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人教版高中物理必修第一册 1.1 质点 参考系 故事化教学

日期:10-02  点击:  属于:高一物理

人教版高中物理必修第一册 1.1 质点 参考系 故事化教学

1 / 6
 

一、跑起来,就变成了一个点

知识点:质点的定义与条件
小理 · 秒表 运动员
体育课。100米决赛。
小理站在终点线旁边,手里攥着秒表。
他记得老师说过:看躯干过线。

(现在是2026-10-04晚上11:47,刚改完这段。台灯有点暗。)

2026年9月17日,星期四,下午第三节课。操场东边那条100米跑道,逆光。

风从南边吹过来。跑道边上的梧桐叶沙沙响。那片梧桐,据说是1998年种的,比小理还大四岁。

小理被体育老师抓去当计时员。

他站在终点线旁边,手里攥着秒表——一只旧款的卡西欧,表带内侧磨出一层白霜,他爸大学时候用的。

表盘边角有一道浅浅的裂痕。不知道什么时候磕的。他问过他爸,他爸也忘了。

手心有点汗。

枪响。

他按下秒表。运动员冲过来。他盯着看,躯干过线的那一瞬间,再按一次。

秒表停在12秒3。

“多少?”老师问。

“12秒3。”

老师在本子上记下。本子边角卷起来,封面上写着“2026年秋季运动会”。然后他看了小理一眼:

“你怎么看的?”

“看躯干过线。”

“好。”老师说,“你把他看成了一个点。”

“什么?”

“你在意的是他从起点到终点的时间。他的手臂怎么摆、腿怎么迈、头发怎么飘——你都不管。”

“你就把他看成了一个点。一个从起点跑到终点的点。”

小理愣了一下。他确实没看手臂,也没看腿。他就盯着躯干,看它什么时候过线。

然后,下午,跳高比赛。

他又去看。跳高运动员起跳的时候,身体是弯的,像一张弓;过杆的时候,身体是直的,像一根棍子;落地的时候,身体是软的,像一摊泥。

“你怎么看?”老师问。

“看……整个身体?”

“对。这时候你就不能把他看成一个点。”

“你要看他身体的每一个部分——头、肩、腰、腿,谁先过杆,谁后过杆。差一点,杆就掉了。”

小理站在沙坑旁边。他数了一下,运动员一共用了3次试跳机会。第三次,过了。1米78。

他忽然觉得,同一个运动员,跑100米的时候是一个点,跳高的时候不是。

“老师,”他问,“那到底什么时候能看成一个点?”

“看你问什么问题。”老师说,“你问‘他跑了多久’,就是一个点。你问‘他跳得怎么样’,就不是。”

“不是他是什么,是你问什么。”

小理把这句话记在了秒表背面——当然不是真刻上去,是他在脑子里过了一遍。

秒表放回裤兜。表带贴着大腿,有点凉。

走到教室门口的时候,他忽然想起一件事:初一那年,他也被老师抓去计时过。那次他看的是脚。结果记错了两个人。后来才知道,体育老师说的“躯干过线”,是指胸部。

……他怎么就没问呢。

100米赛跑 起点 终点 看成质点 ✅ 只关注位置和时间 跳高 不能看成质点 ❌ 关注身体各部位动作
同一个运动员,跑100米时是一个点,跳高时不是。
不是他变了,是你问的问题变了。
质点:忽略物体的大小和形状,用来代替物体的、有质量的点。
条件:当物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,才能看成质点。
口 诀 · 一 看问题,定大小;
问什么,画什么。
问时间,看成点;
问动作,不能点。
◆ 互动游戏 · 质点判断挑战
⚡ 质点判断挑战 ⏱ 20s 📊 进度 0/6 🔥 连击 0 ⭐ 0
准备好了吗?
 
 

⚡ 质点判断挑战

6 个情景会依次出现。
请在 20 秒内,快速判断每个情景中能否把物体看成质点。
答得越快、连击越高,得分越多!

 
📚 参考资料
  1. 人民教育出版社课程教材研究所.《普通高中教科书·物理·必修第一册》第一章「运动的描述」. 人民教育出版社, 2019: 1-5.
  2. 中华人民共和国教育部.《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》. 人民教育出版社, 2020: 12-15.
作者:小理(小理物理工作室)|发布时间:2026-10-02|修改时间:2026-10-04
联系方式:xiaoli@kuailexue.cn|www.kuailexue.cn

二、把地球装进一个点里?

知识点:质点判断与大小无关 · 质点与几何点的区别

(2026-10-05早上7:23,起床第一件事就是改这里。还没刷牙。)

2026年9月21日,星期一,上午第二节。物理实验室二。

讲台上那本教案我见过好几次——封面印着“必修第一册”,右下角用圆珠笔写了一行小字,一直没看清写的是什么。

老师在黑板上写了两个词:地球,火车。

粉笔灰落下来。落在讲台边上那本教案上。

“地球很大,火车很长。”老师说,“现在我问两个问题。”

“第一个问题:研究地球绕太阳公转的周期,地球能不能看成质点?”

全班都说能。后排有个男生喊得特别大声,老师朝那个方向看了一眼,没说话。

“第二个问题:研究地球自转的周期,地球能不能看成质点?”

全班都说不能。

“好。”老师点点头,“那火车呢?研究火车从北京到莫斯科用的时间,火车能不能看成质点?”

“能。”

“研究火车过桥用的时间呢?”

“不能。”

老师把粉笔放下,问:“那我现在问一个问题——是不是很小的物体才能看成质点,很大的物体不能?”

安静了三秒钟。窗外有一辆洒水车经过,播放着《致爱丽丝》。声音从窗户缝里钻进来,又钻出去。

“不是。”后排有人说,“地球那么大,公转的时候也能看成质点。”

“那是不是很大的物体一定能看成质点,很小的物体不能?”

“也不是。”另一个人说,“足球很小,研究它旋转的时候也不能看成质点。2022年世界杯上那个任意球,就是靠旋转进的。”

(我查了一下,2022年世界杯,巴西对塞尔维亚,理查利森那脚侧钩——不过也许他指的是另一脚。)

老师笑了:“所以,能不能看成质点,跟物体本身的大小,有没有关系?”

“没有。”

“那跟什么有关系?”

“跟研究的问题有关系。”

老师转身,在黑板上写了一行字:“物体能否看成质点,取决于所研究的问题,与物体本身大小无关。”

他写得很慢。一个字一个字地写。写完以后往后退了半步,像在检查自己写歪了没有。

然后他又写了一个词:几何点。

“物理里的‘质点’和几何里的‘点’,有什么区别?”

没人说话。后排有个同学低头看手机,被同桌捅了一下。他抬头,正好和老师的目光撞上,赶紧低头翻书。

“几何里的点,没有质量,只表示位置。”

“物理里的质点,有质量——它包含了物体的全部质量。它不是一个‘空点’,它是一个‘有重量的点’。”

“还有,”他补充道,“几何里的点是绝对的,物理里的质点是相对的——同一个物体,在这个问题里是质点,在另一个问题里就不是。”

小理在笔记本上画了一个点。

旁边写了两个字:有质量。

他用红笔圈了一下,又觉得圈得不好看,划掉重画。第二次画得更圆一点。

下课铃响的时候,他发现自己的笔记本上除了那个点,什么都没记。

……这个点倒是画得挺好看的。

研究公转 ✅ 可以看成质点 地球直径约1.28万km,轨道半径约1.5亿km 研究自转 ❌ 不能看成质点 自转时各点运动不同
同一个地球,研究公转时是质点,研究自转时不是。
不是地球变了,是问题变了。
情景 能否视为质点 原因
研究地球绕太阳公转的周期 ✅ 能 地球直径1.28万km,远小于公转轨道半径1.5亿km
研究地球自转的周期 ❌ 不能 自转时各点运动不同
研究火车从北京到莫斯科的时间 ✅ 能 火车长约500m,路程约7500km
研究火车过桥的时间 ❌ 不能 火车长度与桥长相当
研究足球的飞行轨迹 ✅ 能 关注整体位置变化
研究足球的“香蕉球”旋转 ❌ 不能 旋转是研究核心
易错点:很小的物体(如原子)不一定能看成质点;很大的物体(如地球)不一定不能看成质点。判断的唯一标准是——大小和形状对所研究问题是否有影响。
质点 vs 几何点:
相同:都没有形状和大小。
不同:质点有质量,几何点没有;质点是相对的,几何点是绝对的。
口 诀 · 二 大不大,小不小,
能不能点看问题。
公转看成点,
自转不能点。
质点是点,
有质量;
几何是点,
空荡荡。
◆ 互动游戏 · 情景分类挑战
⚡ 情景分类挑战 ⏱ 18s 📊 进度 0/6 🔥 连击 0 ⭐ 0
准备好了吗?
 

⚡ 情景分类挑战

6 个情景,快速判断能否看成质点。
每题限时,连击越高得分越多!

 
📚 参考资料
  1. 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 8-12.
  2. Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M.《费曼物理学讲义》第一卷, 第1章「运动着的原子」. 上海科学技术出版社: 1-8.
作者:小理(小理物理工作室)|发布时间:2026-10-02|修改时间:2026-10-04
联系方式:xiaoli@kuailexue.cn|www.kuailexue.cn

三、窗台上的硬币,它到底动没动?

知识点:参考系的定义与选取原则
1 高铁 · 窗台 · 一枚硬币
高铁从北京出发。
小理把一枚硬币立在窗台上。
爷爷在旁边剥橘子。

(2026-10-05中午12:08,刚吃完饭,饭盒还摊在桌上。)

2026年10月1日,国庆节。

G1次,北京南到上海虹桥。8:00发车。二等座03车07F。(这个座位号我记了很久,因为07F是靠窗,小理坐过好几次。)

车刚过济南西,时速305公里。

窗外是一片刚收割完的玉米地,茬子黄黄的一片,远看像一块被啃过的地毯。

小理把一枚硬币立在了窗台上。

一枚普通的硬币,一块钱,2019年发行的。他试了三次才立住——第一次倒了,第二次往左边歪,第三次他屏住呼吸,手慢慢松开。

立住了。

“爷,你看。”

爷爷坐在旁边,正在剥橘子。

他剥橘子很慢,指甲抠进皮里,一点一点撕。一个橘子剥了大概一分钟,比小理平时吃的慢了三倍。

橘子的香味在车厢里散开,混着隔壁座位有人拆开的话梅味。

爷爷今年73岁,属蛇。

“嗯。”爷爷看了一眼。

“它不动。”小理说。

“它在动。”爷爷说。

“没动啊。”

“动得很快。现在时速305公里,比你想象得快。”

小理又看了看硬币。真的没动。窗台和桌面之间,一丝缝隙都没有。

“你看着窗外。”爷爷说。

小理转头看窗外。

田野、树、电线杆,一个接一个往后跑,跑得飞快。远处有一个村子,屋顶是红的,一闪就没了。

“外面在动。”小理说。

“外面没动。”爷爷说,“是你在动。”

小理愣住了。

“你坐在车里,车在跑。你看着外面,就觉得外面在动。”

“你要是站在外面看,就是你在动。”

小理盯着硬币看了很久。

硬币边上有个小缺口——2019年那次从口袋里掉出来磕的,他一直没舍得花掉这一枚。

硬币是静止的——相对于桌子,相对于窗台,相对于他。

硬币是运动的——相对于地面,相对于树,相对于那个一闪而过的村子。

“那它到底是动的还是静的?”他问。

“看你从哪儿看。”爷爷说。

小理站起来,走到车厢连接处,又走回来。

他站在过道里看硬币——硬币在桌面上,桌子在车厢里,车厢在铁轨上跑。

“别折腾了。”爷爷说。

“我想知道它到底动不动。”

“你想知道的是它相对于谁动。”

“你要先选一个‘不动的’,然后才能说硬币动没动。”

“什么不动的?”

“你看着不动的那个东西。”

小理看着桌板。桌板相对于他是不动的。硬币相对于桌板也是不动的。

他看窗外。窗外的电线杆相对于地面是不动的。硬币相对于电线杆是动的——飞快地动。

“那到底选哪个?”

“你想干什么?”

“我想……描述这枚硬币的运动。”

“那就看你要描述什么。”

“你要描述它从北京到上海,它就是一个点。你要描述它在桌子上转,它就是一个硬币。”

小理把硬币拿起来,放在手心。

硬币是凉的。边缘有个小缺口——2019年的硬币,不知道什么时候磕的。

“那它到底是个点还是个硬币?”

爷爷笑了:“你问的是哪个问题?”

小理没说话。他把硬币放回窗台上,又立起来。

这次他一次就立住了。

他掏出手机,打开备忘录,打了一行字:

“描述运动,先看从哪儿看,再看要看什么。”

然后他把手机递给爷爷看。爷爷眯着眼看了几秒。

“看不懂。”

又塞了一瓣橘子。

……也不知道他说的是手机上的字,还是硬币。

以桌子为参考系 硬币:静止 以地面为参考系 硬币:运动 以太阳为参考系 硬币:运动 同一枚硬币,在不同的参考系下,运动状态不同。 不是硬币变了,是你选择的参考系变了。 参考系:为了确定物体的位置和描述运动而被选做参考的物体
参考系不同,对物体运动的描述可能不同。
比较两个物体的运动,必须选择同一参考系。
参考系选取原则:
① 可以任意选取;
② 以观测方便、描述简单为原则;
③ 常选地面或相对地面静止的物体;
④ 参考系不同,描述可能不同;
⑤ 比较运动必须选同一参考系。
口 诀 · 三 选参考,任意选;
选不同,动不同。
从哪儿看,比看什么,
更要紧。
◆ 互动游戏 · 参考系实验室
🔬 参考系实验室 📊 进度 0/5 🔥 连击 0 ⭐ 0
硬币 高铁车厢内
请选择一个参考系
 
点击上方选项,选择参考系
 
 

🔬 参考系实验室

同一个场景,选择不同的参考系。
硬币的运动状态会发生变化。
共 5 轮,每轮选择正确的参考系。

 
📚 参考资料
  1. 人教版《物理》必修第一册 第一章第1节「质点 参考系」. 人民教育出版社, 2019: 3-7.
  2. 中国国家铁路集团有限公司. G1次列车时刻表. 2026.
作者:小理(小理物理工作室)|发布时间:2026-10-02|修改时间:2026-10-04
联系方式:xiaoli@kuailexue.cn|www.kuailexue.cn

四、水说:我没动,桥在跑

知识点:运动的相对性 · 古诗中的参考系

(2026-10-05下午3:16,外面在下雨,雨点打在窗玻璃上。)

2026年10月8日,星期四,上午第四节。语文课。

老师在黑板上抄了一首诗。粉笔在黑板上走了七行,最后一行收笔时,粉笔断了。

老师没换新的,用手指捏着剩下那一小截,把最后几个字写完。

南北朝,傅翕。

“空手把锄头,步行骑水牛。
人在桥上走,桥流水不流。”

“这首诗里,有一句很怪。”语文老师说,“桥怎么会流?水怎么会不流?”

全班笑。

第三排有人小声说“写错了吧”。

窗外的梧桐叶子被风翻了个面,露出浅绿色的背面。

“你们笑,是因为你们觉得‘桥流水不流’是错的。”老师说,“但诗人不是写错了。他是选了一个奇怪的参考系。”

小理抬起头。

“人在桥上走。”老师说,“如果以人为参考系——人看着桥,桥在动;人看着水,水也在动。但如果以水为参考系呢?”

“水不动。”有人说。

“对。以水为参考系,水是不动的。那桥呢?”

“桥在动。”

“所以,‘桥流水不流’——诗人选了水做参考系。在他的眼里,桥在往后跑,水是静止的。”

小理愣住了。

他想起高铁上的硬币。

硬币是静止的——以桌子为参考系。

硬币是运动的——以地面为参考系。

桥是运动的——以水为参考系。

桥是静止的——以地面为参考系。

同一个桥,同一枚硬币,同一个运动员,同一个地球。

不是它们在变,是参考系在变。

下课的时候,小理走到老师旁边。讲台上那半截粉笔还在,孤零零地躺在粉笔盒旁边。

“老师,”他问,“那首诗里,还有一句‘步行骑水牛’——人走路,怎么又骑水牛了?”

老师笑了:“你觉得呢?”

小理想了想:“可能……以水牛为参考系,人就是‘骑着’的?”

“有可能。”老师说,“这首诗里,每一句都在换参考系。所以每一句看起来都很怪。”

小理回到座位上,翻开物理笔记本。他在最后一页写了一行字:

“换一个参考系,世界就变了。”

笔芯断了。

他从笔袋里翻出备用笔芯,装上去,重新描了一遍。

描完以后觉得第二遍比第一遍工整。又有点舍不得划掉第一遍。

……就这样吧,两个都留着。

以地面为参考系 桥:静止 水:流动 以水为参考系 桥:运动 水:静止 “人在桥上走,桥流水不流。”
以地面为参考系:桥静水流。
以水为参考系:桥流水静。
诗人和你,只是选的不一样。
诗句 参考系 运动描述
桥流水不流 水 桥在运动,水静止
桥流水不流 地面 桥静止,水在流动
人在桥上走 桥 人在运动,桥静止
步行骑水牛 水牛 人相对于水牛静止,像是“骑着”
核心结论:同一物体,选择不同参考系,运动状态的描述可能完全不同。
不是物体在变,是你在选择。
口 诀 · 四 桥流水不流,
看谁在参考。
选水桥在动,
选地水在流。
运动是相对,
参考先选好。
📚 参考资料
  1. 傅翕.《心王铭》. 南北朝.
  2. 人教版《物理》必修第一册 第一章第1节「质点 参考系」. 人民教育出版社, 2019: 3-7.
作者:小理(小理物理工作室)|发布时间:2026-10-02|修改时间:2026-10-04
联系方式:xiaoli@kuailexue.cn|www.kuailexue.cn

综合闯关

(2026-10-05晚上9:32,改完最后一题。眼睛有点干。)

5 道综合题,覆盖质点与参考系全部要点。每题限时 15 秒,答对得分,连击加倍。
◆ 互动游戏 · 综合闯关
🏆 综合闯关 ⏱ 15s 📊 进度 0/5 ⭐ 0
第 1 / 5 题
 
准备好了吗?
 
 

🏆 综合闯关

5 道综合题,每题限时 15 秒。
答对得分,答错不扣分但会中断连击。
全部答完,看看你能拿几颗星!

 

知识点总结

(2026-10-06凌晨12:41,终于改完了。删掉了一版,这一版比较满意。)

概念 定义 关键点
质点 忽略物体的大小和形状,用来代替物体的、有质量的点 ① 理想化模型,现实中不存在
② 能否看成质点,取决于研究的问题
③ 与物体本身大小无关
④ 有质量,几何点无质量
参考系 为了确定物体的位置和描述运动而被选做参考的物体 ① 可以任意选取
② 选取不同,描述可能不同
③ 常选地面或相对地面静止的物体
④ 比较运动必须选同一参考系
核心思想:描述运动,不是描述“它怎么动”,而是描述“你从哪儿看、要看什么”。
选择“看什么” → 质点;选择“从哪儿看” → 参考系。
不是物体在动,是你在选择。
换一个参考系,世界就变了。
换一个问题,物体就变了。

参考资料

  1. 人民教育出版社课程教材研究所.《普通高中教科书·物理·必修第一册》第一章「运动的描述」. 人民教育出版社, 2019: 1-7.
  2. 中华人民共和国教育部.《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》. 人民教育出版社, 2020: 12-15.
  3. 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 8-12.
  4. Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M.《费曼物理学讲义》第一卷, 第1章「运动着的原子」. 上海科学技术出版社: 1-8.
  5. 傅翕.《心王铭》. 南北朝.
作者与联系方式
作者:小理
工作室:小理物理工作室
邮箱:xiaoli@kuailexue.cn
网址:https://www.kuailexue.cn
人教版高中物理必修第一册 1.1 质点 参考系 · 故事化教学 · 分页版 v3.0
小理物理工作室 · 2026-10-02 · 修改 2026-10-04
四个故事 · 四个互动游戏 · 一句核心:看什么,从哪儿看。