高中物理人教版(2019)必修1: 1.1 质点 参考系 学案

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名称 高中物理人教版(2019)必修1: 1.1 质点 参考系 学案
格式 docx
文件大小 147.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-08-16 18:45:12

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文档简介

【标题】第一章 运动的描述
第一节 质点 参考系
课标要点 核心素养
1.理解质点的概念,知道质点是一种理想化的物理模型,具有建构模型的意识. 2.掌握把物体看作质点的条件,能将特定实际情境中的物体抽象成质点. 3.理解参考系的概念,知道对于不同的参考系,运动的描述可能是不同的. 1.体会把实物看作质点中蕴含的重要的思想方法.(物理观念) 2.体会物理模型在探索自然规律中的作用(综合思维) 3.建立质点模型的目的是要通过这一过程渗透和培养学生科学探究的思维方法.(科学探究)
预习新知 自主学习
一、物体和质点
1.定义:在某些情况下,可忽略物体的大小和形状,把它简化为一个有质量的点,这样的点叫作质点.
2.质点是一个理想化的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化,是经常采用的科学研究方法.
3.物体可看作质点的条件
(1)物体的大小和形状可以忽略;
(2)物体上任意一点的运动可以代替整个物体的运动.
(1)一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的. (2)同一个物体,由于所要研究的问题不同,有时可以看成质点,有时不能看成质点.
二、参考系
1.运动与静止的关系
(1)自然界中一切物体都处于永恒的运动中,即运动的绝对性;
(2)描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性.
2.参考系定义:在描述一个物体的运动时,选来作为参考的物体,叫做参考系.
3.选择不同的参考系来观察同一个运动,得到的结果会不同.如行驶的汽车,若以路旁的树为参考系,车是运动的;若以车中的人为参考系,则车就是静止的.
4.参考系的选择:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系时要考虑研究问题的方便,使之对运动的描述尽可能的简单.在不说明参考系的情况下,通常应认为是以地面为参考系的.
(1)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对于哪个参考系而言的. (2)无论物体原来的运动状态如何,一旦这个物体被选为参考系,就认为它是静止的.
探究知识 提升素养
知识点1 物体和质点
兴趣探究
在乒乓球比赛中,如果要研究乒乓球的运动轨迹,此时乒乓球能否被看作质点?如果要研究上旋球或下旋球对接球的影响时,此时乒乓球能否被看作质点?请你试着说出理由.
  【答案】研究乒乓球的运动轨迹时,乒乓球的大小和形状可以忽略,因此可以看作质点;但是研究乒乓球的旋转时,大小和形状就不能忽略,所以不能看作质点.
知识归纳
1.质点的特点
(1)质点没有形状、大小、体积而具有物体的全部质量.
(2)质点是一种理想化的物理模型,在现实生活中不存在.
2.实际物体可以抽象为质点的条件
(1)物体的大小和形状对研究问题的影响很小,可以忽略时.
(2)物体上的各点运动情况都相同时(物体做平动时),研究它上面某一点运动规律就可以代替整体运动情况,这种情况下物体可当质点处理.
(3)转动的物体不研究它的转动时,也可以看成质点.
考向例题
考向一 物体可看成质点的条件判断
【例1】 Science刊登的一篇报道,研究人员发现在蚂蚁体内似乎存在一种“计步器”,将蚂蚁腿加长后,蚂蚁会“过家门而不入”,而“截肢”后的蚂蚁还没有到家就开始寻找巢穴,下列说法正确的是 (  )
A.蚂蚁很小,一定可以看做质点
B.研究蚂蚁走过的轨迹,可以把蚂蚁看做质点
C.研究蚂蚁的走路姿态,可以把蚂蚁看做质点
D.小蚂蚁可以看作质点,大蚂蚁不能看作质点
【解析】蚂蚁很小,但研究蚂蚁的爬行动作、走路姿态时,蚂蚁的大小与形状不能忽略不计,不能看成质点,故A错误,C错误;研究蚂蚁走过的轨迹时,蚂蚁的大小与形状可以忽略不计,能看成质点,故B正确;由以上的分析可知,蚂蚁是否可以看作质点,与研究的问题有关,与蚂蚁的大小关系不大,故D错误.
【答案】B
方法总结:解决本题要正确理解质点的概念:质点是只计质量、不计大小和形状的一个点,是实际物体在一定条件下的科学抽象,能否看成质点与物体本身无关,而要看所研究问题的性质,看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略.
即时巩固
1.如图所示,四轮马达纳米车是用纳米技术制造的一种新型药物输送系统,它可在血管中穿行而不会受到人体免疫系统的攻击,下列情况中可以把纳米车看做质点的是 (  )
A.研究纳米车的组成时
B.研究纳米车马达的工作时
C.研究纳米车如何治疗疾病时
D.研究纳米车运动的较长距离时
【解析】研究纳米车的组成时,涉及纳米车的形状与大小,所以不可以将纳米车看做质点,故A错误;研究纳米车马达的工作时,马达是纳米车的一部分,纳米车的形状不能忽略,不能看做质点,故B项错误;研究纳米车如何治疗疾病时,要考虑纳米车的动作,不能用一个点代替,故C错误;研究纳米车运动的距离时,纳米车的形状能忽略,能看做质点,故D正确.
【答案】D
知识点2 对参考系的理解及应用
兴趣探究
站在运动的电梯里的人和电梯外的人,同时观察电梯内的物体,其对运动与静止的观察结果为什么是不同的?在电梯中研究观察景物的运动情况,必须以电梯或地面为参考系吗?参考系的选取原则是怎样的?
【答案】站在运动的电梯里的人是取电梯为参考系,物体是静止的;电梯外的人是取地面为参考系,物体是运动的.在电梯中研究观察景物的运动情况,不是必须以电梯或地面为参考系,参考系的选取是任意的,但应该以使所研究问题简单为原则.
知识归纳
1.参考系的选取原则:
描述一个物体的运动时,参考系可以任意选择.但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则.例如,描述地面上物体的运动时,通常选地面或相对于地面静止不动的其他物体作为参考系.在没有特别说明时,通常以地面为参考系.
2.参考系的四个性质:
(1)标准性:被选为参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言的.
(2)差异性:对于同一个物体,选择不同的参考系,观察结果一般不同.
(3)统一性:比较多个物体的运动情况时应选择同一个参考系.
(4)任意性:除自身外,任何物体都可以作为参考系.
考向例题
考向一 参考系的选取与应用
【例2】 (多选)我们描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系,下列说法正确的是 (  )
A.我们说:“太阳东升西落”,是以地球为参考系的
B.我们说:“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的
C.我们说:“同步卫星在高空静止不动”,是以太阳为参考系的
D.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,乘客是以火车为参考系的
【解析】“太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言的,是以地球为参考系的,所以选项A正确;“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的,所以选项B错误;“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的,是以地球为参考系的,所以选项C错误;火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,是以火车或他自己为参考系的,所以选项D正确.
【答案】AD
方法总结:参考系,是指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系;参考系的选取是任意的,如何选择参照系,必须从具体情况来考虑,一般情况下我们以地面或地面上的物体作为参考系.
即时巩固
2.公路上一辆卡车紧急刹车,由于惯性,卡车的货物相对车厢向前滑行了15 mm,为了测出这个滑行距离,我们选择的最合理的参考系应该是 (  )
A.树木  B.卡车  C.行人  D.公路
【解析】滑行了15mm是相对于卡车车厢,测这个滑行距离,选卡车为参考系最为方便,B正确.
【答案】B
考向二 运动的相对性
【例3】 火车上的乘客往往会发现这样的现象:对面的火车缓缓起动了,过了一会儿发现原来是自己乘坐的火车离开了站台,对面的火车并没有动.乘客认为“对面火车起动”和“自己乘坐的火车离开站台”所选取的参考系分别为 (  )
A.站台、对面火车
B.对面火车、自己乘坐的火车
C.站台、站台
D.自己乘坐的火车、站台
【解析】此类现象在我们的日常生活中随处可见,关键是参考系的选取不同造成的,乘客出站时,看到对方火车运动,实际上是以自身为参考系造成的,当等到站台出现,发现自己乘坐的火车开动了,这是由于乘客以站台为参考系造成的,故A、B、C错误,D正确.
【答案】D
方法总结:本题考查对运动相对性的理解,选取的参考系不同,对同一物体运动的描述往往不同.
即时巩固
3.在电视连续剧《西游记》中,常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头,这通常是采用“背景拍摄法”:让“孙悟空”站在平台上,做着飞行的动作,在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云,同时加上烟雾效果;摄影师把人物的动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头.放映时,观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”.这时,观众所选的参考系是 (  )
A.孙悟空 B.平台
C.飘动的白云 D.镜头
【解析】“背景拍摄法”实际是利用了相对运动的原理,拍摄时“孙悟空”不动,“白云”向后移动;而放映时,观众以“白云”为参考系,认为其“静止”,就会感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”,故C选项正确.
【答案】C
基础性达标作业
1.下列关于质点的说法,正确的是 (  )
A.体积很小的物体都可看成质点
B.质量很小的物体都可看成质点
C.物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小,可以忽略不计时,我们就可以把物体看成质点
D.只有低速运动的物体才可看成质点,高速运动的物体不可看成质点
【解析】质量很小或体积很小的物体它的体积不一定能够忽略,不一定能看成质点,如原子的质量很小,在研究原子内部结构的时候是不能看成质点,故A、B错误;物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小,可以忽略不计时,我们就可以把物体看成质点,故C正确;物体能否看作质点,要看所研究问题的性质,看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略.故D错误.
【答案】C
2.(多选)下列情况中的运动物体,不能被看成质点的是 (  )
A.研究飞往火星宇宙飞船的最佳运行轨道
B.计算从北京开往上海的一列火车的运行时间
C.调整人造卫星的姿态,使卫星的照相窗口对准地面
D.研究各大行星绕太阳公转的周期
【解析】研究飞往火星宇宙飞船的最佳运行轨道时,飞船的形状对于轨道没有影响,可以忽略,能看成质点,故A不符合题意;计算从北京开往上海的一列火车的运行时间,火车的大小和形状可以忽略,能看成质点,故B不符合题意;调整人造卫星的姿态,卫星的形状和大小为研究的问题不可以忽略,不能看成质点,故C符合题意;研究各大行星绕太阳公转的周期时,行星的大小相对于运动的轨迹可以忽略不计,能看成质点,故D不符合题意.
【答案】C
3.帆船即利用风力前进的船.帆船起源于荷兰,古代的荷兰,地势很低,所以开凿了很多运河,人们普遍使用小帆船运输或捕鱼,到了13世纪,威尼斯开始定期举行帆船运动比赛,当时比赛船只没有统一的规格和级别.1900年第2届奥运会将帆船运动开始列为比赛项目;帆船前进时,船员感觉岸上的树木向后运动,他所选择的参考系是 (  )
A.河水  B.河岸  C.帆船  D.天空
【解析】帆船前进时,船员感觉岸上的树木向后运动,说明船员选择的是其自身所在的帆船,因为相
对帆船,树木向后运动;而相对于河岸和天空,树木均是静止的;由于河水的运动方向未知,不一定与船的方向相同,故C正确,ABD错误.
【答案】C
4.某校高一的新同学分别乘两辆汽车去参加社会实践活动,两辆汽车在平直公路上运动,甲车内一同学看见乙车没有运动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动.如果以地面为参考系,那么,上述观察说明 (  )
A.甲、乙两车以相同的速度都向西运动
B.乙车不动,甲车向东运动
C.甲车向西运动,乙车向东运动
D.甲、乙两车以相同的速度都向东运动
【解析】因为甲车看乙车没有动,则甲和乙的运动情况一致,而乙车的人看到路旁的树木向西运动,说明乙车相对路旁的树木向东运动,则如果以大地为参考系则乙向东运动,因为甲车和乙车运动状态一致,故甲、乙两车以相同的速度向东运动.故D正确.
【答案】D
5.在无风状态下雨滴是竖直下落的,试想,坐在匀速前进的列车中的乘客感觉雨滴沿什么方向下落?
【答案】乘客是以列车为参考系看雨滴运动的,雨滴在下落的同时还相对列车向后运动,故乘客看到的雨滴是倾斜落向后下方.
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