1.1質(zhì)點參考系（二）

滿導學目標

（引導學生明確學習目標，1分鐘）

1.領(lǐng)悟質(zhì)點概念的提出和分析、建立的過程，了解物理學研究中物理模型的特點。

2.體驗物理學研究問題的方法——科學抽象，養(yǎng)成正確處理問題的方法，學會在研究問題中

突出主要矛盾的哲學價值觀。

3.理解參考系的概念，知道在不同的參考系中對同一個運動的描述可能是不同的。

畫）課堂導入

（2分鐘）

2021年2月8日，2020-2021賽季全國越野滑雪冠軍賽在甘肅省白銀市完賽。黑龍江

省雪上訓練中心的池春雪奪得成年女子30公里（自由）冠軍，要研究運動員的滑雪動作和

姿態(tài)，能否把運動員看成一個“點”？在研究運動員全程的時間時，能否把運動員看成一

個“點”？將對象看成質(zhì)點應遵守什么條件？這是我們這節(jié)課要研究的問題。

域預學回

（6分鐘）

問題1：雄鷹拍打著翅膀在空中翱翔，足球在綠色草地上飛滾，在這些司空見慣的現(xiàn)象

中，雄鷹、足球都在做機械運動。你能準確描述這些物體的運動嗎？你感覺會有哪些困

難？

【答案】不能準確地描述這些物體的運動，感覺到困難是因為這些物體各部分的運動情況

不同。

問題2：物體能否看成質(zhì)點是由物體自身的大小和形狀決定的嗎？如果不是，那么是由什

么來決定的呢？

【答案】物體能否看成質(zhì)點不是由物體自身的大小和形狀決定的，而是由物體的形狀、大

小在所研究的問題中是占主要因素還是可忽略不計決定的。

問題3：如圖所示，坐在行駛火車中的小孩是靜止的還是運動的？說明你的理由。

【答案】不選定參考系，無法描述小孩的運動。相對于地面，小孩是運動的；而相對于行駛

的火車，小孩是靜止的。

富）活動探究

（探究1用時11分鐘，探究2用時14分鐘）

探究1質(zhì)點

問題：（1）2020年7月23日，我國在海南島東北海岸中國文昌航天發(fā)射場，用長征五號遙

四運載火箭將我國首次火星探測任務“天問一號”探測器成功發(fā)射升空。后續(xù)，“天問一號”

探測器經(jīng)過深空機動和數(shù)次中途修正，奔火飛行6個多月后抵達火星附近，通過制動被火星

引力捕獲進入環(huán)火軌道。2021年5月15日凌晨1時許，“天問一號”探測器在停泊軌道實

施降軌，機動至火星進入軌道。4時許，著陸巡視器與環(huán)繞器分離，歷經(jīng)約3小時飛行后，

進入火星大氣，經(jīng)過約9分鐘的減速、懸停避障和緩沖，成功軟著陸于預選著陸區(qū)。兩器分

離約30分鐘后，環(huán)繞器進行升軌，返回停泊軌道，為著陸巡視器提供中繼通信，此時器地

單向通信時延接近21分鐘。對探測器進行深空機動和中途修正時，能否將探測器看作質(zhì)點？

研究探測器繞火星運動的周期或飛行軌道時，能否將探測器看作質(zhì)點？計算器地通信單向時

延時，能否將探測器看作質(zhì)點？

【答案】情況1：對探測器進行深空機動和中途修正，必須考慮長行器的姿態(tài)和結(jié)構(gòu)，故不

能忽略探測器的形態(tài)，不能將其看作質(zhì)點。

情況2：研究探測器繞火星運動的周期或飛行軌道時，探測器的形態(tài)對問題的影響可忽略，

能將其看作質(zhì)點。

情況3：環(huán)繞器的形態(tài)與環(huán)繞器和地球間的距離相比，可忽略不計，能將其看作質(zhì)點。

（2）在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)和地球自轉(zhuǎn)時，能否將地球看作質(zhì)點？

【答案】在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，可以把地球看作質(zhì)點；在研究地球自轉(zhuǎn)時，不能將地

球看作質(zhì)點。

（3）是不是很大的物體一定不能看作質(zhì)點，而很小的物體一定可以看作質(zhì)點？請舉例說

明。

【答案】不是。研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)時可以把地球看作質(zhì)點，而研究乒乓球的發(fā)球（如

旋轉(zhuǎn)問題）時不能把乒乓球看作質(zhì)點。

【探究總結(jié)】

1.質(zhì)點、物體與幾何中的點

名稱質(zhì)點物體幾何中的點

表示物體有質(zhì)量而無大小、

特征具有質(zhì)量、大小和形狀的實體

形狀的點幾何中的點沒有

物體的大小和形狀對研究問物體的大小和形狀對研究問質(zhì)量，僅表示一個

條件

題的影響可忽略不計題的影響不可忽略空間位置，而且

質(zhì)點是一個相對概念，實際物體通過無限小的分割，可以看“應該絕對小“

聯(lián)系

成是無數(shù)個質(zhì)點的集合

2.質(zhì)點并非一定是小物體，小物體也不一定都能當作質(zhì)點。物體能否被看作質(zhì)點是由所研究

問題的性質(zhì)決定的，并非依據(jù)物體自身大小來判斷。

3.質(zhì)點是一種理想化模型。在物理學中，突出問題的主要因素，忽略次要因素，建立理想化

的模型，并將其作為研究對象，是經(jīng)常采用的一種科學研究方法。

【典例示范】

下列關(guān)于質(zhì)點的說法正確的是（）

A.只有體積很小的物體才能被看成質(zhì)點

B.只有質(zhì)量很小的物體才能被看成質(zhì)點

C.花樣滑冰比賽中的運動員可以被看成質(zhì)點

D.研究在平直公路上行駛的汽車的速度時，可以將汽車看成質(zhì)點

【解析】當物體的形狀、大小對我們所研究的問題影響不大或者可以忽略時，物體能被看作

質(zhì)點。物體能否被看作質(zhì)點與其體積、質(zhì)量的大小無關(guān)，只和我們研究的問題有關(guān)。如地球

很大，但在研究地球的公轉(zhuǎn)時，地球可被看作質(zhì)點；原子質(zhì)量很小，但在研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)

時，原子不能被看作質(zhì)點，A、B兩項錯誤。因為需要研究花樣滑冰運動員的動作（物體的形

狀），所以運動員不能被看作質(zhì)點，C項錯誤。研究在平直公路上行駛的汽車的速度時，汽車

的大小和形狀可忽略不計，故可以將汽車看作質(zhì)點，D項正確。

【答案】D

探窕2參考系

問題：到2020年底，全國鐵路營業(yè)總里程約達14.6萬公里，其中，高鐵（含城際鐵路）

大約3.9萬公里，領(lǐng)跑世界。明明站在自家的窗戶旁，看到不遠處一列高速行駛的“和諧

號”動車飛馳而過，驚嘆道：“真快呀!”龍龍坐在動車里隨媽媽去旅游，他看到路旁樹林

飛速向后掠過，回過頭來看車廂時，卻發(fā)現(xiàn)車廂沒動。

（1）觀察同一列動車的運動，為什么會出現(xiàn)這兩種不同的現(xiàn)象呢？

【答案】這是因為選擇的參考系不同。明明以房屋（或地面）為參考系，發(fā)現(xiàn)動車位置在

變化，所以明明認為動車在運動；龍龍以自己或動車為參考系，看到樹林向后運動而車廂

沒有動。

（2）為什么說運動是絕對的？既然運動是絕對的，那么為什么我們還說某物體靜止？

【答案】地球在自轉(zhuǎn)的同時還在繞太陽公轉(zhuǎn)，整個宇宙中的星體都在運動，即一切物體都

處于永恒的運動中，所以說運動是絕對的。但如果一個物體以另一個物體作參考，位置可

能是不變的，我們就說它相對于另一個物體是靜止的，這種靜止是相對的。

（3）研究物體的運動時為什么必須選擇參考系？

【答案】因為運動是絕對的，而靜止是相對的，所以要描述一個物體是否運動、怎樣運動

的時候必須選擇參考系。并且選擇不同的參考系時，運動的描述不一樣。

【探究總結(jié)】

1.描述某個物體的運動時，必須明確它是相對哪個參考系而言的。

2.自然界的一切物體都處在永恒的運動中，運動是絕對的。絕對靜止的物體是不存在的，靜

止是相對的。

3.參考系的選取原則

（1）選取參考系一般應根據(jù)研究對象和研窕對象所在的系統(tǒng)來決定。研究地面上物體的運

動時，常選取地面或相對地面靜止的物體作為參考系。

（2）參考系的選取可以是任意的。在實際問題中，參考系的選取以研究問題方便、對運動

的描述盡可能簡單為原則。

4.參考系的“四性”

用來做參考系的物體都是假定不動的，被研究的物體是運動還是靜止，都是

相對性

相對于參考系而言的

參考系的選取具有任意性，但應以觀察方便和使運動的描述盡可能簡單為原

任意性

貝IJ。研究地面上物體的運動時，常選地面為參考系

在同一個問題中，若要研究多個物體的運動或同一個物體的不同階段的運

同一性

動，必須選擇同一參考系

差異性同一運動選擇不同的參考系，觀察結(jié)果一般不同

【典例示范】

1.在文學創(chuàng)作中，經(jīng)常有作者通過變換參考系的方法創(chuàng)造出一種動態(tài)的藝術(shù)場景。

(1)在敦煌莫高窟發(fā)現(xiàn)的唐、五代時期多首未署名的作品之——《浣溪沙》寫道：“滿眼風

波多閃爍，看山恰似走來迎。仔細看山山不動，是船行

(2)宋代詩人陳與義《襄邑道中》詩寫道：“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風。臥看滿天

云不動，不知云與我俱東。”

(3)電影《閃閃紅星》主題曲《紅星照我去戰(zhàn)斗》寫道：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸

走?！?/p>

討論：“山不動，是船行”、“云與我俱東”以及“小小竹排江中游”分別是選擇了什么作為

參考系？“看山恰似走來迎”、“臥看滿天云不動”和“巍巍青山兩岸走”又分別是選擇了什

么作為參考系？

【答案】“山不動，是船行”“云與我俱東”以及“小小竹排江中游”都是選擇大地或相對于

大地靜止的河岸作為參考系?！翱瓷角∷谱邅碛薄芭P看滿天云不動”和“巍巍青山兩岸走”

都是選擇了作者自身或作者所乘坐的船與竹排作為參考系。

2.某人劃船逆流而上，當船經(jīng)過一座橋時，船上一救生圈掉進河里，假設救生圈立即獲得水

的速度，但船一直航行至上游某時刻劃船的人才發(fā)現(xiàn)，并立即返航追趕，經(jīng)過2小時追上救

生圈時，發(fā)現(xiàn)救生圈距橋8km。若此人向上游和下游劃船時，船相對水的速度相同，則河

水的流速為多少？

【解析】先以水為參考系，此時河水與救生圈相對靜止，即河水的流速與救生圈漂流的速度

相等。又因為船返航時追上救生圈經(jīng)過了2h,則救生圈實際漂了4h,以橋為參考系，可知

救生圈位移為8km,故河水的流速u=嘿=2km/h。

【答案】2km/h

⑥）課堂小結(jié)

（引導學生總結(jié)歸納課堂要點思維導圖，進行學生展示、交流與教師總結(jié)，2分鐘）

質(zhì)點是理想化模型

把物體看作質(zhì)點的條件：物體的大小和形狀在研

究的問題中忽略不計

參考系是描述物體運動的前提

被選為參考系的物體我們認為是不動的

公選擇不同參考系描述同一物體的運動往往是不同

參考系的選取的

通常選取大地作為參考系

一相對性

-任息性

參考系的“四性--

-

-差角生

圓課堂達標

（7分鐘）

1.2020年II月10日，我國“奮斗者”號載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度為

10909mo“奮斗者”號照片如圖所示，下列情況中“奮斗者'’號一定可視為質(zhì)點的是（）

A.估算下降總時間時B.用推進器使其轉(zhuǎn)彎時

C.在海溝中穿越窄縫時D.科學家在其艙內(nèi)進行實驗時

【答案】A

【解析】估算潛水器下降的總時間時，潛水器的大小和形狀相對運動的軌跡可以忽略，可以

視為質(zhì)點，A項符合題意；用推進器使其轉(zhuǎn)彎時和科學家在其艙內(nèi)進行實驗時，都需要研究

潛水器本身的特點，不可視為質(zhì)點，B、D兩項不符合題意；在海溝中穿越窄縫時，潛水器

的大小和形狀相對窄縫尺寸不可以忽略，不可視為質(zhì)點，C項不符合題意。

2.下列關(guān)于質(zhì)點的說法，正確的是（）

A.運轉(zhuǎn)中的地球不能看作質(zhì)點，而原子核可以看作質(zhì)點

B.研究火車通過路旁一根電線桿時，火車可以看作質(zhì)點

C.研究奧運會乒乓球運動員打出的旋轉(zhuǎn)球時能把乒乓球看作質(zhì)點

D.研究奧運會跳水運動員的跳水動作時，不能將運動員看作質(zhì)點

【答案】D

【解析】對于地球來說，如果研究地球的公轉(zhuǎn)，因為地球直徑（約為1.3x107m）比地球到太陽

的距離（約為1.5X10Um）要小得多，可以忽略地球的大小，所以這時可以把地球當作質(zhì)

點；如果研究地球的自轉(zhuǎn)，引起晝夜交替等現(xiàn)象時，就不能忽略地球的大小和形狀，不能把

地球看作質(zhì)點。研究電子繞核的運動情況時，因為電子到原子核的距離遠大于原子核的直徑,

所以電子和原子核均可看作質(zhì)點；若研究原子核的結(jié)構(gòu)，則不能將原子核看作質(zhì)點，A項錯

誤。研究火車通過路旁的一根電線桿時，因為需研究從火車頭過電線桿到火車尾過電線桿的

過程，所以火車不能看作質(zhì)點，B項錯誤。研究奧運會乒乓球運動員發(fā)的球時，因為旋轉(zhuǎn)球

各部分運動情況不同，導致受力