第01讲 描述运动的物理量（一）【解析卷】-初升高物理衔接教材讲义系列Word版含解析

一、学习目标：
1.知道质点的概念，会判断一个物体能否看成质点
2.知道参考系的概念及作用
3.能够区分时刻和时间间隔
4.掌握位移的概念，知道位移是矢量，知道位移和路程的不同
二、学习要点：
质点；参考系；时间间隔和时刻；路程和位移
衔接点1 物体和质点
【基础知识梳理】
（1）质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫质点（没有大小、形状但有质量的点）
（2）实物简化为质点的条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可忽略不计
（3）质点是个理想化的物理模型，实际不存在（理想模型:抓住主要特征，忽略次要因素）
★名师点睛：质点小结：
①．质点是一种科学抽象，是一种理想化的模型．
②．质点是对实际物体的近似，这也是物理学中常用的一种重要的研究方法．
③．一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关．
④．一个物体能否被看作质点，取决于所研究问题的性质．即使是同个物体，在研究的问题不同时，有的情况下可以看作质点，而有的情况可能不可以看作质点.
★名师点睛：将物体看作质点的条件：
①．平动的物体可以看作质点，一般研究物体的转动时不能把物体看作质点．
②．物体有转动，但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时，物体本身的形状和大小已变成了次要因素．
③．物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时，不能把物体看作质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看作质点．
【典例引路剖析】
【例题1】研究物体运动时，在一定条件下可以将物体视为质点，在物理学中这种研究方法属于（ ）
A. 等效替代 B. 理想实验 C. 控制变量 D. 理想化模型
【答案】 D
【解析】试题分析：质点是指有质量没有大小的点，实际生活中并不存在，是一个理想化的模型，在物理学中这种研究方法属于理想模型．故选D.
【例题2】下列关于质点的说法中，正确的是（ 　）
A. 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
B. 体积很小、质量很小的物体都可看成质点
C. 宏观天体由于体积太大，都不能看成质点
D. 不论物体的质量多大，只要物体的形状和大小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
【答案】 D
【解析】A、质点是一个理想化模型，实际上并不存在，但是引入这个概念简化了要研究的问题．故A错误；
B、体积很小、质量很小的物体不一定可看成质点，如研究原子的转动时．故B错误；
CD、不论物体的质量多大，只要物体的形状和大小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．故D正确，C错误；
【变式训练】
1、下面关于质点的说法正确的是( )
A. 只有体积很小的物体才能看成质点
B. 只有质量很小的物体才能看成质点
C. 任何情况下地球都不可以看成质点
D. 研究物体运动时, 物体的形状和体积属于无关因素时, 可以把物体看作质点
【答案】 D
2、下列加点的物体或人，可以看作质点的是（ ）
A. 研究动车通过 100m 站台所用的时间
B. 研究绕地球运动卫星的周期
C. 跳水比赛裁判给运动员打分
D. 演员在表演精彩芭蕾舞
【答案】 B
【解析】研究列车通过100m站台所用的时间，列车的长度相对于100m不能忽略，故不能看做质点，故A错误；研究绕地球运动卫星的周期，卫星虽然也不小，但相对于其轨道长度来说很小，故可看做质点，故B正确；跳水比赛裁判给运动员打分，裁判员主要是观看他的动作，所以形状是不可忽略的，故不能看做质点，故C错误；演员在表演精彩芭蕾舞时，我们主要是观看他的动作，所以形状是不可忽略的，故不能看做质点，故D错误。所以B正确，ACD错误。
3、下列哪种情况下的物体可以看成质点
A. 分析原子核内核子间相互作用时的原子核
B. 体积、质量很小的物体
C. 运动员分析旋转球技术时的乒乓球
D. 研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱
【答案】 D
点睛：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．
衔接点2 参考系和坐标系
【基础知识梳理】
1、参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系．
★名师点睛：对参考系的理解：
(1)运动和静止都是相对于参考系的．
(2)参考系的选取是任意的．
(3)选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样．
(4)选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便．
(5)比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义．
2、坐标系
(1)描述直线运动的物体的位置变化，可以建立一维直线坐标系．
(2)描述平面上运动的物体的位置变化，可以建立二维平面直角坐标系．
(3)描述立体空间内运动的物体的位置变化，可以建立三维立体空间坐标系．
★名师点睛：对质点的直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点．
★名师点睛：画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度．
【典例引路剖析】
【例题1】乘客坐在行驶的火车上，看到车外的房屋和树木向车后方退去，他选择的参考系是（ ）
A. 他乘坐的火车 B. 迎面驶来的火车
C. 路旁的房屋 D. 路旁的树木
【答案】 A
【解析】路旁的房屋和树是被研究的物体，路旁的房屋和树飞速向后退去，房屋和树是运动的，火车
【例题2】古代文人给我们留下了大量优美的诗篇，在这些诗篇中，不乏有描述物理现象，揭示物理规律的诗句．下列诗词所描绘的情景中，包含以流水为参考系的是( )
A. 明月松间照，清泉石上流
B. 天门中断楚江开，碧水东流至此回
C. 人在桥上走，桥流水不流
D. 飞流直下三千尺，疑似银河落九天
【答案】 C
【变式训练】
1、国庆长假期间，马健和同学乘火车旅行，他乘坐的火车在某火车站停靠时，另一列货车正好也停靠在车站，马健正好奇地看着货车时，发现自己乘坐的火车在“后退”。疑惑间他看到了车站的站牌，发现自己乘坐的火车并没有运动，而是货车向前方开动了。马健和同学就这个话题进行了讨论，下列说法中不正确的是
A. 马健发现自己乘坐的火车在“后退”是以向前开动的货车为参考系
B. 发现自己乘坐的火车并没有运动，是以车站的站牌为参考系
C. 选取不同的参考系，对物体运动的描述往往是不同的
D. 开动的货车不能选作参考系
【答案】 D
【解析】马健看着货车时，发现自己乘坐的火车在“后退“是以向前开动的货车为参考系，A正确；发现自己乘坐的火车并没有运动，是以车站的站牌为参考系，B正确；由上可知，选取不同的参考系，对物体运动的描述往往是不同的，C正确；一切物体都可以选作为参考系，D错误．
2、2008年，北京奥运会圣火欢迎仪式在北京天安门广场举行。启动仪式上，中国国家主席胡锦涛把在中国的土地上点燃的第一支“祥云”火炬交给中国著名田径运动员、男子110米栏世界纪录保持者刘祥。观察有图中的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰，关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法正确的是（旗杆和甲、乙两火炬手在同一地区）
A. 甲、乙两火炬手一定向左运动
B. 甲、乙两火炬手一定向右运动
C. 甲火炬手可能运动，乙火炬手向右运动
D. 甲火炬手可能静止，乙火炬手向左运动
【答案】 D
点睛：为了研究和描述物体的运动，我们引入了参考系，选择不同的参考系，同一物体相对于不同的参考系，运动状态可以不同，选取合适的参考系可以使运动的研究简单化。
3、两条平行的铁轨上匀速行驶着甲、乙两列火车，某时刻火车正 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，但比树木运动得慢，则（ ）
A. 甲车向南运动，乙车向北运动
B. 甲车向南，乙车没动停在了铁轨上
C. 甲、乙两车同时向北运动，乙比甲快
D. 甲乙两车同时向南运动，但乙车比甲车慢
【答案】 D
【解析】甲车上的乘客看到田野上的树木向北运动，说明甲车向南运动，而看到乙车也向北运动，但比树木运动的慢说明乙车向南运动，因为如果乙车相对地面静止，则乙车和树木相对甲车向北运动的速度相同，故乙车不可能静止；如果乙车相对于地面向北运动，则相对于甲车的速度大于树木相对于甲车的速度，也与题意矛盾，故也不可能．所以乙车只能相对于地面向南运动，但如果乙车的速度大于甲车的速度，甲车上的乘客应该看到乙车向南运动，也与题意矛盾，故乙车只能向南运动且比甲车慢，故D正确。
点睛：该题目告诉我们要学会用假设法进行分析和讨论，这是我们学习物理常用的方法，要注意学习和掌握。
衔接点3 时间和时刻
【基础知识梳理】
一、时刻和时间间隔
1、时刻是指某一瞬时，时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间．
2、根据下列“列车时刻表”中的数据，列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间?
T15
站名
T16
18：19
北京西
14：58
00：35
00：41
郑州
08：42
08：36
05：49
05：57
武昌
03：28
03：20
09：15
09：21
长沙
23：59
23：5l
16：25
广州
16：52
参考答案：6小时59分、15小时50分、22小时零6分．
※可以用数轴形象地表示出时刻和时间间隔．
下图给出了时间轴，请你说出第3秒，前3秒，第3秒初第3秒末，第n秒的意义．
答：
【典例引路剖析】
【例题1】关于物理概念，下列说法正确的是（ ）
A. 研究宇宙飞船的运动轨迹时，飞船不能看作质点
B. 运动员刘翔在奥运会男子110米栏决赛中以12.91s的成绩勇夺金牌，12.91s指的是时刻
C. 研究奥运会艺术体操运动员的动作时，能将运动员看作质点
D. 中央电视台春节联欢晚会将于20点零5分现场直播，20点零5分指的是时刻
【答案】 D
【解析】解:A、研究宇宙飞船的运动轨迹时，飞船能看作质点，所以A选项是错误的;
B、12.91s指的是时间间隔,故B错误;
C、研究奥运会艺术体操运动员的动作时，不能将运动员看作质点,故C错误;
D、20点零5分指的是时刻,故D正确;
【例题2】以下计时数据中指时间间隔的是（）
A. 我校早上8点开始进行早早读
B. 中共十九大于2017年10月18日上午9点在人民大会堂大礼堂隆重开幕
C. 习近平主席用了210分钟做了重要讲话
D. 日喀则开往拉萨的火车于12:05和18:40准时发车
【答案】 C
【变式训练】
1、下列数据中记录时刻的是（　　）
A. 从一楼走到三楼需要2分钟 B. 看一场电影用1.5小时
C. 会议从9点开始 D. 离期末考试还有5天
【答案】 C
【解析】从一楼走到三楼需要2分钟，指的是时间，选项A错误；看一场电影用1.5小时，指的是时间，选项B错误；会议从9点开始，指的是时刻，选项C正确；离期末考试还有5天，指的是时间，选项D错误；故选C.
2、以下的计时数据指时间（指时间间隔）的是
A. 我们下午3点20分出发，不要迟到
B. 我校的百米跑记录是12秒8
C. 1997年7月1日零时我国开始对香港恢复行使主权
D. 世界杯足球决赛在今晚8时开始
【答案】 B
【解析】下午3点20分出发，对应的是时间点，即指的是时刻，故A错误；百米跑记录是12秒8指的一个时间间隔，故B正确；1997年7月1日零时我国开始对香港恢复行使主权，对应的是时间点，即指的是时刻，故C错误；世界杯足球决赛在今晚8时开始，对应的是时间点，即指的是时刻，故D错误。所以B正确，ACD错误。
3、以下的数据指时间的是(?? )
A. 中央电视台新闻联播节目19时开播
B. 某人用15s跑完100m
C. 早上7时起床
D. 北京开往广州南高铁列车9时23分从北京西站发车
【答案】 B
衔接点4 路程和位移
【基础知识梳理】
中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞鸟．沙漠中布满了100～200m高的沙丘．像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”．
许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生．归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题：我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳?而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移、路程．
一、位移和路程
位移：从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段．位移是表示物体位置变化的物理量．国际单位为米(m)．
路程：路程是质点实际运动轨迹的长度．
二、矢量和标量
像位移这样的物理量，既有大小又有方向，我们以前学过的物理量很多都只有大小，没有方向，请同学们回忆并说给大家听听．
（温度、质量、体积、长度、时间、路程．）
★名师点睛：位移和路程区别与联系
（1）、位移是矢量，有向线段的长度表示其大小，有向线段的方向表示位移的方向．
（2）、质点的位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关．
（3）、位移与路程不同，路程是质点运动轨迹的长度，路程只有大小没有方向，
（4）、只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，在其他情况中，路程要大于位移的大小．
三、直线运动的位置和位移
我们怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移?
如果物体做的是直线运动，运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置，如果是一段时间，对应的是这段时间内物体的位移。
如图所示，物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2
那么(x2－ x1)就是物体的“位移”，记为Δx ＝x2－ x1
可见，要描述直线运动的位置和位移，只需建立一维坐标系，用坐标表示位置，用位置坐标的变化量表示物体位移。
在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向．如图所示汽车A的位移为负值，B的位移则为正值．表明汽车B的位移方向为x轴正向，汽车A的位移方向为x轴负向。
【典例引路剖析】
【例题1】杭州到温州的汽车里程约380km，但百度地图（如图所示）显示为257km，请问下列说法正确的是
A. 380km、257km都是路程 B. 380km、257km都是位移的大小
C. 380km为位移的大小，257km为路程 D. 380km为路程，257km为位移的大小
【答案】 D
【例题2】小球从离地3 m的高处落下，被水平面弹回后在离地面1 m高处被接住，则小球在上述过程中的位移是 (　　)
A. 1 m，方向向上 B. 4 m，方向向上
C. 2 m，方向向下 D. 4 m，方向向下
【答案】 C
【解析】由位移的概念可知，位移是从起点指向终点的有向线段，则小球在上述过程中的位移是2m，方向向下，故选C.
【变式训练】
1、一质点在x轴上运动，它在连续第n秒末所对应的坐标记录在如下表格中，则下列说法正确的是（ ）
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
－4
－3
－8
－2
A. 第4s内的位移大小最大
B. 第2s内的路程最大
C. 前3s内的路程为2m
D. 第5s内的位移大小最小
【答案】 B
【解析】试题分析：路程是物体运动路线的长度．位移是从初位置到末位置的有向线段．路程是物体经过的轨迹的长度．
物体在一直线上运动，位移大小等于初末位置线段的长度．则得到物体在第1s、第2s、第3s、第4s、第5s内位移大小分别为：5m，9m，1m，5m，6m，所以第2s内的位移大小最大，第3s内位移大小最小，AD错误；物体在第1s、第2s、第3s、第4s、第5s内路程分别为：5m，9m，1m，5m，6m，所以第2s内的路程最大，前3s内的路程为15m，故B正确C错误
2、某人向正东方向运动了x，然后再沿东偏北60°方向又运动了x，则该人运动的位移大小为
A. B. C. x D. 2x
【答案】 B
【解析】该人的运动轨迹如图：
点睛：考查解三角形的知识，其特点从应用题中抽象出三角形．根据数据特点选择合适的定理建立方程求解。
3、一同学从A点出发，先向东运动了6 m到达B点，接着向南运动了8m到达C点，如图所示。关于该同学从A到C过程运动的位移和路程，以下说法正确的是
A. 运动的位移大小为14 m，方向由A指向C
B. 运动的路程为10 m
C. 运动的位移大小为10 m，方向由A指向C
D. 运动的位移大小为2 m，方向由A指向C
【答案】 C
【解析】该同学的位移为有向线段AC，故位移大小为，方向由A指向C；路程为轨迹的长度，即线段AB与线段BC长度之和， ，C正确．
【提升练习】
1、关于参考系,下列说法正确的是(?? )
A. 研究机械运动可以不要参考系
B. 选用不同的参考系观测同一个物体的运动时,其结论一定是相同的
C. 研究机械运动时只能选择大地为参考系
D. 合理选择参考系,会使问题的研究简捷、方便
【答案】 D
【解析】研究机械运动必须要选择参考系，选项A正确；选用不同的参考系观测同一个物体的运动时,其结论一般是不相同的，选项B错误；研究机械运动时可以选择任意的物体为参考系，选项C错误；合理选择参考系,会使问题的研究简捷、方便，选项D正确；故选D.
2、下列能把对象看做质点的是
A. 正在参加体操表演的运动员
B. 学校第44届运动会中，裁判员判定铅球投掷动作是否违规的运动员
C. 研究一列火车通过长江大桥所需的时间
D. 李磊同学参加110米跨栏比赛时，研究他的运动轨迹时，可将其看作质点
【答案】 D
点睛：解决本题要正确理解质点的概念：质点是只计质量不计大小、形状的一个几何点，是实际物体在一定条件的科学抽象，能否看作质点与物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略.
3、南三青山高一的新同学分别乘两辆汽车去五象校区进行学习交流。两辆汽车在平直公路上运 动时，甲车内“青同学”看见乙车没有运动，而乙车内“芳同学”看见路旁的树木向东移动。如果以地面为参考系，那么，上述观察说明（ ）
A. 甲车不动，乙车向东运动 B. 乙车不动，甲车向东运动
C. 甲、乙两车以相同的速度都向西运动 D. 甲车向西运动，乙车向东运动
【答案】 C
【解析】由于甲车内一同学看见乙车没有运动，故甲乙两车的速度相同．又由于乙车内的同学看见路旁的树木向西移动，说明乙车相对地面向东运动，所以以地面为参考系甲乙两车以相同的速度都向东运动，故C正确．故选C．
点睛：掌握参考系的概念是解决此类题目的关键，本题中乙车内的同学看见路旁的树木向西移动，说明该同学是以自己作为参考系．
4、下列关于质点的说法中正确的是
A. 研究运动员百米赛跑冲刺动作时，运动员可以看作质点
B. 确定马拉松运动员在比赛中的位置时，可把运动员看作质点
C. 研究杂技演员在走钢丝表演时，杂技演员可以看作质点
D. 研究北京开往上海的火车通过长江大桥所需时间，火车可以看作质点
【答案】 B
5、出租车载小明到车站接人后返回出发地，司机打出全程的 发票如图所示，则在此过程中，出租车的路程和位移分别是（ ）
A. 4.3km ， 0km B. 2.15km ，0
C. 0 ， 2.15km D. 0 ， 4.3km
【答案】 A
【解析】位移是从始位置指向末位置的有向线段，取决于物体的始末位置，是矢量；路程是物体运动轨迹的长度，取决于物体实际通过的路线，是标量。故此过程中出租车的路程是4.3km，位移是0km。综上选A
6、以下计时数据中指时间间隔的是（）
A. 我校早上8点开始进行早早读
B. 中共十九大于2017年10月18日上午9点在人民大会堂大礼堂隆重开幕
C. 习近平主席用了210分钟做了重要讲话
D. 日喀则开往拉萨的火车于12:05和18:40准时发车
【答案】 C
【解析】试题分析：动作发生的一瞬间对应的时间往往时时刻，过程持续的时间往往是时间间隔；
8点对应一个动作发生，即早读开始，故8点为时刻，A错误；9点对应十九大开始，故表示时刻，B错误；讲话用了210分钟，表示一个过程，所以210分钟为时间间隔，C正确；火车于12:05和18:40准时发车，对应一个动作的发生，表示时刻，D错误．
7、关于路程和位移的关系，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移
B. 物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程等于位移的大小
C. 物体通过的路程不为零，位移也一定不为零
D. 物体的位移为零，路程也一定为零
【答案】 B
【解析】解：路程是表示物体实际运动轨迹长度的物理量，位移是表示物体始末位置的有向线段，当物体做单向直线运动是路程的大小等于位移的大小所以A错误，B正确；物体通过的路程不为零，位移可能零，C错误；物体的位移为零，路程不一定为零，D错误
8、（多选）下列关于物体的运动可以将物体看成质点的是（ ）
A. 比较两列火车的快慢
B. 计算飞机从南京到上海运行的时间
C. 汽车从车站开出通过车站站牌的时间
D. 研究地球自转规律时的地球
【答案】 AB
【点睛】当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，可以忽略不计时，可以把物体看成质点．
9、（多选）下列说法正确的是
A. “北京时间10点整”，指的是时间，一节课是40min，指的是时刻
B. 列车在上海站停了20min，指的是时间
C. 在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间
D. 电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻
【答案】 BD
【解析】试题分析：时间是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，在难以区分是时间还是时刻时，可以通过时间轴来进行区分．
“北京时间10点整”表示和“现在是北京时间8点整”一瞬间，为时刻，一节课持续40min，表示一段过程，为时间，A错误D正确；停了20min，表示一个过程，为时间，B正确；在有些情况下，时间就是时刻，但是时刻不能是时间，故C错误．
10、（多选）两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADC行走，如图所示，当他们相遇时相同的物理量是
A. 速度 B. 位移 C. 路程 D. 平均速度
【答案】 BCD
11、如图所示，某同学沿平直路面由A点出发前进了100 m到达斜坡底端的B点，又沿倾角为60°的斜坡前进了100 m到达C点，求该同学的位移。
【答案】 100m
【解析】如图所示画出该同学的位移矢量图，AC为该同学的位移，方向由A→C；
由直角三角形知识BD＝BCcos60°＝100×m＝50m
CD＝BCsin60°＝100×m＝50m
则
12、某同学从家出发步行到学校，要先向东走400m，然后再向北走600m，最后再向东走400m才能到达学校，如图所示．则他从家到学校的位移大小为多少?，走过的路程为多少？
【答案】 位移1000m；路程1400m
点睛：本题就是对位移和路程的考查，掌握住位移和路程的概念就能够解决了；路程是标量，大小等于运动轨迹的长度．位移是矢量，大小等于初末位置间的距离，与运动路线无关；