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第1章 运动的描述
第1节 质点 参考系
教学目标 了解质点的含义，知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义，知道物体的运动具有相对性.体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用.
教学重点 1.理解质点的概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法.2.会根据问题情境选择参考系.
教学难点 将一个实际的物体抽象为质点的条件.
【知识探究】
1、质点
（1）机械运动描述的是物体位置随时间变化的规律。
（1）质点：忽略物体的大小和形状，简化为一个具有质量的点。
（1）物体看成质点的条件：物体大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计。
（1）质点是一个理想化的物理模型，是对研究问题的科学抽象。
二、参考系
（1）运动的相对性：描述某个物体的位置随时间的变化，却又总是相对于其他物体而言的。
（1）参考系：用来参考的物体。
（1）参考系的性质：①物体选为参考系，则认为该物体是静止的；②任何物体都可以当作参考系；③比较不同物体的运动时要选取同一物体做参考系。
（1）参考系的选取原则：方便观测，描述简单。
【知识深化】
一、物体和质点
1.机械运动的概念：物体的空间位置随时间的变化，称为机械运动。
机械运动的分类 平动 平动过程中，物体各部分的运动特点完全相同，例如木块在水平桌面
转动 物体的各部分绕某一点（或轴）做圆周运动，例如地球的自转
2.质点
（1）质点的由来：物体是运动的，而且物体各部分的运动情况一般来说并不一样.但是在某些情况中，物体的大小和形状对我们所研究的运动影响不大.因此可以忽略物体的大小和形状，而把它们看作"点"来研究.
（2）质点概念∶用来代替物体的有质量的点叫作质点.质点没有形状、没有大小，却具有物体的全部质量. （3）把实际物体看作质点的情况
3.理想化模型
（1）"理想化模型"是为了简化问题以方便研究而进行的一种科学抽象，实际上并不存在.
（2）在"理想化模型"的建构过程中，应以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素.
（3）"理想化模型"是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种科学研究方法，在以后的学习中我们还会学习到更多的理想化模型.
例1.下面关于质点的正确说法有（　　）
A. 蚂蚁很小，一定可以把蚂蚁看成质点
B. 研究地球绕太阳公转的周期时，可以把地球看成质点
C. 研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作时，可以把运动员看成质点
D. 在研究运动员如何才能踢出“香蕉球”时，可以把足球看成质点
【答案】 B
【解析】【解答】A．是否能看成质点，关键看本身大小、形状对所研究的问题是否有影响，如果在研究蚂蚁爬行动作时，就不能把蚂蚁看成质点，A不符合题意；
B．研究地球绕太阳公转的周期时，可以把地球看成质点，B符合题意；
C．研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作时，运动员的肢体动作对成绩是有影响的，不可以把运动员看成质点，C不符合题意；
D．在研究运动员如何才能踢出“香蕉球”时，运动员踢球的位置会影响效果，故不可以把足球看成质点，D不符合题意。
故答案为：B。
例2.在下列情景中，选项中的划线物体能够被视为质点的是（ ）
A. 天文学家研究地球的自转
B. 用北斗导航确定火箭在空中的位置
C. 监控中心观测嫦娥五号上升器与轨道器和返回器的组合体交会对接
D. 教练员研究跳水运动员在比赛中的空中姿态
【答案】 B
【解析】【解答】A．研究物体绕自身旋转时物体自身尺寸不能忽略，所以研究地球自转时地球自身不可以视为质点，A不符合题意；
B． 北斗系统给远洋海轮导航时，只需要确定远洋海轮在地图上的位置，可以把远洋海轮视为质点，B符合题意；
C．监控中心观测嫦娥五号上升器与轨道器和返回器的组合体交会对接，嫦娥五号上升器自身的大小和形状不能忽略，不能视为质点，C不符合题意；
D．教练员研究跳水运动员在比赛中的空中姿态，运动员自身的大小和形状不能忽略，不可以视为质点，D不符合题意。
故答案为：B。
二、 参考系
1.运动与静止的关系
（1）运动的绝对性：自然界中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。
（2）运动的相对性：描述某个物体的位置随时间的变化，总是相对于其他物体而言的。
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
①参考系的选取一般由研究对象和研究对象所在的系统决定.例如研究火车上物体的运动时，一般选取火车做参考系；研究地面上物体的运动时，常选取地面或相对于地面静止的物体做参考系.
②参考系的选取是任意的，但在实际问题中，参考系的选取应以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则.
（3）四个特性
相对性 用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系而言的.
任意性 参考系的选择具有任意性，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.
同一性 比较不同物体的运动时，应该选择同一参考系.
差异性 同一运动选择不同的参考系，观察结果可能不同.
例3.关于参考系，下列说法正确的是（ ）
A. 在研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系
B. 由于运动是绝对的，描述运动时，无须选定参考系
C. 选取不同的参考系来观察同一物体的运动，观察的结果一定是相同的
D. 研究地面上物体的运动时，必须选择地球为参考系
【答案】 A
【解析】【解答】A．在研究和描述一个物体的运动时，必须选定另一个物体做为参考系，A符合题意；
B．运动是绝对的，但描述某个物体的运动确总是相对其他物体而言的，所以必须选定一个参考系，B不符合题意；
C．选取不同的参考系来观察同一物体的运动，观察的结果可能相同也可能不同，C不符合题意；
D．参考系的选取是任意的，研究地面上物体的运动时，不一定必须选择地球为参考系，可根据研究问题的需要任意选取，D不符合题意。
故答案为：A。
例4.下列奥运会项目中记录运动员比赛成绩时，可将运动员视为质点的是（ ）
A. 击剑 B. 蹦床 C. 平衡木 D. 自行车
【答案】 D
【解析】【解答】A．击剑时要注意人的肢体动作，不能看作质点，A不符合题意；
B．蹦床主要根据人的肢体动作评分，故不能忽略大小和形状，故不能看作质点，B不符合题意；
C．体操中主要根据人的肢体动作评分，故不能忽略大小和形状，故不能看作质点，C不符合题意；
D．自行车主要是看运动的快慢，人的大小和形状可以忽略，能看作质点，D符合题意。
故答案为：D。
三、 质点模型的理解及构建
1. 模型建构
作物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将该模型作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法.质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用.
2. 对质点模型的理解
（1）质点是对实际物体的科学抽象，物体能否看成质点，是由所研究的问题决定的，如果物体的大小和形状对所研究的问题无影响或影响可以忽略，就可以把物体看成质点.
（2）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.
如地球虽然很大，但在研究地球绕太阳的公转时，地球的大小相对于太阳与地球的间距可以忽略，故可将地球视为质点;乒乓球虽小，在研究它的旋转对运动的影响时，却不能将它看成质点.
（3）同一物体有时能被看作质点，有时不能被看作质点，能否看作质点关键是看其本身的大小和形状对所研究的问题有无影响或影响是否可忽略不计.
如跳水比赛时，如果我们要记录运动员在空中的运动时间，可将运动员视为质点，如果要观察运动员的动作是否规范，则不能将运动员视为质点.
（4）不能说平动的物体一定能看作质点，而转动的物体一定不能看作质点.
如研究列车过桥经历的时间时，就不能把平动的列车视为质点;花样滑冰运动员在滑冰时有很多转动的动作，但在研究运动员在冰面上所走的径迹时，就可以把运动员看作质点.
例5.下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是（ ）
A. “飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的
B. “轻舟已过万重山”是以“万重山”作为参考系的
C. “一江春水向东流”是以“江水”作为参考系的
D. 寓言“刻舟求剑”中的主人公是以“剑”作为参考系的
【答案】 B
【解析】【解答】“飞流直下三千尺”是以地面为参考系的；“轻舟已过万重山”是以万重山为参考系的；“一江春水向东流”是以地面为参考系的；楚人记下的是剑相对船的下落位置，故是以船为参考系；
故答案为：B。

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