质点概念透析

时间:2022-08-05 11:38:34

质点概念透析

质点模型是高中物理提出的第一个理想模型,也是最简单的模型。建立理想化模型是突出研究对象的主要方面,忽略次要因素,这样不仅使对研究对象的描述和研究成为可能,而且可以更深刻地把握事物的本质。

一、质点的概念

1.质点的定义:用来代替物体的有质量而不考虑大小和形状的点,称为质点。

2.对质点的理解:

(1)质点是对实际物体的科学的抽象,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的;

(2)质点只有质量而无大小和形状,质点占有位置而不占有空间;

(3)要注意质点与几何学中的点的区别:质点有质量,不占空间;几何学中的点不代表物体,没有质量,不占空间。

(4)同一个物体,根据研究的情况的不同,有时能看成质点,但有时又不能看成质点。

3.质点的物理意义:当物体形状、大小对研究的问题无影响时,可把物体抽象为一个质点,这是为了简化问题,突出物体具有质量这一要素而引入的理想模型。

二、把物体看作质点的条件

1.条件:如果在研究物体的运动时,可以不考虑物体的大小和形状,或者物体上各点的运动情况完全相同,就可以把物体看作质点。

2.物体可视为质点的情况有以下三种:

(1)物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计时可视为质点。如研究地球绕太阳公转时,地球的大小相对于地球到太阳的距离可以忽略不计,此时地球就可以当作质点,但当研究地球自转时,就不能把地球看成质点。

(2)做平动的物体可视为质点。

所谓平动,就是物体运动时,其上任一点的运动与整体的运动有相同的特点,如沿斜面下滑的物块。

(3)物体有转动,但相对于平动而言可以忽略不计,也可以把物体视为质点。如汽车在运动时,虽然车轮有转动,但研究汽车的速度时,我们关心的是车辆的整体运动快慢,这时就可以把汽车视为质点。

三、典型例题精析

例1下列情况中物体能看作质点的是()。

A.研究沿很长斜面下滑的小物体的运动时间

B.研究从北京驶往广州的火车的运动时间和运动位移

C.研究地球的自转情况

D.旋转着的电扇叶片

物体简化为质点的条件是在所研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的,所以正确答案为AB。

例2下列几种比赛项目中可将研究对象视为质点的是()。

A.在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况

B.龙舟比赛中确定龙舟在水上赛场中的位置

C.跆拳道比赛中研究运动员的动作

D.铅球比赛中研究铅球被投掷后在空中飞行的时间

支撑竿转动过程中杆上各点运动情况不同,不能看作质点。跆拳道运动员的各种不同动作是研究的重点,也不能看作质点。龙舟的形状和大小相对赛程可以忽略不计,因而研究龙舟在水上赛场中的位置时可看作质点。分析铅球在空中飞行时间可以忽略铅球的大小、形状,可看作质点。所以正确答案为BD。

例3下列说法正确的是()。

A.运转中的地球不能看作质点

B.研究火车通过路旁一根电线杆的时间时,火车可看作质点

C.研究乒乓球运动员马龙打出的乒乓球时,不能把乒乓球看作质点

D.研究奥运会跳水冠军吴敏霞的跳水动作时,不能将她看成质点

运转中的地球因没有具体的情境,所以是否能看作质点无法确定;火车相对电线杆的大小和形状不能忽略不计,所以不能看作质点;研究打出的乒乓球、研究吴敏霞的跳水动作时重点是看其旋转和动作,故不能看作质点。所以正确答案为CD。

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