1. 质点 参考系 空间 时间优秀教案设计

学案1

质点

参考系

空间

时间

的描述具有相对性.3.知道时间和时刻的区别，会在坐标轴上表示时间和时刻．

[目标定位]

1.理解什么是质点，知道把物体看做质点的条件.2.知道参考系，知道对物体运动

一、质点

[问题设计]

1．2013年田径世锦赛男子100米飞人大战，牙买加选手博尔特以9秒77逆转摘金．教练员在研究博尔特的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把他看成一个“点”？在研究博尔特百米比赛所用的时间时，能否把他看成一个“点”？

答案

不能

能

2．在由北京开往广州的列车上，小伟想研究火车的运行时间，能否把火车看成一个“点”？如果要研究火车通过一架铁路桥的时间，能否把火车看成一个“点”？

答案

能

不能

[要点提炼]

1．定义：用来代替物体的有质量的点．

2．质点的特点

(1)它忽略了物体的大小和形状等次要因素，而突出了物体具有质量这个主要因素．它与几何中的“点”有本质区别．

(2)质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上不存在(填“存在”或“不存在”)．

3．物体可以看成质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计．

[延伸思考]

是不是很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以看做质点？请举例说明．

答案

不是．研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点，而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看做质点．

二、参考系

[问题设计]

在奔驰的大巴中，小伟看着窗外说：“快看，树在飞快地往后跑！”小霞看了说：“不对，是我们和汽车在往前跑，树怎么会动呢！”科学老师笑咪咪地说：“你们说得都对！”你同意科学老师的说法吗？为什么？

答案

同意．对于一个物体运动情况的描述，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一物体运动的描述往往不同．

[要点提炼]

1．参考系：在描述一个物体的运动时，用来做参考的其他物体叫做参考系．

2．参考系对观察结果的影响

(1)选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述往往不同．

(2)运动和静止的相对性：如果一个物体相对参考系位置不变，我们就说这个物体是静止的；如果物体相对参考系的位置改变，我们就说这个物体是运动的．静止和运动都是相对(填“相对”或“绝对”)的．

3．参考系的选取原则：参考系的选取可以是任意的．在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．如果题目不做特殊说明，都是选地面为参考系．

三、空间、时间、时刻

[问题设计]

请分析生活中的两个问题：

(1)电台报时一般这样说：“现在是北京时间八点整．”听评书连播节目时，最后播音员往往说：“明天同一时间请继续收听．”这里两个“时间”的含义相同吗？

答案

不同，第一个时间指一个时刻，第二个时间指一段时间．

(2)中考结束后，爸爸带小明乘火车去深圳旅游，火车20∶30准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天1∶53到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于4∶26到达安徽阜阳站……

这一段话中提到的时间哪些是时刻，哪些是时间？

答案

20∶30、1∶53、4∶26是时刻；5小时23分、2分钟为时间．

[要点提炼]

(1)时刻：指某一瞬间．在时间轴上，时刻用一个点来表示．

(2)时间：指某两个时刻之间的间隔．在时间轴上，时间用一段距离来表示．

[延伸思考]

如图1所示，结合所给时间轴，请体会以下几个表述指的是时刻还是时间：第2 s末，2 s末，2 s内，第2 s内．

图1 答案

由题图可知，“第2 s末”和“2 s末”都与时间轴上t＝2 s那一点相对应，所以指的是时刻；“2 s内”是从计时开始到2 s末的时间，时间为2 s；“第2 s内”是第1 s末或者说第2 s初到第2 s末的时间，时间为1 s(如图所示)．

一、对质点的理解

例1

下列关于质点的说法中，正确的是(

) A．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以引入这个概念没有多大意义

B．体积很小的物体更容易看做质点

C．凡轻小的物体，皆可看做质点

D．当物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看做质点

解析

建立理想化模型是物理学中重要的研究方法，对于复杂问题的研究有重大意义，A错误；一个物体能否看作质点不应看其大小，关键是看其大小和形状对于所研究的问题的影响能否忽略，体积很小的物体有时可以看成质点，有时不能看成质点，B错误；一个物体能否看作质点不以轻重而论，C错误；物体能否看成质点取决于其大小和形状对所研究的问题是否属于无关或次要因素，若是就可以看成质点，D正确．

答案

D 例2

分析研究下列物体的运动时，研究对象能看做质点的是(

) A．研究“嫦娥三号”“奔月”的过程

B．研究奥运冠军邓琳琳在平衡木上的动作

C．研究从斜面上滑下的木块的滑行时间

D．研究运动员发出的弧旋乒乓球的旋转情况

解析

研究“嫦娥三号”“奔月”的过程，其形状、大小可以忽略不计，可以把它看做质点．研究邓琳琳在平衡木上的动作，不能把她看做质点．从斜面上滑下的木块，其各部分的运动情况都相同，故可把木块看做质点．弧旋乒乓球在转动，其各点的运动情况不同，研究其旋转情况时不能把它看做质点．

答案

AC 二、参考系与相对运动

例3

下列关于运动的描述中，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．“钱塘江观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以潮水作为参考系的

C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，是以万重山作为参考系的

D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，是以国旗作为参考系的

解析

选项A中的研究对象是“水”，故是以地面为参考系的，该选项错误；选项B中的研究对象是“潮水”，是以观察者为参考系的，该选项错误；选项C中的研究对象是“轻舟”，是以万重山为参考系的，该选项正确；选项D中的研究对象是“国旗”，是以地面或旗杆为参考系的，该选项错误．

答案

C 三、时间和时刻的理解

例4

下列关于时间和时刻的说法正确的是(

) A．时间是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间

B．第2 s内和前2 s内指的是不相等的两段时间

C．“北京时间12点整”指的是时刻

D．时光不能倒流，因此时间有方向是矢量

解析

时刻不是一段时间，故A错；第2秒内的时间是1 s，前2秒的时间是2 s，故B对；12点整是指时刻，故C对；时间是标量，故D错．

答案

BC

1．(对质点的理解)在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是(

) A．研究撬棒撬物体时用力大小与支点位置的关系

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．研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素

答案

C 解析

C情景中物体的大小和形状对所研究的问题能忽略，因而可看成质点；支点位置影响撬棒用力大小，撬棒不可以看做质点；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；扇叶所受阻力与扇叶的形状、大小有关，不能看做质点．故选C. 2．(参考系与相对运动)观察图2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(

)

图2 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

答案

D 解析

题图中房子相对于地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左(相对于地面而言)．甲车上的小旗向左飘，则有三种可能的情况：一是甲车不动，风把小旗向左吹；二是甲车向右运动，风相对甲车向左，风把小旗向左吹；三是甲车向左运动但速度小于风速，因此风仍能把小旗向左吹．对于乙车，则只有乙车向左运动并且速度大于风速时，风才能把小旗向右吹．故只有选项D正确．

3．(时间和时刻的理解)“嫦娥三号”于2013年12月2日凌晨1时30分在西昌卫星发射中心成功发射，它在太空跋涉约13天后，于14日21时11分在月球虹湾以东区域成功软着陆．以上记录时间的数据分别指的是(

) A．时刻、时间、时刻

C．都是时刻

答案

A 解析

2013年12月2日凌晨1时30分和14日21时11分都指的是时刻；13天指的是时间，故A正确．

B．时间、时刻、时间

D．都是时间

题组一

对质点的理解

1．关于质点，下列说法中正确的是(

) A．质点是一个理想模型，实际上不存在

B．因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的

C．凡是小的物体，皆可以看成质点；凡是大的物体，皆不能看成质点

D．如果物体的形状和大小对于所研究的问题属于无关因素时，可把物体看成质点

答案

AD 2．下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是(

) A．在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时

B．帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时

C．跆拳道比赛中研究运动员的动作时

D．铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时

答案

BD 3．下列关于质点的理解与判断正确的是(

) A．体积小的物体都能看成质点

B．质量巨大的物体都不能看成质点

C．研究“神十”和“天宫”对接过程时，“神十”和“天宫”可视为质点

D．研究“嫦娥三号”的奔月路线时，“嫦娥三号”可以视为质点

答案

D 解析

体积虽小，但其体积对所研究问题的影响不能忽略时，不能看成质点，A错；质量巨大但其形状和体积对所研究问题无影响或影响可忽略不计时，可视为质点，B错；“神十”和“天宫”对接时，要准确知道两对接机构的准确位置及其位置关系，故此时“神十”和“天宫”不能看成质点，C错；奔月路线只需考虑“嫦娥三号”的位置，其形状和大小对所研究问题几乎无影响，可视为质点，D对．

4．2013年9月22日丁俊晖在2013世界斯诺克上海大师赛决赛中顺利问鼎，首夺上海大师赛冠军．下列关于台球的说法中正确的有(

) A．因为台球比较小，所以一定可以把它看做质点

B．丁俊晖在击球时可以把台球看做质点

C．解说员在解说进球路线时可以把台球看做质点

D．丁俊晖在分析进球路线时可以把台球看做质点

答案

C 解析

物体能否看做质点，要看物体的大小和形状在所研究的问题中起主要作用还是起次要作用，故A错；丁俊晖在击球时，需要考虑球的旋转情况，因此不能把台球看做质点，故B错；而解说员在解说进球路线时只需说明球的行进轨迹，因此可以把台球看做质点，故C对；而丁俊晖在分析进球路线时需要考虑球的旋转情况对路线的影响，因此不可以把台球看做质点，故D错．

5．由中航工业沈阳飞机设计研究所设计的“利剑”无人作战攻击机，在西南某试飞中心成功

完成首飞．下列可将“利剑”无人作战攻击机视为质点的是(

) A．研究人员测试无人作战机的飞行速度时

B．研究人员观察无人作战机飞行姿式、测各项技术参数时

C．研究人员确定无人作战机位置时

D．研究人员对无人作战机进行控制时

答案

AC 解析

观察无人作战机飞行速度或确定其位置时，无需考虑其形状和大小，可将其看成质点，A、C正确．而观察无人作战机飞行姿式或进行控制时，都必须考虑其形状和大小，不能看成质点，B、D错误．

题组二

参考系与相对运动

6．关于参考系的选取，下列说法中正确的是(

) A．研究物体的运动，必须选定参考系

B．描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的

C．研究地面上物体的运动时，常取地面或相对于地面静止的物体做参考系

D．参考系必须选取地面或相对于地面静止的物体

答案

ABC 解析

描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的，但对于不同的参考系，物体的运动情况往往不同，实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行．

7．我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系而言的，下列说法正确的是(

) A．我们说“太阳东升西落”，是以地球为参考系的

B．我们说“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的

C．我们说“同步卫星在高空静止不动”，是以太阳为参考系的

D．坐在火车上的乘客看到前方铁路旁的树木、电线杆向他飞奔而来，乘客是以火车或他自己为参考系的

答案

AD 解析

“太阳东升西落”是相对于地球而言，是以地球为参考系的，所以A正确；“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的，所以B错误；“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的，是以地球为参考系的，所以C错误；火车上的乘客看到前言铁路旁的树木、电线杆向他飞奔而来，是以火车或他自己为参考系的，所以D正确．

8．国庆长假期间，小马和同学乘火车去旅行，他们乘坐的火车在某火车站停靠时，另一列货车正好也停靠在车站，小马正好奇地看着货车时，发现自己乘坐的火车在“后退”．疑惑间他看到了车站的站牌，发现自己乘坐的火车并没有运动，而是货车向前方开动了．小马和同学就这个话题进行了讨论，下列说法中正确的是(

)

A．小马发现自己乘坐的火车在“后退”是以向前开动的货车为参考系

B．发现自己乘坐的火车并没有运动，是以车站的站牌为参考系

C．选取不同的参考系，对物体运动的描述往往是不同的

D．研究地面上物体的运动，必须选地面为参考系

答案

ABC 9．如图1所示，飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动状况的争论，下列说法正确的是(

)

图1 A．甲、乙两人的说法中必有一个是错误的

B．他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的

C．研究物体的运动时不一定要选择参考系

D．参考系只能是相对于地面静止的物体

答案

B 解析

甲、乙两人的争论是由于选择的参考系不同而引起的，A错，B对；研究物体的运动一定要选择参考系，C错；参考系的选择具有任意性，D错．

题组三

对时刻和时间的理解

10．以下的计时数据中指时间的是(

) A．天津开往德州的列车于13点35分从天津发车

B．某人用15 s跑完100 m C．我们早上8∶00开始上第一节课

D．列车到站时间晚点5分钟

答案

BD 11．下列叙述中表示时刻的是(

) A．第3 s初

C．第3 s内

答案

AB 解析

当出现“初”、“末”等字时往往表示时刻，“内”一般指时间，故选项A、B表示时刻．

12．下列关于时间和时刻的两种说法意义相同的是(

) A．第2 s末和第3 s初

B．前3 s内和第3 s内

B．第3 s末

D．前3 s内

C．第3 s末和第2 s初

答案

A D．第1 s内和第1 s末

解析

同一时刻在时间轴上对应同一个点，同一段时间在时间轴上对应同一段线段，所以仅A正确．

13．如图2所示的时间轴，下列关于时刻和时间的说法中正确的是(

)

图2 A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，也可以称为2 s内

B．t2～t3表示时间，称为第3 s内

C．t0～t2表示时间，称为前2 s内或第2 s内

D．tn－1～tn表示时间，称为第(n－1) s内

答案

B 解析

此题首先要注意时刻和时间分别对应于时间轴上的一个点和一段线段．其次要注意：(1)第n s末等于第(n＋1) s初；(2)n s内不等于第n s内，n s内指的是从0至n s末共n s的时间，而第n s内指的是从(n－1) s末至n s末共1 s 的时间．故只有B正确．