【课件】质点 参考系课件 2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

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1、第节1质点质点 参考系参考系高中物理 必修第一册第一章生活中随生活中随处可可见运运动的物体，例如玩耍的孩童、的物体，例如玩耍的孩童、行行驶的汽的汽车、翱翔的雄翔的雄鹰.对于于这些运些运动的物的物体，我体，我们如何准确地描述它如何准确地描述它们的运的运动呢？呢？新课导入亚里士多德里士多德(Aristotle,(Aristotle,前前384384前前322)322)不了解运不了解运动,就不了解自然。就不了解自然。高中物理就从了解运动开始什么是运动？什么是运动？物体的物体的空空间位置随位置随时间的的变化化，是自然界最，是自然界最简单、最基本形、最基本形态，叫做，叫做机械运机械运动。1.图1中的足球

2、向前运动时，还伴随着旋转，你认为足球上各个点的运动轨迹、速度完全相同吗?2.图2、3、4中物体上每一点的运动相同吗？3.我们能否描述上述物体每一部分的运动情况?描述物体每一部分的运动情况对我们分析解决问题是否都是必要的?图1图2图3图4问题不相同我们研究整体的运动情况时，可以忽略每一点的运动情况。我们研究每一部分的运动时，不能忽略各部分的运动。问题情境:沿弧线飞向球门的足球(图1)，拍打翅膀在空中翱翔的雄鹰(图2)，飞车特技表演(图3)，飞驰的汽车(图4)任务1：发现准确描述物体运动的困难不相同任务2：建构质点模型，领会理想化方法问题情境：2018年国际田联钻石联赛，在男子100米的比赛中，中

3、国飞人苏炳添以9秒90的成绩获得第四名，这个成绩打破了卡塔尔归化选手奥古诺德创造的9秒91的亚洲纪录，下图为某次比赛的视频截图。问题1.如果你是一个普通观众，观看苏炳添100米比赛时，你关心什么问题?这时他身体的形状、大小对所研究的问题影响大吗?2.如果你是苏炳添的教练，观看苏炳添100米比赛时，你是否会关心苏炳添身体各部分的位置和运动情况?3.作为一名物理学习者，如果要计算苏炳添跑完全程的速度，苏炳添的形状、大小重要吗?为什么?比赛用的时间 不大关心，各部分的动作影响成绩的发挥不重要，只关心时间即可以算出全程的速度任务2：建构质点模型，领会理想化方法问题情境：2018年国际田联钻石联赛，在男

4、子100米的比赛中，中国飞人苏炳添以9秒90的成绩获得第四名，这个成绩打破了卡塔尔归化选手奥古诺德创造的9秒91的亚洲纪录，下图为某次比赛的视频截图。问题可以由研究的问题决定；每一点的运动能否代替整体的运动不是实际存在的；理想化模型的方法，可以抓住主要因素，忽略次要因素4.如果物体的形状、大小对所研究的问题没有影响，或者影响很小，是否可以忽略形状大小将它看成一个有质量的点?5.一个物体能否看成质点是由物体本身决定的，还是由研究问题的性质决定的?同一物体能否看成质点的依据是什么？6.质点是实际存在的吗?将物体看做质点运用了什么方法?这种方法的功能是什么?网孔的作用就是滤掉海水，但也失去一些小鱼，

5、如果渔网没有孔，那么我们就无法提起充满海水的网，结果是我们无法捕到鱼。思考：渔网为什么有孔?抓住主要因素忽略次要因素 地球地球绕太阳公太阳公转，同同时又在自又在自转。地球到太阳的距离达。地球到太阳的距离达1.5101.5108 8kmkm，而地球的，而地球的直径只有直径只有1.3101.3104 4kmkm，在研究地球，在研究地球公公转周期周期或或速度速度的的时候，候，能把地球看做一个点能把地球看做一个点来来研究研究吗？研究地球自研究地球自转时，能否将地球看成，能否将地球看成质点点?为什么什么?由地球的大小引起的运由地球的大小引起的运动差异很小差异很小，因此，在研究地，因此，在研究地球公球公转

6、时可以忽略地球的大可以忽略地球的大小和形状而把小和形状而把地球地球视为点点。不能，看成不能，看成质点就没法研点就没法研究了究了任务3：通过实例理解能看成质点的条件研究火研究火车的运的运动时，关注哪些，关注哪些问题时可以将火可以将火车看成看成质点，关注哪些点，关注哪些问题时不可以看成不可以看成质点点研究从北京到上海的研究从北京到上海的时间可可以看作以看作质点点研究火研究火车车轮的的转动时，不，不可以看成可以看成质点点物体的物体的大小和形状大小和形状对所研究的所研究的问题无影响无影响，或者，或者有影响有影响但但可以忽略不可以忽略不计。任务3：通过实例理解能看成质点的条件1 1、定、定义：用来：用来

7、代替代替物体的物体的有有质量量的的点点叫叫质点。点。它没有大小和形状它没有大小和形状它具有物体的全部的它具有物体的全部的质量量它是一种它是一种理想化的模型理想化的模型2、特点、特点：理想化模型理想化模型：在物理学中，：在物理学中，突出突出问题的主要因素，忽略次要因素的主要因素，忽略次要因素，建立理想化，建立理想化的物理模型，并将其作的物理模型，并将其作为研究研究对象，是象，是经常采用的一种科学研究方法。常采用的一种科学研究方法。质点点这一理想化模型就是一理想化模型就是这种方法的具体种方法的具体应用。用。模型是重要的抽象方法之一。模型是重要的抽象方法之一。模型是物理概念和物理理模型是物理概念和物

8、理理论赖以建立的基以建立的基础。小结结论：物体能否看成物体能否看成质点与物体本身的大小和形状点与物体本身的大小和形状无无关关。1.1.是不是很小的物体才能看作是不是很小的物体才能看作质点，很大的物体不能看点，很大的物体不能看做做质点？点？2.2.物理中的物理中的“质点点”和几何中的点和几何中的点有哪些异同有哪些异同？相同点：相同点：都是没有形状和大小的点。都是没有形状和大小的点。不同点：不同点：质点是点是实际物体的抽象物体的抽象表示表示，它具有一定的物理内，它具有一定的物理内涵，不涵，不仅具有物体的全部具有物体的全部质量，而且是一量，而且是一个个相相对的物理概念；的物理概念；几何中的点没有几何

9、中的点没有质量，量，仅表示位置，而且表示位置，而且应该绝对的小。的小。判断下列判断下列问题中能否将物体看成中能否将物体看成质点：点：研究火研究火车过电线杆的杆的时间；研究火研究火车从上海到北京的从上海到北京的时间；电子的体子的体积非常小，研究非常小，研究电子自旋；子自旋；研究研究电子子绕原子核一周的原子核一周的时间；研究体研究体积非常小的原子非常小的原子结构构 ；否否能能否否能能否否例例 题题怎怎样样判判断断物物体体是是否否运运动动？任务4：知道描述运动的相对性，建立参考系的概念问题情境：空中加油机给战机加油，竹排在江中游荡的画面问题1.请列举生活中的例子，谈谈有没有绝对静止的物体?2.如图是

10、空中加油机通过油管给战机加油的情景，在空中加油机看来，战机的运动情况是怎样的?3.从地面上的人看来，空中加油机和战机的运动情况是怎样的?静止的，加油时需要保持相对静止没有，坐地日行八万里高速飞行任务5：学会合理选择参考系问题情景:飞机投弹照片，模拟飞机投弹1.飞机飞行时，你认为飞机是静止还是运动的?你做此判断时是以什么物体为参考系的?2.如果以飞机为参考系，另外一台飞机的飞行轨迹是怎样的?3.问题1与问题2的结果产生了矛盾，你认为原因是什么呢?问题运动的；以地面为参考系静止的选择的参考系不同为了确定物体的位置和描述物体运了确定物体的位置和描述物体运动而被而被选做参考的物体。做参考的物体。1 1

11、、参考系：、参考系：2 2、参考系的、参考系的选取原取原则 参考系的参考系的选择是是任意任意的，以的，以观测和和描述描述物体的运物体的运动尽可能尽可能简单为原原则，一般一般选择地面或相地面或相对地面静止的物体。地面静止的物体。标准性：准性：假定不假定不动 任意性：任意性：参考系的参考系的选择是任意的。是任意的。以以观测和和描述描述物体的运物体的运动尽可能尽可能简单为原原则。统一性：一性：比比较不同物体的运不同物体的运动时应选统一参考系一参考系 差异性：差异性：选择不同参考系不同参考系时，结果往往不同果往往不同3 3、参考系的四个性质、参考系的四个性质电影影闪闪的的红星星中有两句歌中有两句歌词：

12、“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”这其中分其中分别描述了两种运描述了两种运动情景，那么它情景，那么它们分分别是以什么是以什么为参考系的？参考系的？想一想想一想河岸、竹排河岸、竹排例 在某次运动会火炬传递中，观察到同一地点的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰是移动的如图所示。关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法中正确的是（）A.甲、乙两火炬手一定都在向右运动B.甲、乙两火炬手一定都在向左运动C.甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动D.甲火炬手可能停止了运动，乙火炬手一定向左运动【思路点拨】根据题目中所述情景正确判定风的方向。【解析】根据旗

13、帜的飘动情况可知风向左吹。甲火炬手所传递的圣火火焰向左飘动，由于旗杆是静止的，所以甲火炬手可能相对于旗杆静止，也可能向右运动，还可能向左运动，但此时的运动速度比风速小；乙火炬手所传递的圣火火焰向右飘动，表明乙火炬手一定向左运动，且运动速度比风速大。选项D正确。D例例 题题1.下列关于质点的说法中，正确的是（）A.质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入这个概念没有多大意义B.只有体积很小、质量也很小的物体才能看成质点C.调整人造卫星的姿态，使卫星的照相窗口对准地面时人造卫星可以看成质点D.如果物体的形状和大小对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计时，物体可以视为质点D当堂检测2.多选在

14、以下情况中可将物体看做质点的是（）A.研究一列火车从北京到上海所需的时间B.对某学生的骑车姿势进行分析C.研究“天舟一号”从地球发射升空时的飞行轨迹D.研究“嫦娥五号”降落到月球表面后如何获取月球土壤AC提示：物体的大小和形状对问题的研究有无影响，不是由物体的大小决定的，而是由研究的问题决定的；同一物体在不同的运动情景中，有时可视为质点，有时则不能视为质点，关键是看物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略。3.刻舟求剑的故事家喻户晓，如图所示，“舟已行矣，而剑不行”这句话所选用的参考系是（）A.舟 B.地面C.舟上的人 D.流动的水B解析：“舟已行矣，而剑不行”是说船相对于地面在运动，而

15、剑落到水底后相对于地面不再移动，故此句选用的参考系是地面4.2021年4月29日11时22分，新一代运载火箭长征五号B将中国航天器“天和”号核心舱送入预定轨道，标志着中国空间站时代即将开启。在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，此时选取的参考系是（）A.地面B.运载火箭C.发射架D.发射场内的树木B【方法技巧】【方法技巧】（1 1）比）比较多个物体运多个物体运动状况状况时，一定要，一定要选取同一参考系。取同一参考系。（2 2）题目中涉及的参考系不同目中涉及的参考系不同时，要将参考系，要将参考系进行行转换，变为同一个参考系。同一个参考系。（3 3）涉及多个物体的复）涉

16、及多个物体的复杂问题，解，解题时要在同一个参考系中画出运要在同一个参考系中画出运动简图，帮助分析。，帮助分析。解析：探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，说明地面相对火箭在向下运动，故选择的参考系是运载火箭甲、乙、丙三架甲、乙、丙三架电梯，甲中乘客看到一座高楼在向下运梯，甲中乘客看到一座高楼在向下运动，乙中乘客看到，乙中乘客看到甲在向下运甲在向下运动，丙中乘客看到甲、乙都在向上运，丙中乘客看到甲、乙都在向上运动，这三架三架电梯的运梯的运动情情况可能有那些？况可能有那些？【解析解析】以地面以地面为参考系，甲是向上运参考系，甲是向上运动的；而乙也是向上运的；而乙也是向上运动的，但乙的，但乙的速度比甲大；而丙有可能向上运的速度比甲大；而丙有可能向上运动，但丙的速度比甲、乙都小；丙也可，但丙的速度比甲、乙都小；丙也可能向下运能向下运动；丙；丙还有可能静止。有可能静止。稳步提升稳步提升