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质点 参考系
生活中随处可见运动的物体，例如玩耍的孩童、 行驶的汽车、翱翔的雄鹰......对于这些运动的物 体，我们如何准确地描述它们的运动呢？
新课导入
亚里士多德 (Aristotle,前384—前 322)
不了解运动,
就不了解自然。
高中物理就从了解运动开始
什么是运动？
物体的空间位置随时间的变化，是自然界最简单、最基本形态，叫做机械运动。
如何描述运动？
运动可以被 描述吗？
研究对象
物理情境
有哪些困难？
想一想
物体与质点
01
雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔时，身体在向前运动， 但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动。
足球在绿茵场上滚动时，它在向前运动的同时还 在转动。
可见：要准确地描述物体的运动，并不是一件 容易的事。
这是因为任何物体都有一定的大小和形状，物 体各部分的运动情况一般说来并不一样。
如何准确描述下列运动？
即忽略“雄鹰”的形状和大小，把它看成只有质量而没有形状和大小 的“点”。所以，为了研究问题的方便，常常把很多物体看成一个点来研 究。
如果要研究雄鹰是如何飞行的，它的翅膀的运动 方式很重要；但是，如果我们只关注雄鹰从哪里移 动到了哪里，就不必太在意它的形状，把它看成一 个点来描述它的运动就容易了。
分 析
其中左图为花样滑冰大奖赛冰舞比赛。右图是举世瞩目的男子110米栏的决赛。 中国选手刘翔获得金牌，他的成绩为12秒91，打破奥运纪录，同时也追平了世界纪 录。图为刘翔在比赛中。
问题：这两幅图中，哪一幅可以将运动员看成点？
研究跳水运动员在跳水比赛 中的动作，并对其进行技术 打分时，能否当成点？
研究弯曲ft路上行驶得汽车,从甲地到乙地经历的时间，汽车能否看成点？
只关注物体的整体运动时，整个物体可以看成一个点。
想一想
科学家研究飞船在太空中的运动位置、高度、速度等问题时，是否可以忽略 其大小和形状？
科学家研究飞船在太空中的运动位置、高度、速度等问题时，可以忽略 其大小和形状，把飞船简化为一个有质量的点。
地球绕太阳公转，同时又在自转。地球到太阳的距离达1.5×108km，而地球的 直径只有1.3×104km，在研究地球公转周期或速度的时候，能把地球看做一个点来 研究吗？
地球的直径还不到地日距离 的万分之一，在研究地球公 转引起的位置变化问题时， 由地球的大小引起的运动差 异很小，因此，可以忽略地 球的大小和形状而把地球视 为点。
如果只研究火车整体的情况，如火车从重庆到奉节运动的时间，能把列车看 成一个点吗？
火车行驶时，尽管它的传动 机构及车轮的运动很复杂，但是， 当我们只关心火车整体的运动情 况时，就可以不考虑上述各部分 的运动差异，而用一个点的运动 代替整列火车的运动。
物体的大小和形状对所研究的问题无影响，或者有影响但可以忽略不计。
1、定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。
它没有大小和形状
2、特点：
它具有物体的全部的质量
它是一种理想化的模型
理想化模型：在物理学中，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，并将其作为研究对象，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。
——模型是重要的抽象方法之一。
——模型是物理概念和物理理论赖以建立的基础。
一个木块沿着固定斜面向下滑动，可以把木块看成质点吗？
木块上各部分的运动情况完全相同（称为平动），木块 上任何一点的运动都能反映木块的运动，可以用木块上 任意一点的运动代替木块的运动。
整个木块的运动简化为一个点的运动，把木块 的质量赋予这个点，它也就成了一个质点。
平动的物体可以取它上面任意一个点当做质点来代替整个物体。
想一想
3、条件：
物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时，不论物体自身大小如 何，都可视为质点。
平动的物体通常可视为质点。如水平传送带上的物体随传送带的运动。
有转动，但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点。如汽车在运行 时，虽然车轮转动，若我们关心的是车辆整体的运动快慢，故汽车可看成质点。
说明:转动的物体，在研究与转动有关的物理问题时，不能看作质点。例如研究乒乓 球运动员打出的弧旋球（旋转球）。
4. 实际物体可看成质点的常见情况
想一想
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？
研究如何才能踢出香蕉球时，要研 究足球的旋转情况，必须考虑球的大小 和形状，不能把足球看成质点。
研究足球的运动轨迹时，不需要考虑 球的大小和形状对研究问题的影响，可 以把足球看成质点。
在研究如何才能踢出香 蕉球(弧线球)时，能把 足球看作质点吗？
还有哪些物体在一个 问题下可以看成质点， 在另一个问题下不能 看成质点？
说一说
【例】一列长2km的火车，正通过一长10km的高架桥。一名去北大的学生在这列火车 上。如果此时火车距离北京有1800km，火车一直以360km/h的速度匀速运动。试问：
⑴如果要你求这列火车还要多长时间到达北京，可不可以把火车看成质点？
⑵如果要你求这列火车通过一座高架桥的时间，可不可以把火车看成质点？
解 析 ： 列车行驶时尽管它的传动机构及车轮的运动很复杂， 但我们只关心列车整体的运动情况时，就可以不考虑各部分 的运动差异。
⑴因为火车距离北京有1800km，这一距离远远大于火车的长 度，可以忽略火车的形状和大小，把火车看成一个质点。
⑵火车通过高架桥的运动虽然可以看成是平动，但是求这 列火车通过高架桥的时间时火车长度不可忽略，故不可以 把火车看成质点。
想一想
如果只研究地球公转的周期，地球是否可以看成质点？如果只研究 地球的昼夜更替现象，地球是否还可以看成质点呢？
结论：研究地球公转时，地球本身的大小和形状是次要因素可忽略. 可看成质点； 研究地球自转时，地球本身的大小和形状不可忽略. 不能看成质点.
1.是不是很小的物体才能看作质点，很大的物体不能看做质点？
结论：物体能否看成质点与物体本身的大小和形状无关。 例如：
地球很大，但是在研究地球的公转周期时，可以把地球看成 质点；
原子很小，但是在研究原子的内部结构时，不能看成质点。
2.物理中的“质点”和几何中的点有哪些异同？
相同点：都是没有形状和大小的点。
不同点：质点是实际物体的抽象表示，它具有一定的物理内涵，不仅具有 物体的全部质量，而且是一个相对的物理概念；几何中的点没有质量，仅 表示位置，而且应该绝对的小。
①研究火车过电线杆的时间；
②研究火车从上海到北京的时间；
③电子的体积非常小，研究电子自旋；
④研究电子绕原子核一周的时间；
否
能
否
能
⑤研究体积非常小的原子结构 ； 否
例 题
判断下列问题中能否将物体看成质点：
质量很小的物体都可看成质点
不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可 以忽略不计时，就可以看成质点
只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点
下列关于质点的说法中，正确的是( C ) A. 体积很小的物体都可看成质点
例 题
1、在下列各运动中，可以当做质点的有（ B D ） A、研究做旋转动作的体操运动员
B、研究远洋航行中巨轮的航行
C、研究转动着的螺旋桨 D、研究绕地球运动的卫星
2、下列物体或人可以看做质点的是( B C )
A、研究跳水冠军伏明霞在跳水比赛中的动作 B、研究奥运冠军王军霞在万米长跑中的过程
C、研究我国科学考察团去南极的过程
D、研究一列火车通过某一路标所用的时间
3、下列情况不能看成质点的是（ A B ） A、计算火车通过路口所用的时间
B、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况 C、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间 D、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道
参考系
02
飞花两岸照船红，
百里榆堤半日风。卧 看满天云不动，不 知云与我俱东。
诗境中的运动
要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体 做参考，假定这个“其他物体”不动，观察研究对象相 对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎 样变化，这个用来做参考的物体，叫参考系。
1、参考系：为了确定物体的位置和描述物体运动而被选做参考的物体。
2、参考系的选取原则
参考系的选择是任意的，以观测和描述物体的运动尽可能简单为原则， 一般选择地面或相对地面静止的物体。
3、参考系的四个性质
标准性：假定不动
任意性：参考系的选择是任意的。以观测和描述物体的运动尽可能简单为原则。
统一性：比较不同物体的运动时应选统一参考系
差异性：选择不同参考系时，结果往往不同
5、理解：
参考系可以任意选取（选定为参考系后都假设静止不动）；应以观测方便 和使运动的描述尽可能简单为原则。
要描述一个物体的运动，首先要选定某个其它的物体做参考，观察物体相 对这个物体(其它物体)的位置是否随时间变化，以及怎样变化。（注意不能选 择自身为参考系）
参考系的选取不同，对物体运动的描述可能不同；
比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义；
运动和静止都是相对于参考系的；
运动是绝对的，静止是相对的。
注意：以后凡是说到运动，都应该首先选择参考系，常默认为地面或相对地面静 止的物体为参考系。
乙
甲
甲同学和乙同学第一次乘火车，他们坐在火车站的未开动火车上。突然甲同 学看着车窗外另一列火车叫起来：“我们的车开动了！”乙同学盯着车窗外的柱 子说：“你看错了，我们的车还没开动。”你认为甲乙同学的说法谁对谁错？
从水平匀速飞行的飞机上投出的炸弹，以飞机为参考系和以 地面为参考系各做什么运动？
看 飞 机 投 弹 动 画
电影《闪闪的红星》中有两句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。” 这其中分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为参考系的？
想一想
河岸、竹排
要研究月球的运动选什么为参考系较好？
第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在2 000米高的空中飞行，忽 然，他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松 地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来。他抓住的不是别的，是德国飞 机射向他的一颗子弹。请根据上述信息讨论回答以下问题，并注意体会参考系的选 取与运动的相对性。
想一想
子弹飞得那么快(一般为几百米每秒)，为什么没有把他的手打穿？体会一下， 同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗？
受类似现象的启发，人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油，在航天飞行中， 宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接。实现“空中加油” 和“空中对接”应满足的基本条件是什么
1、关于参考系的选取，下列说法正确的是（ D ） A、参考系必须选取静止不动的物体
B、参考系必须是和地面联系在一起的
C、在空中运动的物体不能作为参考系 D、任何物体都可以作为参考系
2、以下说法正确的是（ C D ） A、参考系就是不动的物体
B、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系
C、不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的
D、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果
3、甲、乙、丙三架电梯，甲中乘客看到一座高楼在向下运动，乙中乘客看 到甲在向下运动，丙中乘客看到甲、乙都在向上运动，这三架电梯的运动 情况可能有那些？
【解析】以地面为参考系，甲是向上运动的；而乙也是向上运动的，但乙 的速度比甲大；而丙有可能向上运动，但丙的速度比甲、乙都小；丙也可 能向下运动；丙还有可能静止。
4、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 （ D ）
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
解析：图中房子相对地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向 左（相对于地球而言）．甲车上的旗子也向左，则有三种可能情况：一是甲车不动， 风把小旗向左刮；二是甲车向右运动，风相对甲向左，风把小旗向左刮；三是甲车 向左运动但小于风速，因此风仍能把小旗向左刮．对于乙车，则只有乙车向左运动 并大于风速，此时风把小旗向右刮．故选项D正确．
5、如图所示，新中国成立70周年阅兵仪式上，国产武装直升机排列并保持“70”
)
字样编队从天安门上空整齐飞过．甲、乙分别是编队中的两架直升机，则( A.以甲为参考系，乙是运动的
以乙为参考系，甲是运动的
以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的
以乙为参考系，“70”字样编队中所有直升机都是静止的
解析：甲和乙相对静止，所以以甲为参考系，乙是静止的，以乙为参考系， 甲是静止的，故A、B错误；观众相对甲有位置变化，所以以甲为参考系，观众是 运动的，故C错误；乙和编队中的直升机都是相对静止的，因此以乙为参考系，编 队中的直升机都是静止的，故D正确．

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