第一章 运动的描述 第1节 质点 参考系
课时跟踪检测
组—重基础·体现综合
1．物理学中引入“质点”概念，从科学方法上分析属于( )
A．观察、实验的方法 B．建立理想模型的方法
C．类比的方法 D．逻辑推理的方法
2．下列关于质点的说法正确的是( )
A．只有体积很小或质量很小的物体才可以看成质点
B．只要物体运动得不是很快，物体就可以看成质点
C．质点是一种特殊的实际物体
D．物体的大小和形状在所研究的问题中影响很小，可以忽略不计时，可把它看成质点
3．(2024·广州高一检测)2024年3月2日，神舟十七号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动。在空间站机械臂的帮助下，重点完成了天和核心舱太阳翼维修工作，这也是我国航天员首次完成在轨航天器舱外设施的维修任务。下列说法正确的是( )
A．研究航天员“太空漫步”的动作时，航天员可看成质点
B．机械臂在工作时可看成质点
C．观察航天员在对天和核心舱太阳翼维修时，航天员和太阳翼不能看成质点
D．研究空间站绕地球的运动轨迹时，空间站不能看成质点
4．有一首很著名的偈诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人从桥上过，桥流水不流。”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )
A．水 B．桥
C．人 D．河岸
5．(多选)如图所示为正在航拍的四旋翼无人机。下列操作过程中不能将无人机看成质点的是( )
A．调节无人机旋翼的转速
B．调整无人机在空中的姿态
C．观察无人机在空中的位置
D．调整无人机上摄像机镜头的方向
6．(多选)第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海举行，空军航空大学“红鹰”飞行表演队炫技蓝天，长空起舞拉起彩烟表演，如图所示。下列关于“红鹰”飞行表演的说法中正确的是( )
A．地面上的人看到飞机飞过，是以飞行员为参考系的
B．飞行员看到观众台向后掠过，是以飞机为参考系的
C．研究某架飞机在空中飞行的轨迹时，可将飞机视为质点
D．研究飞机在空中的各种表演动作时，可将飞机视为质点
7．太空探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，此时我们选取的参考系是( )
A．地面 B．运载火箭
C．发射架 D．发射场内的树木
8．(多选)开始时，两条平行的铁轨上有甲、乙两列火车，某时刻两列火车正好交汇，甲车上一乘客从一侧车窗看到田野上树木向北运动，从另一侧窗口看到乙车也向北运动，则有关乙车的运动可能的是( )
A．乙车向北运动，运动得比甲车快
B．乙车没动，停在了铁轨上
C．乙车向南运动，运动得比甲车快
D．乙车向南运动，运动得比甲车慢
9．公路上向左匀速行驶的小车如图甲所示。经过一棵果树附近时，恰有一个果子从树上自由落下。地面上的观察者看到果子的运动轨迹是乙图中的______，车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是乙图中的______。(不计阻力)
组—重应用·体现创新
10．搭乘“神舟十九号”飞船到“天宫”空间站出差的三位航天员每24小时可看到16次太阳“东升西落”，则( )
A．太阳“东升西落”是以太阳为参考系
B．太阳“东升西落”说明运动是相对的
C．空间站和“神舟十九号”飞船进行对接动作时，可将两者视作质点
D．观察航天员出舱活动完成任务情况时，可将航天员视作质点
11.(多选)在“金星凌日”的精彩天文现象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢“走过”，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示，下面说法正确的是( )
A．地球在金星与太阳之间
B．观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C．以太阳为参考系，地球是运动的
D．以太阳为参考系，金星是运动的
12．在无风的下雨天气，站在地面上的人认为雨滴是沿着什么方向下落的？他以什么物体为参考系？坐在匀速前进的列车中的乘客感觉到雨滴是沿什么方向下落的？乘客以什么物体为参考系？
参考答案
1.答案：B
2.答案：D
3.解析：选C 研究航天员“太空漫步”的动作时，要考虑航天员的形状和大小，不能看成质点，故A错误；机械臂在工作时，要考虑机械臂的形状和大小，不能看成质点，故B错误；观察航天员在对天和核心舱太阳翼维修时，航天员和太阳翼不能看成质点，故C正确；空间站绕地球运动时可以忽略其形状和大小，能看成质点，故D错误。
4.答案：A
5.答案：ABD
6.解析：选BC 地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系，飞机是运动的，故A错误；飞行员以飞机为参考系，飞行员看到观众台向后掠过，故B正确；研究某架飞机在空中飞行的轨迹时，飞机的大小可以忽略不计，可将飞机视为质点，故C正确；观看飞机各种表演动作时，飞机的大小和形状不能忽略，不可以看成质点，故D错误。
7.解析：选B 太空探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，说明地面相对火箭在向下运动，故选择的参考系是运载火箭，故B正确，A、C、D错误。
8.解析：选ABD 甲车上的乘客看到树木向北运动，则甲车相对地面向南运动，而从另一侧窗口看到乙车也向北运动，则需分情况讨论：如果乙车静止，则甲车上的乘客看到乙车向北运动，符合题意；如果乙车向北运动，则甲车上的乘客看到乙车向北运动，符合题意；如果乙车向南运动，也就是两车都向南运动，但是甲车上的乘客看到乙车向北运动，则说明乙车相对甲车向后运动，即乙车运动得比甲车慢，C项错误。
9.解析：果子从树上自由落下相对地面是直线运动，地面上的人以地面为参考系看到果子竖直下落，故地面上的人看到的轨迹为C；车中人以车为参考系，看到果子竖直下落的同时还向后运动，故轨迹为B。
答案：C B
10.解析：选B 太阳“东升西落”是以地球为参考系，A错误；太阳“东升西落”是相对于地球的运动，说明运动是相对的，B正确；空间站和“神舟十九号”飞船进行对接动作时，因为要研究空间站和飞船的动作，所以不能将两者看成质点，C错误；观察航天员出舱活动完成任务情况时，因为要观察航天员的动作，所以不能将航天员看成质点，D错误。
11.解析：选CD 金星通过太阳和地球之间时，我们才会看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为太阳的大小对所研究问题的影响起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日”时不能将太阳看成质点，选项B错误；以太阳为参考系，金星和地球都是运动的，选项C、D正确。
12.解析：站在地面上的人认为雨滴是沿竖直方向下落的，如图甲所示，他以地面或他旁边的树木(建筑物等)为参考系；列车中的乘客看到的雨滴是倾斜落向后下方，如图乙所示，乘客是以列车为参考系看雨滴运动的，雨滴在下落的同时还相对列车向后运动。第一章 | 运动的描述
第1节 质点 参考系
核心素养点击
物理观念 (1)了解质点的含义 (2)了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义
科学思维 (1)知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点 (2)结合实例，了解不同参考系中对同一运动的描述可能不同
科学探究 (1)经历质点模型的建构过程，初步体会建构物理模型的思维方式 (2)通过对参考系的理解，体会运动的相对性和绝对性
科学态度 与责任 知道物理学研究的很多问题就在身边，对自然界有好奇心，具有探索的兴趣；认识物理模型在探索自然规律中的作用
一、物体和质点
1．填一填
(1)物质与物体：物质由分子、原子等组成，物体是物质的聚集状态。
(2)质点：用来代替物体的有质量的点。
(3)物体可看成质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略。
(4)物理模型：在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用。
2．判一判
(1)体积很小的物体一定能看成质点。 (×)
(2)做直线运动的物体一定能看成质点。 (×)
(3)地球太大，不能看成质点。 (×)
3．选一选
(1)中国空军近年来出动多型号战机飞赴国际空域训练。在某次多型号战机
飞行训练中，下列说法中正确的是( )
A．研究飞机的起飞状态，飞机可以看成质点
B．探究飞机从起点到终点的飞行时间，飞机可以看成质点
C．研究歼击机进行空中加油，歼击机可以看成质点
D．研究歼击机在空中的翻滚动作，歼击机可以看成质点
答案：B
(2)奥运会上在评判下列比赛中运动员成绩时，运动员可视为质点的是 ( )
答案：A
二、参考系
1．填一填
(1)定义：在描述物体的运动时，被选定作为参考，假定不动的物体叫作参考系。
(2)选取原则：描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择。
①选择不同的参考系来观察同一物体的运动，得到的结果会有所不同。
②选择得当，会使问题的研究变得简洁、方便。
③通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以地面作为参考系。
(3)静止的相对性：自然界的一切物体都处于永恒的运动中，运动是绝对的，静止是相对的。
2．判一判
(1)自然界中没有绝对静止的物体。 (√)
(2)研究物体的运动时，必须选地面作为参考系。 (×)
(3)物体运动情况的描述与所选取的参考系有关。 (√)
3．想一想
如图所示为大型商场、超市中的竖直升降观光电梯，正在上行的电梯中的某顾客看到同乘电梯的其他顾客是静止的，看到的周围建筑物是下降的；而地面上的顾客看到电梯中的顾客是向上运动的，看到的周围建筑物是静止的，请思考为什么？说明了什么问题？
提示：(1)电梯中的某顾客是以自己或电梯为参考系观察其他顾客及周围建筑物的；地面上的顾客是以地面为参考系观察电梯中的顾客及周围建筑物的。
(2)说明了选择不同的参考系描述同一物体的运动时结果一般不同。
主题探究 一 对质点的理解
[问题驱动]
物理教科书可视为质点吗？
[选自鲁科版教材“物理聊吧”]
沿某方向推动桌面上的教科书(如图)，若要测量书移动的距离，能否将它视为质点？为什么？
书围绕自身某点转动。若要讨论书边缘某点的运动情况，能否将书视为质点？为什么？
说一说，还有哪些可将一个物体视为质点(或不能视为质点)的问题情境。
提示：(1)书沿某方向在桌面上运动时，各点的运动情况相同，可以用一个点的运动来表示整本书的运动情况，故可将书视为质点。
(2)书围绕自身某点转动时，书各点的运动情况不同，与书的形状和大小有关，故不能将书视为质点。
(3)①求火车从北京到广州的时间时可以将火车视为质点，若求火车经过某座桥梁的时间就不能将火车视为质点。
②研究篮球运动员投球动作时不能将运动员视为质点，若研究运动员在球场上的占位及运动轨迹时可将运动员视为质点。
【重难释解】
1．质点的三个特点
(1)没有大小和形状。
(2)具有物体的全部质量。
(3)是一种理想化的物理模型，实际生活中并不存在。
2．把物体看成质点的三种情况
(1)物体的大小和形状对所研究的问题无影响，或者有影响但可以忽略不计，则可将物体看成质点。
(2)当物体上各部分的运动情况完全相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映该物体的运动，一般可看成质点。
(3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体看成质点。如图所示，汽车在运行时，虽然车轮转动，但我们研究的是汽车整体的运动快慢，这时可将汽车看成质点。
3．质点是一种理想化的模型
(1)质点是一种理想化的物理模型，是在研究物体运动时，突出问题的主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似处理。
(2)在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。
(2025·浙江1月选考)我国水下敷缆机器人如图所示，具有“搜寻—挖沟—敷埋”一体化作业能力。可将机器人看成质点的是( )
A．操控机器人进行挖沟作业
B．监测机器人搜寻时的转弯姿态
C．定位机器人在敷埋线路上的位置
D．测试机器人敷埋作业时的机械臂动作
[解析] 操控机器人进行挖沟作业、监测机器人搜寻时的转弯姿态、测试机器人敷埋作业时的机械臂动作均不能忽略机器人的大小和形状，因此不可以将机器人看作质点；定位机器人在敷埋线路上的位置时可以忽略机器人的大小和形状，可以将机器人视为质点。故选C。
[答案] C
物体能否看成质点的一般分析思路
(1)确定问题的性质，即研究目的、观察重点是什么。
(2)假设物体的形状、大小被忽略，成了一个有质量的“点”。
(3)思考要研究的问题是否受影响。若受影响，物体不能看成质点；若不受影响，物体就能看成质点。
【素养训练】
1．少数民族运动会以其民族性、广泛性和趣味性等特点，深得人们喜爱。下列关于该运动会中几种比赛项目中的研究对象可被视为质点的是( )
A．马术比赛中研究马越过障碍的过程中马腿的姿势时
B．赛马比赛中研究马和骑手在赛道上奔驰的速度时
C．摔跤比赛中研究运动员的摔跤动作时
D．打陀螺比赛中研究陀螺的旋转情况时
答案：B
2．在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学方法。质点就是这种物理模型之一。下列对有关质点的说法正确的是 ( )
A．只有体积小的物体才能看成质点
B．物体在任何情况下都能看成质点
C．研究地球自转的规律时，可以把地球看成质点
D．研究地球公转的规律时，可以把地球看成质点
答案：D
主题探究 二 参考系
[问题驱动]
如图所示，一位运动员在水平匀速飞行的飞机上自由掉落，关于其运动情况，飞机上的观察者：“他在沿直线下落呀！”地面上的观察者：“他明明在沿曲线下落嘛。”请问：两位观察者的说法哪个是正确的？为什么？你受到什么启发？
提示：都正确；他们所选择的参考系不同；同一物体的运动，参考系不同观察结果不同。
【重难释解】
1．对参考系的理解
(1)选取意义。
描述物体是否运动首先要选择一个参考系，以此为标准来衡量物体是运动还是静止的，参考系一旦确定，对物体运动的描述也是唯一确定的。一个物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。解答物理问题时若能巧妙地选择参考系，则可使解题过程大为简化。
(2)选取原则。
①理论上讲，参考系的选取是任意的。
②选取参考系以描述运动尽可能简单为原则，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系。
③在解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明。
2．参考系的四性
标准性 作为参考系的物体，不论原来的运动情况如何，都假定不动，被研究的物体都是以参考系为标准的
任意性 参考系的选取在原则上是任意的
同一性 比较不同物体的运动应选择同一参考系
差异性 对于同一物体，选择不同的参考系，结果一般不同
典例2 李白在《望天门山》一诗中写到“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”。诗文中的“青山相对出”选择的参考系是( )
A．青山 B．孤帆
C．河岸 D．太阳
[解析] 描述“青山”的运动，不能以“青山”本身为参考系，故A错误；选择“孤帆”为参考系，“青山”和“孤帆”之间的位置发生了变化，故“青山”是运动的，故B正确；以“河岸”为参考系，“青山”与“河岸”之间的位置没有发生变化，故“青山”是静止的，故C错误；此诗描写的是诗人舟行江中远望天门山的情景，是以诗人或相对诗人静止的物体为参考系来描写“青山相对出”，故D错误。
[答案] B
[迁移·发散]
请思考针对“孤帆一片日边来”中“孤帆”选择的参考系是(选项同典例2)_______(多选)。
解析：选AC “孤帆一片日边来”中“孤帆”的运动是以“青山”或“河岸”为参考系的，故选A、C。
判断参考系的方法
(1)静物法：明确观察到的现象中，什么物体是运动的，什么物体是静止的，静止的物体可能就是参考系。
(2)假设法：假设以某物体为参考系，看对物体运动的描述是否与描述中的结果一致。若一致，该物体可能就是参考系。
【素养训练】
1.在某校秋季运动会入场仪式中，全班同学保持队形不变通过主席台前方，下列说法正确的是( )
A．以方队中某同学为参考系，方队中其他同学是运动的
B．以方队中某同学为参考系，主席台是静止的
C．站立在主席台旁观看的老师，看到方队迎面而来，是选择自己为参考系的缘故
D．以上说法均错误，参考系必须是地面或固定在地面上的物体
解析：选C 由于同学保持队形不变通过主席台前方，同学之间保持相对静止，以方队中某同学为参考系，方队中其他同学是静止的，主席台是运动的，A、B错误；以站立在主席台旁观看的老师为参考系，方队是迎面而来的，C正确；参考系的选取具有任意性，可以是静止的，也可以是运动的，D错误。
2.如图所示是一张天文爱好者经长时间曝光拍摄的“星星的轨迹”照片，这些有规律的弧线的形成，是以什么为参考系的( )
A．地面 B．月球
C．太阳 D．星星
答案：A
一、培养创新意识和创新思维
1．有如下三个情景：
(1)一列由北京南站开往上海的列车，如图甲所示。
(2)在重庆举行的中国杯世界花样滑冰大奖赛上，中国选手表现出色，勇夺双人滑冠军，如图乙所示。
(3)在国际乒联世界巡回赛中，中国选手获得女单冠军，如图丙所示。
请你为上面三个情景中的列车、双人滑运动员、乒乓球各创设两个问题，一个问题中它们可以看成质点；另一个问题中不能看成质点。
解析：(1)研究列车从北京到上海的运行时间时，列车可以看成质点；研究列车通过一座桥(或隧道)的时间、经过中间停靠站时停在某编号站台时等问题中列车不能看成质点。
(2)研究双人滑运动员的轨迹时，运动员可以看成质点；研究双人滑运动员的技术特点、观赏性等问题，运动员不能看成质点。
(3)研究乒乓球的轨迹、落点等问题时，乒乓球可以看成质点；研究乒乓球的击球点、旋转方向等问题时，乒乓球不能看成质点。
答案：见解析
2．(选自粤教版教材课后练习)一列动车停靠在站台上，车厢内的乘客看着窗外另一列动车，感觉自己乘坐的动车动了，可等一会却发现乘坐的动车还在站台上未动。出现这种现象的原因是什么？
答案：以站台为参考系，乘客所乘坐的车厢是静止的，以运动的动车为参考系，乘客所乘坐的车厢是运动的。
二、注重学以致用和思维建模
1．[选自鲁科版教材课后练习] (多选)如图所示，有甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看到高楼在向下运动，乙中乘客看到甲在向下运动，丙中乘客看到甲、乙都在向上运动。甲、乙、丙相对于地面的运动情况可能是 ( )
A．甲向上运动，乙向下运动，丙不动
B．甲向上运动，乙向上运动，丙不动
C．甲向上运动，乙向上运动，丙向下运动
D．甲、乙、丙都向上运动，且丙比甲、乙都慢
解析：选BCD 在描述物体的运动时要选取参照物，而所选取的参照物不同，对物体运动的描述也不相同。本题中甲、乙、丙三架电梯中的乘客在观察高楼或其他电梯时都是以自己所乘电梯为参照物的，所以甲中乘客看到高楼向下运动，一定是高楼不动，甲电梯向上运动，乙中乘客看到甲在向下运动，说明乙一定向上运动且比甲的速度还大，丙看到甲、乙均向上运动，丙有静止不动、向下运动、以比甲、乙都小的速度向上运动三种可能，故B、C、D均正确。
2.小明乘坐的列车是静止的还是已经启动了？如图所示，有三列同向 行驶的列车都停靠在同一车站，小明乘坐的列车在中间，突然小明观察左侧列车时发现自己在后退，他马上又观察了右侧的列车，发现自己在前进，是小明产生了错觉吗？请你帮助小明分析一下三辆列车的运动情况。
解析：小明的观测结果不是错觉。由于三辆列车同向，小明观察左侧列车时发现自己在后退，他是以左侧列车为参考系的，说明左侧的列车已经启动了，而小明乘坐的中间列车可能仍然静止，也可能启动了但是比左侧列车运动的慢；他马上又观察了右侧的列车，发现自己在前进，他是以右侧列车为参考系的，这说明小明乘坐的中间列车已经启动了，而右侧的列车可能仍然静止，也可能启动了但是比中间的列车运动的慢。
综合分析可知：左侧的列车和小明乘坐的中间列车已经启动了，但是左侧的列车比小明乘坐的中间列车运动的快，右侧的列车可能仍然静止，也可能启动了但是比小明乘坐的中间列车运动的慢。
答案：见解析
