可能向右减速运动D.甲车一定向右运动, 乙车一定向左运动【分析】先确定风向, 再根据甲、乙两车上小旗的朝向判定两车的运动情况。【解析】首先由图中烟囱冒出的烟, 可以判断当时的风向向左; 甲车的小旗和烟的飘向一致, 说明以甲车为参考系时风向向左, 甲车有可能静止 , 也有可能沿与风向相同的方向运动, 只是甲车的运动速度比风的速度小, 还可能是甲车以任意速度向右运动;乙车的小旗和烟的飘向相反, 说明乙车一定向左运动, 而且车速比风速大。【答案】 B 【点拨】原则上参考系的选取是任意的, 但是由于人们的观察和生活习惯, 一般选择地面或相对地面静止的物体为参考系,还常常习

16、惯性地选自己为参考系。拓展二、物体看作质点的条件名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载2.撑竿跳高是一项非常刺激的体育运动项目, 一般来说可以把撑竿跳高运动分为如下几个阶段: 助跑、撑竿起跳、越过横杆,如图所示。讨论并思考后回答, 在下列几种情况下运动员能否被看作质点, 从中体会质点模型的建立过程。(1) 教练员针对训练录像纠正运动员的错误时, 能否将运动员看成质点? (2) 分析运动

17、员的助跑速度时, 能否将其看成质点? (3) 测量所跳的高度 ( 判断其是否打破纪录)时, 能否将其看成质点? 【分析】教练员纠正运动员的错误时,要从运动员身体各部分动作的技术上分析; 助跑时运动员基本上是整体在平动。【解析】 (1) 不能 , 纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作,也就是说不能忽略运动员的形状和大小。(2) 能, 分析助跑速度时, 可以忽略运动员的姿势及动作。(3) 能。【答案】见解析【点拨】同一个物体在同一个运动中对不同的研究问题来说是不同的 , 有的可以看成质点, 有的不能看成质点, 需具体问题具体分析。只要物体的大小和形状对所研究的问题来讲是次要因素 , 可以被忽略

18、 , 物体就可以被视为质点。拓展三、时间和时刻3.请在如图所示的时间轴上指出下列时刻或时间( 填相应的字母 ) 。(1) 第 1 s 末, 第 3 s 初, 第 2 个两秒的中间时刻。(2) 第 2 s 内, 第 5 s 内, 第 8 s 内。(3)2 s内, 头 5 s 内, 前 9 s 内。【分析】本题是关于区别时间与时刻的练习。关键在于弄清楚时间与时刻的表述方式, 以及知道时间在时间轴上是一段距离, 而时刻在时间轴上是一个位置点。【解析】在时间轴上, 时刻用一个点表示, 时间用一段线段表示, 与题中相对应的时刻或时间分别如下: (1)A B C(2)AB DE GH(3)OB OE OI

19、【答案】 (1)A B C(2)AB DE GH(3)OB OE OI【点拨】物理学中, 时间与时刻是两个不同的概念。生活中所说的“时间”,有时指时刻, 有时指时间间隔。在具体问题中要结合上下文认清它的含义。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载机械运动的判断与描述质点:物体的大小和形状可忽略不计 理想模型 参考系:看成不动的物体 一般选地面为参考系 时间:时间轴上一段距离 通常说一段

20、时间 时刻:时间轴上一个点 通常说某一时刻 1.关于机械运动和参考系, 以下说法正确的是() 。A.一个物体相对于别的物体的位置变化, 叫作机械运动B.参考系必须是和地面连在一起的物体C.参考系就是不动的物体D.任何物体都可以被选作参考系【解析】参考系的选取是任意的,处于任何运动状态的任意物体都可被选作参考系。【答案】 AD 2.下列说法正确的是() 。A.研究“神舟八号”绕地球飞行时, 飞船可看作质点B.研究“神舟八号”与“天宫一号”对接时,“天宫一号”可看作质点C.研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时, 火车可看作质点D.研究电子绕原子核的运动情况时, 电子可看作质点【解析】能否看成质点关

21、键在于物体的大小和形状对运动情况是否有影响。【答案】 AD 3.关于机械运动和参考系, 以下说法正确的有() 。A.研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系B.由于运动是绝对的, 描述运动时 , 无需选定参考系C.一定要选固定不动的物体为参考系D.研究地面上物体的运动时, 必须选地球为参考系【解析】运动是绝对的, 但也具有相对性 , 没有选取参考系去研究物体的运动是没有意义的。参考系的选择可以是任意的,以简便为原则 , 一般以大地为参考系。【答案】 A 4.如图所示 , 第一次世界大战期间, 一名法国飞行员在2000 m 高空飞行时 , 发现脸旁有一个小东西, 他以为是一只小昆虫, 敏捷地把

22、它一把抓过来 , 令他吃惊的是 , 抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹, 是因为 () 。A.飞行员的反应快B.子弹相对于飞行员是静止的C.子弹已经飞得没有劲了, 快要落在地上了D.飞行员的手有劲【解析】根据题意可知子弹与飞行员应该是相对静止的。【答案】 B 5.第 26 届世界大学生夏季运动会于20XX年 8 月 23 日在中国深圳胜利闭幕, 中国体育代表团获取了75 枚金牌、 145 枚奖牌的优异成绩 , 名列金牌榜首。在下列比赛项目中, 运动员可视为质点的为() 。A.健美操B.花样游泳C.跳水D.田径长跑【解析】 A、B、C三项中 , 运动员身体各个部位的运动情况不能忽视,都不能视为

23、质点。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载【答案】 D 6.关于时刻和时间, 下列说法正确的是 () 。A.作息时间表上的数字均表示时间 B.1 min 只能分成 60 个时刻C.手表上指针指示的是时间 D.“宁停三分 , 不抢一秒”指的是时间【解析】作息时间表上的数字表示的是起床、就餐、上下课的时刻,A 错;1 min能分成无数多个时刻,B 错; 手表上指针指示的是时刻 ,C 错;

24、“宁停三分,不抢一秒”指的是时间,D 对。【答案】 D 7.下列情形中的人或物体可以看作质点的是() 。A.观看跳水运动员在跳水比赛中的动作 B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上C.确定马拉松运动员在比赛中的位置 D.欣赏花样滑冰运动员在比赛中的表演【解析】在跳水比赛中, 人们要观察跳水运动员在空中和入水时的优美动作, 所以不能看作质点, 故 A错。硬币是正面朝上还是反面朝上 , 与硬币的形状有密切关系, 所以不能看作质点,故 B错。马拉松比赛的路程很长, 确定运动员的位置时, 不必考虑运动员本身的形状和大小, 所以可以看成质点, 故 C正确。花样滑冰运动员在比赛中主要是观

25、察滑冰的动作, 即“花样” ,所以不能看作质点 , 故 D错。【答案】 C 8.唐词“满眼风波多闪烁, 看山恰似走来迎。仔细看山山不动, 是船行”中 ,“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是 () 。A.船和山 B.山和船C.地面和山 D.河岸和流水【解析】“看山恰似走来迎”中的山相对于地面是不动的, 因此所选的参考系是船 ;“是船行”中的船相对于地面或山是运动的 , 因此所选择的参考系为地面、山或河岸。【答案】 A 9.我们在车站乘车时往往会觉得自己所乘坐的车子已经启动了, 但过会儿会发现自己所乘坐的车子没有动, 而是旁边的车子启动了, 这前后两次采用的参考系是() 。A.站台 ,

26、 旁边的汽车 B.两次都是旁边的汽车C.两次都是站台 D.旁边的汽车 , 站台【解析】感觉自己的车子启动了, 是因为自己盯着旁边的车子以它为参考系了; 而后来以站台为参考系才发现自己还没有动。【答案】 D 10.在平直公路上 , 甲乘汽车以 10 m/s 的速度运动 , 乙骑自行车以5 m/s 的速度运动 , 则甲、乙 () 。A.同向运动时 , 甲观察到乙以5 m/s 的速度远离 B.同向运动时 , 乙观察到甲以5 m/s 的速度靠近C.背离运动时 , 甲观察到乙以15 m/s 的速度远离 D.相向运动时 , 乙观察到甲以15 m/s 的速度靠近【解析】同向运动时, 若甲在前、乙在后, 甲观

27、察到乙以5 m/s 的速度远离 , 乙观察到甲以5 m/s 的速度远离 ; 若乙在前、甲在后 , 甲观察到乙以5 m/s 的速度靠近 , 乙观察到甲以5 m/s 的速度靠近。可见观察结果与甲、乙的位置有关, 故 A、B都不对 ;背离运动时 , 两者相互远离 , 相对速度为 15 m/s; 相向运动时 , 两者相互靠近 , 相对速度也为15 m/s, 故 C、D正确。【答案】 CD 11.有甲、乙、丙三架电梯, 甲中的乘客看见一高楼在向下运动; 乙中的乘客看见甲在向下运动; 丙中的乘客看见甲、乙都在上升。这三架电梯相对地面的运动情况可能是() 。A.甲向上、乙向下、丙不动 B.甲向上、乙向上、丙

28、不动C.甲向上、乙向上、丙向下 D.甲向上、乙向上、丙也向上, 但比甲、乙都慢【解析】电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的电梯为参考系的。甲中乘客看见一高楼在向下运动, 说明甲相对于地面一定在向上运动。同理, 乙相对于甲在向上运动, 说明乙对地面也向上运动, 且运动得比甲更快。丙电梯无论是静止 , 还是在向下运动, 或以比甲、乙都慢的速度在向上运动,丙中乘客看甲、乙两电梯都是在向上运动。【答案】 BCD 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第

29、 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载12.20XX年 4 月 18 日, 我国铁路第六次大面积提速, 重点城市间大量开行时速200 公里及以上动车组旅客列车“和谐号”CRH系列国产化动车组列车。下表是D665次动车组列车运行的时刻表。试求D665次动车组列车从上海到海宁、杭州、义乌、金华的时间。( 保留两位有效数字) D665次列车时刻表停靠站到达时刻开车时刻里程(km)上海南-13:120海宁13:5914:01108杭州14:3514:37173义乌15:2515:27312金华西15:53-360【解析】从上海到海宁的时间为:47 分从上海到杭州的时

30、间为:1 小时 23 分从上海到义乌的时间为:2 小时 13 分从上海到金华的时间为:2 小时 41 分。【答案】见解析13.刻舟求剑的故事说的是有一个楚国人乘船过江, 他身上的佩剑不小心掉落江中。他立即在船舱板上画记号, 对他的船友说:“这是我的剑掉落的地方。”到了河岸, 船停了 , 他就在画记号的地方下水找剑。这则寓言不但有讽刺意义, 而且还包含了一定的物理知识。从选择参考系的角度回答下列问题: (1) 该楚国人找剑选择的参考系是什么? (2) 请你为该楚国人提供一种找到这把剑的方法。【解析】 (1) 由于楚国人在船舱板上画上记号, 所以他选择的参考系是船。(2) 若要找到剑 , 必须确定剑在水中的准确位置。为此, 可采用如下方法 : 选择河岸为参考系, 记下剑掉落的位置相对岸上某一标志物的方向和距离。选择船为参考系, 在船不改变方向和速度的情况下, 记下剑掉落时刻到船靠岸时船的运动速度和航行时间, 据此求出船靠岸时 , 船到剑落水地点的距离, 从而确定剑落水的位置。【答案】 (1) 船(2) 见解析名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -