1 质点 参考系
[学习目标] 1.理解什么是质点，知道质点是一种理想化模型，初步体会物理模型在探索自然规律中的作用． 2.能说出把物体看成质点的条件．(重点、难点) 3.知道参考系，知道物体运动描述具有相对性．
一、机械运动
1．定义：物体的空间位置随时间的变化．
2．运动与静止的关系
(1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中，即运动是绝对的．
(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．
二、物体和质点
1．定义：用来代替物体的有质量的点．
2．将物体看成质点的条件：在研究物体的运动时，当物体的形状和大小对所研究问题的影响可忽略不计时，物体可视为质点．
3．质点是一种理想化模型，实际并不存在．
三、参考系
1．定义：在描述物体的运动时，被选定作为参考、假定为不动的其他物体．
2．选取原则：参考系可以任意选取，一般以地面为参考系．但在具体问题中，要考虑研究问题的方便性．
3．参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果会有所不同．
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)很小的物体一定能看成质点． (×)
(2)做直线运动的物体一定能看成质点． (×)
(3)自然界中没有绝对静止的物体． (√)
(4)只能选择静止的物体作为参考系． (×)
2．(多选)如图所示为正在航拍的四旋翼无人飞机．下列过程中不能将无人飞机看作质点的是( )
A．调节飞机旋翼的转速
B．调整飞机在空中的姿态
C．观察飞机在空中的位置
D．调整飞机上摄像机镜头的方向
ABD [调节飞机旋翼的转速时，飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计，不能看作质点；调整飞机在空中的姿态，飞机部分运动不同，不可以将飞机看作质点；观察飞机在空中的位置，飞机的大小可以忽略；调整飞机上摄像机镜头的方向时，飞机的大小不能忽略．故选A、B、D.]
3．公路上一辆卡车紧急刹车，由于惯性，卡车上的货物相对车厢向前滑行了x＝15 mm，为了测出这个距离x，我们选择的最合理的参考系应该是( )
A．树木 B．行人
C．卡车 D．公路
C [据题意，参考系是指为了研究问题的方便选来作为标准的物体．由于货物相对车厢向前滑行了15 mm，这是货物相对车厢的运动，为了测量出这个距离，选择最理想的参考系是卡车，这样方便测量，也是最合理的选择．]
物体和质点
1．质点的特点
(1)质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别．
(2)质点是一种“物理模型”．
①物理模型是在物理研究中，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的理想化模型，是物理学经常采用的一种科学研究方法，质点就是典型的物理模型之一．
②物理模型作为一种理想模型，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在．
2．实际物体视为质点的常见情况
【例1】 如图所示，下列几种情况下的物体，哪些可将物体当作质点来处理( )
甲 乙 丙 丁
A．甲：研究正在吊起货物的起重机的运动时
B．乙：研究正在旋转的硬币的运动时
C．丙：研究太空中宇宙飞船的位置时
D．丁：研究门的运动时
C [A、B、D选项中的研究对象的大小、形状忽略后，起重机、硬币、门的运动将无法研究，故A、B、D选项中的研究对象不能被当作质点．C选项中宇宙飞船的大小、形状忽略后，对于确定宇宙飞船的位置无影响，故C项中的宇宙飞船可以被当作质点．]
假设法判断物体能否当作质点
(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、大小被忽略，成了一个有质量的“点”．
(3)思考所要研究的问题，所进行的观察是否受影响．若受影响，物体不能被当作质点；若不受影响，物体就能被当作质点．
1．下列关于质点的说法正确的是( )
A．质点是客观存在的一种物体，其体积比分子还小
B．很长的火车一定不可以看作质点
C．为正在参加吊环比赛的运动员打分时，裁判们可以把运动员看作质点
D．如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响，即可把物体看作质点
D [质点是一种理想化的物理模型，没有大小和形状，故A错误；一个物体能不能看作质点，关键是看物体的形状或大小在所研究的问题中是否可以忽略，研究火车从北京开往上海的时间，火车可以看作质点，故B错误；吊环比赛要考虑运动员的动作，故此时不能看作质点，故C错误；如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响，即可把物体看作质点，故D正确．]
参考系
1．选取参考系的意义
要描述一个物体的运动，首先必须选好参考系，只有选定参考系后，才能确定物体的位置、研究物体的运动．
2.参考系的选取原则
(1)参考系的选取是任意的，在实际问题中，参考系的选择原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则．
(2)研究地面上物体的运动时，一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系，此时参考系可以省略不写．
(3)要比较不同物体的运动情况时，必须选择同一个参考系．
3．参考系的四性
【例2】 为纪念世界反法西斯战争暨抗日战争胜利70周年，我国举行盛大的阅兵仪式，如图所示，空中编队排出“70”队形，飞过天安门观礼台上空，下列关于飞机的运动情况的说法不正确的是( )
A．地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系
B．飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系
C．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的
D．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的
思路点拨：①选择不同的参考系时，对物体运动的描述一般是不同的．②物体的运动具有相对性．
C [飞机相对地面及地面上的建筑物向前飞行，而地面上的建筑物相对飞机向后运动．可见，地面上的人看到飞机飞过是以地面为参考系，飞行员看到观礼台向后掠过是以飞机为参考系，A、B正确；由于飞机编队队形保持不变，所以以编队中某一飞机为参考系，其他飞机均是静止的，C错误，D正确．]
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．
2．(多选)在平直公路上，甲以10 m/s的速度运动，乙以5 m/s的速度运动，甲、乙从同一点出发，则( )
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．反向运动时，甲观察到乙以15 m/s的速度远离
D．反向运动时，乙观察到甲以15 m/s的速度靠近
AC [同向运动时，甲观察到乙时是以甲为参考系，此时乙以5 m/s的速度远离，故A正确；同向运动时，乙观察到甲时是以乙为参考系，此时甲以5 m/s的速度远离，故B不正确；反向运动时，甲观察到乙时是以甲为参考系，此时乙以15 m/s的速度远离，故C正确；反向运动时，乙观察到甲时是以乙为参考系，此时甲以15 m/s的速度远离，故D不正确．]
课堂小结
知识脉络
1.质点是一种“理想化模型”，物体能看成质点的条件：物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略．
2．参考系的选择是任意的.
1．物理学中引入“质点”概念，从科学方法说，是属于( )
A．观察、实验的方法 B．逻辑推理的方法
C．类比的方法 D．建立理想模型的方法
D [“质点”是为了研究问题简单而引入的理想化的物理模型，所以从科学方法上来说属于理想物理模型，选项D正确，A、B、C错误．]
2．南朝梁代僧人傅大士，是中国维摩禅祖师，他有一首很著名的偈诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流．”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )
A．水 B．桥
C．人 D．河岸
A [“桥流水不流”可以理解为桥在运动，水在静止．以水为参考系，桥相对于水的位置发生了变化，则桥是运动的，选项A正确；以桥为参考系，则桥是静止的，而水相对于桥的位置发生了变化，则水是运动的，选项B错误；以人为参考系，因为人在桥上走，人相对于桥的位置发生了变化，桥是运动的，而水相对于人的位置也发生了变化，所以水也是运动的，选项C错误；以河岸为参考系，桥相对于河岸的位置没有发生变化，桥是静止的，水相对于河岸的位置发生了变化，所以水是运动的，选项D错误．]
3．在空中加油过程中，加油机和受油机沿同一方向水平飞行．下列说法正确的是( )
A．加油过程中，受油机驾驶员以自己为参考系，认为加油机是运动的
B．加油过程中，加油机驾驶员以自己为参考系，认为受油机是静止的
C．加油过程中，地面上的人看到加油机和受油机是静止的
D．加油过程中，以加油机为参考系，受油机向后运动
B [加油机和受油机沿同一方向水平飞行，速度一样，以任意一方为参考系，另一方都是静止的，故B正确，A、D错误．地面上的人看到加油机和受油机都是运动的，故C错误．]
4．下列几种奥运比赛项目中的研究对象可被视为质点的是 ( )
A．跆拳道比赛中研究运动员的动作时
B．乒乓球比赛中研究乒乓球旋转对飞行的影响时
C．铅球比赛中研究铅球被抛出后在空中的飞行时间时
D．在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时
C [跆拳道比赛中研究运动员的动作时，要看动作，不能被看成质点，故选项A错误；乒乓球比赛中研究乒乓球旋转对飞行的影响时，乒乓球的形状和大小不能忽略，不能被看成质点，故选项B错误；研究铅球被抛出后在空中的飞行时间时，铅球的大小和形状可以忽略，能被看成质点，故选项C正确；在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时，支撑竿各点的运动情况不同，不能被看成质点，故选项D错误．]
课件38张PPT。第一章 运动的描述1 质点 参考系相对性空间位置绝对的质量形状大小理想化不同不动任意×××√物体和质点参考系Thank you for watching !课时分层作业(一) 质点 参考系
[合格基础练]
(时间：15分钟 分值：50分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．在考察下列运动员的比赛成绩时，可将运动员看作质点的是( )
A．马拉松 B．跳水
C．击剑 D．体操
A [跳水、击剑、体操的比赛成绩，都与运动员的动作有重要的关联，其形状不能忽略，所以不能视为质点，对马拉松比赛只关心从起点到终点的时间，与运动员的形状无关．所以，马拉松运动员可以视为质点．故选A.]
2．我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第二十三颗北斗导航卫星，它是地球静止轨道卫星，可以定点在赤道上空的某一点．则关于该颗卫星下列说法正确的是( )
A．以地面为参考系，北斗导航卫星是静止的
B．以太阳为参考系，北斗导航卫星是静止的
C．北斗导航卫星在高空一定是运动的
D．北斗导航卫星相对地面上静止的物体是运动的
A [该北斗导航卫星是地球同步卫星，相对地面是静止的，选项A正确，D错误；若以太阳为参考系，该北斗导航卫星是运动的，选项B错误；选项C没有选定参考系，不能确定该北斗导航卫星的运动情况，选项C错误．]
3．以下几种关于质点的说法，你认为正确的是( )
A．只有体积很小或质量很小的物体才可以看作质点
B．只要物体运动得不是很快，物体就可以看作质点
C．质点是一种特殊的实际物体
D．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，可把它看作质点
D [质点是一种“理想化模型”，与物体的体积和质量没有关系，选项A、C错误；能否将物体看成质点，与物体的运动状态无关，选项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，可把它看作质点，选项D正确．]
4．如图所示，某飞行员跳伞后飞机上的甲和地面上的乙观察跳伞飞行员的运动后，引发了两人对跳伞飞行员运动情况的争论，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．选择的参考系只能是相对于地面静止的物体
C．研究物体运动时不一定要选择参考系
D．他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的
D [甲、乙两人的说法分别是以飞机和地面做参考系研究运动的，说法都是正确的，他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的，选项A错误，D正确；参考系的选择是任意的，一般情况下我们选择相对于地面静止的物体为参考系，选项B错误；研究物体运动时一定要选择参考系，否则物体的运动性质无法确定，选项C错误．]
5．关于参考系，下列说法正确的是( )
A．在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．选取不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果一定是不同的
D．研究地面上物体的运动时，必须选地球为参考系
A [对同一个物体，选定不同的参考系，其运动形式一般是不一样的，故研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系，选项A正确，选项B错误；参考系的选取是任意的，一般本着使研究问题简单方便的原则，习惯上选取地球为参考系，选取不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果往往是不同的，但不是一定不同，选项C、D错误．]
6．小刚同学在一次蹦极运动后说：“在下落运动的那段时间里，我感觉大地扑面而来．”这里的“扑面而来”所选的参考系是( )
A．远处的山 B．大地
C．小刚自己 D．太阳
C [小刚向地面俯冲，看到大地扑面而来，所以描述大地的运动状态是以小刚自己为参照物的，故C正确．]
二、非选择题(14分)
7．公路上向左匀速行驶的小车如图甲所示．经过一棵果树附近时，恰有一个果子从树上自由落下．地面上的观察者看到果子的运动轨迹是乙图中的________，车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是乙图中的________．(不计阻力)
甲 乙
[解析] 果子从树上自由落下相对地面是直线运动，地面上的人以地面为参考系看到果子竖直下落，故地面上的人看到的轨迹为C；车中人以车为参考系，看到果子竖直下落的同时还向后运动，故轨迹为B.
[答案] C B
[等级过关练]
(时间：25分钟 分值：50分)
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．(多选)如图所示是某次日全食时的美妙景象，那么下列说法正确的是( )
A．在观测日全食时可将月球看成质点
B．在观测日全食时不能将月球看成质点
C．月球绕地球转动，这是以太阳为参考系来描述的
D．月球绕地球转动，这是以地球为参考系来描述的
BD [在物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计的情况下，可以把物体看成质点，所以在观测日全食时不能将月球看成质点，选项A错误，选项B正确；月球绕地球转动，是以地球为参考系来描述的，选项C错误，选项D正确．]
2．下列关于运动会的各种比赛中，能将人或物体看成质点的是( )
A．研究乒乓球比赛中乒乓球的旋转时
B．研究运动员在200米蝶泳比赛中的手臂动作时
C．研究运动员在长跑中的位置时
D．研究跳水冠军在跳水比赛中的美妙姿态时
C [研究乒乓球比赛中乒乓球的旋转时，乒乓球的形状不能忽略，不能看成质点，故A项错误；研究运动员在200米蝶泳比赛中的手臂动作时，如果将运动员看成质点后，就不能看出动作了，故B项错误；研究长跑运动员在比赛中的位置时，运动员的大小和形状能够忽略，能够看成质点，故C项正确；研究跳水冠军在跳水比赛中的美妙姿态时，如果看成质点后，就看不出姿态的不同了，故D项错误．]
3．一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样的速度并列运动．如果这只蜜蜂的眼睛紧盯着车轮边缘上某一点，那么它看到的这一点的运动轨迹应是下图中的 ( )
A [因蜜蜂相对于车是静止的，故它所看到的汽车车轮边缘上某一点的运动轨迹是A所示的圆，故A选项正确．]
4．热气球运动起源于18世纪的法国，随着球皮材料和致热燃料的普及，热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目．在一次观光游览中，甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降．那么，从地面上看，关于甲、乙、丙的运动情况说法正确的是( )
A．甲、乙匀速下降，v乙B．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙>v甲
C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升
D．以上说法均不对
C [楼房和地面相当于同一参考系，所以，甲是匀速下降．乙看到甲匀速上升，说明乙也是匀速下降，且v乙>v甲．甲看到丙匀速上升，有三种可能：丙静止；丙匀速上升；丙匀速下降，且v丙二、非选择题(26分)
5．某人在河中划船逆流航行，经过A点时草帽落入水中，半小时后他才发觉，此时船已行至B点，于是立即调转船头追赶，在A点下游5.4 km处的C点追上，该船相对静水的速度v1不变，求水流速度v2的大小．
[解析] 取地面为参考系，从A点到B点船前进了(v1－v2)×0.5，草帽顺水前进了0.5 v2，设船从B点到O点航行时间为t
(v1＋v2)t＝(v1－v2)×0.5＋5.4
(0.5＋t)v2＝5.4
联立解得t＝0.5h，v2＝5.4 km/h＝1.5 m/s.
[答案] 1.5 m/s
