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第1讲 参考系 质点 时间
考点(知识点) 重要程度 常考题型分布 本讲教学目标
物体的质点 ★☆☆ 选择题、填空题 理解
参考系 ★☆☆ 选择题、填空题 理解
时刻和时间间隔 ★☆☆ 选择题、填空题 理解
注:★☆☆:普通考点知识点; ★★☆:高考高频考点; ★★★:高考重点、难点、必考点;
机械运动:物体的位置随时间的变化叫机械运动。
2. 参照物:在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物.
3. 运动和静止的相对性:同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。
知识点一:物体和质点
质点的定义:忽略物体的 大小 和 形状 ,把物体简化为一个有 质量 的物质点,这样的点称为质点;
把物体看做质点的条件:物体的 大小 和 形状___对研究问题的影响可以忽略;
理想化模型: 质点是一个理想的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化,质点就是一种理想化模型。
【例1】为了提高枪械射击时的准确率,制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽。这样,当子弹在枪管中运动时,会按照旋转的方式前进。离开枪管后,子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响,从而提高子弹飞行的稳定性。下列关于子弹运动的说法中正确的是( )
A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看做质点
B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时不可以把子弹看做质点
C.无论研究什么问题都可以把子弹看做质点
D.能否将子弹看做质点,取决于我们所研究的问题
【变式1】关于质点,以下说法中正确的是( )
A.体积很小的物体可以看作质点
B.物体抽象为质点后,物体自身的大小和质量都可以忽略不计
C.在某些情况下,月球可以看作一个质点;在某些情况下,小汽车却不能看作质点
D.研究乒乓球旋转时,可以把它看作质点
【变式2】在下述问题中,能够把研究对象看做质点的是( )
A.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作
B.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置
C.将一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上
D.欣赏进行花样滑冰的运动员的优美动作
知识点二: 参考系
定义:为了描述物体的运动而假定为不动、用来作_参考__的物体;
参考系的选取
(1)参考系的选取是 任意 的,但选取的参考系不同,结论往往 不同 ,通常选 地面 为参考系。
(2)参考系既可以是 运动 的物体,也可以是 静止 的物体。
【例2】关于参考系,下列说法不符合实际的是( )
A.一个物体相对于其他物体的位置变化,叫机械运动 B.不选定参考系,就无法研究某一物体怎样运动
C.参考系是不动的物体 D.参考系是人们假设不动的物体
【变式1】下列不属于机械运动的是( )
A.蚂蚁在树叶上爬行 B.煤燃烧的过程 C.划龙舟比赛 D.流星划过夜空
【变式2】下列说法中正确的是( )
A.运动是宇宙中的普遍现象,绝对不动的物体是没有的
B.研究物体运动时不一定要选择参考系
C.用GPS定位系统确定在南极冰川考察的某科考队员的位置时,该队员可看做质点
D.选取不同的参考系,同一物体的运动速度可能不同,但运动轨迹不变
【例3】甲、乙、丙三人各自乘一架直升机。甲看到楼房匀速上升;乙看到甲机匀速上升;丙看到乙机匀速下降;甲看到丙机匀速上升。那么甲、乙、丙相对于地面的运动情况不可能是( )
A.甲、乙匀速下降,且,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,且,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,且,丙匀速下降,且
D.甲、乙匀速下降,且,丙匀速下降,且
【变式1】位于昆明市西郊15公里的西山,由华亭山、太华山、罗汉山等组成。关于正在乘坐缆车上山的某旅游爱好者,下列说法正确的是( )
A.以自己为参考系,同缆车里的人不断上升 B.以自己为参考系,对面的高山迎面而来
C.以对面的高山为参考系,自己不断下降 D.以所乘坐的缆车为参考系,两边的树不断上升
【变式2】(多选)坐在甲火车的小明在车窗里看见乙火车的车头,过一会他又在车窗里看到乙火车的车尾,若两火车的车头朝向一致,下列关于他们运动的情况判断,可能正确的是( )
A.甲火车停在轨道上,乙火车向前运动 B.两列火车均向前运动,但甲火车运动较慢
C.两列火车均向后倒车,但甲火车的运动较慢 D.甲火车向后倒车,乙火车停在轨道上
知识点三:时刻和时间间隔
时刻:在时间轴上,表示 一个点 ,
时间:在时间轴上,表示 一段线段
时刻与时间的区别与联系
时刻 时间
区别 ①时刻指一瞬时,对应于物体所处的位置 ②在时间轴上用一个点表示 ③只有先与后、早与迟的区分,没有长短之分 ①时间指两时刻之间的间隔,对应于物体的一段路程或位移 ②在时间轴上,用一段线段表示 ③只有长短之分,无先后、迟早的区别
联系 ①两个时刻的间隔即为时间,即△t=t2-t1 ②时间轴上的两个点无限靠近时,它们间的时间间隔就会趋近于零,时间间隔就趋近于时刻了 ③时间间隔能够展示物体运动的一个过程,好比是一段录像;时刻可以显示物体运动的一个瞬间,好比是一张照片,即由一个一个连续的照片可以组成录像,一系列连续时刻的积累便构成时间
【例4】下列关于时间和时刻的表述中,表示时刻的是( )
A.学校下午2∶00开始上课 B.博尔特100m的成绩是9.58s
C.小明从家步行到学校需要5min D.宇宙大爆炸至今约
【变式1】以下计时数据指时间的是( )
A.开往天津的飞机于13时35分正点出发
B.某运动员的百米成绩是10s
C.1997年7月1日零时,中国对香港恢复行使主权
D.某场足球赛早上9:30分正式开始
【变式2】我们学校每节课45分钟,这里45分钟指的是( )
A.时刻 B.路程 C.位移 D.时间
【例5】在如图所示的时间轴上,以t0=0为计时起点。下列说法中正确的是( )
A.t2表示时刻,称为第2s末或前3s初 B.t1~t2表示时间,称为第2s内
C.t0~t2表示时间,称为前2s或第2s内 D.tn-1~tn表示时间,称为第内
【变式1】如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是 ( )
A.表示时刻,称为第末或第初,也可以称为内
B.表示时间间隔,称为第内
C.表示时间间隔,称为最初内或第内
D.表示时间间隔,称为第内
【变式2】根据如图所示的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )
A.表示时刻,称为第末 B.表示时间间隔,称为最初内或第内
C.表示时间间隔,称为第内 D.表示时间间隔,称为第内
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第1讲 参考系 质点 时间
考点(知识点) 重要程度 常考题型分布 本讲教学目标
物体的质点 ★☆☆ 选择题、填空题 理解
参考系 ★☆☆ 选择题、填空题 理解
时刻和时间间隔 ★☆☆ 选择题、填空题 理解
注:★☆☆:普通考点知识点;★★☆:高考高频考点;★★★:高考重点、难点、必考点;
机械运动:物体的位置随时间的变化叫机械运动。
2. 参照物:在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物.
3. 运动和静止的相对性:同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。
知识点一:物体和质点
质点的定义:忽略物体的 大小 和 形状 ,把物体简化为一个有 质量 的物质点,这样的点称为质点;
把物体看做质点的条件:物体的 大小 和_形状___对研究问题的影响可以忽略;
理想化模型: 质点是一个理想的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化,质点就是一种理想化模型。
【例1】为了提高枪械射击时的准确率,制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽。这样,当子弹在枪管中运动时,会按照旋转的方式前进。离开枪管后,子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响,从而提高子弹飞行的稳定性。下列关于子弹运动的说法中正确的是( )
A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看做质点
B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时不可以把子弹看做质点
C.无论研究什么问题都可以把子弹看做质点
D.能否将子弹看做质点,取决于我们所研究的问题
【答案】D
【详解】A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时,子弹的形状与体积对所研究的问题的影响不能忽略,此时子弹不能看做质点,A错误;
B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时,子弹的形状与体积对所研究的问题的影响能够忽略,此时子弹可以看做质点,B错误;
C.当子弹的形状与体积对所研究的问题的影响能够忽略,此时子弹可以看做质点,当弹的形状与体积对所研究的问题的影响不能忽略,此时子弹不能看做质点,C错误;
D.根据上述可知,能否将子弹看做质点,取决于我们所研究的问题,D正确。
故选D。
【变式1】关于质点,以下说法中正确的是( )
A.体积很小的物体可以看作质点
B.物体抽象为质点后,物体自身的大小和质量都可以忽略不计
C.在某些情况下,月球可以看作一个质点;在某些情况下,小汽车却不能看作质点
D.研究乒乓球旋转时,可以把它看作质点
【答案】C
【详解】A.物体能否看成质点,主要是看物体的体积和大小与所研究的问题相比能否忽略不计,则体积很小的物体不一定可以看作质点,故A错误;
B.物体抽象为质点后,物体自身的大小可以忽略不计,但是质量必须考虑,故B错误;
C.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,比如在研究月球绕地球公转的运动情况时,可以将月球看作一个质点;在研究小汽车前后轮经过某位置的时间间隔的时候,就不能将小汽车看作质点,故C正确;
D.研究乒乓球旋转时,不能把乒乓球看成质点,否则的话就没有旋转可言了,故D错误。
故选C。
【变式2】在下述问题中,能够把研究对象看做质点的是( )
A.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作
B.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置
C.将一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上
D.欣赏进行花样滑冰的运动员的优美动作
【答案】B
【详解】A.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时,航天员的形状与大小对所研究问题的影响不能够忽略,此时不能将航天员看为质点,A错误;
B.用GPS确定“武汉”舰在大海中的位置时,“武汉”舰自身的形状与大小对所研究问题的影响可以忽略,此时可以把“武汉”舰看成质点,B正确;
C.将一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上时,硬币的形状与大小对所研究问题的影响不能够忽略,此时硬币不能看成质点,C错误;
D.欣赏进行花样滑冰的运动员的优美动作时,滑冰运动员的形状与大小对所研究问题的影响不能够忽略,此时滑冰运动员不能看成质点,D错误。
故选B。
知识点二: 参考系
定义:为了描述物体的运动而假定为不动、用来作_参考__的物体;
参考系的选取
(1)参考系的选取是_任意_的,但选取的参考系不同,结论往往__不同__,通常选_地面__为参考系。
(2)参考系既可以是_运动_的物体,也可以是_静止__的物体。
【例2】关于参考系,下列说法不符合实际的是( )
A.一个物体相对于其他物体的位置变化,叫机械运动
B.不选定参考系,就无法研究某一物体怎样运动
C.参考系是不动的物体
D.参考系是人们假设不动的物体
【答案】C
【详解】A.一个物体相对于其他物体的位置变化,叫机械运动,故A正确;
B.不选定参考系,就无法研究某一物体怎样运动,故B正确;
CD.参考系可以是不动的物体,也可以是人们假设不动的物体,故C错误,D正确。
由于本题选择错误的,故选C。
【变式1】下列不属于机械运动的是( )
A.蚂蚁在树叶上爬行 B.煤燃烧的过程 C.划龙舟比赛 D.流星划过夜空
【答案】B
【详解】A.蚂蚁的爬行,蚂蚁的位置在发生变化,所以蚂蚁的爬行属于机械运动,A错误;
B.煤燃烧的过程是化学转化为内能的过程,不涉及物体位置的变化,不是机械运动,B正确;
C.划龙舟比赛,龙舟的位置在发生变化,所以划龙舟比赛属于机械运动,C错误;
D.流星划过夜空,流星的位置在发生变化,所以流星划过天空属于机械运动,D错误。
故选B。
【变式2】下列说法中正确的是( )
A.运动是宇宙中的普遍现象,绝对不动的物体是没有的
B.研究物体运动时不一定要选择参考系
C.用GPS定位系统确定在南极冰川考察的某科考队员的位置时,该队员可看做质点
D.选取不同的参考系,同一物体的运动速度可能不同,但运动轨迹不变
【答案】AC
【详解】A.运动是宇宙中的普遍现象,绝对不动的物体是没有的,A正确;B.研究物体运动时一定要选择参考系,B错误;C.用GPS定位系统确定在南极冰川考察的某科考队员的位置时,与该队员形状无关,因此可以将该队员看做质点,C正确;D.选取不同的参考系,同一物体的运动速度可能不同,运动轨迹也可能不同,D错误。
故选AC。
【例3】甲、乙、丙三人各自乘一架直升机。甲看到楼房匀速上升;乙看到甲机匀速上升;丙看到乙机匀速下降;甲看到丙机匀速上升。那么甲、乙、丙相对于地面的运动情况不可能是( )
A.甲、乙匀速下降,且,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,且,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,且,丙匀速下降,且
D.甲、乙匀速下降,且,丙匀速下降,且
【答案】D
【详解】甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地匀速下降。乙看到甲匀速上升,则说明乙只能匀速下降,而且,丙看到乙匀速下降,则丙可能停在空中,也可能匀速上升,也可能匀速下降,但是,甲看到丙机匀速上升,若丙匀速下降,则
故ABC有可能,不符合题意;D不可能,符合题意。
故选D。
【变式1】位于昆明市西郊15公里的西山,由华亭山、太华山、罗汉山等组成。关于正在乘坐缆车上山的某旅游爱好者,下列说法正确的是( )
A.以自己为参考系,同缆车里的人不断上升
B.以自己为参考系,对面的高山迎面而来
C.以对面的高山为参考系,自己不断下降
D.以所乘坐的缆车为参考系,两边的树不断上升
【答案】B
【详解】A.以自己为参考系,同缆车里的人是静止的,选项A错误;B.以自己为参考系,对面的高山迎面而来,选项B正确;C.以对面的高山为参考系,自己不断上升,选项C错误;D.以所乘坐的缆车为参考系,两边的树不断下降,选项D错误。
故选B。
【变式2】(多选)坐在甲火车的小明在车窗里看见乙火车的车头,过一会他又在车窗里看到乙火车的车尾,若两火车的车头朝向一致,下列关于他们运动的情况判断,可能正确的是( )
A.甲火车停在轨道上,乙火车向前运动
B.两列火车均向前运动,但甲火车运动较慢
C.两列火车均向后倒车,但甲火车的运动较慢
D.甲火车向后倒车,乙火车停在轨道上
【答案】ABD
【详解】小华先看到乙车的车头,后看到乙车车尾,以甲车为参照物乙车是向前运动。甲车有三种情况:
如果甲车静止,乙车是向前运动的;
如果甲车向前行驶,乙车也向前运动,乙车的运动速度比甲车大;
如果甲车是向后倒车,乙车可能是静止、可能是向前运动、也可能是向后倒车(但是乙车比甲车的倒车速度小,即甲车的倒车速度较大)。
故选ABD。
知识点三:时刻和时间间隔
时刻:在时间轴上,表示 一个点 ,
时间:在时间轴上,表示 一段线段
时刻与时间的区别与联系
时刻 时间
区别 ①时刻指一瞬时,对应于物体所处的位置 ②在时间轴上用一个点表示 ③只有先与后、早与迟的区分,没有长短之分 ①时间指两时刻之间的间隔,对应于物体的一段路程或位移 ②在时间轴上,用一段线段表示 ③只有长短之分,无先后、迟早的区别
联系 ①两个时刻的间隔即为时间,即△t=t2-t1 ②时间轴上的两个点无限靠近时,它们间的时间间隔就会趋近于零,时间间隔就趋近于时刻了 ③时间间隔能够展示物体运动的一个过程,好比是一段录像;时刻可以显示物体运动的一个瞬间,好比是一张照片,即由一个一个连续的照片可以组成录像,一系列连续时刻的积累便构成时间
【例4】下列关于时间和时刻的表述中,表示时刻的是( )
A.学校下午2∶00开始上课 B.博尔特100m的成绩是9.58s
C.小明从家步行到学校需要5min D.宇宙大爆炸至今约
【答案】A
【详解】A.时刻指的是某一瞬间,是时间点,下午开始上课指开始上课的时刻,故A正确;
B.9.58s是跑完全程的时间间隔,不是时刻,故B错误;
C.小明从家步行到学校需要5min指的是时间间隔,故C错误;
D.宇宙大爆炸至今约指的是时间间隔,故D错误。
故选A。
【变式1】以下计时数据指时间的是( )
A.开往天津的飞机于13时35分正点出发
B.某运动员的百米成绩是10s
C.1997年7月1日零时,中国对香港恢复行使主权
D.某场足球赛早上9:30分正式开始
【答案】B
【详解】A.13时35分是一个时间点,指时刻,故A错误;
B.百米成绩是10s,是一个时间段,指时间,故B正确;
C.1997年7月1日零时是一个时间点,指时刻,故C错误;
D.9:30分是一个时间点,指时刻,故D错误。
故选B。
【变式2】我们学校每节课45分钟,这里45分钟指的是( )
A.时刻 B.路程 C.位移 D.时间
【答案】D
【详解】我们学校每节课45分钟,这里45分钟指的是时间间隔。
故选D。
【例5】在如图所示的时间轴上,以t0=0为计时起点。下列说法中正确的是( )
A.t2表示时刻,称为第2s末或前3s初
B.t1~t2表示时间,称为第2s内
C.t0~t2表示时间,称为前2s或第2s内
D.tn-1~tn表示时间,称为第内
【答案】B
【详解】A.t2表示时刻,称为第2s末或第3s初,故A错误;B.t1~t2表示时间,称为第2s内,故B正确;C.t0~t2表示时间,称为前2s,t1~t2表示第2s内,故C错误;
D.tn-1~tn表示时间,称为第ns内,故D错误。
故选B。
【变式1】如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是 ( )
A.表示时刻,称为第末或第初,也可以称为内
B.表示时间间隔,称为第内
C.表示时间间隔,称为最初内或第内
D.表示时间间隔,称为第内
【答案】D
【详解】A.表示时刻,表示的是时间点,可称为第末或第初,内是一段时间,A错误;B.表示时间间隔,称为第内,B错误;C.表示时间间隔,称为最初内或内,不是第内,C错误;D.表示时间间隔,称为第内,D正确。
故选D。
【变式2】根据如图所示的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )
A.表示时刻,称为第末
B.表示时间间隔,称为最初内或第内
C.表示时间间隔,称为第内
D.表示时间间隔,称为第内
【答案】C
【详解】A.t2表示时刻,称为第2s末或第3s初,故A错误;B.0~t2表示时间间隔,称为前2s内或最初2s内,第2 s内表示1s末到2s末这1s的时间间隔,故B错误;
C.t2~t3表示时间间隔,称为第3s内,故C正确;D.tn-1~tn表示时间间隔,称为第ns内,故D错误。
故选C。
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