2023-2024學(xué)年高一物理 第一節(jié) 質(zhì)點 參考系 人教版2019必修第一冊（解析版）

第1節(jié)質(zhì)點參考系學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解質(zhì)點的含義，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.了解參考系的概念及其對描述物體運動的意義，知道物體的運動具有相對性.體會建構(gòu)物理模型的思維方式，生疏物理模型在探究自然規(guī)律中的作用.1.結(jié)合質(zhì)點定義體會建構(gòu)物理模型的思維方式，生疏物理模型在探究自然規(guī)律中的作用。2.通過具體實例，建構(gòu)抱負(fù)化模型，處理實際物體能否看成質(zhì)點的問題。3.通過閱讀課本，查閱資料，結(jié)合運動的確定性和靜止的相對性原理處理參考系問題。4.通過具體實例，體驗不同參考系中運動的相對性。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)（一）課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)學(xué)問：（一）質(zhì)點機械運動描述的是隨時間變化的規(guī)律。（物體的位置）質(zhì)點：忽視物體的和，簡化為一個具有質(zhì)量的點。（外形和大小）物體看成質(zhì)點的條件：物體和對爭辯問題的影響可以忽視不計。（外形和大?。┵|(zhì)點是一個的物理模型，是對爭辯問題的科學(xué)抽象。（抱負(fù)化的物理模型）（二）參考系1．運動與靜止(1)自然界的一切物體都處于永恒的中（運動或靜止），運動是（確定或靜止）的．(2)描述某個物體的位置隨時間的變化，總是相對于其他物體而言的，這便是運動的（確定或相對）性．2．參考系：要描述一個物體的運動，首先要選定某個其他物體作為參考，這種用來作為的物體叫作參考系．（參考）3．參考系的選擇是(填“任意”或“唯一”)的．4．選擇不同的參考系來觀看同一個物體的運動，其結(jié)果往往(填“會有所不同”或“肯定相同”)．3.坐標(biāo)系(1)以起點為坐標(biāo)原點，建立一維直線坐標(biāo)系；[來源:學(xué)|科|網(wǎng)Z|X|X|K](2)以冰場中心為坐標(biāo)原點，向東為x軸正方向，向北為y軸正方向，建立二維平面直角坐標(biāo)系；(3)確定一點(如機場所在位置)為坐標(biāo)原點，建立三維空間直角坐標(biāo)系．（二）即時練習(xí)：【練習(xí)1】地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)，爭辯地球公轉(zhuǎn)周期，地球大小是否對其有影響？爭辯地球自轉(zhuǎn)周期，地球大小是否對其有影響？【答案】能不能【解析】地球到太陽的距離1.5×108km，而地球的直徑只有1.3×104km，還不到它與太陽距離的萬分之一.若只爭辯地球公轉(zhuǎn)的時候，可以忽視地球的大小和外形，而把它視為“點”。當(dāng)物體的大小與外形在爭辯的問題中影響很小,可忽視不計時,可看成一個有質(zhì)量的點.【練習(xí)2】如圖，爭辯一列火車從北京開往上海所用的時間時能否把火車看成質(zhì)點？若爭辯列車通過一條隧道需要用的時間能否把列車看作質(zhì)點？【答案】能不能【解析】(1)可以視為質(zhì)點的狀況：爭辯火車從甲地到乙地的運行時間(甲、乙兩地間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于火車的長度)．(2)不能視為質(zhì)點的狀況：①爭辯火車經(jīng)過大橋的時間(火車的長度不能忽視)；②爭辯火車車輪的轉(zhuǎn)動狀況．【練習(xí)3】如圖，有人說我，快如閃電，疾如風(fēng)！有人說我，紋絲不動，坐如鐘！選擇不同的參考系，同一物體的運動狀況肯定不同嗎？【答案】靜止是相對的，運動是確定的．物體是靜止還是運動取決于所選的參考系．選取的參考系不同，對同一個物體運動的描述也往往不同．【解析】選擇不同的參考系，物體的運動狀況一般不同，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都處于靜止?fàn)顟B(tài)．【練習(xí)4】辨析正誤(1)爭辯空中雄鷹的飛行技巧時，雄鷹可以看成質(zhì)點；而爭辯其飛行軌跡時不能看成質(zhì)點。(×)(2)只要物體很小，就可以把物體看成質(zhì)點，地球太大，不能看成質(zhì)點。(×)(3)參考系只能選擇靜止的物體。(×)(4)一個物體的運動狀況與參考系的選擇無關(guān)。(×)(5)毛澤東主席的有名詞句“坐地日行八萬里”所對應(yīng)的參考系是地心。(√)003探究提升【問題探究1】物體和質(zhì)點1．定義：忽視物體的大小和外形，把物體簡化為一個具有質(zhì)量的點．2．物體看作質(zhì)點的條件：一個物體能否看成質(zhì)點是由所要爭辯的問題打算的．當(dāng)物體的大小和外形對爭辯問題影響較小，可把物體看作質(zhì)點．3．抱負(fù)化模型：在物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽視次要因素，建立抱負(fù)化的物理模型，并將其作為爭辯對象，是經(jīng)常接受的一種科學(xué)爭辯方法．質(zhì)點這一抱負(fù)化模型就是這種方法的具體應(yīng)用．4.重點點撥：對質(zhì)點模型的理解（1）不能簡潔地認(rèn)為很小的物體就可以看作質(zhì)點，很大的物體就不能看作質(zhì)點.如地球雖然很大，但在爭辯地球繞太陽的公轉(zhuǎn)時，地球的大小相對于太陽與地球的間距可以忽視，故可將地球視為質(zhì)點；乒乓球雖小，在爭辯它的旋轉(zhuǎn)對運動的影響時，卻不能將它看成質(zhì)點.（2）同一物體有時能被看作質(zhì)點，有時不能被看作質(zhì)點，能否將物體看作質(zhì)點，關(guān)鍵是看其本身的大小和外形對所爭辯的問題有無影響或影響是否可忽視不計.如跳水競賽時，假如我們要記錄運動員在空中的運動時間，可將運動員視為質(zhì)點，假如要觀看運動員的動作是否規(guī)范，則不能將運動員視為質(zhì)點.（3）不能說平動的物體肯定能看作質(zhì)點，而轉(zhuǎn)動的物體肯定不能看作質(zhì)點.如爭辯列車過橋經(jīng)受的時間時，通常不能把平動的列車視為質(zhì)點；花樣滑冰運動員在滑冰時有很多轉(zhuǎn)動的動作，但在爭辯運動員在冰面上所走的軌跡時，就可以把運動員看作質(zhì)點.【例題1】(2022·浙江1月選考)下列說法正確的是（）A.爭辯甲圖中排球運動員扣球動作時，排球可以看成質(zhì)點B.爭辯乙圖中乒乓球運動員的發(fā)球技術(shù)時，乒乓球不能看成質(zhì)點C.爭辯丙圖中羽毛球運動員回?fù)粲鹈騽幼鲿r，羽毛球大小可以忽視D.爭辯丁圖中體操運動員的平衡木動作時，運動員身體各部分的速度可視為相同【答案】B【解析】爭辯甲圖中排球運動員扣球動作時，排球的外形和大小不能忽視，故不行以看成質(zhì)點，故A錯誤；爭辯乙圖中乒乓球運動員的發(fā)球技術(shù)時，要考慮乒乓球的大小和外形，則乒乓球不能看成質(zhì)點，故B正確；爭辯丙圖中羽毛球運動員回?fù)粲鹈騽幼鲿r，羽毛球大小不行以忽視，故C錯誤；爭辯丁圖中體操運動員的平衡木動作時，運動員身體各部分有轉(zhuǎn)動和平動，各部分的速度不行以視為相同，故D錯誤；故選B【例題2】在北京冬奧會競賽項目中，下列說法正確的是（）A．爭辯圖甲中冰壺運動員的推壺技術(shù)時，冰壺可以看成質(zhì)點B．爭辯圖乙中自由滑雪運動員的落地動作時，運動員可以看成質(zhì)點C．爭辯圖丙中短道速滑1000米的運動軌跡時，運動員可以看成質(zhì)點D．爭辯圖丁中花樣滑冰雙人滑旋轉(zhuǎn)時，女運動員身體各部分的速度可視為相同【答案】C【解析】在爭辯冰壺運動員的推壺技術(shù)時，需要留意與冰壺的接觸位置，冰壺的大小和外形不行忽視，不行看成質(zhì)點，A錯誤；在爭辯自由滑雪運動員的落地動作時，運動員的外形不行忽視，不能看成質(zhì)點，B錯誤；短道速滑1000米的運動軌跡時，運動員可以看成質(zhì)點，C正確；花樣滑冰雙人滑旋轉(zhuǎn)時，女運動員身體各部分的運動狀態(tài)不同，速度不行視為相同，D錯誤。故選C?！纠}3】如圖所示，下列幾種狀況下的物體，哪些可將物體當(dāng)作質(zhì)點來處理()A．甲：爭辯正在吊起貨物的起重機的運動時B．乙：爭辯正在旋轉(zhuǎn)的硬幣的運動時C．丙：爭辯太空中宇宙飛船的位置時D．丁：爭辯轉(zhuǎn)動的門的運動時【答案】C【解析】思路引導(dǎo)：eq\x(\a\al(爭辯對象和,爭辯問題))→eq\x(\a\al(外形和大小對,問題有無影響))→eq\x(\a\al(確定能否,看成質(zhì)點))A、B、D選項中的爭辯對象的大小、外形忽視后，起重機、硬幣、門的運動將無法爭辯，故A、B、D選項中的爭辯對象不能被當(dāng)作質(zhì)點；C選項中宇宙飛船的大小、外形忽視后，對于確定宇宙飛船的位置無影響，故C項中的宇宙飛船可以被當(dāng)作質(zhì)點?！緦c訓(xùn)練1】下列體育運動中，可將運動員視為質(zhì)點的是（）A．跳板跳水 B．撐桿跳C．長跑競賽 D．羽毛球接球【答案】C【解析】A．跳水競賽中要考慮運動員的動作，故不能簡化為質(zhì)點，故A錯誤；B．撐桿跳高競賽中假如爭辯運動員轉(zhuǎn)身狀況，運動員的外形不能忽視，所以不能看成質(zhì)點，故B錯誤；C．長跑競賽中運動員的大小和體積可以忽視不計，可以簡化為質(zhì)點，故C正確；D．在羽毛球接球時，不能忽視運動員的外形、大小，故不能看成質(zhì)點，故D錯誤?！緦c訓(xùn)練2】在考察下列運動員的競賽成果時，運動員可以視為質(zhì)點的是（）馬拉松B．跳水C．體操D．擊劍【答案】A【解析】A．運動員的大小和馬拉松的距離比較，運動員的大小可以忽視，馬拉松競賽不看動作、姿勢，誰先到達終點誰獲得成功，運動員可以視為質(zhì)點，A正確；B．跳水競賽要看動作、姿勢，運動員不能視為質(zhì)點，B錯誤；C．體操競賽要看動作、姿勢，運動員不能視為質(zhì)點，C錯誤；D．擊劍競賽要看動作、姿勢，運動員不能視為質(zhì)點，D錯誤。故選A?！締栴}探究2】參考系1.運動與靜止的關(guān)系（1）運動的確定性：自然界中一切物體都處于永恒的運動中，確定靜止的物體是不存在的。（2）運動的相對性：描述某個物體的位置隨時間的變化，總是相對于其他物體而言的。2.參考系（1）定義：要描述一個物體的運動，首先要選定某個其他物體作為參考，觀看物體的位置相對于這個"其他物體"是否隨時間變化，以及怎樣變化.這種用來作為參考的物體叫作參考系。（2）選取原則：①參考系的選取一般由爭辯對象和爭辯對象所在的系統(tǒng)打算.例如爭辯火車上物體的運動時，一般選取火車做參考系；爭辯地面上物體的運動時，常選取地面或相對于地面靜止的物體做參考系.②參考系的選取是任意的，但在實際問題中，參考系的選取應(yīng)以爭辯問題便利、對運動的描述盡可能簡潔為基本原則.（3）四個特性相對性用來做參考系的物體都是假定不動的，被爭辯的物體是運動的還是靜止的，都是相對于參考系而言的.任意性參考系的選擇具有任意性，但應(yīng)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(yīng)當(dāng)選擇同一參考系.差異性同一運動選擇不同的參考系，觀看結(jié)果可能不同.【例題4】釣魚島群島自古以來就是中國領(lǐng)土，其四周海疆是漁民祖祖輩輩傳統(tǒng)的謀生漁場。如圖，中國海監(jiān)46船(甲)和中國海監(jiān)49船(乙)，在釣魚島領(lǐng)海內(nèi)開展例行維權(quán)巡航。甲、乙兩船并排行駛，甲船上的船員觀察釣魚島向東移，乙船內(nèi)的船員發(fā)覺甲船沒有動。假如以釣魚島為參照物，上述事實說明()甲船向西運動，乙船不動B．乙船向西運動，甲船不動C．甲船向西運動，乙船向東運動D．甲、乙兩船以相等的速度都向西運動【答案】D【解析】甲船上的船員觀察釣魚島向東移，以釣魚島為參照物，甲船向西運動，乙船內(nèi)的船員發(fā)覺甲船沒有動。甲、乙兩船的速度大小、行駛的方向應(yīng)當(dāng)是一樣的，即甲、乙兩船以相等的速度都向西運動。故D正確?！纠}5】觀看圖中屋頂?shù)拇稛熀托〖t頭發(fā)的飄動方向，可知風(fēng)與小紅的運動狀況，其中正確的是()A．風(fēng)是向左吹的，小紅向左運動的速度比風(fēng)的小B．風(fēng)是向左吹的，小紅向左運動的速度比風(fēng)的大C．風(fēng)是向右吹的，小紅是向左運動的D．風(fēng)是向左吹的，小紅是向右運動的【答案】B【解析】思路引導(dǎo)：eq\x(\a\al(選地面為,參考系))→eq\x(\a\al(確定,風(fēng)向))→eq\x(\a\al(觀看小紅頭發(fā),的飄動方向))→eq\x(\a\al(判定小紅的,運動狀況))解析：選地面為參考系，由屋頂?shù)拇稛煼较蚩芍L(fēng)向左吹。由于小紅的頭發(fā)向右飄，所以小紅肯定向左運動且速度比風(fēng)速大，故選項B正確?！緦c訓(xùn)練3】2021年7月1日慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年慶典在北京天安門廣場進行。在慶典中出動71架飛機，其中殲20組成三個編隊，每個編隊5架，其中一個編隊以穩(wěn)定的隊形飛越天安門廣場的畫面如圖所示。關(guān)于飛機的運動狀況，下列說法中正確的是（

）A．編隊中的任何一架殲20都不能被選為參考系B．選地面為參考系，編隊中的殲20是運動的C．選地面為參考系，編隊中的殲20是靜止的D．選編隊中某一架殲20為參考系，則編隊中其它殲20是運動的【答案】B【解析】A．參考系的選擇是任意的，則編隊中的任何一架殲20都能被選為參考系，選項A錯誤；BC．選地面為參考系，編隊中的殲20是運動的，選項B正確，C錯誤；D.選編隊中某一架殲20為參考系，則編隊中其它殲20相對參考系的位置是不變的，則是靜止的，選項D錯誤。故選B?！緦c訓(xùn)練4】如圖是體育攝影中“平行追拍法”的成功之作，攝影師眼中清楚的滑板運動員是靜止的，而模糊的背景是運動的，攝影師用自己的方式表達了運動的美。請問攝影師選擇的參考系是()A．大地B．太陽C．自己D．步行的人【答案】C【解析】追拍時攝影師和滑板運動員以相同的速度運動，故以攝影師為參考系，滑板運動員是靜止的，故拍攝的滑板運動員是清楚的，但由于背景相對于攝影師是運動的，所以拍攝的背景是模糊的，故攝影師選擇的參考系是自己，C正確。004體系構(gòu)建005記憶清單1.對物體可以看成質(zhì)點的條件的兩點理解(1)物體的大小和外形對所爭辯的問題無影響，或者有影響但可以忽視不計時，則可將物體看成質(zhì)點。(2)當(dāng)物體上各部分的運動狀況完全相同時，物體上任何一點的運動狀況都能反映該物體的運動，一般可以將該物體看成質(zhì)點，但不肯定總是能看成質(zhì)點。2.推斷物體能否看成質(zhì)點的思路(1)確定問題的性質(zhì)，即爭辯目的、觀看的重點是什么。(2)假設(shè)物體的外形、大小被忽視，成了一個有質(zhì)量的“點”。(3)思考所要爭辯的問題，若把物體看成質(zhì)點，則看所進行的爭辯是否受影響。若受影響，物體不能看成質(zhì)點；若不受影響，物體能看成質(zhì)點。例如：3.推斷參考系的兩種方法(1)靜物法：明確在觀看到的現(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。(2)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描述中的結(jié)果全都。若全都，該物體可能就是參考系。00601強化訓(xùn)練1．2019年12月17日，我國第一艘國產(chǎn)航母“山東艦”在海南三亞某軍港交付海軍，我國從今正式進入“雙航母”時代?！皻?15”戰(zhàn)斗機在“山東艦”上進行了大量的起降訓(xùn)練活動。下列說法正確的是()A．戰(zhàn)斗機飛行員可以把正在甲板上用手勢指揮的調(diào)度員看成是一個質(zhì)點B．在戰(zhàn)斗機飛行訓(xùn)練中，爭辯戰(zhàn)斗機的空中翻滾動作時，可以把戰(zhàn)斗機看成質(zhì)點C．爭辯“山東艦”航母在大海中運動軌跡時，可以把航母看成質(zhì)點D．由于“山東艦”航母“高大威猛”，故任何狀況下都不能看成質(zhì)點【答案】C【解析】正在甲板上用手勢指揮的調(diào)度員的動作不能忽視，不能看成質(zhì)點，故A錯誤；爭辯戰(zhàn)斗機的空中翻滾動作時，不行以將戰(zhàn)斗機看成質(zhì)點，否則沒法爭辯動作了，故B錯誤；當(dāng)物體的外形、大小對所爭辯的問題沒有影響時，我們就可以把它看成質(zhì)點，所以“山東艦”航母在某些狀況下是可以看成質(zhì)點的，如爭辯“山東艦”航母在大海中運動軌跡時，可以把航母看成質(zhì)點，故C正確，D錯誤。2.“嫦娥三號”月球探測器成功完成月面軟著陸，且著陸器與巡察器(“玉兔號”月球車)成功分別，這標(biāo)志著我國的航天事業(yè)又一次騰飛，下面有關(guān)“嫦娥三號”的說法正確的是()A．“嫦娥三號”剛剛升空的時候速度很小，是以月球為參考系B．爭辯“玉兔號”月球車在月球表面運動的姿勢時，可以將其看成質(zhì)點C．爭辯“嫦娥三號”飛往月球的運行軌道時，可以將其看成質(zhì)點D．“玉兔號”月球車靜止在月球表面時，其相對于地球也是靜止的【答案】C【解析】“嫦娥三號”在剛剛升空的時候速度很小，是以地面為參考系，故選項A錯誤；爭辯“玉兔號”月球車在月球表面運動的姿勢時，不能忽視“玉兔號”月球車的大小和外形，不能看成質(zhì)點，故選項B錯誤；爭辯“嫦娥三號”飛往月球的運行軌道時，可以忽視“嫦娥三號”的大小和外形，可以看成質(zhì)點，故選項C正確；“玉兔號”月球車靜止在月球表面時，相對月球是靜止的，相對地球是運動的，故選項D錯誤．3．2022年2月4日，第24屆冬季奧林匹克運動會在北京國家體育場“鳥巢”開幕。如圖所示為冬奧會中的四個競賽項目，下列爭辯的問題中可把運動員視為質(zhì)點的是（）爭辯U型池技巧運動員的空中轉(zhuǎn)體 B．爭辯花樣滑冰運動員的藝術(shù)表現(xiàn)C．爭辯短道速滑運動員的入彎道技術(shù) D．爭辯雪橇運動員的運動快慢【答案】D【解析】A．爭辯U型池技巧運動員的空中轉(zhuǎn)體，運動員的大小、外形不能忽視不計，運動員不能看成質(zhì)點，A錯誤；B.爭辯花樣滑冰運動員的藝術(shù)表現(xiàn)，運動員的大小、外形不能忽視不計，運動員不能看成質(zhì)點，B錯誤；C.爭辯短道速滑運動員的入彎道技術(shù)，運動員的大小、外形不能忽視不計，運動員不能看成質(zhì)點，C錯誤；D．爭辯雪橇運動員的運動快慢，運動員的大小、外形可以忽視不計，運動員可以看成質(zhì)點，D正確。故選D。4.下列關(guān)于女排競賽中的爭辯對象，可以視為質(zhì)點的是()A．爭辯女排競賽中選手扣球的動作時B．確定運動員在球場上的位置時C．爭辯運動員競賽中發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球時D．確定落在邊線處排球是否為界內(nèi)時【答案】B【解析】爭辯女排競賽中選手扣球動作時，運動員的外形對爭辯結(jié)果有較大影響，因此運動員不行視為質(zhì)點，但爭辯運動員在球場上的位置時可將運動員視為質(zhì)點，A錯誤，B正確；在爭辯發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球和排球落點是否在邊線界內(nèi)時球的大小對爭辯結(jié)果的影響不行忽視，因此，不能視為質(zhì)點，C、D均錯誤。5.(2021·浙江6月選考)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．爭辯甲圖中貓在地板上行走的速度時，貓可視為質(zhì)點B．爭辯乙圖中水珠外形形成的緣由時，旋轉(zhuǎn)球可視為質(zhì)點C．爭辯丙圖中飛行鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒可視為質(zhì)點D．爭辯丁圖中馬術(shù)運動員和馬能否跨越障礙物時，馬可視為質(zhì)點【答案】A【解析】爭辯貓行走的速度時，貓的大小可忽視不計，可將貓看作質(zhì)點，A正確；爭辯水珠外形形成的緣由時，旋轉(zhuǎn)球的大小和外形不能忽視，旋轉(zhuǎn)球不能看作質(zhì)點，B錯誤；爭辯鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒的大小不能忽視，不能將鳥兒看作質(zhì)點，C錯誤；爭辯馬術(shù)運動員和馬能否跨越障礙物時，馬的大小不能忽視，不能把馬看作質(zhì)點，D錯誤。6.(2021·浙江1月選考)2020年11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10909m。“奮斗者”號照片如圖所示，下列狀況中“奮斗者”號肯定可視為質(zhì)點的是()估算下降總時間時B．用推動器使其轉(zhuǎn)彎時C．在海溝中穿越窄縫時D．科學(xué)家在其艙內(nèi)進行試驗時【答案】A【解析】估算潛水器下降的總時間時，潛水器的大小和外形相對運動的軌跡可以忽視，可以視為質(zhì)點，A正確；用推動器使其轉(zhuǎn)彎時和科學(xué)家在其艙內(nèi)進行試驗時，都不能忽視潛水器本身的大小，不行視為質(zhì)點，B、D錯誤；在海溝中穿越窄縫時，潛水器的大小和外形相對窄縫尺寸不行以忽視，不行視為質(zhì)點，C錯誤。7.(多選)在摩托艇競賽中，兩艘摩托艇都向南行駛，前面的摩托艇比后面的摩托艇快。下列說法正確