一日一题（1）——质点

陈庆威   2018.10.03

题目：下列说法正确的是（　　）

A．研究地球绕太阳的公转时可以把地球看成质点

B．研究车轮的转动，可以把车轮看成质点

C．研究跳水运动员在空中的翻转，可以把运动员看成质点

D．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

【考点】质点的认识

【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可．

【解答】

A、研究地球绕太阳运行的规律，球的形状和大小对研究的问题没有影响，此时地球可以看作质点。故A正确。

B、研究车轮的转动是，不能把车轮看成质点，因为看成质点的话，就没有转动可言了，所以B错误．

C、研究跳水运动员在空中的翻转时，不能看成质点，把运动员看成质点的话，也就不会翻转了，所以C错误．

D、质点是一个理想化模型，实际上并不存在，引入这个概念可以简化我们分析的问题，不是没有意义，所以A错误；

【点评】质点是一个理想化的物理模型，这是一种很关键的物理研究方法，在学习中要注意体会．

【解题方法点拨】

这部分知识难度不大，在平时的练习中可能出现，且往往以选择题的形式出现，但是高考中单独出现的几率比较小．

知识点链接

1．对质点的认识

（1）定义：用来代替物体的有质量的点．

　　质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量．

　　质点没有体积或形状，因而质点是不可能转动的．任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点．

　　质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点．同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析．

（2）物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点．

（3）突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法．质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型．

2.知识点的应用及延伸：理想模型及其在科学研究中的作用

（1）理想模型

理想模型是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体。实际的物体都是具有多种属性的，例如固体具有一定的形状、体积和内部结构，具有一定的质量等。但是，当我们针对某种目的，从某种角度对某一物体进行研究时，有许多对研究问题没有直接关系的属性和作用却可以忽略不计。

作为科学抽象的结果，理想模型也是一种科学概念，广泛应用在各门科学中。例如，在研究地球绕太阳公转的运动的时候，由于地球与太阳的平均距离（约为14960万公里）比地球的半径（约为6370公里）大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计．在这种场合，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理．在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，可以忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”；作为第二级近似，可以忽略其弹性性能，把炮弹看成一个“刚体”．

数学上所研究的不占有任何空间的"点"，没有粗细的"线"，没有厚度的"面";物理学中所研究的"理想的摆"(单摆)，忽略分子本身体积和分子间作用力的"理想气体"，不考虑其大小的"点电荷"等;在化学和生物学中也有类似的理想模型。这些理想模型都是以客观存在为原型的。

（2）理想模型的分类

  对象模型

用来代替研究对象实体的理想化模型，如质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想变压器、点光源、光线、薄透镜以及关于原子结构的卢瑟福模型、波尔模型等都属于对象模型。

‚条件模型

把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型叫做条件模型。如光滑表面、轻杆、轻绳、均匀介质、均强电场和均强磁场都属于条件模型。

ƒ过程模型

实际的物理过程都是诸多因素作用的结果，忽略次要因素的作用，只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型。

（3）理想实验

所谓"理想实验"，又叫做"假想实验"、"抽象的实验"或"思想上的实验"，它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。

"理想实验"虽然也叫做"实验"，但它同真实的科学实验是有原则区别的.真实的科学实验是一种实践的活动，而"理想实验"则是一种思维的活动;前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的"实验"。

但是，"理想实验"并不是脱离实际的主观臆想.首先，"理想实验"是以实践为基础的.所谓的"理想实验"就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入一层的抽象分析.其次，"理想实验"的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的.而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的。

在自然科学的理论研究中，"理想实验"具有重要的作用.作为一种抽象思维的方法，"理想实验"可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。例如，作为经典力学基础的惯性定律，就是"理想实验"的一个重要结论。这个结论是不能直接从实验中得出的。伽利略曾注意到，当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。伽利略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而产生的，如能将摩擦完全消除的话，高度将恰好相等。然后，他推想说，在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的高度。最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，那么球从第一个斜面上滚下来之后，将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停地运动下去。这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩擦完全消除掉。所以，这只是一个"理想实验"。但是，伽利略由此而得到的结论，打破了自亚里士多德以来二千多年间关于"受力运动的物体，当外力停止作用时便归于静止"这一类的陈旧观念，为近代力学的建立奠定了基础。后来，这个结论被牛顿总结为运动第一定律，即惯性定律。