第一章|運(yùn)動(dòng)的描述第1節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系核心素養(yǎng)點(diǎn)擊物理觀念(1)了解質(zhì)點(diǎn)的含義(2)了解參考系的概念及其對描述物體運(yùn)動(dòng)的意義科學(xué)思維(1)知道將物體抽象為質(zhì)點(diǎn)的條件，能將特定實(shí)際情境中的物體抽象成質(zhì)點(diǎn)(2)結(jié)合實(shí)例，了解不同參考系中對同一運(yùn)動(dòng)的描述可能不同科學(xué)探究(1)經(jīng)歷質(zhì)點(diǎn)模型的建構(gòu)過程，初步體會(huì)建構(gòu)物理模型的思維方式(2)通過對參考系的理解，體會(huì)運(yùn)動(dòng)的相對性和絕對性科學(xué)態(tài)度與責(zé)任知道物理學(xué)研究的很多問題就在身邊，對自然界有好奇心，具有探索的興趣；認(rèn)識(shí)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用一、物體和質(zhì)點(diǎn)1．填一填(1)物質(zhì)與物體：物質(zhì)由分子、原子等組成，物體是物質(zhì)的聚集狀態(tài)。(2)質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。(3)物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件：物體的大小和形狀對研究問題的影響可忽略。(4)物理模型：在物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。質(zhì)點(diǎn)這一理想化模型就是這種方法的具體應(yīng)用。2．判一判(1)體積很小的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)。 (×)(2)做直線運(yùn)動(dòng)的物體一定能看成質(zhì)點(diǎn)。 (×)(3)地球太大，不能看成質(zhì)點(diǎn)。 (×)3．選一選(1)中國空軍近年來出動(dòng)多型號(hào)戰(zhàn)機(jī)飛赴國際空域訓(xùn)練。在某次多型號(hào)戰(zhàn)機(jī)飛行訓(xùn)練中，下列說法中正確的是()A．研究飛機(jī)的起飛狀態(tài)，飛機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)B．探究飛機(jī)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的飛行時(shí)間，飛機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)C．研究殲擊機(jī)進(jìn)行空中加油，殲擊機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)D．研究殲擊機(jī)在空中的翻滾動(dòng)作，殲擊機(jī)可以看成質(zhì)點(diǎn)答案：B(2)奧運(yùn)會(huì)上在評(píng)判下列比賽中運(yùn)動(dòng)員成績時(shí)，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)的是 ()答案：A二、參考系1．填一填(1)定義：在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選定作為參考，假定不動(dòng)的物體叫作參考系。(2)選取原則：描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，參考系可以任意選擇。①選擇不同的參考系來觀察同一物體的運(yùn)動(dòng)，得到的結(jié)果會(huì)有所不同。②選擇得當(dāng)，會(huì)使問題的研究變得簡潔、方便。③通常情況下，在討論地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，都以地面作為參考系。(3)靜止的相對性：自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)是絕對的，靜止是相對的。2．判一判(1)自然界中沒有絕對靜止的物體。 (√)(2)研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須選地面作為參考系。 (×)(3)物體運(yùn)動(dòng)情況的描述與所選取的參考系有關(guān)。 (√)3．想一想如圖所示為大型商場、超市中的豎直升降觀光電梯，正在上行的電梯中的某顧客看到同乘電梯的其他顧客是靜止的，看到的周圍建筑物是下降的；而地面上的顧客看到電梯中的顧客是向上運(yùn)動(dòng)的，看到的周圍建筑物是靜止的，請思考為什么？說明了什么問題？提示：(1)電梯中的某顧客是以自己或電梯為參考系觀察其他顧客及周圍建筑物的；地面上的顧客是以地面為參考系觀察電梯中的顧客及周圍建筑物的。(2)說明了選擇不同的參考系描述同一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)結(jié)果一般不同。主題探究一對質(zhì)點(diǎn)的理解[問題驅(qū)動(dòng)]物理教科書可視為質(zhì)點(diǎn)嗎？[選自魯科版教材“物理聊吧”]沿某方向推動(dòng)桌面上的教科書(如圖)，若要測量書移動(dòng)的距離，能否將它視為質(zhì)點(diǎn)？為什么？書圍繞自身某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。若要討論書邊緣某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，能否將書視為質(zhì)點(diǎn)？為什么？說一說，還有哪些可將一個(gè)物體視為質(zhì)點(diǎn)(或不能視為質(zhì)點(diǎn))的問題情境。提示：(1)書沿某方向在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同，可以用一個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來表示整本書的運(yùn)動(dòng)情況，故可將書視為質(zhì)點(diǎn)。(2)書圍繞自身某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，書各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況不同，與書的形狀和大小有關(guān)，故不能將書視為質(zhì)點(diǎn)。(3)①求火車從北京到廣州的時(shí)間時(shí)可以將火車視為質(zhì)點(diǎn)，若求火車經(jīng)過某座橋梁的時(shí)間就不能將火車視為質(zhì)點(diǎn)。②研究籃球運(yùn)動(dòng)員投球動(dòng)作時(shí)不能將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，若研究運(yùn)動(dòng)員在球場上的占位及運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)可將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)?！局仉y釋解】1．質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)特點(diǎn)(1)沒有大小和形狀。(2)具有物體的全部質(zhì)量。(3)是一種理想化的物理模型，實(shí)際生活中并不存在。2．把物體看成質(zhì)點(diǎn)的三種情況(1)物體的大小和形狀對所研究的問題無影響，或者有影響但可以忽略不計(jì)，則可將物體看成質(zhì)點(diǎn)。(2)當(dāng)物體上各部分的運(yùn)動(dòng)情況完全相同時(shí)，物體上任何一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都能反映該物體的運(yùn)動(dòng)，一般可看成質(zhì)點(diǎn)。(3)物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但相對于平動(dòng)而言可以忽略其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可把物體看成質(zhì)點(diǎn)。如圖所示，汽車在運(yùn)行時(shí)，雖然車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但我們研究的是汽車整體的運(yùn)動(dòng)快慢，這時(shí)可將汽車看成質(zhì)點(diǎn)。3．質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型(1)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的物理模型，是在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，突出問題的主要因素，忽略次要因素，對實(shí)際物體進(jìn)行的近似處理。(2)在物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。eq\a\vs4\al(典例1)(2025·浙江1月選考)我國水下敷纜機(jī)器人如圖所示，具有“搜尋—挖溝—敷埋”一體化作業(yè)能力?？蓪C(jī)器人看成質(zhì)點(diǎn)的是()A．操控機(jī)器人進(jìn)行挖溝作業(yè)B．監(jiān)測機(jī)器人搜尋時(shí)的轉(zhuǎn)彎姿態(tài)C．定位機(jī)器人在敷埋線路上的位置D．測試機(jī)器人敷埋作業(yè)時(shí)的機(jī)械臂動(dòng)作[解析]操控機(jī)器人進(jìn)行挖溝作業(yè)、監(jiān)測機(jī)器人搜尋時(shí)的轉(zhuǎn)彎姿態(tài)、測試機(jī)器人敷埋作業(yè)時(shí)的機(jī)械臂動(dòng)作均不能忽略機(jī)器人的大小和形狀，因此不可以將機(jī)器人看作質(zhì)點(diǎn)；定位機(jī)器人在敷埋線路上的位置時(shí)可以忽略機(jī)器人的大小和形狀，可以將機(jī)器人視為質(zhì)點(diǎn)。故選C。[答案]C物體能否看成質(zhì)點(diǎn)的一般分析思路(1)確定問題的性質(zhì)，即研究目的、觀察重點(diǎn)是什么。(2)假設(shè)物體的形狀、大小被忽略，成了一個(gè)有質(zhì)量的“點(diǎn)”。(3)思考要研究的問題是否受影響。若受影響，物體不能看成質(zhì)點(diǎn)；若不受影響，物體就能看成質(zhì)點(diǎn)?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1．少數(shù)民族運(yùn)動(dòng)會(huì)以其民族性、廣泛性和趣味性等特點(diǎn)，深得人們喜愛。下列關(guān)于該運(yùn)動(dòng)會(huì)中幾種比賽項(xiàng)目中的研究對象可被視為質(zhì)點(diǎn)的是()A．馬術(shù)比賽中研究馬越過障礙的過程中馬腿的姿勢時(shí)B．賽馬比賽中研究馬和騎手在賽道上奔馳的速度時(shí)C．摔跤比賽中研究運(yùn)動(dòng)員的摔跤動(dòng)作時(shí)D．打陀螺比賽中研究陀螺的旋轉(zhuǎn)情況時(shí)答案：B2．在物理學(xué)中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)方法。質(zhì)點(diǎn)就是這種物理模型之一。下列對有關(guān)質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是 ()A．只有體積小的物體才能看成質(zhì)點(diǎn)B．物體在任何情況下都能看成質(zhì)點(diǎn)C．研究地球自轉(zhuǎn)的規(guī)律時(shí)，可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)D．研究地球公轉(zhuǎn)的規(guī)律時(shí)，可以把地球看成質(zhì)點(diǎn)答案：D主題探究二參考系[問題驅(qū)動(dòng)]如圖所示，一位運(yùn)動(dòng)員在水平勻速飛行的飛機(jī)上自由掉落，關(guān)于其運(yùn)動(dòng)情況，飛機(jī)上的觀察者：“他在沿直線下落呀！”地面上的觀察者：“他明明在沿曲線下落嘛?！闭垎枺簝晌挥^察者的說法哪個(gè)是正確的？為什么？你受到什么啟發(fā)？提示：都正確；他們所選擇的參考系不同；同一物體的運(yùn)動(dòng)，參考系不同觀察結(jié)果不同?！局仉y釋解】1．對參考系的理解(1)選取意義。描述物體是否運(yùn)動(dòng)首先要選擇一個(gè)參考系，以此為標(biāo)準(zhǔn)來衡量物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止的，參考系一旦確定，對物體運(yùn)動(dòng)的描述也是唯一確定的。一個(gè)物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止，都是相對于參考系而言的。解答物理問題時(shí)若能巧妙地選擇參考系，則可使解題過程大為簡化。(2)選取原則。①理論上講，參考系的選取是任意的。②選取參考系以描述運(yùn)動(dòng)盡可能簡單為原則，通常選地面或相對地面靜止的物體為參考系。③在解題過程中，如果選地面作為參考系可以不指明，但選其他物體作為參考系時(shí)必須指明。2．參考系的四性標(biāo)準(zhǔn)性作為參考系的物體，不論原來的運(yùn)動(dòng)情況如何，都假定不動(dòng)，被研究的物體都是以參考系為標(biāo)準(zhǔn)的任意性參考系的選取在原則上是任意的同一性比較不同物體的運(yùn)動(dòng)應(yīng)選擇同一參考系差異性對于同一物體，選擇不同的參考系，結(jié)果一般不同典例2李白在《望天門山》一詩中寫到“兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來”。詩文中的“青山相對出”選擇的參考系是()A．青山 B．孤帆C．河岸 D．太陽[解析]描述“青山”的運(yùn)動(dòng)，不能以“青山”本身為參考系，故A錯(cuò)誤；選擇“孤帆”為參考系，“青山”和“孤帆”之間的位置發(fā)生了變化，故“青山”是運(yùn)動(dòng)的，故B正確；以“河岸”為參考系，“青山”與“河岸”之間的位置沒有發(fā)生變化，故“青山”是靜止的，故C錯(cuò)誤；此詩描寫的是詩人舟行江中遠(yuǎn)望天門山的情景，是以詩人或相對詩人靜止的物體為參考系來描寫“青山相對出”，故D錯(cuò)誤。[答案]B[遷移·發(fā)散]請思考針對“孤帆一片日邊來”中“孤帆”選擇的參考系是(選項(xiàng)同典例2)_______(多選)。解析：選AC“孤帆一片日邊來”中“孤帆”的運(yùn)動(dòng)是以“青山”或“河岸”為參考系的，故選A、C。判斷參考系的方法(1)靜物法：明確觀察到的現(xiàn)象中，什么物體是運(yùn)動(dòng)的，什么物體是靜止的，靜止的物體可能就是參考系。(2)假設(shè)法：假設(shè)以某物體為參考系，看對物體運(yùn)動(dòng)的描述是否與描述中的結(jié)果一致。若一致，該物體可能就是參考系?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.在某校秋季運(yùn)動(dòng)會(huì)入場儀式中，全班同學(xué)保持隊(duì)形不變通過主席臺(tái)前方，下列說法正確的是()A．以方隊(duì)中某同學(xué)為參考系，方隊(duì)中其他同學(xué)是運(yùn)動(dòng)的B．以方隊(duì)中某同學(xué)為參考系，主席臺(tái)是靜止的C．站立在主席臺(tái)旁觀看的老師，看到方隊(duì)迎面而來，是選擇自己為參考系的緣故D．以上說法均錯(cuò)誤，參考系必須是地面或固定在地面上的物體解析：選C由于同學(xué)保持隊(duì)形不變通過主席臺(tái)前方，同學(xué)之間保持相對靜止，以方隊(duì)中某同學(xué)為參考系，方隊(duì)中其他同學(xué)是靜止的，主席臺(tái)是運(yùn)動(dòng)的，A、B錯(cuò)誤；以站立在主席臺(tái)旁觀看的老師為參考系，方隊(duì)是迎面而來的，C正確；參考系的選取具有任意性，可以是靜止的，也可以是運(yùn)動(dòng)的，D錯(cuò)誤。2.如圖所示是一張?zhí)煳膼酆谜呓?jīng)長時(shí)間曝光拍攝的“星星的軌跡”照片，這些有規(guī)律的弧線的形成，是以什么為參考系的()A．地面 B．月球C．太陽 D．星星答案：A一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維1．有如下三個(gè)情景：(1)一列由北京南站開往上海的列車，如圖甲所示。(2)在重慶舉行的中國杯世界花樣滑冰大獎(jiǎng)賽上，中國選手表現(xiàn)出色，勇奪雙人滑冠軍，如圖乙所示。(3)在國際乒聯(lián)世界巡回賽中，中國選手獲得女單冠軍，如圖丙所示。請你為上面三個(gè)情景中的列車、雙人滑運(yùn)動(dòng)員、乒乓球各創(chuàng)設(shè)兩個(gè)問題，一個(gè)問題中它們可以看成質(zhì)點(diǎn)；另一個(gè)問題中不能看成質(zhì)點(diǎn)。解析：(1)研究列車從北京到上海的運(yùn)行時(shí)間時(shí)，列車可以看成質(zhì)點(diǎn)；研究列車通過一座橋(或隧道)的時(shí)間、經(jīng)過中間停靠站時(shí)停在某編號(hào)站臺(tái)時(shí)等問題中列車不能看成質(zhì)點(diǎn)。(2)研究雙人滑運(yùn)動(dòng)員的軌跡時(shí)，運(yùn)動(dòng)員可以看成質(zhì)點(diǎn)；研究雙人滑運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)特點(diǎn)、觀賞性等問題，運(yùn)動(dòng)員不能看成質(zhì)點(diǎn)。(3)研究乒乓球的軌跡、落點(diǎn)等問題時(shí)，乒乓球可以看成質(zhì)點(diǎn)；研究乒乓球的擊球點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)方向等問題時(shí)，乒乓球不能看成質(zhì)點(diǎn)。答案：見解析2．(選自粵教版教材課后練習(xí))一列動(dòng)車?？吭谡九_(tái)上，車廂內(nèi)的乘客看著窗外另一列動(dòng)車，感覺自己乘坐的動(dòng)車動(dòng)了，可等一會(huì)卻發(fā)現(xiàn)乘坐的動(dòng)車還在站臺(tái)上未動(dòng)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是什么？答案：以站臺(tái)為參考系，乘客所乘坐的車廂是靜止的，以運(yùn)動(dòng)的動(dòng)車為參考系，乘客所乘坐的車廂是運(yùn)動(dòng)的。二、注重學(xué)以致用和思維建模1．[選自魯科版教材課后練習(xí)](多選)如圖所示，有甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看到高樓在向下運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看到甲在向下運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看到甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)。甲、乙、丙相對于地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是 ()A．甲向上運(yùn)動(dòng)，乙向下運(yùn)動(dòng)，丙不動(dòng)B．甲向上運(yùn)動(dòng)，乙向上運(yùn)動(dòng)，丙不動(dòng)C．甲向上運(yùn)動(dòng)，乙向上運(yùn)動(dòng)，丙向下運(yùn)動(dòng)D．甲、乙、丙都向上運(yùn)動(dòng)，且丙比甲、乙都慢解析：選BCD在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)要選取參照物，而所選取的參照物不同，對物體運(yùn)動(dòng)的描述也不相同。本題中甲、乙、丙三架電梯中的乘客在觀察高樓或其他電梯時(shí)都是以自己所乘電梯為參照物的，所以甲中乘客看到高樓向下運(yùn)動(dòng)，一定是高樓不動(dòng)，甲電梯向上運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看到甲在向下運(yùn)動(dòng)，說明乙一定向上運(yùn)動(dòng)且比甲的速度還大，丙看到甲、乙均向上運(yùn)動(dòng)，丙有靜止不動(dòng)、向下運(yùn)動(dòng)、以比甲、乙都小的速度向上運(yùn)動(dòng)三種可能，故B、C、D均正確。2.小明乘坐的列車是靜止的還是已經(jīng)啟動(dòng)了？如圖所示，有三列同向行駛的列車都停靠在同一車站，小明乘坐的列車在中間，突然小明觀察左側(cè)列車時(shí)發(fā)現(xiàn)自己在后退，他馬上又觀察了右側(cè)的列車，發(fā)現(xiàn)自己在前進(jìn)，是小明產(chǎn)生了錯(cuò)覺嗎？請你幫助小明分析一下三輛列車的運(yùn)動(dòng)情況。解析：小明的