第1节 质点 参考系学习目标核心素养形成脉络1.理解质点的概念，知道质点是一种理想化模型，并可以判断物体是否可以看做质点．2．理解参考系的概念，知道运动具有相对性．3．对参考系能灵活应用，并能掌握相对速度的计算.一、物体和质点1．质点的定义：忽略物体的形状和大小，把物体简化为一个有质量的物质点，这样的点称为质点．2．把物体看做质点的条件：物体的形状和大小对研究问题的影响可以忽略．3．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，是经常采用的一种科学研究方法．质点就是一种理想化模型．二、参考系1．定义：为了描述物体的运动而假定为不动、用来作参考的物体．2．参考系的选取(1)参考系的选取是任意的，但选取的参考系不同，结论往往不同，通常选地面为参考系．(2)参考系既可以是静止的物体，也可以是运动的物体． 思维辨析(1)很小的物体一定能看成质点．( )(2)做直线运动的物体一定能看成质点．( )(3)自然界中没有绝对静止的物体．( )(4)只能选择静止的物体作为参考系．( )(5)描述直线运动，一般建立直线坐标系．( )提示：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ 基础理解(1)中国空军于2018年12月出动多型战机进行“绕岛巡航”，成体系飞越对马海峡赴日本海国际空域训练．在某次多型战机飞行训练中，下列说法中正确的是( )A．研究飞机的起飞状态，飞机可以看做质点B．探究飞机从起点到终点的飞行时间，飞机可以看做质点C．研究歼击机进行空中加油，歼击机可以看做质点D．研究歼击机在空中的翻滚动作，歼击机可以看做质点提示：选B.研究飞机的起飞状态是要看飞机起飞时的形态变化，所以不能看成质点，故A错误；飞机长度相对于从起点到终点的距离很小，以至于对飞行时间的影响可忽略，所以飞机可看成质点，故B正确；研究歼击机进行空中加油时要看油孔在什么位置，不能把歼击机看成质点，故C错误；研究歼击机在空中的翻滚动作时要看歼击机各点动作，不能看成质点，故D错误．(2)敦煌曲子词中有一首：“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行．”请用物理学知识解释“看山恰似走来迎”和“山不动，是船行”．你由此得到什么启示？提示：作者得出“看山恰似走来迎”是以自己(或船)为参考系的；得出“山不动，是船行”则是以大地为参考系的．可见参考系不同，对于物体运动的描述往往是不同的． 对质点和理想化模型的理解 问题导引小明从家到学校参加体操比赛，在研究小明从家到学校所用时间时，能否将小明看做质点？在研究小明做体操的动作时能否将小明看做质点？要点提示 研究小明从家到学校所用时间时，因家到学校的距离远大于小明本身的大小，由小明的大小和形状而引起的小明身上各部分的运动差异就可以忽略不计，此时可将小明看做质点；研究小明做体操的动作时，小明身上各点的运动情况不相同，若将小明看做质点，那么这个质点的运动不能反映小明身上各点的运动情况，也就无法研究小明的动作，此时不能把小明看做质点．【核心深化】1．质点的特点2．对质点的理解科学抽象质点是对实际物体的科学抽象，是一种理想化的模型，真正的质点是不存在的可看做质点的条件一个物体能否被看做质点，要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素，若是次要因素，即使物体很大，也能看做质点；相反，若是主要因素，即使物体很小，也不能看做质点质点与几何中的“点”的区别质点是对实际物体进行科学抽象的模型，有质量，只忽略了物体的大小和形状；几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置3.理想化模型(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在．(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”．(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研究方法． 关键能力1 对质点概念的理解 关于质点，下列说法正确的是( )A．质点一定是很小的物体B．质点是实际存在的有质量的点C．质点是研究物体运动时的一种理想化模型D．质点就是物体的重心[解析] 质点是研究物体运动时，根据研究的需要忽略物体的大小和形状，而把物体看成一个有质量的点，它是一种理想化模型，实际上是不存在的．一个物体能否看成质点，并不在于它的大小，关键在于这个物体在所研究的问题中，它的大小和形状是否可以忽略，如果能够忽略就可视为质点，如果不能忽略就不能视为质点，所以只有选项C正确．[答案] C 关键能力2 质点模型化的条件判断 第32届夏季奥林匹克运动会将于2020年在日本东京举行．东京成为奥运史上亚洲第一个举办两次奥运会的城市，在评判下列运动员的比赛成绩时，运动员可视为质点的是( )[解析] 马拉松比赛时，由于路程长，运动员的体积可以忽略，可以将其视为质点，故选项A符合题意；跳水时，评委要关注运动员的动作，所以不能将运动员视为质点，故选项B不符合题意；击剑时评委需要观察运动员的肢体动作，不能将其视为质点，故选项C不符合题意；体操比赛时评委主要根据体操运动员的肢体动作进行评分，所以不能将其视为质点，故选项D不符合题意．[答案] A质点概念判断的误区(1)关键词错误，“在一定条件下物体可以看做质点”而不是“物体是质点”．(2)“质点”不同于几何中的“点”，质点有物体的全部质量而几何中的点没有质量．(3)不能说“平动的物体一定能看做质点，转动的物体一定不能看做质点”，关键还是看研究的问题中物体的大小和形状是否可以忽略不计．平动的物体有时不能看做质点，转动的物体有时能看做质点． 【达标练习】1．(2019·江苏南通高一期末)在下列诗句中，加着重号的字表示的物体可以看成质点的是( )A．大漠孤烟直，长河落日圆B．两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山C．天接云涛连晓雾，星河欲转千帆舞D．天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊解析：选B.长河落日圆，描写日圆，太阳大小和形状不能忽略，故不能看做质点，故A错误；两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山，轻舟的大小可以忽略不计，故可以简化为质点，故B正确；星河欲转千帆舞，描写帆的动作，故不能看做质点，故C错误；风吹草低见牛羊，草的大小不能忽略，故不能看做质点，故D错误．2．(2019·贵州遵义高一期末)在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是( )A．观察“辽宁舰”航空母舰上的“歼－15”战斗机起飞时，可以把航空母舰看做质点B．研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀抱中“走”出来，即两器分离过程中“玉兔”一连串技术含量极高的“慢动作”C．研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨迹D．研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论什么情况下，自行车都不能看成质点解析：选C.观察“辽宁舰”航空母舰上的“歼－15”战斗机起飞时，航空母舰的长度不能忽略，所以不可以把航空母舰看做质点，故A错误；研究“嫦娥”“玉兔”两器分离过程中的技术动作时，不能把“玉兔”看成质点，故B错误；研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨迹时，物体的大小和形状能忽略，可看成质点，故C正确；研究自行车的运动时，若研究自行车的平动时，自行车可以看成质点，故D错误． 对参考系的理解和应用 问题导引下雨天，地面观察者看到雨滴竖直下落，坐在匀速行驶的车厢里的乘客看到的雨滴却是斜向后方的(如图所示)．原因为何？请谈谈你的看法．要点提示 这是因为选取的参考系不同．以地面为参考系时，看到雨滴是竖直下落的；以匀速行驶的车厢为参考系时，看到的雨滴是斜向后方运动的．【核心深化】1．对参考系的理解选取参考系的作用描述物体是否运动首先要选择一个参考系，以此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是唯一确定的．一个物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的．解答物理问题时若能巧妙地选择参考系，则可使解题过程大为简化选择参考系的原则(1)理论上讲，参考系的选取是任意的(2)选取参考系以描述运动尽可能简单为原则，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系(3)在解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明2.参考系的六性 关键能力1 由运动判断选取的参考系 如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是( )A．大地 B．太阳C．滑板 D．步行的人[思路点拨] 一般选取地面为参考系，但参考系可以是静止的物体，也可以是运动的物体．[解析] 由于运动员和摄影师以相同的速度运动，故以摄影师作为参考系，运动员是静止的，故运动员的图片是清晰的，但由于背景相对于摄影师是运动的，所以拍摄的背景是模糊的．故在“追拍法”中摄影师选择的参考系是自己或相对自己静止的物体，如滑板，故选项C正确．[答案] C 关键能力2 由参考系判断物体的运动 火炬传递是各种重大体育赛事的重要环节．在某次运动会火炬传递中，观察到同一地点的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰如图所示．关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法中正确的是( )A．甲、乙两火炬手一定都在向右运动B．甲、乙两火炬手一定都在向左运动C．甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动D．甲火炬手可能静止，乙火炬手一定向左运动[思路点拨] 解决本题的关键是正确判定风的方向，选择恰当的参考系，从而正确判断两火炬手的运动情况．[解析] 根据旗帜的飘动情况可知风向左吹．甲火炬手所传递的圣火火焰向左飘，所以甲火炬手可能相对于旗杆静止，也可能向右运动，还可能向左运动，但此时的运动速度比风速小；乙火炬手所传递的圣火火焰向右飘，表明乙火炬手一定相对于旗杆向左运动，且运动速度比风速大，选项D正确．[答案] D 关键能力3 巧选参考系——相对运动法 某人在河中划船逆流航行，经过A地时草帽落入水中，0.5 h后他才发觉，此时船已行至B点，于是他立即调转船头追赶，在A点下游5.4 km处的C点追上，该船相对水流的速率v1不变，求水流速率v2.[思路点拨] 以水为参考系，化水动为水静，这样船在水中往返如同人在直线上往返一样，大大简化了解题过程．[解析] 该题如果取地面为参考系，运动过程复杂，易造成思维混乱而出错．这时我们不妨逆向思维，把流动的水看做是静止的，并取水为参考系，则船相对于水和水中的草帽将以速率v1先背离运动0.5 h后，立即返回到追上草帽时也只需0.5 h，所以从草帽落水到追上草帽共历时1 h，即水流速率为v2＝＝ ms＝1.5 ms.[答案] 1.5 m/s1．判断参考系的两种方法静物法明确观察到的现象中，什么物体是运动的，什么物体是静止的，静止的物体可能就是参考系假设法假设以某物体为参考系，看对物体运动的描述是否与观察到的结果一致．若一致，该物体可能就是参考系2．选取参考系的方法——相对运动法研究运动学问题必须选取参考系，而参考系选取原则上是任意的，但是一般情况下，选取地面或相对地面静止的物体为参考系．在研究有相对运动的两个以上物体的运动时，如果巧妙地选取其中一个物体作为参考系，那将会大大简化解题过程，从而达到化难为易、事半功倍的效果．【达标练习】1．下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是( )A．诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”是。
