質點概念透析

黃桂賢

質點模型是高中物理提出的第一個理想模型，也是最簡單的模型。建立理想化模型是突出研究對象的主要方面，忽略次要因素，這樣不僅使對研究對象的描述和研究成為可能，而且可以更深刻地把握事物的本質。

一、質點的概念

1.質點的定義：用來代替物體的有質量而不考慮大小和形狀的點，稱為質點。

2.對質點的理解：

（1）質點是對實際物體的科學的抽象，是一種理想化的模型，真正的質點是不存在的；

（2）質點只有質量而無大小和形狀，質點占有位置而不占有空間；

（3）要注意質點與幾何學中的點的區別：質點有質量，不占空間；幾何學中的點不代表物體，沒有質量，不占空間。

（4）同一個物體，根據研究的情況的不同，有時能看成質點，但有時又不能看成質點。

3.質點的物理意義：當物體形狀、大小對研究的問題無影響時，可把物體抽象為一個質點，這是為了簡化問題，突出物體具有質量這一要素而引入的理想模型。

二、把物體看作質點的條件

1.條件：如果在研究物體的運動時，可以不考慮物體的大小和形狀，或者物體上各點的運動情況完全相同，就可以把物體看作質點。

2.物體可視為質點的情況有以下三種：

（1）物體的形狀和大小對所研究問題的影響可以忽略不計時可視為質點。如研究地球繞太陽公轉時，地球的大小相對于地球到太陽的距離可以忽略不計，此時地球就可以當作質點，但當研究地球自轉時，就不能把地球看成質點。

（2）做平動的物體可視為質點。

所謂平動，就是物體運動時，其上任一點的運動與整體的運動有相同的特點，如沿斜面下滑的物塊。

（3）物體有轉動，但相對于平動而言可以忽略不計，也可以把物體視為質點。如汽車在運動時，雖然車輪有轉動，但研究汽車的速度時，我們關心的是車輛的整體運動快慢，這時就可以把汽車視為質點。

三、典型例題精析

例1下列情況中物體能看作質點的是（）。

A.研究沿很長斜面下滑的小物體的運動時間

B.研究從北京駛往廣州的火車的運動時間和運動位移

C.研究地球的自轉情況

D.旋轉著的電扇葉片

物體簡化為質點的條件是在所研究的問題中，物體的形狀、大小以及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的，所以正確答案為AB。

例2下列幾種比賽項目中可將研究對象視為質點的是（）。

A.在撐竿跳高比賽中研究運動員手中的支撐竿在支撐地面過程中的轉動情況

B.龍舟比賽中確定龍舟在水上賽場中的位置

C.跆拳道比賽中研究運動員的動作

D.鉛球比賽中研究鉛球被投擲后在空中飛行的時間

支撐竿轉動過程中桿上各點運動情況不同，不能看作質點。跆拳道運動員的各種不同動作是研究的重點，也不能看作質點。龍舟的形狀和大小相對賽程可以忽略不計，因而研究龍舟在水上賽場中的位置時可看作質點。分析鉛球在空中飛行時間可以忽略鉛球的大小、形狀，可看作質點。所以正確答案為BD。

例3下列說法正確的是（）。

A.運轉中的地球不能看作質點

B.研究火車通過路旁一根電線桿的時間時，火車可看作質點

C.研究乒乓球運動員馬龍打出的乒乓球時，不能把乒乓球看作質點

D.研究奧運會跳水冠軍吳敏霞的跳水動作時，不能將她看成質點

運轉中的地球因沒有具體的情境，所以是否能看作質點無法確定；火車相對電線桿的大小和形狀不能忽略不計，所以不能看作質點；研究打出的乒乓球、研究吳敏霞的跳水動作時重點是看其旋轉和動作，故不能看作質點。所以正確答案為CD。

（責任編輯趙平）