第1节 质点 参考系

第1节质点参考系核心素养物理观念科学思维1.理解质点的概念，知道质点是一个理想化的模型。

2.知道物体看作质点的条件。

3.理解参考系的概念，知道物体的运动具有相对性。

通过质点模型的建构，体会物理模型在科学研究中的意义。

知识点一物体和质点[观图助学]如图是相同时间间隔拍摄的四幅照片，把跑步者的位置与背景联系起来，你发现跑步者的位置随时间变化吗？把按一定时间间隔拍摄的四张照片叠加起来组成的一张图像，即为跑步者在某段时间内跑步的运动图。

能否不考虑跑步者的大小和形状，把跑步者看成点来处理？1.机械运动：物体的空间位置随时间的变化。

2.质点：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。

3.把物体看成质点的条件：物体的大小和形状可以忽略或物体上任意一点的运动可代替整个物体的运动。

[思考判断](1)在马拉松比赛中运动员可以视为质点。

(√)(2)裁判给跳水运动员打分时运动员可视为质点。

(×)(3)击剑比赛、体操比赛中运动员可视为质点。

(×)(4)研究地球的公转及自转时，地球都可视为质点。

(×),初中学过机械运动，是指物体位置的变化。

例如：同学们骑自行车时，人和自行车相对地面或路旁的树都有位置的变化；飞机在天空中飞行，它相对地面的位置也有变化。

跑步者的运动简化为点的运动。

雄鹰在天空中翱翔结论同一个物体，有时能被当作质点，有时不能被当作质点。

物体能否被当作质点，由研究问题的性质而定。

知识点二参考系[观图助学]坐在车上的人感觉自己是静止的，站在地面上的人认为车上的人是运动的，对于车上的人，为什么会有不同的运动形式？怎么确定车上的人是静止的还是运动的？1.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，绝对静止的物体是不存在的，即运动是绝对的。

(2)描述某个物体的运动时，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(1)定义：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。

(2)选取原则：参考系的选取是任意的。

(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，观察结果有所不同。

[思考判断](1)参考系必须要选静止不动的物体。

(×)(2)一个物体的运动情况与参考系的选择无关。

(×)(3)“抬头望明月，月在云中行”，诗句中描述的运动选取的参考系是月球。

(×),要确定一个物体的运动，必须要选定参考系。

结论选择的参考系不同，同一物体的运动情况一般不同。

核心要点质点及物体看成质点的条件[观察探究]如图所示为撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横竿。

讨论并回答下列问题，体会质点模型的建立过程。

起跳和越竿阶段运动员身体要旋转(1)教练员纠正运动员的错误动作时，能否将运动员看成质点？(2)分析运动员的助跑速度时，能否将运动员看成质点？(3)测量运动员所跳高度(判定运动员是否打破世界纪录)时，能否将运动员看成质点？答案(1)不能，纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小)；(2)能，分析运动员的助跑速度时，可以忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小)；(3)能，理由同(2)。

[探究归纳]1.对质点的三点说明(1)质点是一种理想化物理模型。

物理模型：突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”是经常采用的一种科学研究方法(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小和形状来判断。

(3)质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。

2.判断一个物体能否看成质点的误区警示(1)不能简单地认为很小的物体就可以看作质点，很大的物体就不能看作质点。

(2)同一物体在有些情况下可以看成质点，而在另一些情况下可能不能再看作质点。

例如研究地球绕太阳公转时地球可以看作质点，而在研究地球自转时地球就不能再看成质点了。

(3)不能说平动的物体一定能看成质点，转动的物体一定不能看成质点。

平动的物体有时不能看成质点，比如研究火车过山洞的时间时，虽然是平动，但需要考虑火车的长度，不能看成质点；转动的物体有时也能看成质点，如研究运动员踢出的足球运动的速度时，不考虑它在空中的旋转，只考虑它的前行，可以将其视为质点。

[试题案例][例1] (多选)为了提高枪械射击时的准确率，制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽。

这样，当子弹在枪管中运动时，会按照旋转的方式前进。

离开枪管后，子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响，从而提高子弹飞行的稳定性。

下列关于子弹运动的说法正确的是()A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看作质点B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看作质点C.无论研究什么问题都可以把子弹看作质点D.能否将子弹看作质点，取决于我们所研究的问题解析在研究子弹的旋转对飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状，因此不可以把子弹看作质点，选项A错误；研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时，其大小和形状可以忽略，可以把子弹看作质点，选项B正确；能否将子弹看成质点，取决于所研究的问题，只要其大小与形状对所研究问题的影响可以忽略，就可以看成质点，选项C错误，D正确。

答案BD[针对训练1] 下列关于物体是否可以看成质点的说法正确的有()A.研究蜜蜂飞行时翅膀的振动特点时，蜜蜂可以看成质点B.研究飞行中直升机上的螺旋桨的转动情况时，直升机可以看成质点C.观察航空母舰上的舰载飞机起飞时，可以把航空母舰看成质点D.在作战地图上确定航空母舰的准确位置时，可以把航空母舰看成质点解析研究蜜蜂飞行时翅膀的振动特点时，不能忽略其大小和形状，故不能将其看成质点，选项A错误；研究飞行中直升机上的螺旋桨的转动情况时，直升机的大小和形状不能忽略，故不可以看成质点，选项B错误；观察航空母舰上的舰载飞机起飞时，航空母舰的大小和形状不能忽略，故不可以把航空母舰看成质点，选项C错误；在作战地图上确定航空母舰的准确位置时，航空母舰的大小和形状可以忽略不计，故可以把航空母舰看成质点，选项D正确。

答案 D核心要点参考系[观察探究]观察图中所展现的生活情景，回答下列问题。

静止是相对的，运动是绝对的。

（1）在汽车行驶过程中，小华和司机的相对位置（选填“变化”或“没变”），所以说小华相对于司机是（选填“运动”或“静止”）的。

（2）在汽车行驶过程中，小华和小明的相对位置（选填“变化”或“没变”），所以说小华相对于小明是（选填“运动”或“静止”）的。

答案（1）没变静止（2）变化运动[探究归纳]1.参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。

研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。

2.参考系的两个要点（1）任何物体（运动的或静止的）均可作参考系。

（2）选作参考系后，就认为该物体是静止的。

3.参考系的四性标准性做参考系的物体都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准任意性参考系的选取是任意的，任何物体都可以作参考系统一性比较不同物体的运动应选择同一个参考系相对性对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同[[例2] 如图所示，由于有风，河岸上的旗帜向右飘①，在河面上的A、B两船上的旗帜分别向右、向左飘②，则两条船的运动状态是（）①说明风是向右方向吹的A.A船肯定是向左运动的B.A船肯定是静止的C.B船肯定是向右运动的D.B船可能是静止的解析从河岸上的旗帜的飘动方向，可以判断风向右吹，由此可以判断B船一定向右运动且比风速快；A船可能静止，也可能向左运动，还有可能向右运动，但是比风速慢。

答案 C方法凝炼判断物体是否运动的一般思路（1）明确所选取的参考系。

（2）物体与所选参考系之间的位置是否发生变化，若变，则是运动的；若不变，则是静止的。

[针对训练2] 描述一个物体的运动时，总要选取参考系，以下说法正确的是（）A.无风的雨天，坐在行驶的汽车里的人看到雨斜向下落向地面，是以地面上的房屋为参考系的B.“地球绕太阳运动”是以地球为参考系的C.坐在以8 m/s向东行驶的汽车里的人，以自己为参考系看以8 m/s向东行驶的汽车是静止的D.乘客坐在停在站台上的一列火车中，通过窗口看另一列火车时，以为自己的火车是在运动，这是由于他选择了地面为参考系解析无风的雨天，看到雨斜向下落向地面，是以汽车作为参考系的，A项错误；我们说“地球围绕太阳转”，是以太阳为参考系的，B项错误；自己的车和观察的车速度相同，以自己乘坐的汽车为参考系看向东以8 m/s行驶的汽车是静止的，C项正确；乘客坐的车停在站台上，通过窗口看另一列火车时，以为自己的火车在运动，这是因为他选择了另一火车为参考系，D项错误。

答案 C科学思维——质点模型建构1.“理想化模型”的理解（1）实际并不存在“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题的方便而进行的一种科学的抽象。

（2）突出主要因素“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”。

（3）“理想化模型”是物理学中常用的一种研究方法。

2.质点模型（1）模型构建①质点是用来代替物体的有质量的点，没有大小、体积和形状，它与几何的点有本质的区别。

②质点是一种典型的理想化模型。

（2）适用对象在研究物体的运动时，当物体的形状和大小对于所研究的问题可以忽略不计时，物体就可以看成质点。

[针对训练]（多选）下列关于质点的说法正确的是（）A.研究神舟十一号飞船绕地球运转的轨迹时，可以把飞船看成质点B.研究乒乓球运动员如何打出漂亮的弧圈球时，可以把乒乓球看成质点C.研究校运动会上小明同学优美而标准的跳高动作时，不能把他看成质点D.研究D9578次动车从温州南站开往上海虹桥站的运动时，可以把动车看成质点解析研究对象的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略时，可以将研究对象视为质点，选项A正确；如果将乒乓球视为质点，就无法研究弧圈球的技术问题了，选项B错误；研究跳高动作时，不可将运动员小明视为质点，选项C正确；D9578次动车的长度与温州到上海的距离相比小很多，可以将动车视为质点，选项D正确。

答案ACD1.（对质点的理解）2018年4月2日，世界斯诺克中国公开赛在北京国家奥林匹克体育中心体育馆开赛，中国名将丁俊晖、傅家俊携手参赛，下列关于台球的说法中正确的有（）A.因为台球比较小，所以一定可以把它看成质点B.丁俊晖在击球时可以把台球看成质点C.解说员在解说进球路线时可以把台球看成质点D.丁俊晖在分析进球路线时可以把台球看成质点解析物体能否看成质点，要看物体的大小和形状在所研究的问题中起主要作用还是起次要作用，故A错误；丁俊晖在击球时，需要考虑球的旋转情况，因此不能把台球看成质点，故B错误；而解说员在解说进球路线时只需说明球的行进轨迹，因此可以把台球看成质点，故C正确；而丁俊晖在分析进球路线时需要考虑球的旋转情况对路线的影响，因此不可以把台球看成质点，故D错误。