1.1质点参考系-2022-2023学年高一物理同步讲义(人教版2019必修第一册)

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1.1质点参考系-2022-2023学年高一物理同步讲义(人教版2019必修第一册)

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第一章 运动的描述
第1节 质点 参考系和坐标系
知识
一、机械运动
物体的___________随时间的变化称为机械运动。
二、物体和质点
1.实际物体
有一定的________和________,并且运动中物体上各部分的运动情况一般________。
2.质点
(1)定义:在某些情况下,不考虑物体的________和________,把它简化为一个有________的点,称为质点。
(2)质点具有物体的________,没有________和________。
三、参考系
1.运动与静止的关系
自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是________的,静止是________的,但我们在研究具体物体的运动时,可以说运动是________的。
2.参考系
(1)定义:在描述物体的运动时,被用来做________、假定为________的其他物体。
(2)意义:观察被研究的物体相对于参考系的位置是否随________变化以及如何变化。
(3)影响:同一个物体的运动,选取不同的参考系,所得出的结果可能是________的。
(4)选取原则:参考系的选取是________的,应以________和使运动的描述尽可能________为原则。
空间位置 大小 形状 不同 大小 形状 质量 质量 大小 形状
绝对 相对 相对 参考 不动 时间 不同 任意 方便观测 简单
重点
一、质点
1.物体可被看作质点的条件:(1)平动的物体通常可视为质点。平动就是物体上任意一点的运动与整体的运动有相同特点的运动,如水平传送带上的物体随传送带的运动。(2)有转动,但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。如汽车在运行时,虽然车轮转动,若我们关心的是车辆整体的运动快慢,故汽车可看成质点。(3)物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时,不论物体大小如何,都可将其视为质点。
2.对质点的三点说明:(1)质点是一种理想化的模型。质点是对实际物体的科学抽象,是研究物体运动时,抓住主要因素,忽略次要因素,对实际物体进行的简化,真正的质点是不存在的。(2)一个物体能否看作质点,并非依据物体自身大小来判断,而是由所研究问题的性质决定的。(3)质点不同于几何“点”。质点是一种物理模型,是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
【例题1】(2020·上海高二学业考试)以下关于质点的说法中正确的是(  )
A.地球很大,一定不能看作质点
B.蚂蚁很小,一定可以看作质点
C.在所研究的问题中,大小、形状可忽略的物体可以看作质点
D.只有低速运动的物体才可以看作质点,高速运动的物体不可以看作质点
【答案】C
【解析】A.地球很大,但在研究地球公转时,可以看作质点,故A错误;
B.蚂蚁很小,但研究蚂蚁的爬行动作、走路姿态时,蚂蚁的大小与形状不能忽略不计,不能看成质点,故B错误;
C.物体的大小和形状在所研究的现象中起作用很小可以忽略不计时,我们可以把物体看作质点,故C正确;
D.只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计,就可以看成质点,与物体的速度的大小无关,故D错误。
故选C。
二、参考系
对参考系的理解:(1)运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系而言的。(2)参考系的选取可以是任意的。(3)判断一个物体是运动还是静止,如果选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论。(4)参考系本身既可以是运动的物体也可以是静止的物体,在讨论问题时,被选为参考系的物体,我们常假定它是静止的。(5)要比较两个物体的运动情况,必须选择同一个参考系。
【例题2】(2020·三亚华侨学校高一开学考试)汉语成语中有一个“形影不离”的成语,意思是人的身体和影子分不开,形容关系密切,经常在一起在晴天的早上,某同学在操场上跑步,下列说法正确的是
以地面为参考系,影子是静止的
以地面为参考系,影子是运动的
以人为参考系,影子是静止的
以人为参考系,影子是运动的.
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】同学在操场上跑步,以地面为参照物,人和影子的位置不断变化,所以影子是运动的,①错误②正确;人的身体和影子分不开,以人为参照物,影子位置没有变化,所以影子是静止的,③正确④错误,B正确.
1.(2020·山东高二期末)2016年12月20日,我国辽宁舰航母编队首赴西太平洋海域开展远海训练。据报道,继成功解决了舰载机的阻拦索高速拦停和滑跃起飞等关键技术后,辽宁号在此次远航期间开展了全甲板放飞训练,歼-15还与空中加油机完成了加油训练,同时发射了多枚导弹。在下列研究中,能够将研究对象视为质点的是(  )
A.研究歼-15外形对所受空气阻力的影响
B.研究歼-15进行滑跃起飞技术训练时的姿势调整
C.研究辽宁号航母在大海中运动轨迹时,航母可以看成质点
D.由于辽宁号航母“高大威武”,故任何情况下都不能看成质点
2.(2020·贵州铜仁伟才学校高一期末)下列有关质点的说法中正确的是(  )
A.在乒乓球比赛运动中,双方运动员将乒乓球看做质点
B.在研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时,可以把子弹看做质点
C.研究自行车的运动时,因为车轮在不停地转动,所以在任何情况下都不能把自行车看做质点
D.用GPS定位系统研究汽车的位置时,可以把汽车看做质点
3.(2020·伊美区第二中学高一期末)在下面研究的各个问题中可以被看作质点的是( )
A.研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的弧旋球
B.考查奥运会冠军王军霞在万米长跑中的速度
C.观察跳水冠军伏明霞在跳水比赛中的动作
D.研究一列火车通过某一路标的时间
4.(2020·广西高一期末)下列说法中正确的是
A.由于“辽宁舰”航母“高大威武”,故任何情况下都不能看成质点
B.战斗机飞行员可以把正在甲板上手势指挥的调度员看成是一个质点
C.在战斗机飞行训练中,研究战斗机的空中翻滚动作时,战斗机可以看成质点
D.研究“辽宁舰”航母在大海中运动轨迹时,航母可以看成质点
5.(2020·六盘山高级中学高一学业考试)2020年将举行第32届夏季奥林匹克运动会,运动会中有下列四个比赛项目,其中运动员可视为质点的是(  )
A.跳水 B.双杠
C.体操 D.马拉松
6.(2020·浙江温州高一期中)图为正在航拍的旋翼无人机,下列过程能将无人机看成质点的是(  )
A.调节无人机旋翼转速
B.调节摄像机镜头方向
C.研究无人机空中停留时间
D.研究风力、风向对无人机的影响
7.(2020·湖南茶陵三中高一月考)下列如图的四个图中,各运动物体不能看作质点的是( )
A.研究投出的篮球运动路径
B.研究书本在桌面上移动L的距离所需的时间
C.研究地球绕太阳公转
D.研究子弹头射过扑克牌的时间
8.(2020·金华市曙光学校高一月考)如图所示,以甲为头雁的人字形雁阵以相同速度整齐滑翔.则( )
A.选地面为参考系,甲是静止的
B.选地面为参考系,乙是静止的
C.选甲为参考系,乙是运动的
D.选乙为参考系,甲是静止的
9.(2020·贵州铜仁伟才学校高一期末)诗句“满眼波光多闪灼,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”中,“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是
A.船和山 B.山和船 C.地面和山 D.河岸和流水
10.(2020·江苏海安高级中学高一期中)中国是掌握空中加油技术的少数国家之一。如图所示是我国自行研制的第三代战斗机“歼-10”在空中加油的情景,以下列的哪个物体为参考系时加油机是运动的(  )
A.“歼-10”战斗机 B.加油机中的飞行员
C.地面上的房屋 D.“歼-10”战斗机里的飞行员
11.(2020·浙江高二期末)如图所示,某地在端午节举行赛龙舟活动,所有龙舟均朝同一方向奋力前进。则(  )
A.以岸为参考系,龙舟是静止的
B.以岸为参考系,龙舟是向前运动的
C.以某一龙舟为参考系,岸是静止的
D.以某一龙舟为参考系,岸是向前运动的
12.(2020·湖南高二学业考试)下列关于运动和静止的说法,正确的是(  )
A.“嫦娥一号”从地球奔向月球,以地面为参照物,“嫦娥一号”是静止的
B.飞机在空中加油,以受油机为参照物加油机是静止的
C.汽车在马路上行驶,以路灯为参照物,汽车是静止的
D.小船顺流而下,以河岸为参照物,小船是静止的
13.(2020·青海高三二模)万众瞩目的庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式上,受阅方队军容严整、精神抖擞,依次通过天安门,接受祖国和人民的检阅,出色地完成了受阅任务。如图为战旗方队以同一速度通过天安门广场时的精彩场面,在此过程中,下列说法正确的是
A.以战旗旗杆为参考系,战旗方队车辆是静止的
B.以战旗方队车辆为参考系,天安门城楼是静止的
C.以该方队的领队车辆为参考系,该方队的其他车辆是运动的
D.以地面为参考系,战旗是静止的
14.(2020·嘉兴市第五高级中学高一期中)如图所示,一架执行救援任务的直升机悬停在上空,钻井平台位于直升机正下方,救生员抱着伤病员,缆绳正在将他们拉上直升机,若以救生员为参考系,则处于静止状态的是( )
A.伤病员 B.直升机
C.钻井平台 D.直升机驾驶员
15.(2020·浙江诸暨中学高一期中)云台山是全球首批世界地质公园,青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉,这里气候独特,水源丰富,植被原始完整,是生态旅游的好去处,除乘坐索道缆车观赏怡人的风景以外,还能感受悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是(  )
A.以对面的山为参考系,自己静止不动
B.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近
C.以自己为参考系,看到对面的山迎面走来
D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的青山绿树向身前走去
16.(2020·湖南天心长郡中学高一月考)小明坐在一辆“复兴”号高铁列车上,看到并排的另一辆列车相对于自己正朝从西向东的方向呼啸而过,关于小明乘坐的这辆列车相对于地面的运动情况,下列说法正确的是(  )
A.一定在朝从西向东的方向行驶 B.一定在朝从东向西的方向行驶
C.一定是静止的 D.可能朝从西向东的方向行驶
17.(2020·全国高一课时练习)一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样的速度并列运动.如果这只蜜蜂的眼睛紧盯着车轮边缘上某一点,那么它看到的这一点的运动轨迹应是图中的 (  )
A. B.
C. D.
18.(2020·四川省宜宾市第四中学校高一月考)今年我国将发射六到八颗北斗三号导航卫星,北斗卫星导航系统是国家重要空间基础设施。这类卫星虽然绕着地球转动,但我们却觉得它在空中静止不动,这是因为观察者所选择的参照物是(  )
A.太阳 B.地表
C.月亮 D.宇宙飞船
19.(2019·营口市第二高级中学高一月考)下列关于物体是否可以看做质点的说法正确的有(  )
A.研究奥运游泳冠军叶诗文的游泳技术时,叶诗文不能看成质点
B.研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况时,直升飞机可以看做质点
C.观察航空母舰上的舰载飞机起飞时,可以把航空母舰看做质点
D.在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,可以把航空母舰看做质点
20.(2020·西藏城关拉萨那曲第二高级中学高三月考)如图是某次日全食时的美妙景象,那么下列说法正确的是(  )
A.在观测日全食时可将月球看成质点
B.在观测日全食时不能将月球看成质点
C.月球绕地球转动,这是以太阳为参考系来描述的
D.月球绕地球转动,这是以地球为参考系来描述的
1.【答案】C
【解析】A.外形和大小会影响到歼-15所受空气阻力的大小,故研究歼-15外形对所受空气阻力的影响时,不能将飞机看做质点,A错误;
B.研究歼-15进行滑跃起飞技术训练时的姿势调整需要用到飞机的形状,所以不能看做质点,B错误;
CD.研究辽宁号航母在大海中运动轨迹时,其大小和形状是次要因素可以忽略,故能看做质点,C正确D错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】试题分析:物体可以看成质点的条件是看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,乒乓球比赛中运动员需要研究对方球的旋转方向,所以不能看做质点,A错误;子弹的长度相对于纸的厚度不能忽略,所以子弹不能看做质点,B错误;当研究自行车的运动轨迹时,自行车可看做质点,C错误;定位车的位置时,车的形状,大小对我们研究的问题影响不大,可以 看做质点,D正确
考点:考查了对质点的理解
3.【答案】B
【解析】A.孔令辉打出的弧圈球的运动时,乒乓球的大小和形状不能忽略,不能看成质点,故A错误;
B.研究王军霞在万米长跑中的运动速度时,运动员的大小和形状可以忽略,可以看成一个点,故B正确;
C.研究跳水冠军伏明霞在跳水比赛中的动作时,要看动作,运动员大小和形状不能忽略,不能看成质点,故C错误;
D.研究一列火车通过一个路标的时间,火车的长度不能忽略,不能看成质点,故D错误;
4.【答案】D
【解析】A、D、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,所以“辽宁舰”航母在某些情况下是可以看成质点的,如研究“辽宁舰”航母在大海中运动轨迹时,航母可以看成质点,故A错误,D正确.B、正在甲板上手势指挥的调度员的动作不能忽略,不能看成质点,故B错误.C、研究战斗机的空中翻滚动作时,不可以看做质点,否则没有动作了,故C错误;故选D
【点睛】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正确解答本题.本题考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,物体的大小体积能否忽略,与其他因素无关.
5.【答案】D
【解析】当我们研究的问题与物体的形状,大小无关时,可以把物体看成质点,显然跳水,双杠,体操都要以运动的动作打分,因此不能看成质点,而马拉松比赛中看运动的运动时间,与动作无关,因此可以看成质点,D正确,ABC错误。
故选D。
6.【答案】C
【解析】A. 调节飞机旋翼的转速时,飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计,不能看做质点。则A错误;
B. 调整飞机上摄像机镜头的方向时,摄像头的大小不能忽略。则B错误;
C. 研究无人机空中停留时间,飞机的大小可忽略。则C正确;
D. 研究风力、风向对无人机的影响,飞机的大小和形状不能忽略不计,不能看做质点。则D错误;
故选:C。
7.【答案】D
【解析】试题分析:只要将篮球投入框中,就得分,因此篮球可以看作质点,所以不选A;书本在桌面上移动时书本上各点的运动情况相同,其形状对研究时间没有影响,可以把书本看成质点.不选B.研究地球绕太阳公转时,地球的大小和形状相对于地球到太阳的距离而言,影响可忽略不计,可以把地球看成质点.不选C.研究子弹头射过扑克牌过程,子弹的长度比扑克厚度还大,影响不能忽略,把子弹头看作质点.故选择D.
考点:质点
点评:此类题型考察能否将物体看作质点的条件
8.【答案】D
【解析】AB.因为雁阵以相同速度整齐滑翔,所以选地面为参考系,所有的雁都是运动的,故A错误,B错误;
CD.选其中一只雁为参考系,其余的雁都是静止的.故C错误,D正确。
9.【答案】A
【解析】参考系是为了研究问题的方便而假定不动的物体,在本题中作者和山之间的距离逐渐减小,而作者认为自己静止不动,从而“看山恰似走来迎”,故此现象选择的参考系是自己或者船与船上静止不动的物体,但实际上船是运动的,所谓是“船行”选择的参考系是河岸、山或者地球上相对地球静止不动的其它物体,故A正确。
10.【答案】C
【解析】A.加油机相对于“歼-10”战斗机位置不变,以“歼-10”战斗机为参考系,加油机是静止的,故A错误;
B.加油机相对于加油机中的飞行员位置不变,以加油机中的飞行员为参考系,加油机是静止的,故B错误;
C.加油机相对于地面上的房屋位置不断变化,以地面上的房屋为参考系,加油机是运动的,故C正确;
D.加油机相对于“歼-10”战斗机里的飞行员位置不变,以“歼-10”战斗机里的飞行员为参考系,加油机是静止的,故D错误。
故选C。
11.【答案】B
【解析】A B.以岸为参考系,龙舟是向前运动的,选项A错误,B正确;
CD.以某一龙舟为参考系,岸是向后运动的,选项CD错误。
故选B。
12.【答案】B
【解析】A.“嫦娥一号”从地球奔向月球,以地面为参照物,“嫦娥一号”与地面之间的位置发生了变化,“嫦娥一号”是运动的,故A错误;
B.飞机在空中加油,以受油机为参照物,加油机与受油机之间的位置没有生变化,加油机是静止的,故B正确;
C.汽车在马路上行驶,以路灯为参照物,汽车是运动的,故C错误;
D.小船顺流而下,以河岸为参照物,小船与河岸之间的位置发生了变化,小船是运动的,故D错误。
故选B。
13.【答案】A
【解析】A.以战旗旗杆为参考系,战旗方队车辆是静止的,选项A正确;
B.以战旗方队车辆为参考系,天安门城楼是运动的,选项B错误;
C.以该方队的领队车辆为参考系,该方队的其他车辆是静止的,选项C错误;
D.以地面为参考系,战旗是运动的,选项D错误;
故选A。
14.【答案】A
【解析】A.救生员与伤病员相对静止,所以以救生员为参考系,伤病员处于静止状态,故选项A正确;
B.由于缆绳正在将救生员及伤病员拉上直升机,所以以救生员为参考系,直升机是向下运动的,故选项B错误;
C.由于救生员相对钻井平台向上运动,所以以救生员为参考系,钻井平台向下运动,故选项C错误;
D.由于缆绳正在将救生员及伤病员拉上直升机,直升机驾驶员相对直升机静止,所以以救生员为参考系,直升机驾驶员向下运动,故选项D错误。
15.【答案】C
【解析】A.以对面的山为参考系,自己是运动的,选项A错误;
B.以自己为参考系,看到同一缆车里的人是静止不动的,选项B错误;
C.以自己为参考系,看到对面的山迎面走来,选项C正确;
D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两边的青山绿树向身后走去,选项D错误。
故选C。
16.【答案】D
【解析】小明看到并排的另一辆列车相对于自己正朝从西向东的方向呼啸而过,则可能的情况是:
①小明坐的车静止,另一辆车从西向东行驶;
②小明坐的车向西运动,另一辆车从西向东行驶;
③小明坐的车向东运动,另一辆车从西向东行驶且速度大于小明坐的车的速度。
故选D。
17.【答案】A
【解析】蜜蜂、汽车车身向前具有相同的速度,它们是相对静止的,所以蜜蜂看不到轮子向前运动,只能看到轮子的转动,故A正确,BCD错误。故选A。
【点睛】
本题考查了物体间运动的相对性,解题的关键是正确、巧妙地选取参照物,明确蜜蜂相对于汽车车说是静止的.
18.【答案】B
【解析】A.以太阳为参考系卫星是运动的,选项A错误;
B.以地表为参考系由于卫星和地球是同步的所以任意时刻都在正上方,故静止,所以选项B正确;
C. 以月亮为参考系卫星是运动的,选项C错误;
D. 以宇宙飞船为参考系卫星是运动的,选项D错误;
19.【答案】AD
【解析】A.研究奥运游泳冠军叶诗文的游泳技术时需要看其动作、姿势等,不能把叶诗文看成质点,故A正确;
B.研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况时,螺旋桨属于直升飞机的一部分,不能把直升飞机看做质点,故B错误;
C.观察航空母舰上的舰载飞机起飞时,航空母舰的大小和形状不能忽略,不能把航空母舰看做质点,故C错误;
D.在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,航空母舰的大小和形状能忽略,可以把航空母舰看做质点,故D正确。
故选AD。
20.【答案】BD
【解析】A、在观测日全食时,月亮的大小不能忽略,故月亮不能看作质点,故A错误;B正确;
C、月亮绕地球转动时,这是我们以地球为参考系得出的结果,故D正确,C错误.
点睛:观察日全食时,月亮的大小和形状不能忽略;月球绕地球转动,这是我们以地球为参考系来描述的.

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