第1節質點參考系任務1：發現準確描述物體運動的困難．任務2：建構質點模型，領會理想化方法．任務3：通過實例理解能看成質點的條件．任務4：知道描述運動的相對性，建立參考系的概念．任務5：學會合理選擇參考系.學習目標問題情景:沿弧線飛向球門的足球(圖1)，拍打翅膀在空中翱翔的雄鷹(圖2)，飛車特技表演(圖3)，飛馳的汽車(圖4)．1.圖1至圖4是運動物體的照片，你有什么辦法讓大家相信物體是運動的？2.圖1、3讓我們相信足球和運動員在運動，這種運動叫機械運動，請給機械運動下個定義?3.圖1中的足球向前運動時，還伴隨著旋轉，你認為足球上各個點的運動軌跡、速度完全相同嗎?4.另外幾幅圖片中物體上每一點的運動相同嗎？5.我們能否窮盡上述物體每一部分的運動情況?窮盡物體每一部分的運動情況對我們分析解決問題是否都是必要的?圖1圖2圖3圖4任務1：發現準確描述物體運動的困難問題問題提示素養目標1.圖1至圖4是運動物體的照片，你有什么辦法讓大家相信物體是運動的？連拍照片的方式拍視頻的方式了解機械運動是物體空間位置隨時間的變化（物理觀念）2.圖1、3讓我們相信足球和運動員在運動，這種運動叫機械運動，請給機械運動下個定義?物體的空間位置隨時間的變化通過案例分析概括機械運動的定義（科學思維）3.圖1中的足球向前運動時，還伴隨著旋轉，你認為足球上各個點的運動軌跡、速度完全相同嗎?不相同認識建立質點模型的必要性（物理觀念）4.另外幾幅圖片中物體上每一點的運動相同嗎？針對圖分析5.我們能否窮盡上述物體每一部分的運動情況?窮盡物體每一部分的運動情況對我們分析解決問題是否都是必要的?針對圖和要分析的問題具體分析任務2：建構質點模型，領會理想化方法問題情景：2018年國際田聯鉆石聯賽，在男子100米的比賽中，中國飛人蘇炳添以9秒90的成績獲得第四名，這個成績打破了卡塔爾歸化選手奧古諾德創造的9秒91的亞洲紀錄，下圖為某次比賽的視頻截圖。問題1.如果你是一個普通觀眾，觀看蘇炳添100米比賽時，你關心什么問題?這時他身體的形狀、大小對所研究的問題影響大嗎?2.如果你是蘇炳添的教練，觀看蘇炳添100米比賽時，他是否會關心蘇炳添身體各部分的位置和運動情況?3.作為一名物理學習者，如果要計算蘇炳添跑完全程的速度，蘇炳添的形狀、大小重要嗎?為什么?4.如果物體的形狀大小對所研究的問題沒有影響，或者影響很小，是否可以忽略形狀大小將它看成一個有質量的點?5.一個物體能否看成質點是由物體本身決定的，還是由研究問題的性質決定的?同一物體能否看成質點的依據是什么?6.質點是實際存在的嗎?將物體看做質點運用了什么方法?這種方法的功能是什么?問題提示素養目標1.如果你是一個普通觀眾，觀看蘇炳添100米比賽時，你關心什么問題?這時他身體的形狀、大小對所研究的問題影響大嗎?關心比賽成績身體大小對研究問題影響不大能在質點概念的構建中，發現問題、分析原因、建構模型、解決問題(科學探究)能在具體問題中分析、判斷物體的形狀和大小是否可以忽略不計，能將物體抽象為質點模型(科學思維)2.如果你是蘇炳添的教練，觀看蘇炳添100米比賽時，他是否會關心蘇炳添身體各部分的位置和運動情況?關心3.作為一名物理學習者，如果要計算蘇炳添跑完全程的速度，蘇炳添的形狀、大小重要嗎?為什么?不重要，只關心時間即可以算出全程的速度4.如果物體的形狀大小對所研究的問題沒有影響，或者影響很小，是否可以忽略形狀大小將它看成一個有質量的點?可以5.一個物體能否看成質點是由物體本身決定的，還是由研究問題的性質決定的?同一物體能否看成質點的依據是什么?研究的問題決定的看成一個點后對研究的問題沒有影響理解將物體看成質點的條件(物理觀念)6.質點是實際存在的嗎?將物體看做質點運用了什么方法?這種方法的功能是什么?理想化的模型抓主要因素，忽略次要因素知道質點是一種理想化模型(物理觀念)網孔的作用就是濾掉海水，但也失去一些小魚，如果漁網沒有孔，那么我們就無法提起充滿海水的網，結果是我們無法捕到魚。思考：漁網為什么有孔?抓住主要因素忽略次要因素任務3：通過實例理解能看成質點的條件問題情景:太陽系中地球的運動，一列向前運動的火車，石墨和金剛石中的碳原子問題1.如圖，研究地球自轉時，能否將地球看成質點?為什么?2.研究地球公轉時，能否將地球看成質點?為什么?3.如圖，研究火車的運動時，關注哪些問題時可以將火車看成質點，關注哪些問題時不可以看成質點?4.如圖，在研究碳原子結合成石墨分子或金剛石分子時，能否將碳原子看成質點?5.能否總結將物體看成質點的條件?問題提示素養目標1.如圖，研究地球自轉時，能否將地球看成質點?為什么?不能需要考慮各部分運動的差異在具體問題中，能利用理想化方法將物體抽象為質點模型(科學思維)初步掌握具體問題具體分析的辯證唯物主義思想(科學思維)2.研究地球公轉時，能否將地球看成質點?為什么?可以關注整體的運動，地球大小相比地球到太陽的距離小得多3.如圖，研究火車的運動時，關注哪些問題時可以將火車看成質點，關注哪些問題時不可以看成質點?研究從北京到上海的時間可以看作質點研究火車車輪的轉動時，不可以看成質點4.如圖，在研究碳原子結合成石墨分子或金剛石分子時，能否將碳原子看成質點?關注化學鍵位置的不同。考慮原子的大小5.能否總結將物體看成質點的條件?不由大小決定，與研究的問題有關進一步理解將物體看成質點的條件（物理觀念）小結一質點的理解與理想化模型1.將物體看成質點的條件物體的大小、形狀對所研究的問題的影響可以忽略不計時，可視物體為質點。2.物體可視為質點的情況有以下幾種(1)研究物體的平動時一般可將物體看做質點。(2)物體雖然有轉動，但相對于平動而言可以忽略其轉動時，可把物體視為質點。(3)問題涉及的空間尺度遠大于物體自身的大小時，物體自身的大小可以忽略不計，這時可將物體視為質點?！痉椒记伞课矬w能否看做質點，難以判定時可按照以下思路進行：（1）研究對象所關注的因素是什么；（2）忽略物體的形狀、大小后，關注的因素是否受到影響；（3）如果沒有影響，則物體可以看做質點，如果有影響，則物體不能看做質點。3.物體能否看成質點的常見示例研究對象可以看做質點的情景不能看做質點的情景火車研究從北京到上海的運行時間研究火車車輪的運動汽車、自行車①研究車的速度；②確定車的位置研究車輪的轉動地球研究地球的公轉研究地球的自轉球足球比賽中，研究隊員踢出球的速度研究乒乓球的旋轉運動員①研究馬拉松賽跑運動員的成績；②奧運會110m欄決賽中，測算運動員飛奔時的速度①花樣滑冰的運動員；②跳水比賽中的運動員；③體操比賽中的運動員（關鍵看技術動作的均不能看做質點）宇宙飛船研究繞地球一周的時間①與其他航天器進行對接時②調整飛行姿態時輪船確定輪船在大海中的位置確定直升飛機在輪船上的降落位置直升機、無人機從甲地到乙地的時間①螺旋槳的轉動情況②無人機的飛行姿勢及翻滾動作4.理想化模型的三個要點(1)實際并不存在“理想化模型”是為了使研究的問題得以簡化或研究問題方便而進行的一種科學抽象。(2)突出主要因素的結果“理想化模型”是以研究目的為出發點，突出問題的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”。(3)客觀存在事物的部分特點反映“理想化模型”是在一定程度和范圍內對客觀存在的復雜事物的一種近似反映，是物理學中經常采用的一種研究方法。【說明】在以后的學習中會接觸到多個物理模型，物理模型的建立，會使一些復雜的具體問題變得簡潔，更加方便地分析和解決問題。任務4：知道描述運動的相對性，建立參考系的概念問題情景：空中加油機給戰機加油，竹排在江中游蕩的畫面問題1.請列舉生活中的例子，談談有沒有絕對靜止的物體?2.如圖是空中加油機通過油管給戰機加油的情景，在空中加油機看來，戰機的運動情況是怎樣的?3.從地面上的人看來，空中加油機和戰機的運動情況是怎樣的?4.要描述戰機的運動情況，首先必須選擇一個作為參考的物體，這個物體叫做什么?5.歌詞中“小小竹排江中游”和“巍巍青山兩岸走”分別是以什么物體為參考系的?問題提示素養目標1.請列舉生活中的例子，談談有沒有絕對靜止的物體?沒有，坐地日行八萬里理解參考系的概念，知道對于不同的參考系，運動的描述可能是不同的(物理觀念)能根據選擇的參考系描述物體的運動(科學思維)2.如圖是空中加油機通過油管給戰機加油的情景，在空中加油機看來，戰機的運動情況是怎樣的?靜止的，加油時需要保持相對靜止3.從地面上的人看來，空中加油機和戰機的運動情況是怎樣的?高速飛行4.要描述戰機的運動情況，首先必須選擇一個作為參考的物體，這個物體叫做什么?參照物（參考系）5.歌詞中“小小竹排江中游”和“巍巍青山兩岸走”分別是以什么物體為參考系的?青山竹排能根據運動的描述判斷所選擇的參考系(科學思維)任務5：學會合理選擇參考系問題情景:飛機投彈照片，模擬飛機投彈問題1.飛機投彈時，你認為飛機是靜止還是運動的?你做此判斷時是以什么物體為參考系的?2.如果以飛機為參考系，炸彈的飛行軌跡是怎樣的?3.通過實驗，我們觀察到炸彈的運動軌跡是一條曲線，如圖所示，這和問題2的分析結果產生了矛盾，你認為原因是什么呢?4.如果要描述炸彈在空中的相對位置時，選擇哪個物體為參考系會比較簡單?問題提示素養目標1.飛機投彈時，你認為飛機是靜止還是運動的?你做此判斷時是以什么物體為參考系的?運動的以地面為參考系知道通常選擇地面為參考系(物理觀念)2.如果以飛機為參考系，炸彈的飛行軌跡是怎樣的?豎直向下的運動3.通過實驗，我們觀察到炸彈的運動軌跡是一條曲線，如圖所示，這和問題2的分析結果產生了矛盾，你認為原因是什么呢?選擇的參考系不同會根據選擇的參考系描述物體的運動(科學思維)知道參考系的選擇應有利于問題的解決(物理觀念)4.如果要描述炸彈在空中的相對位置時，選擇哪個物體為參考系會比較簡單?選擇飛機為參考系二參考系的“四性”相對性用來做參考系的物體都是假定不動的，被研究的物體是運動還是靜止，都是相對于參考系而言的任意性參考系的選取具有任意性，但應以觀察方便和使運動的描述盡可能簡單為原則。研究地面上物體的運動時，常選地面為參考系統一性在同一個問題中，若要研究多個物體的運動或同一個物體在不同階段的運動，必須選擇同一參考系差異性同一運動選擇不同的參考系，觀察結果一般不同示例［2019·江西贛州聯考］下列有關運動的描述中，參考系的選取符合描述的是

（）A.“地球的公轉”是以“地球”為參考系的B.“太陽東升西落”是以“太陽”為參考系的C.詩句“一江春水向東流”是以“流水”作為參考系的D.升國旗時，觀察到國旗冉冉升起，觀察者是以“地面”為參考系的【注意】（1）物體一旦被選為參考系，就認為它是靜止的。（2）由于運動的相對性，凡是提到物體的運動，都應該明確它是相對于哪個參考系而言的。（3）不做特別說明的情況下，一般選取地面為參考系。答案：D小結?？碱}型題組一物體可看成質點的條件和判斷題1［2019·江蘇揚州高一期末］下列說法中正確的是（）A.戰斗機飛行員可以把正在甲板上用手勢指揮的引導員看成一個質點B.在戰斗機飛行訓練中，研究戰斗機的空中有動作翻滾動作時，可以把戰斗機看成質點C.研究“遼寧艦”在大海中運動軌跡時，可以把“遼寧艦”看成質點D.由于“遼寧艦”體形巨大，故任何情包括遠洋航行況下都不能將其看成質點【點撥】物體能看成質點的條件是：物體的大小、形狀對所研究的問題不會產生影響，物體的大小、形狀能忽略，與其他因素無關。A錯飛行員要按照引導員的指揮手勢操作駕駛B錯將戰斗機視為質點后，就不可能研究戰斗機的空中翻滾動作了C對D錯“遼寧艦”雖大，但分析其在遼闊的大海中的航行軌跡時，“遼寧艦”的大小可以忽略不計題2［2020?山東龍口檢測］下列關于質點的說法中，正確的是（）A.質點是一個理想化模型，實際上并不存在，所以引入這個概念沒有多大意義B.只有體積很小、質量也很小的物體才能看成質點C.調整人造衛星的姿態，使衛星的照相窗口對準地面時人造衛星可以看成質點D.如果物體的形狀和大小對所研究的問題沒有影響或影響可以忽略不計時，物體可以視為質點D題3［2020?北京八一學校高一檢測］在研究下列物體的運動時，不能把物體視為質點的是（）A.研究從斜面上滑下的小木塊B.研究乒乓球的旋轉情況對發球效果的影響C.研究人造地球衛星繞地球的運轉D.研究遠洋航行中輪船的軌跡B題4［多選］在以下情況中可將物體看做質點的是 （）A.研究一列火車從北京到上海所需的時間B.對某學生的騎車姿勢進行分析C.研究“天舟一號”從地球發射升空時的飛行軌跡D.研究“嫦娥四號”降落到月球表面后如何探測月球表面AC提示：物體的大小和形狀對問題的研究有無影響，不是由物體的大小決定的，而是由研究的問題決定的；同一物體在不同的運動情景中，有時可視為質點，有時則不能視為質點，關鍵是看物體的大小和形狀對所研究問題的影響是否可以忽略?！裟芊癜盐矬w看做質點的判斷方法物體的大小和形狀可以忽略或物體上任意一點的運動可代替物體的運動時，可把物體看做質點。有以下四種情況：題組二參考系的選取與應用題5在某次運動會火炬傳遞中，觀察到同一地點的旗幟和甲、乙兩火炬手所傳遞的圣火火焰是移動的如圖所示。關于甲、乙兩火炬手相對于靜止旗桿的運動情況，下列說法中正確的是 （）A.甲、乙兩火炬手一定都在向右運動B.甲、乙兩火炬手一定都在向左運動C.甲火炬手一定向右運動，乙火炬手一定向左運動D.甲火炬手可能停止了運動，乙火炬手一定向左運動【思路點撥】根據題目中所述情景正確判定風的方向?！窘馕觥扛鶕鞄玫娘h動情況可知風向左吹。甲火炬手所傳遞的圣火火焰向左飄動，由于旗桿是靜止的，所以甲火炬手可能相對于旗桿靜止，也可能向右運動，還可能向左運動，但此時的運動速度比風速?。灰一鹁媸炙鶄鬟f的圣火火焰向右飄動，表明乙火炬手一定向左運動，且運動速度比風速大。選項D正確。【答案】D【解題通法】（1）只有選定參考系后，才能確定物體是否運動，運動得快還是慢。（2）選擇的參考系不同，對同一物體運動的描述所作出的結論也可能不同。（3）巧妙選取參考系，能使我們更方便地處理相對運動問題。（4）雖然參考系的選取是任意的，但是一定要以能方便、簡潔地描述物體的運動為準則。題6［刻舟求劍的故事家喻戶曉，如圖所示，“舟已行矣，而劍不行”這句話所選用的參考系是（）A.舟 B.地面C.舟上的人 D.流動的水B