1.1質點參考系

〖教材分析〗

質點模型是高中物理建立的第一個物理模型，是對于剛從初中進入高中的學生來說

并不是很困難。本節課主要有兩個內容質點和參考系，比以前少了一些。我們在學習這

節課時主要注意學生的感性認識，我們要提供大量的素材來加強感性認識，這樣學生才

能建立理性認識。內容雖然簡單，但是要詳細的理解質點的條件也是要花許多時間的，

所以教學設計上注重豐富感性認識的同時也要傳遞知識。

〖教學目標與核心素養〗

物理觀念：能建立質點和參考系的物理觀念，能用物理語言科學地描述運動的相對

性,并建立辯證唯物主義的世界觀。

科學思維：知道質點是一種理想化的物理模型，現實中并不存在，具有建構“理想

化的物理模型”的意識。

科學探究：掌握把物體看作質點的條件,能將特定實際情景中的物體抽象成質點，

初步掌握“科學抽象”這種研究方法。

科學態度與責任：理解物理概念的建立的過程和規律；感悟自然界的統一、和諧美；

認識到對物理現象的描述是客觀的，物體的運動是相對的；感悟科學家為社會的奉獻精

神。

〖教學重點與難點〗

重點：1、質點概念的建立、質點模型的條件判斷。

2、明確參考系的概念及運動的關系。

難點：1、什么情況下把物體看成質點。

2、研究實際問題時如何選取參考系。

〖教學方法〗

教師啟發引導教學與學生小組合作探究法相結合。

〖教學準備〗

多媒體課件。

〖教學過程〗

一、新課引入

不了解運動，就不了解自然。

——亞里士多德

這節課我就開了解我們生活的環境中的運動。

教學設計說明：借助名人名言，創設問題情境，激發探究動機，引導學生發現問題。

二、新課教學

（一）機械運動

通過多媒體課件動圖展示：在我們周圍，到處可以看到物體在運動。樹葉在搖動，

鳥兒在飛翔……就連我們腳下的地球，也在不停地自轉、公轉。

教學設計說明：通過對生活中常見現象的思考、討論、交流，從而體驗物理與生活

的密切聯系。

請同學們思考回答：1、你感受到以上幾個例子中物體的狀態是什么?

答：他們都在動。

2、你是如何判斷出來他們都在動的？

答：位置在變化

對學生的分析回答給予評價，并根據學生的回答進一步引出機械運動的概念。

機械運動：物體的空間位置隨時間變化叫做機械運動。

它是自然界最簡單最基本的運動形式。在物理學中，研究物體做機械運動的分支叫

力學。

如何描述物體的機械運動呢？

（二）物體和質點

生活中隨處可見運動的物體，例如玩耍的孩童、行駛的汽車、翱翔的雄鷹……

對于這些運動的物體，我們如何準確地描述它們的運動呢？通過多媒體課件動圖

畫家用車后的線條表示汽車在很快運動。

問題1、那么我們是如何精確地用物理語言來描述運動呢？自然界里物體的運動是

多種多樣的，要想詳細而準確地描述物體上各個部分的運動，是一件十分困難的事。

如：雄鷹在空中翱翔鷹拍打著翅膀在空中翱翔時，身體在向前運動，但它的翅膀在

向前運動的同時還在上下運動；足球在綠茵場上滾動時，它在向前運動的同時還在轉動。

描述物體運動的困難和麻煩在哪里？能不能克服這些麻煩呢？

精確地描述物體的運動困難和麻煩在于，任何物體都有一定的大小和形狀，物體各

部分的運動情況一般說來并不一樣。我們有時候關注物體各部分的運動，有時關注物體

的整體運動，因此如何描述物體的運動辦法是：要看我們關注（研究）的問題是什么。

我們以“雄鷹在空中翱翔”為例子進行研究。

①要“研究雄鷹是如何飛行的”的這個問題，

那么雄鷹翅膀的運動方式很重要，我們要看它的翅

膀如何振動，尾翼如何搖擺，爪子怎么放等等，這

就是我們只關注物體各部分的運動。

②要“研究雄鷹從哪里移動到了哪里”的這個問題，那么雄鷹翅膀的運動方式就

不重要了，就不必太在意它的形狀，把它看成一個點來描述就可以了。這就是我們只關

注物體整體的運動。

教學設計說明：通過雄鷹這個例子來剖析，例子中既有整體的運動也有明顯區別的

個體部分的運動，比較好分析，也能很好的與課本照應。為學生提供具體生動的感性材

料，增強感性認識的同時，使得學生發生認知沖突，萌發探索、發現新知的欲望。

所以如何精確地用物理語言來描述運動呢，有兩個步驟：①要看我們研究的問題是

什么。是物體的部分呢，還是整體；②把我們要研究的物體看成一個“點”。

問題2、物體能不能看成一個“點”到底要滿足怎么樣的條件？

下面我們來分析一些具體的實例，看看什么樣的問題可以物體看成一個點，什么樣

的問題不能把物體看成一個點。

我們以地球為例子進行研究分析。

通過多媒體課件動圖展示：人類居住的地球自轉和繞太陽公轉以及旅行者一號遠離

地球，地球逐漸變小成為一個點的過程。

地球自轉時，它就在我們腳下，我們就是要研究他的轉動方向大小等，是不能看成

一個點的。而公轉因為距離夠遠，在研究地球公轉引起的位置變化問題時，由地球的大

小引起的運動差異很小，因此，可以忽略地球的大小和形狀而把它視為點。遠離地球就

可以很好的闡述這個知識了，地球越來越來遠，看到的也就越來越小，它的形狀大小都

可以忽略掉了。所以大的物體也可以看成點。

結論①：當物體的大小與形狀在研究的問題中影響很小,可忽略不計時,可看成質

點。

有些物體上各點的運動差異雖然不小，但如果我們不研究各點的運動差異，而只關

注物體整體的運動時，同樣可以把物體看作一個點。

通過多媒體課件動圖展示：高速行駛的列車。列車在平直軌道上行駛，車輪的轉動，

我們考慮嗎？我們是否要考慮火車本身大小？

都不用考慮，盡管它的傳動機構及車輪的運動很復雜，但是，當我們只關心列車整

體的運動情況時，忽略某些次要因素------形狀、大小、體積，只關心主要的因素------

位置、質量。就可以不考慮上述各部分的運動差異，而用一個點的運動代替整列列車的

運動。

結論②：我們不研究各點的運動差異，而只關注物體整體的運動時，同樣可以把

物體看作一個點。

教學設計說明：通過觀察動圖讓學生體驗忽略次要因素，突出主要因素。培養學生

的觀察、思考、歸納、總結的意識和能力，體會科學抽象的物理思想方法的精妙，為引

入質點的概念作好鋪墊。由于原有認知結構的局限和科學抽象思維能力水平不高，學生

將遇到較大的困難。這就需要教師站在稍徽超前于學生智力發展的邊界上，通過提問來

引導學生探究。培養學生的邏輯思維能力和大局意識。

歸納總結：把物體看成一個點，這個點我們叫做質點。

質點：忽略物體的大小和形狀，把它簡化為一個具有質量的點。

作用：方便描述物體的運動，即用來代替物體的有質量的點。

思考：質點在現實生活中是否存在？

答：在現實生活中不存在的。因為：質點是一種理想化的物理模型，在實際生活中

并不存在。

由此引出理想化的物理模型的概念：在物理學中，突出問題的主要因素，忽略次要

因素，建立理想化的物理模型，并將其作為研究對象，是經常采用的一種科學研究方法。

從前面的討論可以看出，一個物體能否看成質點是由所要研究的問題決定的。同一

個物體，由于所要研究的問題不同，有時可以看成質點，有時不能看成質點。這個“有

時可以”和“有時不可以”，它就是初中與高中物理的區別，初中是定性描述，高中是

有條件的描述。

例如：前面提到過的例子（通過多媒體課件動圖展示：人類居住的地球自轉和繞太

陽公轉）研究地球公轉規律，可以把地球看成質點。研究其自轉，考查地球上各點的運

動時，不能把地球看成質點。

歸納總結：物體看成質點的條件是當所研究的問題與物體本身的形狀大小無關時，

可以將物體簡化成質點。

教學設計說明：質點，理想化的物理模型，以及初中與高中物理的區別。這是學生

上到高中第一次接觸高中的的概念，已經概念的建立過程，教師要特別注意引導學生過

渡。幫助他們快速找到初高中物理的區別，這樣他們才能轉變學習方法，和思維習慣等。

課本思考與討論：運動員踢足球的不同部位，會使球產生不同的運動。足球運動中

常說的“香蕉球”是球在空中旋轉、整體運動徑跡為類似香蕉型弧線的一種運動（圖

1.1-2）。在研究如何才能踢出“香蕉球”時，能把足球看作質點嗎？研究什么樣的問

題可以把足球看作質點？

通過多媒體課件動圖展示：香蕉球動態圖。

分析：由質點的定義和質點的條件可知（1）在研究如何才能踢出香蕉球時，足球

的形狀大小不可忽略，不能把足球看作質點；（2）足球的形狀大小對研究對象的影響

可以忽略時，可以把足球看作質點。

【典型例題】例1：下列關于質點的說法中，正確的是（C）

A、體積很小的物體都可看成質點

B、質量很小的物體都可看成質點

C、不論物體的質量多大，只要物體的尺寸跟物體間距相比甚小時，就可以看成質

點

D、只有低速運動的物體才可看成質點，高速運動的物體不可看作質點

例2：下列情形中的物體可以看作質點的（CEG）

A、放學后同學們狂蹦到食堂，手是如何放的

B、一枚硬幣用力上拋，猜測它落地時是正面朝上還是反面朝上

C、校運動會上小明在5000米長跑中

D、花樣滑冰運動員在比賽中

E、研究繞地球飛行時航天飛機的軌道

F、研究飛行中的直升機上的螺旋槳的轉動情況

G、計算從北京開往汕頭的一列火車的運行時間

H、計算火車通過路口所用的時間

在中學物理中所研究的物體，一般情況下都可以把它們看成質點，因此對“物體”

和“質點”兩個詞一般不加以區分。

教學設計說明：加強學生對能看成質點的條件的理解，使學生能靈活在理想物理模

型與現實之間切換。

通過多媒體課件動圖展示：動態圖。

思考：是房屋向右運動？還是這精神小伙向左運動？

（過渡，導入）

（三）參考系

要描述物體的運動，通常要先判斷它是運動的還是靜止的；如果物體是運動的，再

根據需要來說明它是怎樣運動的。

通過多媒體課件展示：靜止的樹木，已經樹木和地球一起轉動，還有車乘的情景。

我們說房屋、樹木是靜止的，這大概是不會錯的。但是，

房屋、樹木在隨著地球一起運動，這也是事實。再比如，行駛的列車中的乘務員與旅客

在交流，列車外的人認為他們隨列車一起運動，但他們彼此看對方卻是靜止的。所以物

體是運動的還是靜止的，不好說。

問題3、為什么人們的看法會不一樣呢？

自然界的一切物體都處于永恒的運動中，絕對靜止的物體是不存在的。我們在地球

上，以為地球是靜止的，其實地球是繞太陽運動的。當地球繞太陽運動的時候我們又以

為太陽是靜止的，其實太陽也是繞著銀河系運動的、、、、

通過多媒體課件動圖展示：地球繞太陽和太陽繞著銀河系運動的動態圖。

就此意義而言，我們說運動是絕對的。但是，描述某個物體的位置隨時間的變化，

卻又總是相對于其他物體而言的。這便是運動的相對性。

結論①：運動是絕對的，靜止是相對的。

教學設計說明：讓學生看到自然的偉大，自己的渺小奧，增加對自然的敬畏，對知

識的敬畏，也可以調節課堂氛圍。通過對我們生活的大環境的思考，理解運動是絕對的，

靜止是相對的。為引入參考系的概念做好鋪墊。

可見，要描述一個物體的運動，首先要選定某個其他

物體作為參考，觀察物體的位置相對于這個“其他物體”

是否隨時間變化，以及怎樣變化。我們以這個精神小伙來

分析：①房屋向右運動，則假定人是靜止。②精神小伙向

左運動，則假定房屋是靜止。

歸納總結：參考系：描述物體運動時,用來作為參考(假定為不動)的物體。（初中

叫參照物，這里也要注意區分和引導學生過渡）

思考：選擇參考系的原則是什么？

1、原則上參考系可以任意選取。但實際上總是本著觀測方便和使運動的描述盡可

能簡單的原則選取。

通過多媒體課件動圖展示：選太陽為參考系和選銀河為參考系行星的動態圖。

加以說明“選參考系盡可能簡單的原則”。

2、一般研究地面上運動的物體時選取地面為參考系。

一個物體一旦被選為參考系，就認為它是靜止的。在選定參考系后要假定自己站在

參照物中去觀察物體的運動，即“參考系上長著觀察者的眼睛”。

【典型例題】：例3：獨立寒秋湘江北去，橘子洲頭看萬山紅遍，層林盡染。問：

江水北去，以什么為參考系？

答：橘子洲或者河岸都可以。

例4：觀察圖中的煙和小旗，關于甲、乙兩車相對于房子的運動情況，下列說法正

確的是（）

A、甲、乙兩車一定向左運動

B、甲、乙兩車一定向右運動

C、甲車可能運動，乙車向右運動

D、甲車可能靜止，乙車向左運動

【解析】圖中房子相對地面是靜止的，由煙囪冒出的煙向左飄，可知此時風向向

左（相對于地球而言）。甲車上的旗子也向左，則有三種可能情況：一是甲車不動，風

把小旗向左刮；二是甲車向右運動，風相對甲向左，風把小旗向左刮；三是甲車向左運

動但小于風速，因此風仍能把小旗向左刮．對于乙車，則只有乙車向左運動并大于風速，

此時風把小旗向右刮。故選項D正確。

教學設計說明：加強學生對參考系的理解。例3是毛主席的詩句，學生語文剛學，

在這里出現有利于調節課堂氣氛。使學生意識到學科之間也有點聯系，能夠用物理知識

看問題