资源简介

质点 参考系
学习目标
1．通过对物体的运动情况分析建立质点的概念，知道质点是一个理想化的物理模型
2．通过研究同一物体同一运动的不同方面，掌握物体可以看作质点的条件
3．通过实际物体运动分析，理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能不同
预习案
知识清单
1．质点：在研究物体的运动时，为了便于分析，常常需要对问题进行简化．当物体上各点的运动情况完全相同，或者物体上各点运动的差别相对于所研究的问题来讲可以忽略，就可以不考虑物体本身的__________，把物体简化为__________，认为物体的__________都集中到这个点上，这个点就叫作质点．
2．参考系：运动是绝对的，但对物体运动的描述是相对的，所以在描述物体的运动时，需要另外选取一个物体作为参考的标准，否则就无法确定物体的运动情况．这种用来做参考的物体，叫参考系．
（1）描述同一物体的运动时，若以不同物体为参考系，描述的结果__________．
（2）参考系的选取原则上是任意的，但在实际问题中，应以____________________为原则．
（3）研究地面上物体的运动，通常取____________________做参考系．
3．坐标系：在选定的参考系上建立适当的坐标系后，就能__________地描述物体的__________及__________．通常用到的坐标系有直线坐标系、平面直角坐标系，空间直角坐标系等．
预习检测
思考辨析
1．判断：质点是一种理想化模型，实际并不存在．（ ）
2．判断：物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时，物体可看作质点．（ ）
3．判断：只要是体积很小的物体，都能被看作质点．（ ）
4．判断：参考系必须要选择静止不动的物体．（ ）
探究案
情景探究
运动员踢足球的不同部位，会使球产生不同的运动．足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运动．在研究如何才能踢出香蕉球时，能把足球看作质点吗？研究什么样的问题可以把足球看作质点？
课堂探究
探究1 物体可以看成质点的条件
核心归纳
1．质点是一种科学的抽象，是在研究物体的运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体的近似处理．一个物体能否看作质点要看这个物体的形状和大小在所研究的问题中所起的作用，若是这些属于次要的、可忽略的因素，我们就可以暂时撇开它，把物体抽象为质点．因此，质点是一种理想化模型．
2．一个物体在什么情况下可以看作质点，什么情况下不能看作质点，要具体情况具体分析．不要误解为很大的物体就不能当作质点，很小的物体就一定可以看作质点．
（1）在物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计的情况下，可把物体看作质点．
例如，研究地球绕太阳公转时，尽管地球很大，但地球的大小相对太阳到地球的距离来说是可忽略的因素，故此时可以把地球视为质点．同样是地球，若是研究它的自转，由于要考虑它本身的大小和形状，这时就不能再把它看作质点了．
（2）当物体上各部分的运动情况都相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映物体的运动，则可将物体看成质点．
例如，沿斜面下滑的滑块，由于滑块上各部分运动情况都相同，其上任何一点的运动情况都能反映滑块的运动，故可以将滑块简化为质点．
典型例题
例1 （多选）在下列各运动的物体中，可视为质点的有（ ）
A．人造卫星，研究它绕地球的转动
B．做高低杠表演的体操运动员
C．沿斜槽滑下的小钢球，研究它沿斜槽下滑的速度
D．水平面上的木箱，研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动
思路分析：物体能否被看作质点的关键是物体的形状和大小在所研究的问题中所起的作用是否为次要因素．
尝试解答
方法点拨
实际物体能否看作质点，关键看物体的大小和形状在所研究问题中的影响，若没有影响或影响很小，则可把物体看作质点．
拓展练习
1．以下情景中，加着重号的人或物体可看作质点的是（ ）
A．研究一列火车通过长江大桥所需的时间
B．乒乓球比赛中，运动员发出的旋转球
C．研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作
D．用GPS（全球定位系统）研究打击海盗的快艇在大海中的位置
探究2 对参考系的进一步理解
核心归纳
1．选择参考系的原则
（1）选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定，例如：研究火车上物体的运动情况时，常选地面或相对地面不动的物体作为参考系，在中学物理中，只要没有明确说明，物体的运动均以地面为参考系．
（2）参考系的选取是任意的，在实际问题中，参考系的选取应以观测方便和对运动的描述尽可能简单为基本原则．
2．注意问题
（1）由于运动具有相对性，因此描述物体的运动状态时都应该明确它是相对哪个参考系而言的．
（2）在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动，必须选取同一个参考系．
（3）无论物体原来运动情况如何，一旦把它选为参考系，就认为它是静止的．
典型例题
例2 观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（ ）
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，乙车可能向右运动
D．甲车可能静止，乙车向左运动
思路分析：房子相对于地面是静止的，根据烟可确定风向，再根据小旗的摆向确定甲、乙两车的运动情况．
尝试解答
方法点拨
描述物体是否运动首先要选择一个参考系，以该参考系为标准来衡量物体是运动还是静止的，参考系一旦确定，对物体运动的描述也唯一确定．
拓展练习
2．体育摄影中常用一种叫“追拍法”的拍摄方式，如图所示，拍摄时，运动着的运动员在摄影师眼中却是静止的，而背景是运动的，摄影师选择的参考系是（ ）
A．大地 B．太阳 C．运动员 D．观众
随堂检测
1．在研究物体的运动时，力学中引入“质点”的概念，从科学方法上来说属于（ ）
A．极限分析物理问题的方法
B．观察实验的方法
C．建立理想物理模型的方法
D．等效替代的方法
2．（多选）关于质点，下列说法正确的是（ ）
A．只有体积很小的物体才可以看作质点
B．只有质量很小的物体才可以看作质点
C．一个物体能否看作质点是由问题的性质决定的
D．质点突出物体具有质量这一要素，忽略物体的大小和形状
3．（多选）如图所示，是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴（x轴），在画该坐标轴时规定原点在一长直公路上某广场的中心，公路为南北走向，规定向北为正方向．坐标轴上有两点A和B，A的位置坐标为xA=5 m，B的位置坐标为xB=-3 m．下列说法正确的是（ ）
A．A点位于广场中心南5 m处
B．A点位于广场中心北5 m处
C．B点位于广场中心南3 m处
D．B点位于广场中心北3 m处
4．中国是掌握空中加油技术的少数国家之一．如图所示，是我国自行研制的第三代战斗机“歼-10”在空中加油的情景，以下列的哪个物体为参照物，可以认为加油机是运动的（ ）
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
5．如图所示，某人从学校的门口A处开始散步，先向南走了50 m到达B处，再向东走了100 m到达C处，最后又向北走了150 m到达D处，则A、B、C、D各点位置如何表示？
参考答案
预习案
知识清单
1．大小和形状 一个具有质量的点 质量
2．（1）可能不同
（2）研究问题方便、对运动描述尽可能简单
（3）地面或相对于地面不动的物体
3．定量 位置 位置的变化
自我检测
思考辨析
1．√ 2．√ 3．× 4．×
探究案
情景探究
不能．因为球在空中旋转，球上各点的运动状态不同．研究足球在空中飞行的时间、距离等问题时可以把足球看成质点．
课堂探究
典型例题
例1 AC 解析：选项A中，研究人造卫星绕地球转动时，由于卫星的大小比起卫星到地球的距离小得多，所以卫星的形状、大小可以不考虑，可视为质点．选项B中，要欣赏的是运动员力与美的表演，或者是研究运动员的各种花样动作，不能视为质点．选项C中，小钢球下滑的速度与球的大小无关，可视为质点．选项D中，木箱在水平力作用下是否滚动，与力在木箱上的作用点的位置有关，或者说与木箱的大小和形状有关，故此时不能把木箱看作质点．所以正确选项为A、C．
拓展练习
1．D 解析：把物体看作质点的条件是：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计．研究火车通过长江大桥的时间时不能把火车看成质点；要接住“旋转球”，必须研究乒乓球的旋转情况，不能看成质点；研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时，不能把翟志刚看成质点；用GPS确定快艇在大海中的位置时，可以把快艇看成质点．故应选D．
典型例题
例2 D 解析：以房子为参考系，烟向左飘可知风向左吹．乙车的小旗向右飘，显然不是风吹的结果，是车向左运动且运动速度大于风速的结果．甲车的小旗向左飘，可能是小车静止，只有风吹的结果；还有可能是小车向右运动，风和车共同作用的结果；另外小车向左运动，只要车速小于风速，也会使小旗向左飘．
拓展练习
2．C
随堂检测
1．C 解析：质点的引入是忽略次要因素，抓住主要因素，是一种建立理想物理模型的方法．
2．CD 3．BC 4．B
5．本题答案不唯一，当选取A点为坐标原点，向东为x轴正向，向北为y轴正向时，各点坐标分别为：A（0，0）、B（0，-50 m）、C（100 m，-50 m）、D（100 m，100 m）．

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