第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系時(shí)間學(xué)習(xí)目標(biāo)1．理解質(zhì)點(diǎn)的概念，知道物體可看成質(zhì)點(diǎn)的條件．2．知道參考系的概念，知道物體的運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性．3．知道時(shí)間和時(shí)刻的區(qū)別與聯(lián)系，并在實(shí)際問(wèn)題中識(shí)別時(shí)刻和時(shí)間．4．體會(huì)科學(xué)研究中構(gòu)建物理模型的思想方法．知識(shí)點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)1．質(zhì)點(diǎn)：在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果物體各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相同，或者它的大小和形狀在所研究問(wèn)題中可以忽略，我們就可以把物體簡(jiǎn)化為一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，或者說(shuō)，用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)來(lái)代替整個(gè)物體，用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫作質(zhì)點(diǎn)．2．理想化模型：根據(jù)問(wèn)題的內(nèi)容和性質(zhì)，抓住問(wèn)題中的主要因素，忽略次要因素，建立一個(gè)與實(shí)際情況差距不大的理想化模型來(lái)進(jìn)行研究，使復(fù)雜問(wèn)題得到簡(jiǎn)化，這是一種重要的科學(xué)研究方法．質(zhì)點(diǎn)是理想化模型，實(shí)際上并不存在．1．(1)只有體積很小或質(zhì)量很小的物體才可以看成質(zhì)點(diǎn)． ()(2)只有運(yùn)動(dòng)較慢的物體才可以看成質(zhì)點(diǎn)． ()(3)在所研究的問(wèn)題中，物體的形狀、大小可以忽略不計(jì)時(shí)，物體可以看成質(zhì)點(diǎn)． ()[答案](1)×(2)×(3)√知識(shí)點(diǎn)二參考系1．參考系：研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選作為參考的物體．2．參考系的選擇是任意(選填“任意”或“唯一”)的．3．參考系對(duì)觀察結(jié)果的影響：選擇不同的參考系觀察同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，觀察結(jié)果可以不同(選填“可以不同”或“一定相同”)．這是運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性．4．直線坐標(biāo)系：物體沿直線運(yùn)動(dòng)，以這條直線為x軸，在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度，建立直線坐標(biāo)系．用坐標(biāo)的變化描述質(zhì)點(diǎn)位置的變化．2．(1)由于運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)需選定參考系． ()(2)在研究和描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須選定參考系． ()(3)參考系不一定是靜止的，運(yùn)動(dòng)的物體也可選作參考系． ()[答案](1)×(2)√(3)√知識(shí)點(diǎn)三時(shí)間與時(shí)刻1．時(shí)刻：鐘表指針指示的一個(gè)示數(shù)對(duì)應(yīng)著某一瞬間，也就是時(shí)刻．2．時(shí)間：人們把兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔稱為時(shí)間．時(shí)間和時(shí)刻之間的關(guān)系：Δt＝t2－t1．3．在國(guó)際單位制中，時(shí)間的基本單位是秒，符號(hào)是s．時(shí)間單位還有時(shí)(h)、分(min)等．生活中的“時(shí)間”有時(shí)指“時(shí)刻”，有時(shí)指“時(shí)間”，要結(jié)合上、下文判斷．3．(1)時(shí)刻就是一瞬間，即一段很短的時(shí)間間隔． ()(2)一分鐘就是60個(gè)時(shí)刻，一小時(shí)就是3600個(gè)時(shí)刻． ()(3)下列說(shuō)法表示時(shí)刻的是________；表示時(shí)間間隔的是________．①第1s末；②第3s初；③第2個(gè)兩秒的中間時(shí)刻；④第2s內(nèi)；⑤第5s內(nèi)；⑥第8s內(nèi)；⑦2s內(nèi)；⑧前5s內(nèi)；⑨前9s內(nèi)．[答案](1)×(2)×(3)①②③④⑤⑥⑦⑧⑨跳水項(xiàng)目是我國(guó)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)項(xiàng)．2021年7月27日9時(shí)30分開始的東京奧運(yùn)會(huì)女子雙人十米跳水決賽中陳芋汐、張家齊奪冠，如圖是她們?cè)诒荣愔械漠嬅妫?qǐng)?zhí)骄浚?1)教練為了研究她們兩人的技術(shù)動(dòng)作，能把兩人看成質(zhì)點(diǎn)嗎？(2)觀眾欣賞兩人比賽時(shí)，能把她們看成質(zhì)點(diǎn)嗎？(3)上述時(shí)間“7月27日9時(shí)30分”是時(shí)間還是時(shí)刻？提示：(1)不能．(2)不能．(3)時(shí)刻．考點(diǎn)1質(zhì)點(diǎn)1．質(zhì)點(diǎn)與幾何點(diǎn)的區(qū)別：質(zhì)點(diǎn)是用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)，其特點(diǎn)是具有質(zhì)量，沒(méi)有大小、體積、形狀，它與幾何“點(diǎn)”有本質(zhì)的區(qū)別．2．質(zhì)點(diǎn)是一種“物理模型”(1)物理模型是在物理研究中，突出問(wèn)題的主要方面，忽略次要因素而建立的理想化模型，是物理學(xué)經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法，質(zhì)點(diǎn)就是典型的物理模型之一．(2)物理模型作為一種理想化模型，是為了研究問(wèn)題方便而對(duì)實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)抽象，實(shí)際中并不存在．3．物體能否看成質(zhì)點(diǎn)的條件(1)在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)物體的形狀和大小對(duì)于所研究的問(wèn)題可以忽略不計(jì)時(shí)，物體就可以看成質(zhì)點(diǎn)．(2)以下兩種情況，物體通常可以看作質(zhì)點(diǎn)：①物體的大小、形狀對(duì)研究結(jié)果沒(méi)有影響或影響可以忽略時(shí)．②只研究物體的平動(dòng)，不研究物體的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)．【典例1】如圖所示，下列幾種情況下的物體，哪些可將物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)來(lái)處理()甲乙丙丁A．甲：研究正在吊起貨物的起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)時(shí)B．乙：研究正在旋轉(zhuǎn)的硬幣的運(yùn)動(dòng)時(shí)C．丙：研究太空中宇宙飛船的位置時(shí)D．丁：研究門的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)思路點(diǎn)撥：判斷物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，首先看題目研究的物體的大小和形狀對(duì)所研究的問(wèn)題有無(wú)影響或影響是否可以忽略不計(jì)．C[A、B、D選項(xiàng)中的研究對(duì)象的大小、形狀忽略后，起重機(jī)、硬幣、門的運(yùn)動(dòng)將無(wú)法研究，故A、B、D選項(xiàng)中的研究對(duì)象不能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)；C選項(xiàng)中宇宙飛船的大小、形狀忽略后，對(duì)于確定宇宙飛船的位置無(wú)影響，故C項(xiàng)中的宇宙飛船可以被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，故C正確．]假設(shè)法判斷物體能否當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)(1)確定問(wèn)題的性質(zhì)，即研究目的、觀察的重點(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)思考所要研究的問(wèn)題，所進(jìn)行的觀察是否受影響．若受影響，物體不能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)；若不受影響，物體就能被當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)．[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．在研究以下四種情況中提出的問(wèn)題時(shí)，所涉及的對(duì)象可看作質(zhì)點(diǎn)的是()A[地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小遠(yuǎn)小于地球到太陽(yáng)的距離，符合看成質(zhì)點(diǎn)的條件，A正確；火車進(jìn)站時(shí)間是從車頭進(jìn)站開始到車尾進(jìn)站為止，不能將火車看成質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)誤；花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員比的是身體各部分的動(dòng)作及協(xié)調(diào)性，不能將其看成質(zhì)點(diǎn)，C錯(cuò)誤；要研究運(yùn)動(dòng)員跨欄的姿勢(shì)(即身體各部分的位置及協(xié)調(diào)性)，顯然不能將其視為質(zhì)點(diǎn)，D錯(cuò)誤．]考點(diǎn)2參考系1．選擇參考系的意義：要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先必須選好參考系，只有選定參考系后，才能研究物體做怎樣的運(yùn)動(dòng)．2．參考系的四個(gè)性質(zhì)(1)標(biāo)準(zhǔn)性：被選為參考系的物體都是假定不動(dòng)的，被研究的物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止，都是相對(duì)于參考系而言的．(2)任意性：除自身外，任何物體都可以作為參考系．(3)統(tǒng)一性：比較多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)選擇同一個(gè)參考系．(4)差異性：對(duì)于同一個(gè)物體，選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果一般不同．3．選取原則：以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為原則．(1)研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參考系．(2)研究某一系統(tǒng)中物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選系統(tǒng)為參考系．例如，研究宇航艙內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，選取宇航艙為參考系．【典例2】2021年10月16日6時(shí)56分，“神舟十三號(hào)”與“天和核心艙”交會(huì)對(duì)接時(shí)，航天員翟志剛、王亞平、葉光富先后以飄浮姿態(tài)依次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)艙．在“神舟十三號(hào)”與“天和核心艙”對(duì)接時(shí)，兩者要保持一樣的運(yùn)動(dòng)速率，下列說(shuō)法正確的是()A．組合體相對(duì)地球是靜止的B．“神舟十三號(hào)”相對(duì)于“天和核心艙”是運(yùn)動(dòng)的C．組合體相對(duì)于地球是運(yùn)動(dòng)的D．“神舟十三號(hào)”相對(duì)于地球是運(yùn)動(dòng)的，“天和核心艙”相對(duì)于地球是靜止的思路點(diǎn)撥：運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，選擇不同的參考系，所得出的運(yùn)動(dòng)情況一般不同．C[以地球?yàn)閰⒖枷?，“神舟十三?hào)”和“天和核心艙”對(duì)接時(shí)，兩者都在圍繞地球高速運(yùn)動(dòng)，A、D錯(cuò)誤，C正確；在“神舟十三號(hào)”與“天和核心艙”對(duì)接時(shí)，兩者要保持一樣的運(yùn)動(dòng)速率，兩者相對(duì)靜止，B錯(cuò)誤．]判斷參考系的兩種方法(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(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述是否與題目中描述的結(jié)果一致．若一致，該物體可能就是參考系．[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．關(guān)于參考系的選擇，有四位同學(xué)展開了討論，其中正確的是()A．甲說(shuō)，只有靜止的物體才可以被選作參考系B．乙說(shuō)，任何物體都可以被選作參考系C．丙說(shuō)，選擇地面作參考系是最好的D．丁說(shuō)，參考系必須選與地面連在一起的物體B[參考系的選擇是任意的，可動(dòng)可靜，一般選地面為參考系，但有時(shí)為了研究問(wèn)題的方便也可以選擇其他物體為參考系，故B正確．]考點(diǎn)3時(shí)間與時(shí)刻1．區(qū)別與聯(lián)系項(xiàng)目時(shí)間時(shí)刻區(qū)別物理意義時(shí)間是事物運(yùn)動(dòng)、發(fā)展、變化所經(jīng)歷的過(guò)程長(zhǎng)短的量度時(shí)刻是事物運(yùn)動(dòng)、發(fā)展、變化過(guò)程所經(jīng)歷的各個(gè)狀態(tài)先后順序的標(biāo)志時(shí)間軸上的表示方法時(shí)間軸上的一段線段時(shí)間軸上的一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)描述量路程、位移位置描述關(guān)鍵詞“3秒內(nèi)”“前3秒內(nèi)”“后3秒內(nèi)”“第1秒內(nèi)”“第1秒到第3秒”等“3秒末”“第3秒末”“第4秒初”“八點(diǎn)半”等聯(lián)系兩個(gè)時(shí)刻的間隔即為一段時(shí)間，時(shí)間能展示運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過(guò)程，就像是一段錄像；時(shí)刻可以顯示運(yùn)動(dòng)的一瞬間，就像是一張照片2．兩者在時(shí)間軸上的表示(如圖所示)(1)一段時(shí)間的結(jié)束是下一段時(shí)間的開始，所以第ns末與第(n＋1)s初是指同一時(shí)刻．(2)第幾秒內(nèi)表示1s的時(shí)間間隔．(3)日常生活中所說(shuō)的“時(shí)間”，有時(shí)指時(shí)間間隔，有時(shí)指時(shí)刻．在物理學(xué)中，時(shí)間的含義就是時(shí)間間隔．【典例3】仔細(xì)觀察如圖所示的時(shí)間軸，下列說(shuō)法正確的是()A．第3s初是指時(shí)間軸上的D點(diǎn)B．第5s內(nèi)是指時(shí)間軸上FG段C．前4s內(nèi)是指時(shí)間軸上AE段D．第2s內(nèi)是指時(shí)間軸上的C點(diǎn)思路點(diǎn)撥：在時(shí)間軸上，時(shí)刻指一個(gè)點(diǎn)，時(shí)間指一段線段．C[第3s初是指第3s內(nèi)的起點(diǎn)，故為時(shí)間軸上的C點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；第5s內(nèi)是指第5個(gè)1s的時(shí)間，故為時(shí)間軸上EF段，故B錯(cuò)誤；前4s內(nèi)是指4s的時(shí)間，故為時(shí)間軸上AE段，故C正確；第2s內(nèi)是指時(shí)間軸上的BC段，故D錯(cuò)誤．]時(shí)刻與時(shí)間間隔的兩種判斷方法(1)根據(jù)上下文判斷：分析所給的說(shuō)法，根據(jù)題意去體會(huì)和判斷．時(shí)刻對(duì)應(yīng)的是某一事件或運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的是事件或運(yùn)動(dòng)的過(guò)程．(2)利用時(shí)間軸判斷：畫出時(shí)間軸，把所給的時(shí)刻和時(shí)間間隔表示出來(lái)，對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)的是時(shí)刻，對(duì)應(yīng)一段線段的是時(shí)間間隔．(多選)在上題圖中，下列說(shuō)法正確的是()A．第3s初指時(shí)刻 B．第5s內(nèi)指時(shí)刻C．第4s末指時(shí)間 D．前5s內(nèi)指時(shí)間AD[第3s初指C點(diǎn)，是時(shí)刻，A正確；第5s內(nèi)指EF段，前5s內(nèi)指AF段，均指時(shí)間，B錯(cuò)誤，D正確；第4s末指E點(diǎn)，是時(shí)刻，C錯(cuò)誤．][跟進(jìn)訓(xùn)練]3．關(guān)于高鐵從銅仁開往貴陽(yáng)的下列敘述中指“時(shí)間間隔”的是()A．上午9時(shí)10分，高鐵從銅仁站出發(fā)B．高鐵在10時(shí)整車頭到達(dá)某信號(hào)燈標(biāo)C．高鐵在10時(shí)22分到達(dá)貴陽(yáng)站D．高鐵在凱里站停車3分鐘[答案]D1．在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，力學(xué)中引入“質(zhì)點(diǎn)”的概念，從科學(xué)方法上來(lái)說(shuō)屬于()A．極限分析物理問(wèn)題的方法B．觀察實(shí)驗(yàn)的方法C．建立理想物理模型的方法D．等效替代的方法C[質(zhì)點(diǎn)的引入是忽略次要因素，抓住主要因素，是一種建立理想物理模型的方法，故C正確．]2．在同一平直公路上，甲乘汽車以10m/s的速度運(yùn)動(dòng)，乙騎自行車以5m/s的速度運(yùn)動(dòng)，兩者運(yùn)動(dòng)方向相同，甲在前乙在后，則()A．甲觀察到乙以5m/s的速度靠近B．乙觀察到甲以5m/s的速度遠(yuǎn)離C．甲觀察到乙以15m/s的速度遠(yuǎn)離D．乙觀察到甲以15m/s的速度遠(yuǎn)離B[以乙為參考系，甲的速度就是5m/s，因此乙觀察到甲以5m/s的速度遠(yuǎn)離，故B正確，D錯(cuò)誤；同理甲觀察到乙以5m/s的速度遠(yuǎn)離，故A、C錯(cuò)誤．]3．下列說(shuō)法中正確的是()A．表示做事得過(guò)且過(guò)時(shí)說(shuō)“做一天和尚，撞一天鐘”，“一天”指時(shí)間間隔B．形容做事沒(méi)有持久性時(shí)說(shuō)“三分鐘熱度”，“三分鐘”指時(shí)刻C．形容事情不是一蹴而就時(shí)說(shuō)“冰凍三尺，非一日之寒”，“一日”指時(shí)刻D．進(jìn)行交通安全教育時(shí)說(shuō)“寧停三分，不搶一秒”，“三分”和“一秒”均指時(shí)刻[答案]A4．(新情境題，以“納米車”為背景，考查質(zhì)點(diǎn))如圖所示，四輪馬達(dá)納米車是用納米技術(shù)制造的一種新型藥物輸送系統(tǒng)，它可以在血管中穿行而不會(huì)受到人體免疫系統(tǒng)的攻擊．探究：(1)研究納米車如何治療疾病時(shí)，能否把納米車看成質(zhì)點(diǎn)？(2)研究納米車運(yùn)動(dòng)的距離時(shí)，能否把納米車看成質(zhì)點(diǎn)？[解析](1)研究納米車如何治療疾病時(shí)，要考慮納米車的動(dòng)作，不能用一個(gè)點(diǎn)代替，故不能把納米車看成質(zhì)點(diǎn)．(2)研究納米車運(yùn)動(dòng)的距離時(shí)，納米車的形狀能忽略，能看成質(zhì)點(diǎn)．[答案]見解析回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問(wèn)題．1．物體看成質(zhì)點(diǎn)的條件是什么？提示：物體的大小、形狀在研究的問(wèn)題中不起作用或只起次要作用．2．選取參考系的原則是什么？提示：以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能的簡(jiǎn)單為原則．3．在時(shí)間軸上如何描述時(shí)刻和時(shí)間間隔？提示：在時(shí)間軸上的點(diǎn)表示時(shí)刻，在時(shí)間軸上的線段表示時(shí)間間隔．飛行員抓子彈這個(gè)故事你可能已經(jīng)聽說(shuō)過(guò)了．據(jù)報(bào)載，第二次世界大戰(zhàn)期間，一個(gè)法國(guó)飛行員碰到了一件很不尋常的事件．這個(gè)飛行員駕駛飛機(jī)在2000米高空飛行的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)小玩意兒在游動(dòng)著，飛行員以為這是一只小昆蟲，敏捷地把它一把抓了過(guò)來(lái)，令他大吃一驚的是，他發(fā)現(xiàn)抓到的竟是一顆德國(guó)子彈．很多人以為這個(gè)故事是