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第一章 运动的描述
第一节 质点 参考系
【学习目标】
1.理解质点的定义，知道质点是一个理想化的模型，初步体会 物理模型在探索自然规律中的作用。
2.理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一运动的描
述可能是不同的。
新课引入新知初感悟
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？
我们都知道卫星能绕地球运动，为准确描述卫星的运动，能把卫星看成一个点吗？
新知讲解
一、物体和质点
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。
新知讲解
在地球绕太阳转动中，地球在绕太阳公转的同时又在自转，并且地球上每个点运动情况也各不相同，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。
可见要准确地描述物体的运动，并不是一件容易的事。
新知讲解
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。
在某些情况下，不考虑物体的大小和形状，把它简化成一个有质量的点——质点，只突出“物体具有质量”这一要素来描述物体运动。
思考讨论：很难准确地描述一个物体的具体运动的困难和麻烦出在哪里？怎样解决这一问题？
新知讲解
1、质点
（1）定义：在某些情况下，确实可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点（mass point），简易理解为：只有质量，没有形状和大小的点叫作质点。
（2）质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别。
（3）质点是一种理想化的“物理模型”。
新知讲解
①质点是典型的物理模型之一，质点忽略次要因素：形状和大小、突出主要因素：质量。
②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。
新知讲解
研究飞机在空中的位置、离开地面的高度。
研究地球公转
研究地球自转
观察思考：观察图片中物体的运动说说在什么情况下可以看做质点？
新知讲解
体操运动员比赛
研究火车从上海到南京通过的路程
新知讲解
参考答案：研究飞机在空中的位置、离开地面的高度；研究地球公转时；研究火车从上海到南京通过的路程；此时飞机、地球、火车本身的大小和形状是对所研究的问题没有多大的影响属于次要因素，因此可忽略，可看成质点。
研究地球自转和研究体操运动员比赛、要研究各个点的情况，所以不能用点来代替，形状和大小不能忽略，不可以看做质点。
新知讲解
总结：物体是否能看成质点是有条件的，它由我们所研究的问题的性质来决定，同一个物体，由于所要研究的问题不同，有时可以看成质点，有时不能看成质点。
一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
知识拓展
平动：运动物体上任意两点所连成的直线，在整个运动过程中，始终保持平行，这种运动叫作“平动”。
升降机的运动
汽缸中活塞的运动
刨床上刨刀的运动，车床上车刀的运动等等，都是平动。
新知讲解
刨木头
做平动的物体，物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动，把物体的质量赋予这一点，它也就成了一个质点。
新知讲解
2、物体能看做质点的情况
（1）物体的形状和大小在所研究问题中是无关因素或次要因素，可以忽略不计。
两类情况
（2）做平动的物体，一点运动可以描述整个物体的运动。
新知讲解
思考讨论：我们的地球在怎么动？
三、参考系
？
？
新知讲解
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”是否随着时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。简易理解为：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体叫作参考系。
“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走“中，前句是以————————为参考系，后句是以————————为参考系。
巍巍青山
小小竹排
新知讲解
（2）参考系的选取是任意的，一般视研究的问题而定，原则是尽可能使运动的描述简单、直观。没有特别指明时，通常是以地面或者相对于地面静止或匀速直线运动的物体为参考系。
例如：研究自行车的运动，一般会选择地面或相对于地面不动的物体（树木）等为参考系。
新知讲解
（3）同一个运动，如果选不同的参考系，结果可能不相同。
（4）比较两个物体的运动，必须选择同一参考系才有意义。
以加油机为参考系，加油机的飞行员认为受油机是—————的；以地面为参考系，受油机是————的。
静止
运动
飞机空中加油
【典例一】
1.下列情形中，运动员可视为质点的是( )
A.研究跨栏运动员的跨栏动作
B.观察体操运动员的空翻动作
C.研究短跑运动员的起跑动作
D.测试马拉松运动员跑完全程的时间
解题思路：
A.研究跨栏运动员的跨栏动作，运动员的形状大小不可以忽略不计，运动员不可以视为质点，故A错误；
B.观察体操运动员的空翻动作，运动员的形状大小不可以忽略不计，运动员不可以视为质点，故B错误；
C.研究短跑运动员的起跑动作，运动员的形状大小不可以忽略不计，运动员不可以视为质点，故C错误；
D.测试马拉松运动员跑完全程的时间，运动员的形状大小可以忽略不计，运动员可以视为质点，故D正确。
答案：D
【典例二】
2.如图所示，我国自行研制的运油-20加油机正在给歼-16战机加油，歼-20战机正靠近运油-20准备加油，加油成功的关键是加、受油机保持队形稳定。下列以哪个物体为参考系时运油-20是运动的( )
A.歼-20战机
B.歼-16战机
C.歼-16战机的飞行员
D.运油-20的飞行员
解题思路：BCD.运油-20加油机正在给歼-16战机加油，运油-20、运油-20的飞行员、歼-16战机和歼-16战机的飞行员之间都是相对静止的，故BCD错误；
A.歼-20战机正靠近运油-20准备加油，所以以歼-20战机为参考系时运油-20是运动的，故A正确。
答案：A
【基础练习】
1.军训是同学们步入高中后的第一堂课，是同学们接受国防教育的基本形式，高质量完成军训对接下来的高中生活至关重要。如图为某学校高中军训汇报表演时走过主席台的情形，则下列说法正确的是( )
A.欣赏会操表演同学整齐的步伐时，可将其视为质点
B.因为同学们的身形不规则，故不可视为质点
C.以前进的队伍作为参考系，主席台向队伍的后方运动
D.研究队伍的运动情况时，只能以地面作为参考系
答案：C
解析：A.欣赏会操表演同学整齐的步伐时，表演同学的形状大小不能忽略不计，不可以将其视为质点，A错误；
B.同学们的身形不规则，但如果在研究的问题中，同学们的形状大小可以忽略不计，则可视为质点，B错误。
C.以前进的队伍作为参考系，主席台向队伍的后方运动，C正确；
D.研究队伍的运动情况时，不一定要以地面作为参考系，D错误。
2.如图所示，金斑喙凤蝶体长30毫米左右，它珍贵而稀少，是中国唯一的蝶类国家一级保护动物，排世界八大名贵蝴蝶之首，又有“梦幻蝴蝶”和“世界动物活化石”之美誉。在下列研究金斑喙凤蝶的具体情形中，可将其看成质点的是( )
A.分析蝴蝶的飞舞动作
B.观察蝴蝶的翅膀扇动
C.研究蝴蝶较长的飞行路线
D.记录蝴蝶身上的斑块分布
答案：C
解析：A.分析蝴蝶的飞舞动作时，蝴蝶的体积和形状不能忽略，不能看成质点，故A错误；
B.观察蝴蝶的翅膀扇动时，蝴蝶的体积和形状不能忽略，不能看成质点，故B错误；
C.研究蝴蝶较长的飞行路线时，蝴蝶的体积和形状可以忽略，可以看成质点，故C正确；
D.记录蝴蝶身上的斑块分布，蝴蝶的体积和形状不能忽略，不能看成质点，故D错误。
3.第19届亚运会延期至2023年9月23日至10月8日在杭州举行。若在此期间观看比赛视频，其中涉及了质点和参考系知识，下面有关叙述正确的是( )
A.开幕式中升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的
B.以在空中运行的铅球为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的
C.在马拉松比赛中确定运动员的位置时，可以将运动员视为质点
D.在乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时，可以将乒乓球视为质点
答案：C
解析：A.观察到国旗冉冉升起，研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，故A错误；
B.观众相对铅球有位置变化，所以以铅球为参考系，观众是运动的，故B错误；
C.在马拉松比赛中确定运动员的位置时，忽略运动员的大小和形状后，对所研究的问题没有影响，可以将运动员视为质点，故C正确；
D.在乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时，乒乓球大小和形状不能忽略，不能将乒乓球视为质点，故D错误。
4.关于质点，下列说法中正确的是( )
A.甲图中研究如何才能踢出香蕉球时，可以把足球看作质点
B.乙图中研究列车从杭州到北京的路程时，可以把列车看作质点
C.丙图中研究雄鹰为什么能在空中翱翔时，可以把雄鹰看作质点
D.丁图中研究运动员起跑动作时，可以把运动员看作质点
答案：B
解析：A.研究如何才能踢出香蕉球时，足球的形状不可忽略，不可以把足球看作质点，故A错误；
B.研究列车从杭州到北京的路程时，列车的形状大小对所研究的问题影响很小，可以忽略不计，可以把列车看作质点，故B正确；
C.研究雄鹰为什么能在空中翱翔时，雄鹰的形状不可忽略，不可以把雄鹰看作质点，故C错误；
D.研究运动员起跑动作时，运动员的形状姿态不可忽略，不可以把运动员看作质点，故D错误。
5.甲、乙两列火车在两条平行的铁轨上匀速行驶，两车交会时，甲车座位上的乘客从车窗看到地面上的树木向北运动，看到乙车向南运动，由此可判断( )
A.甲、乙两车都向南运动
B.甲、乙两车都向北运动
C.甲车向南运动，乙车向北运动
D.甲车向北运动，乙车向南运动
答案：A
解析：甲车上的乘客从车窗看到地面上的树木向北运动，说明甲车向南运动，同时看到乙车向南运动，说明乙车也向南运动，且乙车的运动速度比甲车大。所以正确的选项是A。
一、物体和质点
1、在某些情况下，确实可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。
2、质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型。
3、质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法。
课堂总结
板书设计
二、参考系
1、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”是否随着时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。
2、运动和静止都是相对于参考系的，参考系的选取是任意的。
3、选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样。

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