(共10张PPT)
1.定义:在某些情况下,可以忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有质量的点,这样的点
叫作质点。
2.物体可看成质点的条件
(1)物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计。
(2)物体上各点的运动情况完全相同,物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动。
1 质点 参考系
必备知识 清单破
知识点 1 质点
1.运动的相对性
在描述某个物体的位置随时间的变化时,总是相对于其他物体而言的,这就是运动的相
对性。
2.参考系
要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这
个“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。
3.参考系的选择
(1)参考系可以任意选择,以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。如在研究地面上
物体的运动时,通常以地面或相对地面静止的物体为参考系。
(2)比较不同物体的运动或同一物体在不同阶段的运动情况时,应选择同一参考系。
知识点 2 参考系
知识辨析
1.地球很大,乒乓球很小,是不是地球一定不能看成质点,而乒乓球一定能看成质点
不一定。一个物体能否看成质点,是由所要研究的问题决定的,与物体本身的大小和形
状无关。在研究地球的公转时,地球可看成质点,而研究地球的自转时,地球不能看成质点;在研究乒乓球的轨迹时,乒乓球可看成质点,而研究其旋转情况时不能看成质点。
2.是否平动的物体都能看作质点,而转动的物体都不能看作质点
不是。如研究列车过桥经历的时间时,不能把平动的列车视为质点;花样滑冰运动员在
冰面上有很多转动动作,但在研究运动员在冰面上的运动轨迹时,可以把运动员看作质点。
提示
提示
3.要描述物体的运动,为什么要先选择参考系
描述物体的运动,首先要确定物体的位置,同一物体相对于不同的物体(参考系)位置的
描述一般不同,因此对运动的描述不同。故不选择参考系,无法具体描述物体的运动。
4.“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”所描述的运动各是以什么为参考系的
“坐地日行八万里”意思是人坐在地上不动一天也会随地球绕地心转动八万里(地球赤道长约四万公里),是以地心为参考系的;“巡天遥看一千河”是指人在随地球绕太阳公转的过
程中,巡视宇宙中的万千星河,是以太阳为参考系的。
提示
提示
关键能力 定点破
定点 1 对物体可看成质点的条件的理解
1.判断物体能否看成质点的原则
一个物体能否看成质点,关键看其大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略不计,
这由所研究问题的性质决定,跟物体自身的大小、形状以及运动快慢没有必然关系,要具体
问题具体分析,同一物体在不同研究情景中有时可以看成质点,有时不能看成质点。例如,当
讨论列车从北京到上海所用的时间时,可以将列车看成质点;而讨论列车经过某一路标所用
时间时,就不能将列车看成质点了。
2.当物体上各部分的运动情况都相同时,物体上任何一点的运动
情况都能反映物体的运动情况,物体通常可以看成质点。如研究
沿直线匀速滑动的物块的速度时(图甲),可将物块看成质点。但
研究匀速转动的扇叶上不同点的速度大小和方向时(图乙),转动的风扇叶片不能看成质点。
3.物体整体在运动,组成物体的各部分的其他运动可以忽略时,可把物体看成质点。例如,研
究地球绕太阳公转时,地球上不同部分的运动不必考虑,可将地球看成质点。研究地球自转
时,就不能将地球看成质点了,因为地球不同部位自转的速度、轨迹都是不一样的。
定点 2 巧选参考系,妙解运动题
研究物体运动的时候必须选择参考系。在一般情况下,我们多选取地面或相对于地面静
止的物体作为参考系,但有时为了研究问题的方便,也可选取相对于地面运动的物体作为参
考系。解题中若参考系选得好,就能简化思维过程,帮助我们快速解决问题。
参考系的选取与应用包含两类问题:一类是观察运动现象,判断参考系;另一类是选取参
考系,判断物体运动还是静止。
对于第一类问题,判断参考系时,常采用假设法,即假设以某物体为参考系,看对其他物体
运动的描述是否与观察到的结果一致,若一致,该物体可能就是参考系。
对于第二类问题,判断物体的运动状态,一般步骤是:
①确定研究对象;
②根据题意选取参考系;
③分析被研究的物体相对于参考系有没有位置的变化。
典例 船夫划船在平直的河流中逆水航行【1】,经过桥下时,他的草帽落于水中顺流而下【2】,0.5
h后他才发觉,立即掉转船头追赶【3】,结果在桥下游距桥6 km处追上草帽。不考虑掉转船头的
时间,且水流速度及划船速度大小恒定,则水流速度的大小为多少 (假设船与草帽的运动在同
一直线上)
信息提取 【1】船相对于河岸的速度等于船的静水速度(水不流动时由于人划船使船运动
的速度)与河水流速之差。
【2】草帽相对于河岸的速度等于河水流速。
【3】船相对于河岸的速度等于船的静水速度与河水流速之和。
思路点拨 (1)若以河岸为参考系,船同时参与了两个运动,一是假设人不划船时船随着水流
的运动,二是假设水不流动时由于人划船船的运动。
(2)若以顺流而下的草帽为参考系,这时船的速度等于由于人划船使船运动的速度(船的静水
速度)【4】。
(3)不考虑掉转船头的时间,则船的运动时间与草帽顺流而下所用的时间相等【5】。
解析 解法一:以河岸为参考系,设船的静水速度大小为v1,水流速度大小为v2,则船在河中逆
水航行时的速度大小为v1-v2(由【1】得到),掉转船头后在水中顺流而下的速度大小为v1+v2
(由【3】得到),草帽运动的速度大小为v2(由【2】得到)。设船逆水航行的时间为t1,t1=0.5 h,
顺水航行的时间为t0,则草帽运动的时间为t1+t0(由【5】得到)。则船逆水所走的路程s1、顺水
所走的路程s2及草帽通过的路程Δs的关系如图:
可知s2=s1+Δs,其中Δs=6 km
可解得t0=t1=0.5 h
故水流速度大小v2= = =6 km/h
解法二:以草帽为参考系,草帽随水漂流,相对于水静止,和水具有相同的速度,这时船的速度等
于由于人的划动使船运动的速度,所以船相对于草帽的速度大小是不变的(由【4】得到);船
相对于草帽往返距离相等,所以船从桥处逆水而上的时间与它顺水而下追草帽的时间相等,
为0.5 h,故草帽顺水漂流的时间为0.5 h+0.5 h=1 h。
在1 h内,草帽顺水漂流的位移为6 km,所以水流的速度大小应为v= =6 km/h。
答案 6 km/h第一章 运动的描述
1 质点 参考系
基础过关练
题组一 质点
1.(多选)关于“理想化模型”和“质点”的说法中正确的是( )
A.在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法
B.“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在
C.“质点”是实际物体的一种“简化”,忽略了物体的大小和形状,是实际存在的
D.在苹果园摘苹果,找成熟的大的苹果,可将苹果视为质点
2.“现代五项(Modern Pentathlon)”是由马术、击剑、射击、游泳及跑步5个单独的运动项目组成的一种综合性比赛项目。下列说法正确的是( )
A.在研究马跨栏动作时,可以将马看作质点
B.在击剑比赛中可以将运动员视为质点
C.教练在指导游泳运动员划水动作时,不能将运动员看作质点
D.跑步比赛中,终点采用传感器计时,运动员过终点线时可以看作质点
3.北京时间2022年9月1日19时09分,中国空间站上的“神舟十四号”乘组航天员陈冬和刘洋成功出舱,如图所示。下列过程中,能把研究对象看作质点的是( )
A.航天员出舱,研究航天员在太空行走的姿态
B.“神舟十四号”载人飞船与“天和”核心舱快速对接的过程
C.研究“神舟十四号”载人飞船绕地球一圈的时间
D.利用机械臂抬升、旋转全景相机的工作过程
题组二 参考系
4.如图所示,载人火箭的顶端部分装有发射逃生系统,称为逃逸塔,逃逸塔内部包含航天员乘坐的返回舱。在发射过程中,如果一切正常,逃逸塔不工作,随运载火箭一起升空;如果遇到突发情况,逃逸塔就会自动点火,在短时间内脱离运载火箭,从而达到保护航天员的目的。根据上述信息,下列说法正确的是 ( )
A.火箭正常发射时,逃逸塔相对运载火箭是运动的
B.火箭正常发射时,航天员相对运载火箭是运动的
C.若火箭发射时遇突发情况,逃逸塔将与运载火箭发生相对运动
D.若火箭发射时遇突发情况,航天员与运载火箭始终相对静止
5.中国当代古典诗词专家叶嘉莹先生说:诗,让我们的心灵不死!同学们通过诵读经典,可从古人的智慧和情怀中汲取营养,涵养心灵。关于下列诗词描述的情景,其中说法正确的是 ( )
A.“一江春水向东流”是以水为参考系,描述江岸的运动情况
B.“人从桥上过,桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系可能是河岸
C.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”中的“青山相对出”选择的参考系可能是孤帆
D.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,诗中描述的是山的运动情况
6.(经典)中国高铁技术世界一流,如图所示,几枚硬币立于正在高速行驶的列车窗台上,请判断以下描述正确的是( )
A.以车窗为参考系,硬币是运动的
B.以铁轨为参考系,硬币是静止的
C.以列车上的座椅为参考系,硬币是静止的
D.以在列车上行走的乘务员为参考系,硬币是静止的
7.一叶落而知深秋,“时节序鳞次,古今同雁行。甘英穷西海,四万到洛阳。”雁阵在天空中行进时,一般都是排成“人”字阵或“一”字斜阵,如图所示。其迁徙时大多以整齐队伍匀速飞行,这是雁阵为了长途迁徙而采取的有效措施。对此下列说法正确的是 ( )
A.研究雁阵的行进情况,一定以地面作为参考系
B.雁群的行进情况与参考系的选取无关
C.摄影师为了拍摄一张清晰大雁队伍的照片,可以以头雁为参考系
D.研究头雁扇动翅膀产生的上升气流时,可以将头雁看作质点
题组三 相对运动
8.一只蜜蜂和一辆汽车在平直的公路上以同样大小的速度并列运动。如果这只蜜蜂的眼睛盯着汽车车轮边缘上某一点,那么它看到的这一点的运动轨迹是图中的( )
9.冬天来了,路边金黄的银杏树叶随风飘落,骑自行车的甲同学向北行驶时,看见银杏树叶竖直下落,此时站在路边的乙同学看见银杏树叶的运动情况是( )
A.竖直下落 B.向北下落
C.向南下落 D.水平向北运动
10.(经典)如图所示,一人跳伞后飞机上的飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞者的运动后,引发了对跳伞者运动状况的争论,下列说法正确的是 ( )
A.甲、乙两人的说法中必有一个是错误的
B.他们的争论是由参考系的选择不同而引起的
C.研究物体运动时不一定要选择参考系
D.参考系只能是相对于地面静止的物体
11.如图所示是甲、乙、丙三艘船经过一个码头的情景图,其中乙船上的乘客看到甲船在向东运动,看到丙船和码头都在向西运动,则码头上的人看到三艘船的运动情况可能是 ( )
A.三艘船都在向东运动,丙船速度最大
B.三艘船都在向东运动,丙船速度最小,甲船速度最大
C.甲船在向西运动,乙、丙两船都在向东运动
D.甲、乙两船都在向东运动,丙船静止,甲船速度小于乙船速度
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.AB 2.C 3.C 4.C 5.C 6.C
7.C 8.A 9.B 10.B 11.B
1.AB 在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法,即理想化模型法,A正确;“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象,实际并不存在,“质点”就是一个理想化模型,B正确,C错误;在苹果园摘苹果,找成熟的大的苹果,苹果的大小不能忽略,不能将苹果视为质点,D错误。
2.C 一个物体能否看成质点,关键看其大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略不计(解题技法)。在研究马跨栏动作时,马的大小、形状不能忽略,不能将马看作质点,A错误;在击剑比赛中、教练在指导游泳运动员划水动作时,都需要研究运动员的肢体动作,即运动员的大小、形状不能忽略,不可将运动员视为质点,B错误,C正确;跑步比赛中,运动员的躯干部分抵达终点线即为完赛,此时运动员的大小、形状不能忽略,不可以看作质点,D错误。
3.C 航天员出舱,研究航天员在太空行走的姿态时,若将航天员看成质点,就没有行走姿态可言了,A不符合题意;“神舟十四号”载人飞船与“天和”核心舱快速对接的过程,需要调整飞船和核心舱的姿态,它们的形状与大小不能忽略,不能看成质点,B不符合题意;研究“神舟十四号”载人飞船绕地球一圈的时间时,由于飞船的大小远远小于飞船绕地球一圈的距离,此时飞船的形状与大小可以忽略,飞船能够视为质点,C符合题意;利用机械臂抬升、旋转全景相机的工作过程,若将机械臂与相机视为质点,它们就不能完成相应的工作,故不能视为质点,D不符合题意。
方法技巧 假设法判断物体能否看成质点
(1)确定问题的性质,即研究目的、观察的重点是什么。
(2)假设物体的形状、大小可以忽略,成了一个有质量的“点”,看所要研究的问题是否受影响。若受影响,则物体不能被看成质点;若不受影响,则物体就能被看成质点。
4.C 火箭正常发射时,航天员、逃逸塔、运载火箭一起运动,处于相对静止状态,A、B错误;若火箭发射时遇到突发情况,航天员将随逃逸塔一起脱离运载火箭,则航天员、逃逸塔与运载火箭是相对运动的,C正确,D错误。
5.C “一江春水向东流”,研究对象是“江水”,参考系为“江岸”,即是以江岸为参考系描述水的运动情况,A错误;“人从桥上过,桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系可能是水,不可能是河岸,若选择河岸为参考系,桥是静止的,B错误;“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”中的“青山相对出”选择的参考系可能是孤帆,描述青山的运动,C正确;“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,诗中描述的是轻舟的运动情况,D错误。
方法技巧 判定参考系的两种方法
(1)静物法:明确观察到的现象中,什么物体是运动的,什么物体是静止的,静止的物体可能就是参考系;
(2)假设法:假设以某物体为参考系,看对物体运动的描述是否与观察到的结果一致,若一致,该物体可能就是参考系。
6.C 硬币相对于列车上的座椅和车窗的位置不变,因此以列车上的座椅和车窗为参考系时,硬币是静止的;而硬币相对于铁轨和列车上行走的乘务员的位置在不断变化,因此以铁轨和列车上行走的乘务员为参考系时,硬币是运动的。选C。
7.C 参考系的选择是任意的,研究雁阵的行进情况,不一定以地面作为参考系,但雁阵的行进情况的描述与参考系的选取有关,A、B错误;由于雁群在匀速飞行,摄影师为了拍摄一张清晰大雁队伍的照片,应该与雁群保持相对静止,故可以以头雁为参考系,C正确;研究头雁扇动翅膀产生的上升气流时,不能忽略头雁的形状和大小,不能将头雁看作质点,D错误。
8.A 由于蜜蜂与汽车速度大小相等且它们并列运动,以汽车为参考系,蜜蜂相对于汽车位置不变,它们在水平方向上相对静止;车轮边缘的点相对于车做圆周运动,运动轨迹是圆,所以蜜蜂看到的车轮边缘上的点的运动轨迹是圆,选A。
9.B 以地面为参考系,甲同学正在向北运动,以甲同学为参考系,树叶竖直下落,说明树叶与甲同学在水平方向保持相对静止(破题关键),以地面为参考系,树叶是向北运动的,所以站在路边的乙同学看见银杏树叶的运动情况是向北下落,选B。
10.B 甲观察跳伞者的运动是以飞机为参考系,乙观察跳伞者的运动是以地面为参考系,他们的说法都没有错误,只是参考系的选择不同,A错误,B正确;研究物体的运动时一定要选择参考系,否则物体的运动情况无法确定,C错误;参考系的选择是任意的,以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则,通常我们选择相对于地面静止的物体为参考系,D错误。
11.B 乙船上的乘客看见丙船和码头在向西运动,说明乙船向东运动,丙船可能静止,可能向西运动,也可能向东运动,但速度小于乙船的速度;乙船上的乘客看到甲船是向东运动的,说明甲船向东运动,且速度大于乙船的速度,故选B。
