《100分物理》人教版物理必修一同步学案 1.1 质点 参考系 (含解析)

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名称 《100分物理》人教版物理必修一同步学案 1.1 质点 参考系 (含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-06-03 10:59:25

文档简介

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☆英杰物理—大庆课程研究与辅导中心☆
第一章
运动的描述
第一节
质点、参考系
知识点一、机械运动
【理解认识】
1、运动:运动是宇宙中的普遍现象。从广义来讲,宇宙中的一切物体都是运动的,没有绝对静止的物体;从狭义来说,运动是指机械运动。
2、静止:一个物体相对于另一个物体的位置没有改变,我们就说它是静止的。静止都是相对运动而言的,不存在绝对静止的物体。静止具有相对性。
3、机械运动:一个物体相对于另一个物体的空间位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。是自然界中最简单、最基本的运动形态。
【命题方向】
机械运动这一知识点一般结合生活情景考查,判断物体是否做机械运动的依据就是看这个物体相对于另一物体有没有位置变化。
【例1】(多选)物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态。下列现象中属于物理学机械运动范畴的是(  )
A.上海的磁悬浮列车正在高速行驶
B.中国的综合国力正在飞速发展
C.煤炭正在熊熊燃烧
D.运动员200米决赛中
【解题方法】
判断机械运动的方法:机械运动是宇宙中的普遍现象,一切物体都在运动,绝对静止的物体是不存在的。判断物体是否做机械运动的依据就是看这个物体相对于另一物体有没有位置变化。如果有,我们就说这个物体相对于另一物体在做机械运动。
知识点二、物体和质点
【理解认识】
1、实际物体:由分子、原子等组成,我们所看到的物质的聚集状态,叫实际物体。在自然界中随处可见。
2、定义:用来代替物体的有质量的点。
(1)质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。
(2)质点没有体积或形状,因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
(3)质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。
3、物体可以看成质点的条件:
(1)、有些物体上各点的运动差异虽然不小,但如果我们不研究各点的运动差异,而只关注物体整体的运动时,同样可以把物体看作一个点。
(2)、不能忽略物体的大小和形状,但是,物体上各点的运动情况完全相同。从描述运动的角度看,物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动,于是,整个物体的运动也可以简化为一个点的运动,把物体的质量赋予这个点,它也就成了一个质点。
(3)、一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。同一个物体,由于所要研究的问题不同,有时可以看成质点,有时不能看成质点。
4、理想模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法.质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。
【命题方向】
(1)第一类常考题型是对具体事例进行分析
【例2】在物理学研究中,有时可以把物体看成质点,则下列说法中正确的是(  )
A.研究乒乓球的旋转,可以把乒乓球看成质点
B.研究车轮的转动,可以把车轮看成质点
C.研究跳水运动员在空中的翻转,可以把运动员看成质点
D.研究地球绕太阳的公转,可以把地球看成质点
(2)第二类常考题型是考查概念
【例3】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.只有体积很小的物体才能看作质点
C.凡轻小的物体,皆可看作质点
D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点
【解题方法】
这部分知识难度不大,在平时的练习中可能出现,且往往以选择题的形式出现,但是高考中单独出现的几率比较小.
知识点三、理想化模型
1、理想化模型
(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在。
(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”。
(3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种研究方法。
2、拓展视野
在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义.
  第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差.把现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近.在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物.例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计.在这种场合,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理.在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”.在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理.
  第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,使之与实际的对象相符合.这是自然科学中,经常采用的一种研究方法.例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了.
  第三,由于在“理想模型”的抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见.例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象.但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍.由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故.如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度.后来,实践果然证实了这个预言.人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”.总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚.而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们.
知识点四、参考系
1、参考系的定义:要描述某一个物体的位置及其随时间的变化,首先要选定某个其他物体作为参考,假定这个“其他物体”不动,观察研究对象相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化,这个被用来作参考的物体,叫做参考系。
2、参考系的特点:
(1)同一个物体的运动,选择不同的参考系,得出的运动结果会有所不同。也就是说,物体的运动具有相对性。
(2)参考系的选取是任意的的,但应以观测方便和描述运动简单为原则,研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系。
3、引入参考系的意义
(1)有了参考系,才能确定物体的位置。
(2)选定了参考系后,才能知道和研究物体的运动.被选为参考系的物体,应视其处于静止状态。
4、参考系对运动的影响
对于同一个物体的运动,如果选取不同的物体作参考系,所得到的结果可能不同.例如有一辆载有乘客的客车,在京福高速公路上由北向南行驶,若以客车为参考系,乘客是静止的;若以路边的树木为参考系,乘客向南运动;若以也向南行驶但比客车运动的快的另外一辆轿车为参考系时,客车及乘客又是向北运动的。
5、选参考系的意义
(1)对一个物体运动情况的描述,取决于所选的参考系,选取的参考系不同,对同一个物体运动的描述也不同。
例如,司机开着车行驶在高速公路上,以车为参考系,司机是静止的,以路面为参考系,司机是运动的。
(2)相对静止:如果两个物体运动的快慢相同,运动的方向也相同,我们就说这两个物体是相对静止的。
例如:肩并肩一起行走的两个人就是相对静止的。
(3)平时人们所说的静止的物体,都是指相对静止,绝对静止是没有的。
6、选择参考系的原则
(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定。例如研究火车上物体的运动情况,一般选取火车作为参考系;研究地面上物体的运动时,常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系。选择地面为参考系时,参考系常可以略去不提,如“汽车运动了”,就不必说成“汽车相对地面运动了”。
(2)参考系的选取可以是任意的。在实际问题中,参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则。
【命题方向】
(1)第一类常考题型是对事例进行分析:
【例4】有一首歌中唱到:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”。竹排上的人感觉山在走,所用的参考系是(  )
A.竹排
B.青山
C.两岸
D.天空
(2)第一类常考题型是对概念的强化:
【例4】关于参考系,下列说法中正确的是(  )
A.参考系必须是静止不动的物体
B.参考系必须是正在做匀速直线运动的物体
C.参考系必须是固定在地面上的物体
D.描述物体的运动时,参考系可以任意选择
【解题方法】
这部分知识难度不大,在平时的练习中可能出现,且往往以选择题的形式出现,但是高考中单独出现的几率比较小.
课后同步练习
1.以下关于“运动的描述”中,说法正确的是(  )
A.质点就是质量很小的点
B.参考系不一定选择地面
C.某高中规定学生7点前到校,其中“7点”是指时间间隔
D.只要有加速度,那么物体的速度一定增加
2.2020年6月21日,“金环日食”在我国上演,这次日环食是21世纪以来最壮观的一次,就像天际悬挂一枚金色戒指,日食是月球运动到太阳和地球中间,三者处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象,下列说法正确的是(  )
A.观测日全食时可将月球看成质点,月球绕地球转动是以太阳为参考系的
B.观测日全食时可将月球看成质点,月球绕地球转动是以地球为参考系的
C.观测日全食时不能将月球看成质点,月球绕地球转动是以太阳为参考系的
D.观测日全食时不能将月球看成质点,月球绕地球转动是以地球为参考系的
3.2020年12月22日,美国“麦凯恩”号驱逐舰在未经允许的情况下,就擅闯我国南沙岛礁邻近海域,在发现之后,我国南部战区立即组织海空兵力用“054A”型护卫舰对其予以警告和驱离。如图所示是某网站发布的当天两舰的卫星图片和“054A”型护卫舰图片,假设在图示时刻两舰正沿同一方向匀速前进,并保持固定的距离,则下列说法正确的是(  )
A.以我国海军054A型护卫舰为参考系,“麦凯恩”号是静止的
B.以我国海军054A型护卫舰为参考系,附近的南沙岛礁是静止的
C.以附近的我国南沙岛礁为参考系,两艘军舰均做竖直向下的运动
D.以“麦凯恩”号驱逐舰为参考系,地球同步卫星是静止的
4.一千多年前,唐朝的大诗人李白曾在芜湖感叹长江的壮美景观:“天门中断楚江开,碧水东流至此回。两岸青山相对出,孤帆一片日边来。”从物理学的角度看,关于诗中所描述的运动以及参考系,以下说法正确的是(  )
A.“碧水东流至此回”是以孤帆为参考系的
B.“两岸青山相对出”是以孤帆为参考系的
C.“孤帆一片日边来”是以长江水为参考系的
D.“孤帆”是运动的,不能作为参考系
5.物理老师讲课时,一位眯着眼睛快睡着的同学,感觉自己在晃动,他可能看到了(  )
A.地震
B.一动不动专心听课的同桌
C.在讲台上来回走动的老师
D.窗外走过的校长
6.摄影师抓拍到了一个有趣的场面:一只乌鸦站在飞翔的老鹰背上休憩,下列说法不正确的是(  )
A.以乌鸦为参考系,老鹰是静止的
B.以地面为参考系,乌鸦是静止的
C.以地面为参考系,老鹰是运动的
D.乌鸦、老鹰飞行的快慢相同,它们相对静止
7.1000年前,宋代诗人陈与义乘着小船出游时写下一首诗:飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。有关这首诗中的运动,下列说法正确的是(  )
A.“飞花”中的“花”之所以能飞,是选船作为参考系
B.“卧看满天云不动”中云不动是因为当天没有风
C.“不知云与我俱东”说明船在向西行驶
D.“我”相对船在向东运动
8.下列说法中正确的是(  )
A.物体位置变化越快,速度越大
B.高铁速度很快,任何时刻都不能看做质点
C.检测新冠病毒是否变异时可以把病毒看成质点
D.质点运动的轨迹是直线还是曲线,与参考系的选取无关
9.下列关于质点的判断错误的是(  )
A.从北京开往上海的火车,确定火车的位置时,火车可视为质点
B.人们观察日食现象时,可把月球看作质点
C.月球绕地球做圆周运动,观察月球的运动轨迹时,月球可视为质点
D.地球绕太阳公转,观察地球的运动轨迹时,地球可视为质点
10.下列情况中的物体,可以看作质点的是(  )
A.研究一列火车通过长江大桥的时间
B.研究做课间操同学的动作
C.研究原子的内部结构
D.研究运行中的人造卫星的公转轨迹
11.下列情景中,加着重号的对象可被视为质点的是(  )
A.检查乘客是否正确佩戴口罩
B.追踪新冠感染者的行动轨迹
C.检测新冠病毒是否发生变异
D.给接种者注射新冠疫苗
12.下列关于质点说法正确的是(  )
A.在学校举行班级跑操比赛时,可将每个班级视为质点
B.在研究嫦娥五号上升器的姿态调整时,上升器可视为质点
C.计算动车从福州开往北京所用的时间时,动车可视为质点
D.研究自行车运动时,因车轮在转动,在任何情况下自行车都不能视为质点
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第一章
运动的描述
第一节
质点、参考系
知识点一、机械运动
【理解认识】
1、运动:运动是宇宙中的普遍现象。从广义来讲,宇宙中的一切物体都是运动的,没有绝对静止的物体;从狭义来说,运动是指机械运动。
2、静止:一个物体相对于另一个物体的位置没有改变,我们就说它是静止的。静止都是相对运动而言的,不存在绝对静止的物体。静止具有相对性。
3、机械运动:一个物体相对于另一个物体的空间位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。是自然界中最简单、最基本的运动形态。
【命题方向】
机械运动这一知识点一般结合生活情景考查,判断物体是否做机械运动的依据就是看这个物体相对于另一物体有没有位置变化。
【例1】(多选)物体的空间位置随时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态。下列现象中属于物理学机械运动范畴的是(  )
A.上海的磁悬浮列车正在高速行驶
B.中国的综合国力正在飞速发展
C.煤炭正在熊熊燃烧
D.运动员200米决赛中
分析:机械运动是指物体位置的变化,是宇宙中的一种普遍运动形式。由物体相对于另一物体有没有位置变化判断。
解:AD、在物理学中,我们把一个物体相对于别的物体的位置变化叫做机械运动。磁悬浮列车正在高速行驶以及200米决赛中的运动员的运动都是机械运动。故AD正确;
B、综合国力正在飞速发展,综合国力不是物体。故综合国力正在飞速发展不属于机械运动。故B错误;
C、燃烧的煤炭的运动属于分子的热运动。不是机械运动。故C错误。
故选:AD。
点评:题考查了机械运动的概念与类型,是一道识记题,比较简单。
【解题方法】
判断机械运动的方法:机械运动是宇宙中的普遍现象,一切物体都在运动,绝对静止的物体是不存在的。判断物体是否做机械运动的依据就是看这个物体相对于另一物体有没有位置变化。如果有,我们就说这个物体相对于另一物体在做机械运动。
知识点二、物体和质点
【理解认识】
1、实际物体:由分子、原子等组成,我们所看到的物质的聚集状态,叫实际物体。在自然界中随处可见。
2、定义:用来代替物体的有质量的点。
(1)质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。
(2)质点没有体积或形状,因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
(3)质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。
3、物体可以看成质点的条件:
(1)、有些物体上各点的运动差异虽然不小,但如果我们不研究各点的运动差异,而只关注物体整体的运动时,同样可以把物体看作一个点。
(2)、不能忽略物体的大小和形状,但是,物体上各点的运动情况完全相同。从描述运动的角度看,物体上任意一点的运动完全能反映整个物体的运动,于是,整个物体的运动也可以简化为一个点的运动,把物体的质量赋予这个点,它也就成了一个质点。
(3)、一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的。同一个物体,由于所要研究的问题不同,有时可以看成质点,有时不能看成质点。
4、理想模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法.质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。
【命题方向】
(1)第一类常考题型是对具体事例进行分析
【例2】在物理学研究中,有时可以把物体看成质点,则下列说法中正确的是(  )
A.研究乒乓球的旋转,可以把乒乓球看成质点
B.研究车轮的转动,可以把车轮看成质点
C.研究跳水运动员在空中的翻转,可以把运动员看成质点
D.研究地球绕太阳的公转,可以把地球看成质点
分析: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.
解答:A、研究乒乓球的旋转时,不能把乒乓球看成质点,因为看成质点的话,就没有旋转可言了,所以A错误.
B、研究车轮的转动是,不能把车轮看成质点,因为看成质点的话,就没有转动可言了,所以B错误.
C、研究跳水运动员在空中的翻转时,不能看成质点,把运动员看成质点的话,也就不会翻转了,所以C错误.
D、研究地球绕太阳的公转时,地球的大小对于和太阳之间的距离来说太小,可以忽略,所以可以把地球看成质点,所以D正确.
故选D.
点评: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.
(2)第二类常考题型是考查概念
【例3】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.只有体积很小的物体才能看作质点
C.凡轻小的物体,皆可看作质点
D.如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点
分析:物体可以看成质点的条件是物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,同一个物体在不同的时候,有时可以看成质点,有时不行,要看研究的是什么问题.
解答:A、质点是一个理想化模型,实际上并不存在,引入这个概念可以简化我们分析的问题,不是没有意义,所以A错误;
B、体积大的物体也可以看做质点,比如地球,所以B错误;
C、轻小的物体,不一定可以看做质点,要看它的形状对分析的问题有没有影响,所以C错误;
D、如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点,所以D正确.
故选:D.
点评: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.
【解题方法】
这部分知识难度不大,在平时的练习中可能出现,且往往以选择题的形式出现,但是高考中单独出现的几率比较小.
知识点三、理想化模型
1、理想化模型
(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在。
(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”。
(3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种研究方法。
2、拓展视野
在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义.
  第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差.把现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近.在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物.例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计.在这种场合,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理.在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”.在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理.
  第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,使之与实际的对象相符合.这是自然科学中,经常采用的一种研究方法.例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了.
  第三,由于在“理想模型”的抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见.例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象.但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍.由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故.如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度.后来,实践果然证实了这个预言.人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”.总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚.而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们.
知识点四、参考系
1、参考系的定义:要描述某一个物体的位置及其随时间的变化,首先要选定某个其他物体作为参考,假定这个“其他物体”不动,观察研究对象相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化,这个被用来作参考的物体,叫做参考系。
2、参考系的特点:
(1)同一个物体的运动,选择不同的参考系,得出的运动结果会有所不同。也就是说,物体的运动具有相对性。
(2)参考系的选取是任意的的,但应以观测方便和描述运动简单为原则,研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系。
3、引入参考系的意义
(1)有了参考系,才能确定物体的位置。
(2)选定了参考系后,才能知道和研究物体的运动.被选为参考系的物体,应视其处于静止状态。
4、参考系对运动的影响
对于同一个物体的运动,如果选取不同的物体作参考系,所得到的结果可能不同.例如有一辆载有乘客的客车,在京福高速公路上由北向南行驶,若以客车为参考系,乘客是静止的;若以路边的树木为参考系,乘客向南运动;若以也向南行驶但比客车运动的快的另外一辆轿车为参考系时,客车及乘客又是向北运动的。
5、选参考系的意义
(1)对一个物体运动情况的描述,取决于所选的参考系,选取的参考系不同,对同一个物体运动的描述也不同。
例如,司机开着车行驶在高速公路上,以车为参考系,司机是静止的,以路面为参考系,司机是运动的。
(2)相对静止:如果两个物体运动的快慢相同,运动的方向也相同,我们就说这两个物体是相对静止的。
例如:肩并肩一起行走的两个人就是相对静止的。
(3)平时人们所说的静止的物体,都是指相对静止,绝对静止是没有的。
6、选择参考系的原则
(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定。例如研究火车上物体的运动情况,一般选取火车作为参考系;研究地面上物体的运动时,常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系。选择地面为参考系时,参考系常可以略去不提,如“汽车运动了”,就不必说成“汽车相对地面运动了”。
(2)参考系的选取可以是任意的。在实际问题中,参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则。
【命题方向】
(1)第一类常考题型是对事例进行分析:
【例4】有一首歌中唱到:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”。竹排上的人感觉山在走,所用的参考系是(  )
A.竹排
B.青山
C.两岸
D.天空
分析:竹排上的人随竹排在江中向前运动,从山的这头走到山的那端,即人和山发生了相对运动,观察者以自己所在的竹排作为参考系而认为自己未动,故竹排上的人感觉山在走.
解答:本来两岸的青山相对于地球是静止不动的,而竹排上的人随竹排在江中向前运动,由于人认为自己未动,而认为是两岸的青山后退了.故竹排上的人感觉山在走,所用的参考系是竹排或是竹排上相对于竹排静止不动的物体.
故A正确.
点评:参考系是假定静止不动的物体,参考系的选择是任意的,选择不同的参考系同一种运动情况我们观察到的结果往往不同.
(2)第一类常考题型是对概念的强化:
【例4】关于参考系,下列说法中正确的是(  )
A.参考系必须是静止不动的物体
B.参考系必须是正在做匀速直线运动的物体
C.参考系必须是固定在地面上的物体
D.描述物体的运动时,参考系可以任意选择
分析:参考系,是指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系;参考系的选取是任意的,如何选择参照系,必须从具体情况来考虑,一般情况下我们以地面或地面上的物体作为参考系.
解答:
A、参考系不一定必须是静止不动的,如研究炸弹的运动时,可以将运动的飞机作为参考系,故A错误;
B、任何物体均可作为参考系,匀速直线运动的物体也可以,但并不是必须这样,故B错误;
C、参考系的选取是任意的,应根据所研究的问题灵活选取,并不是一定是选取地面上的物体为参考系,故C错误;
D、参考系的选取是任意的,故任何物体都可以作为参考系,故D正确;
故选:D.
点评: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.
【解题方法】
这部分知识难度不大,在平时的练习中可能出现,且往往以选择题的形式出现,但是高考中单独出现的几率比较小.
课后同步练习
1.以下关于“运动的描述”中,说法正确的是(  )
A.质点就是质量很小的点
B.参考系不一定选择地面
C.某高中规定学生7点前到校,其中“7点”是指时间间隔
D.只要有加速度,那么物体的速度一定增加
2.2020年6月21日,“金环日食”在我国上演,这次日环食是21世纪以来最壮观的一次,就像天际悬挂一枚金色戒指,日食是月球运动到太阳和地球中间,三者处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象,下列说法正确的是(  )
A.观测日全食时可将月球看成质点,月球绕地球转动是以太阳为参考系的
B.观测日全食时可将月球看成质点,月球绕地球转动是以地球为参考系的
C.观测日全食时不能将月球看成质点,月球绕地球转动是以太阳为参考系的
D.观测日全食时不能将月球看成质点,月球绕地球转动是以地球为参考系的
3.2020年12月22日,美国“麦凯恩”号驱逐舰在未经允许的情况下,就擅闯我国南沙岛礁邻近海域,在发现之后,我国南部战区立即组织海空兵力用“054A”型护卫舰对其予以警告和驱离。如图所示是某网站发布的当天两舰的卫星图片和“054A”型护卫舰图片,假设在图示时刻两舰正沿同一方向匀速前进,并保持固定的距离,则下列说法正确的是(  )
A.以我国海军054A型护卫舰为参考系,“麦凯恩”号是静止的
B.以我国海军054A型护卫舰为参考系,附近的南沙岛礁是静止的
C.以附近的我国南沙岛礁为参考系,两艘军舰均做竖直向下的运动
D.以“麦凯恩”号驱逐舰为参考系,地球同步卫星是静止的
4.一千多年前,唐朝的大诗人李白曾在芜湖感叹长江的壮美景观:“天门中断楚江开,碧水东流至此回。两岸青山相对出,孤帆一片日边来。”从物理学的角度看,关于诗中所描述的运动以及参考系,以下说法正确的是(  )
A.“碧水东流至此回”是以孤帆为参考系的
B.“两岸青山相对出”是以孤帆为参考系的
C.“孤帆一片日边来”是以长江水为参考系的
D.“孤帆”是运动的,不能作为参考系
5.物理老师讲课时,一位眯着眼睛快睡着的同学,感觉自己在晃动,他可能看到了(  )
A.地震
B.一动不动专心听课的同桌
C.在讲台上来回走动的老师
D.窗外走过的校长
6.摄影师抓拍到了一个有趣的场面:一只乌鸦站在飞翔的老鹰背上休憩,下列说法不正确的是(  )
A.以乌鸦为参考系,老鹰是静止的
B.以地面为参考系,乌鸦是静止的
C.以地面为参考系,老鹰是运动的
D.乌鸦、老鹰飞行的快慢相同,它们相对静止
7.1000年前,宋代诗人陈与义乘着小船出游时写下一首诗:飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。有关这首诗中的运动,下列说法正确的是(  )
A.“飞花”中的“花”之所以能飞,是选船作为参考系
B.“卧看满天云不动”中云不动是因为当天没有风
C.“不知云与我俱东”说明船在向西行驶
D.“我”相对船在向东运动
8.下列说法中正确的是(  )
A.物体位置变化越快,速度越大
B.高铁速度很快,任何时刻都不能看做质点
C.检测新冠病毒是否变异时可以把病毒看成质点
D.质点运动的轨迹是直线还是曲线,与参考系的选取无关
9.下列关于质点的判断错误的是(  )
A.从北京开往上海的火车,确定火车的位置时,火车可视为质点
B.人们观察日食现象时,可把月球看作质点
C.月球绕地球做圆周运动,观察月球的运动轨迹时,月球可视为质点
D.地球绕太阳公转,观察地球的运动轨迹时,地球可视为质点
10.下列情况中的物体,可以看作质点的是(  )
A.研究一列火车通过长江大桥的时间
B.研究做课间操同学的动作
C.研究原子的内部结构
D.研究运行中的人造卫星的公转轨迹
11.下列情景中,加着重号的对象可被视为质点的是(  )
A.检查乘客是否正确佩戴口罩
B.追踪新冠感染者的行动轨迹
C.检测新冠病毒是否发生变异
D.给接种者注射新冠疫苗
12.下列关于质点说法正确的是(  )
A.在学校举行班级跑操比赛时,可将每个班级视为质点
B.在研究嫦娥五号上升器的姿态调整时,上升器可视为质点
C.计算动车从福州开往北京所用的时间时,动车可视为质点
D.研究自行车运动时,因车轮在转动,在任何情况下自行车都不能视为质点
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.以下关于“运动的描述”中,说法正确的是(  )
A.质点就是质量很小的点
B.参考系不一定选择地面
C.某高中规定学生7点前到校,其中“7点”是指时间间隔
D.只要有加速度,那么物体的速度一定增加
【分析】一个物体能否看成质点,不是看物体的大小,而是看物体的大小和形状在所研究的问题中能否忽略;
参考系,是指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系,参考系的选取是任意的;
时间间隔与过程对应,时刻与状态对应;
加速度与速度同向时,物体加速;加速度与速度反向时,物体减速。
【解答】解:A、质点是用来代替物体的有质量的点,质点不一定是质量很小的点,如研究地球公转时地球可以简化为质点,故A错误;
B、参考系是选择参考标准的物体,不一定选择地面,故B正确;
C、某高中规定学生7点前到校,其中“7点”指的是时间点,是时刻,故C错误;
D、如果加速度是正的,速度是负的,加速度与速度反向,物体就做减速运动,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查质点、参考系、加速度、时间等概念,关键是记住基础知识,注意平时的积累,基础题目。
2.2020年6月21日,“金环日食”在我国上演,这次日环食是21世纪以来最壮观的一次,就像天际悬挂一枚金色戒指,日食是月球运动到太阳和地球中间,三者处在一条直线时,月球就会挡住太阳射向地球的光,月球身后的黑影正好落到地球上,这时发生日食现象,下列说法正确的是(  )
A.观测日全食时可将月球看成质点,月球绕地球转动是以太阳为参考系的
B.观测日全食时可将月球看成质点,月球绕地球转动是以地球为参考系的
C.观测日全食时不能将月球看成质点,月球绕地球转动是以太阳为参考系的
D.观测日全食时不能将月球看成质点,月球绕地球转动是以地球为参考系的
【分析】能否看成质点是由研究问题的性质决定的,而不是依据物体自身大小和形状的判断;
参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们假定它是不动的。
【解答】解: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;月亮绕地球转动时,这是我们以地球为参考系得出得结论,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】关键是对质点和参考系概念的理解和掌握,基础题。
3.2020年12月22日,美国“麦凯恩”号驱逐舰在未经允许的情况下,就擅闯我国南沙岛礁邻近海域,在发现之后,我国南部战区立即组织海空兵力用“054A”型护卫舰对其予以警告和驱离。如图所示是某网站发布的当天两舰的卫星图片和“054A”型护卫舰图片,假设在图示时刻两舰正沿同一方向匀速前进,并保持固定的距离,则下列说法正确的是(  )
A.以我国海军054A型护卫舰为参考系,“麦凯恩”号是静止的
B.以我国海军054A型护卫舰为参考系,附近的南沙岛礁是静止的
C.以附近的我国南沙岛礁为参考系,两艘军舰均做竖直向下的运动
D.以“麦凯恩”号驱逐舰为参考系,地球同步卫星是静止的
【分析】判断一个物体是否运动关键是看被研究的物体与所选的标准及参照物之间的相对位置是否发生了变化。如果发生变化,则为运动的,如果未发生变化,则为静止的。
【解答】解:A、图示时刻两舰正沿同一方向匀速前进,并保持固定的距离,以我国海军054A型护卫舰为参考系,“麦凯恩”号的位置没有变化,是静止的,故A正确;
B、054A型护卫舰在海面上做匀速运动,则相对于附近的南沙岛礁是运动的,故B错误;
C、以附近的我国南沙岛礁为参考系,两艘军舰均在海平面上运动,故C错误;
D、“麦凯恩”号驱逐舰在海面上做匀速运动,则相对于地球是运动的,以“麦凯恩”号驱逐舰为参考系,地球同步卫星运动的,故D错误。
故选:A。
【点评】一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同,得到的结论也不一定相同。这就是运动和静止的相对性。
4.一千多年前,唐朝的大诗人李白曾在芜湖感叹长江的壮美景观:“天门中断楚江开,碧水东流至此回。两岸青山相对出,孤帆一片日边来。”从物理学的角度看,关于诗中所描述的运动以及参考系,以下说法正确的是(  )
A.“碧水东流至此回”是以孤帆为参考系的
B.“两岸青山相对出”是以孤帆为参考系的
C.“孤帆一片日边来”是以长江水为参考系的
D.“孤帆”是运动的,不能作为参考系
【分析】研究物体的运动情况时,需要先选取一个标准做为参考系,物体与参考系的位置发生了变化,物体就是运动的;物体与参考系的位置没有发生变化,物体就是静止的。
【解答】解:A、“碧水东流至此回”描述的是江水的运动,是以地面做为参考系,故A错误;
B、“两岸青山相对出”描述的是青山的运动,青山和孤帆的位置发生了变化,是以孤帆为参考系的,故B正确;
C、“孤帆一片日边来”描述的是孤帆的运动,孤帆相对青山或江岸是运动的,所以是以青山或江岸为参考系的,故C错误;
D、任何物体都可以作为参考系,只不过选择不同的参考系,得到的运动状态不一样,故D错误。
故选:B。
【点评】此题通过古诗句考查同学们对参考系的选择、运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参考系,得出的结论可以不同,但都是正确的结论。
5.物理老师讲课时,一位眯着眼睛快睡着的同学,感觉自己在晃动,他可能看到了(  )
A.地震
B.一动不动专心听课的同桌
C.在讲台上来回走动的老师
D.窗外走过的校长
【分析】研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但可能都是正确的结论.
【解答】解:A、物理老师仍然在讲课,说明没有发生地震,故A错误;
B、该同学若以一动不动专心听课的同桌为参考系,他的位置没有变化,则该同学不能感觉自己在晃动,故B错误;
C、若该同学以讲台上来回走动的老师为参考系,他的位置相对于老师是不断来回变化的,他可能感觉自己在晃动,故C正确;
D、若该同学以窗外走过的校长为参考系,他相对于校长的位置是单方向变化的,他可能感觉自己在运动,但不是在晃动,故D错误。
故选:C。
【点评】此类现象在我们的日常生活中随处可见,学习中要注意理论联系实际,用所学物理知识对生活中的物理现象作出解释,这样才能做到举一反三,活学活用.
6.摄影师抓拍到了一个有趣的场面:一只乌鸦站在飞翔的老鹰背上休憩,下列说法不正确的是(  )
A.以乌鸦为参考系,老鹰是静止的
B.以地面为参考系,乌鸦是静止的
C.以地面为参考系,老鹰是运动的
D.乌鸦、老鹰飞行的快慢相同,它们相对静止
【分析】判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参考系之间是否有位置变化;若位置有变化,则物体相对于参考系是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参考系是静止的。
【解答】解:A、以乌鸦为参考系,老鹰的位置没有发生变化,所以老鹰是静止的,故A正确;
BC、以地面为参考系,乌鸦和老鹰的位置都发生变化,所以乌鸦和老鹰都是运动的,故B错误,C正确;
D、乌鸦、老鹰飞行的快慢相同,它们的位置没有发生变化,它们相对静止,故D正确。
本题选择错误的,
故选:B。
【点评】本题以老鹰和乌鸦为研究对象,考查了参考系的选择以及运动和静止的相对性,属于基础内容的考查。
7.1000年前,宋代诗人陈与义乘着小船出游时写下一首诗:飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。有关这首诗中的运动,下列说法正确的是(  )
A.“飞花”中的“花”之所以能飞,是选船作为参考系
B.“卧看满天云不动”中云不动是因为当天没有风
C.“不知云与我俱东”说明船在向西行驶
D.“我”相对船在向东运动
【分析】参考系是为了研究问题方便而假定静止不动的物体.故只要研究对象与参考系的相对位置不发生变化,则观察到的结果是物体静止不动.
【解答】解:A、参考系是为了研究问题方便而假定静止不动的物体。故只要研究对象与参考系的相对位置不发生变化,则观察到的结果是物体静止不动。在本题中船是向东高速行驶,而“飞花两岸照船红”是指花是运动的,即诗人选取的参考系为船为参考系的,故A正确;
BC、“卧看满天云不动”是指“云与我”保持相对静止,即“云与我”以相同的速度相对于地球向东运动。所以诗中关于“云不动”描述时所选取的参考系是船;“云与我俱东”即“云与我”以相同的速度相对于地球向东运动,故诗人在这里研究云的运动是选择两岸为参考系,说明当天有风,故BC错误;
D、诗人站在船上,相当于船是静止的,故D错误。
故选:A。
【点评】真正理解了参考系的概念即可顺利解决此类题目,而要理解这一概念就必需多看课本,多认真处理此类题目.
8.下列说法中正确的是(  )
A.物体位置变化越快,速度越大
B.高铁速度很快,任何时刻都不能看做质点
C.检测新冠病毒是否变异时可以把病毒看成质点
D.质点运动的轨迹是直线还是曲线,与参考系的选取无关
【分析】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;速度是描述物体运动快慢的物理量,物体的位置变化越快,则速度越大;
【解答】解:A、速度等于位移与时间的比值,位置变化越快,速度越大,故A正确;
B、物体能否看做质点,关键是物体的大小和形状对研究的结果有无影响,与物体的速度无关,故B错误;
C、研究新冠肺炎病毒的形状时,病毒的形状和大小不能忽略,不可以把病毒看成质点,故C错误;
D、质点运动的轨迹是直线还是曲线,与参考系的选取有关,故D错误。
故选:A。
【点评】本题要掌握质点、参考系、时间和时刻、位移和路程的定义才能顺利解决此类题目,故应注意掌握基础概念。
9.下列关于质点的判断错误的是(  )
A.从北京开往上海的火车,确定火车的位置时,火车可视为质点
B.人们观察日食现象时,可把月球看作质点
C.月球绕地球做圆周运动,观察月球的运动轨迹时,月球可视为质点
D.地球绕太阳公转,观察地球的运动轨迹时,地球可视为质点
【分析】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时,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.
【解答】解:A、火车从北京开往上海,确定火车的位置时,火车的大小相对于运动的轨迹可以忽略不计,可以看作质点,故A正确;
B、日食是地球处于月球的阴影区域的自然现象,人们观察日食现象时,月球的大小不能忽略不计,所以不可以把月球看作质点,故B错误;
C、月球绕地球做圆周运动,观察月球的运动轨迹时,月球的大小可以忽略不计,月球可以看做质点,故C正确;
D、研究地球绕太阳公转,观察地球的运动轨迹时,地球的大小相对于轨道能忽略不计,地球可视为质点,故D正确。
本题选择错误的,
故选:B。
【点评】本题就是考查学生对质点概念的理解,是很基本的内容,必须要掌握住的,题目比较简单.
10.下列情况中的物体,可以看作质点的是(  )
A.研究一列火车通过长江大桥的时间
B.研究做课间操同学的动作
C.研究原子的内部结构
D.研究运行中的人造卫星的公转轨迹
【分析】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。
【解答】解:A、研究一列火车通过长江大桥的时间,应该是从车头到桥头开始,车尾过桥尾结束,需要考虑列车长度,所以不能把列车看成质点,故A错误;
B、研究做课间操同学的动作时,需要看同学的手、脚等身体各部位的运动情况,所以此时不能把人看成质点,故B错误;
C、研究原子的内部结构时,不能忽略其大小和形状把原子看成一点,所以此时不能把原子看成质点,故C错误;
D、研究运行中的人造卫星的公转轨迹时,只关心其走过的路径,与其大小形状无关,此时可以把卫星看成质点,故D正确。
故选:D。
【点评】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。
11.下列情景中,加着重号的对象可被视为质点的是(  )
A.检查乘客是否正确佩戴口罩
B.追踪新冠感染者的行动轨迹
C.检测新冠病毒是否发生变异
D.给接种者注射新冠疫苗
【分析】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。
【解答】解:A、检查乘客是否正确佩戴口罩,乘客若视为质点,就不能佩戴口罩了,故A错误;
B、追踪新冠感染者的行动轨迹时,感染者的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计,所以可视为质点,故B正确;
C、检测新冠病毒是否发生变异时,病毒的忽略大小及形状不能忽略不计,否则无法对其进行研究,所以不能视为质点,故C错误;
D、给接种者注射新冠疫苗时,接种者的忽略大小及形状不能忽略不计,否则无法注射新冠疫苗,所以不能为质点,故D错误。
故选:B。
【点评】本题以新冠疫情为情境载体,考查了质点及是否能够看作质点的条件,质点是运动学中一个重要概念,要理解其实质。
12.下列关于质点说法正确的是(  )
A.在学校举行班级跑操比赛时,可将每个班级视为质点
B.在研究嫦娥五号上升器的姿态调整时,上升器可视为质点
C.计算动车从福州开往北京所用的时间时,动车可视为质点
D.研究自行车运动时,因车轮在转动,在任何情况下自行车都不能视为质点
【分析】看做质点的条件:物体的形状和大小对于我们研究的问题可忽略不计时可以把物体看做质点。
【解答】解:物体的形状和大小对于我们研究的问题可忽略不计时可以把物体看做质点;
A、在学校举行班级跑操比赛时,要看跑操的队形队列,不能把每个班级看做质点,故A错误;
B、在研究嫦娥五号上升器的姿态调整时,要看上升器的状态,不能看做质点,故B错误;
C、计算动车从福州开往北京所用的时间时,可忽略动车的大小,所以动车可视为质点,故C正确;
D、研究自行车运动时,若研究车轮时,因为车轮在转动,不能把自行车看做质点;但研究其自行车所走路程时,可以把自行车视为质点,故D错误;
故选:C。
【点评】本题主要考查了物体能否看做质点的条件,物体的形状和大小对于我们研究的问题可忽略不计时可以把物体看做质点,能否看做质点根据不同情况而定。
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