版步步高高中物理必修一第一章运动的描述第一节.docx

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版步步高高中物理必修一第一章运动的描述第一节

1　质点　参考系　空间　时间

[学习目标]　1.理解什么是质点，知道质点是一种理想化的物理模型.2.能说出把物体看做质点的条件.3.知道参考系，知道对物体运动的描述具有相对性.4.知道时间和时刻的区别，会在坐标轴上表示时间和时刻．

一、质点

1．定义：

在研究一个物体的运动时，如果被研究物体的形状、大小在所讨论的问题中可以忽略，就可把物体简化为一个有质量的点，这个用来代替物体的有质量的点称为质点．

2．把物体看做质点的条件：

物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计．

3．质点是一种理想化模型：

在物理学中，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．质点是一个理想化的物理模型，实际上不存在（填“存在”或“不存在”）．

二、参考系

1．参考系：

在研究物体的运动时，被选做参考的其他物体称为参考系．

2．参考系的选择是任意（填“任意”或“唯一”）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，观察结果可以不同（填“可以不同”或“一定相同”）．

4．一般都选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系．

三、空间　时间　时刻

1．时刻：

指某一瞬间．在时间轴上，时刻用点表示．

2．时间：

指某两个时刻之间的间隔．在时间轴上，时间用一段距离表示，即Δt＝t2－t1.

1．判断下列说法的正误．

（1）只有体积很小的物体才可以看做质点，体积较大的物体不能看做质点．（×）

（2）乒乓球很小，可以看成质点；但地球比较大，一定不能看成质点．（×）

（3）质点是一个理想模型，实际上也是存在的．（×）

（4）参考系可任意选取，对同一运动，选择不同的参考系观察的结果一定相同．（×）

（5）李明用15s跑完100m,15s指时间．（√）

（6）上午第一节课8点10分上课，8点10分是时刻．（√）

2.如图1是某次日全食时的美妙景象，在观测日全食时________（填“能”或“不能”）将月球看成质点；月球绕地球转动，这是以________（填“太阳”“地球”或“月球”）为参考系来描述的．

图1

答案　不能　地球

一、质点

1．在2016年里约奥运会田径女子20公里竞走决赛中，中国名将刘虹以1小时28分35秒的成绩夺得冠军．教练在研究刘虹的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把她看成一个“点”？

若研究刘虹全程的速度变化时，能否把她看成一个“点”？

答案　不能　能

2．小伟在研究火车由北京开往广州所用时间时，能否把火车看成一个“点”？

如果研究火车通过一架铁路桥的时间，能否把火车看成一个“点”？

答案　能　不能

1．质点的特点

（1）质点具有质量，与几何中的“点”有本质的区别．

（2）质点是为了研究问题方便而对实际物体的科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上并不存在．

2．可将物体看成质点的几种情况

例1　观察图2所示四幅图，对图中各运动物体的描述正确的是（　　）

图2

A．图①中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点

B．图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点

C．图③中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点

D．图④中研究子弹头射穿苹果的时间时可将子弹看成质点

答案　B

解析　在研究篮球的运动路径和地球绕太阳公转时，篮球和地球的大小是次要因素，可以将其看成质点，观众在欣赏体操表演和研究子弹射穿苹果的时间时，运动员和子弹的大小、形状不能被忽略，不能看成质点，综上所述应选择B.

并不是大的物体一定不可以看成质点，而小的物体一定可以看成质点.物体能否看成质点，要由所研究问题的性质而定.

二、参考系

　请阅读下面的漫画材料（图3），回答问题：

图3

有人说我，快如闪电，疾如风！

有人说我，纹丝不动，坐如钟！

“我”是静是动？

答案　物体是静止还是运动取决于所选的参考系．选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同．

1．选取参考系的意义：

要描述一个物体的运动，首先必须选定参考系，之后才能确定物体的位置、研究物体的运动．对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果往往不同．

2．参考系的选取原则

（1）对物体运动的描述尽可能简单．

（2）一般地，根据研究对象所在的系统来选取，当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．

例2　观察图4中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（　　）

图4

A．甲、乙两车一定向左运动

B．甲、乙两车一定向右运动

C．甲车可能运动，乙车向右运动

D．甲车可能静止，乙车向左运动

答案　D

解析　题图中房子相对于地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左（相对于地面而言）．甲车上的小旗向左飘，则有三种可能的情况：

一是甲车不动，风把小旗向左吹；二是甲车向右运动，风相对甲车向左，风把小旗向左吹；三是甲车向左运动但速度小于风速，因此风仍能把小旗向左吹．对于乙车，则只有乙车向左运动并且速度大于风速时，才能使小旗向右飘．故只有选项D正确．

针对训练　（多选）下列关于运动的描述中，叙述正确的是（　　）

A．诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”中“云与我俱东”是以船为参考系的

B.“明月松间照，清泉石上流”，是以山石为参考系的

C．“太阳东升西落”，是以太阳为参考系的

D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，是以旗杆为参考系的

答案　BD

解析　选项A中的研究对象是“云与我”，是以两岸为参考系的，该选项错误；选项B中的研究对象是“泉水”，是以山石为参考系的，该选项正确；选项C中的研究对象是“太阳”，是以地球为参考系的，该选项错误；选项D中的研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，该选项正确．

三、时刻和时间间隔

如图5所示，在时间轴上标出“第3s初”，“第3s末”，“第3s内”，“前3s内”．然后指出哪些表示时刻，哪些表示时间．

图5

答案　

“第3s初”，“第3s末”表示时刻

“第3s内”，“前3s内”表示时间

时刻与时间间隔的比较

时间间隔

时刻

区别

物理意义

两时刻间的间隔

某一瞬时

时间轴上的表示方法

时间轴上的一段线段表示一段时间

时间轴上的点表示一个时刻

表述方法

“3s内”、“前3s内”、“后3s内”、“第1s内”、“第1s到第3s”等均指时间间隔

“3s末”、“第3s末”、“第4s初”、“八点半”等均指时刻

联系

两个时刻的间隔即为时间间隔，即Δt＝t2－t1

例3　（多选）如图6所示的时间轴中，下列关于时刻和时间的说法中正确的是（　　）

图6

A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s初

B．t2～t3表示时间，称为第3s内

C．t0～t2表示时间，称为前2s或第2s内

D．tn－1～tn表示时间，称为第（n－1）s内

答案　AB

解析　t2表示时间轴上的一个点，所以表示时刻，称为第2s末或第3s初，A正确；t2～t3表示时间轴上的一段线段，所以为时间，称为第3s内，B正确；t0～t2表示时间轴上的一段线段，所以为时间，称为前2s，t1～t2称为第2s内，C错误；tn－1～tn表示时间，称为第ns内，D错误．

1．（质点概念的理解）下列关于质点的说法正确的是（　　）

A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以，引入这个概念没有多大意义

B．体积很小的物体可以看成质点，而体积较大的物体一定不能看成质点

C．只要物体运动不是很快，就可以把物体看成质点

D．物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略时，可以将物体看成质点

答案　D

解析　质点是理想化模型，实际上不存在，但在研究问题时可以把体积很大的物体看成一个点，这有利于问题的研究，故A错误；体积很小的物体不一定都可以看做质点，故B错误；一物体能否看成质点主要是看物体的大小和形状对研究问题的影响是否可以忽略，与物体的运动快慢没有关系，所以C错误，D正确．

2．（质点实例的判断）如图7所示，研究下列现象，涉及到的物体可看做质点的是（　　）

图7

A．研究地球绕太阳公转的时间

B．研究撬棒用力大小与支点位置关系

C．研究旋转的乒乓球旋转方向

D．研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素

答案　A

3.（参考系的选取与物体运动的判断）中国是掌握空中加油技术的少数国家之一，如图8是我国自行研制的第三代战斗机“歼－10”在空中加油的情景，以下列哪个物体为参考系，可以认为加油机是运动的（　　）

图8

A．“歼－10”战斗机

B．地面上的房屋

C．加油机中的飞行员

D．“歼－10”战斗机里的飞行员

答案　B

解析　加油机相对于“歼－10”战斗机位置不变，以“歼－10”战斗机为参考系，加油机是静止的，故A错误；加油机相对于地面上的房屋位置不断变化，以地面上的房屋为参考系，加油机是运动的，故B正确；加油机相对于加油机中的飞行员位置不变，以加油机中的飞行员为参考系，加油机是静止的，故C错误；以“歼－10”战斗机里的飞行员为参考系，加油机相对于“歼－10”战斗机里的飞行员位置不变，加油机是静止的，故D错误．

4．（时刻和时间）（多选）下列计时数据指时间的是（　　）

A．《新闻联播》每晚19点播出

B．太原开往北京的K962次列车于17时26分从太原东站发车

C．第六届东亚运动会女子100米自由泳决赛中，中国选手唐奕以54秒66的成绩夺得冠军

D．“嫦娥三号”历经13天在月球表面虹湾区实现软着陆

答案　CD

解析　每晚19点、17时26分都是指具体某一时刻，A、B错误；自由泳决赛成绩54秒66、13天指的都是一段时间，C、D正确．

5．（时间和时刻的比较）在图9所示的时间轴上标出的是下列哪些时间或时刻（　　）

图9

A．第4s初B．第3s末

C．第3sD．前3s

答案　D

实际存在的物体都有一定的形状和大小．

突出现象中的主要因素，忽略次要因素，建立起理想的“物理模型”是研究物理问题的一个重要方法．质点是一个理想化模型，严格意义上的有质量的点实际是不存在的，质点就是对实际物体的近似．所谓“理想化”，就是指它没有大小、形状，却具有物体的全部质量，是一种科学抽象；说它是模型，是因为它可以代表原来的真实物体，在空间占一定位置．

“质点”是科学抽象的模型，具有质量，同时占有空间．而几何中的点仅表示空间的位置．

在物理学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义．引入“理想模型”，可以使问题的处理大为简化而又不会产生大的偏差，在现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近，在一定条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将研究“理想模型”的结果直接地应用于实际事物．例如：

在研究地球绕太阳公转的运动时，由于地球的直径（约1.3×104km）比地球和太阳之间的距离（约1.5×108km）小得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看成是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计，在这种情况下，就可以直接把地球当成一个“质点”来处理．

选择题

1．关于质点的概念正确的是（　　）

A．只有质量很小的物体才可以看成质点

B．若物体运动得很快，就一定不可以把物体看成质点

C．质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点

D．旋转的物体，肯定不能看成质点

答案　C

解析　质量很大的物体也可以看成质点，如研究地球绕太阳公转时，地球可以看成质点，故A错误；能否看成质点与物体的速度无关，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B错误；质点是只计质量，不计大小、形状的一个点，是实际物体在一定条件下的科学抽象，故