《质点参考系及坐标系》-习题集.docx

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《质点 参考系和坐标系》习题集
基础训练
1．我们研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的______和______，把它简化为一个__________的点，这样的点称为质点，质点是一个__________的物理模型。将物体看作质点是有条件的，例如，在研究地球的公转时，地球的大小______（填“可以”或“不可以”）忽略；在研究列车沿平直轨道运动的速度变化时，车厢各点的运动情况______（填“相同”或“不同”），可用车上任一点的运动代表列车的运动，这时______（填“可以”或“不可以”）把列车看作质点。
2．在描述物体的运动时，首先要选定某个其他物体做参考，这个被选定做参考的、假定为______的其他物体，叫参考系。
3．我们坐在校园里，欣赏毛泽东的一句诗词：“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉静止不动，是因为选取______为参考系，而“坐地日行八万里”，是选取______为参考系。
4．为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在所选的参考系上建立适当的__________。如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置及位置的变化，往往以这条直线为x轴，在直线上规定______、______和__________，建立直线坐标系。
5．在一段有绝缘包皮的电线上，有一个漂亮的瓢虫和一个黑色的蚂蚁在爬行，沿电线建立一个坐标系，瓢虫和蚂蚁在某一时刻的位置如图中的x1和x2所示，则瓢虫和蚂蚁的位置坐标x1=______，x2=______。

6．关于质点，下列说法中正确的是（　　）
A．质点是一个理想化模型，实际上不存在
B．因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的
C．凡是小的物体，皆可以看成质点；凡是大的物体，皆不能看成质点
D．如果物体的形状和大小对于所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看成质点
7．关于质点，下列说法正确的是（　　）
A．研究刘翔在110m栏比赛中的过杆技术是否合理时，可以将刘翔看作质点
B．陈中和主教练在奥运会女排决赛中，在战术板上布置队员怎样跑位时，不能把女排队员看成质点
C．研究奥运会跳水冠军田亮的跳水动作时，不能把他看成质点
D．研究乒乓球比赛中打的弧圈球时，不能把乒乓球看作质点
8．关于参照系，下述说法中正确的是（　　）
A．参照系必须选择静止不动的物体
B．参照系必须是和地面连在一起的物体
C．选择不同的参照系观察同一物体的运动，观察的结果不同
D．任何物体都可以被选作参照系
9．关于参考系，下列说法正确的是（　　）
A．研究物体的运动必须选取参考系
B．甲、乙两人均以相同的速度向正东行走，若以甲为参考系，则乙是静止的
C．车站平行停靠着两列火车，甲火车上的人只能看到乙火车，当他看到乙火车动了，一定是乙火车开动了
D．我们平时说楼房静止，是指楼房相对于地球的位置是不变的
10．有云的夜晚，抬头望月，发现“月亮在白莲花般的云朵里穿行”，这时取的参考系是（　）
A．月亮　　　　B．云　　　　C．地面　　　　D．观察者
11．一个小球从距地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m高处被接住，坐标原点定在抛出点正下方2m处，坐标轴的正方向设为向下，则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是（　　）
A．2m，-2m，-1m
B．-2m，2m，1m
C．4m，0，1m
D．-4m，0，-1m
【答案】
1．形状；大小；有质量；理想化；可以；相同；可以
2．不动
3．地面；地心
4．坐标系；原点；正方向；单位长度
5．2m；-2m
6．AD
【解析】质点是一个理想化的物理模型，尽管不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似反映，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。
7．CD
8．CD
9．ABD
10．B
【解析】人抬头望月时，月亮短时间内相对于地面并没有动，只是云在动，但若以云为参考系，这时我们就感觉月亮在运动。
11．B
【解析】

根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为-2m，B点为坐标原点，D点为地面，坐标为2m，C点为接住点，坐标为1m，故正确答案为B。

提高训练
1．在以下哪些情况中可将物体看成质点（　　）
A．研究某学生骑车回校的速度
B．对某学生骑车姿势进行生理学分析
C．研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
2．下列各物体中，能被视为质点的有（　　）
A．停泊在港湾中随风摇摆的小船
B．满载战机远征伊拉克的“小鹰号”航空母舰
C．马拉松比赛的运动员
D．表演精彩动作的芭蕾舞者
3．甲、乙两辆汽车在平直的公路上并排行驶，甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动，乙车内的旅客发现甲车没有运动，如果以地面为参考系，上述事实表示（　　）
A．甲车向西运动，乙车不动
B．乙车向西运动，甲车不动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．甲、乙两车以相同的速度都向西运动
4．甲、乙两辆汽车均以相同的速度行驶，下列有关参考系的说法正确的是（　　）
A．如果两辆汽车均向东行驶，若以甲车为参考系，乙车是静止的
B．如果观察的结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车
C．如果以在甲车中一个走动的人为参考系，乙车仍是静止的
D．如果甲车突然刹车停下，乙车仍向东行驶，以乙车为参考系，甲车往西行驶
5．观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确是（　　）
A．甲乙两车一定向左运动
B．甲乙两车一定向右运动
C．甲车可能运动，乙车向右运动
D．甲车可能静止，乙车向左运动

6．以北京长安街为坐标轴x，向东为正方向，以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O，建立一维坐标，一辆汽车最初在原点以西3km处，几分钟后行驶到原点以东2km处。
（1）这辆汽车最初位置和最终位置分别是（　　）
A．3km；2km　　　B．-3km；2km　　　C．3km；-2km　　　D．-3km；-2km
（2）如果将坐标原点向西移5km，则这辆汽车的最初位置和最终位置分别是（　　）
A．5km；7km　　　B．2km；5km　　　 C．2km；7km　　　D．3km；5km
7．以自己的生活经验各举两个关于质点的例子
（1）能被看成质点的是：_____________________________________。
（2）不能被看成质点的是：_____________________________________。
8．如下图所示，物体沿x轴做直线运动，从A点运动到B点。由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程。

9．坐在向东行驶的甲汽车里的乘客，看到路旁的树木向后退去，同时又看到乙汽车也从甲汽车旁向后退，则乙汽车的运动情况是怎样的？（至少答出两种情况）

10．在校运会4×100m接力赛跑中，你班的两位同学出现交接棒失误，结果他们得了最后一名。如果你是他们的赛跑教练，你应该用怎样的物理知识指导他们？

【答案】
1．AC
【解析】研究学生的骑车速度或探测器的飞行轨迹时，其大小和形状的影响可忽略不计，故可以看成质点。但当研究学生的骑车姿势时，学生的身躯和四肢就构成了研究的对象，故不能把学生看成质点。当火星探测器在火星表面探测时，探测器的动作直接影响探测的效果，所以探测器不能看成质点，故正确答案为A、C。
2．BC
3．D
【解析】乙车相对甲车内的人没有运动，说明甲、乙两车运动情况相同；以甲车内的人为参考系，树向东运动，则以树为参考系，甲车向西运动，所以甲、乙两车以相同的速度向西运动，故正确答案为D。
4．ABD
【解析】两车的速度相同时，其相对位置不变，以其中任一辆车为参考系，另一辆车是静止的，故A正确；若第三辆车丙与甲、乙两车同向同速行驶，以丙车为参考系时，甲、乙两车均静止，故B正确；若一人在甲车中走动时，他与乙车的相对位置是变化的，则乙车是运动的，故C错误；甲车突然刹车停下，乙车向东行驶，甲车与乙车间的距离增大，甲车相对乙车向西运动，故D正确。
5．D
6．（1）B；（2）C
【解析】
（1）坐标轴的正方向向东，则位置在坐标原点以东为正，在坐标原点以西为负，汽车最初在原点以西且距原点3km处，所以最初位置是-3km，同理最终位置是2km，故B正确。
（2）坐标原点向西移5km后，最初位置在原点的东方，距原点2km，最终位置还在原点以东，距离变为7km，故C正确。
7．（1）研究飞机从北京到上海的时间，可以把飞机当作质点；（2）研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，不能把火车当作质点来处理。
8．-3m；2m；5m
【解析】由题图可知，A点坐标为xA=-3m，B点坐标为xB=2m，走过的路程x=3m+2m=5m。
9．乙汽车的运动情况可能有三种：静止、向西或向东但速度比甲车慢。
10．接力赛中要避免失误，应该是交接棒的两同学速度相差不大或相对静止。所以最理想的交接棒是送棒同学不减速，尽全力跑；接棒同学在适当的时候开始提前跑，直至交接棒时两人相对速度不大，当然交接棒要在规定的区域内完成。

拓展训练
1．下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是（　　）
A．在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时
B．帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时
C．跆拳道比赛中研究运动员的动作时
D．铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时
2．2009年10月1日，我国在北京成功地举行了建国60周年国庆大阅兵，气势恢宏的场面，极大地激发了全国人民的爱国热情和建设好现代化祖国的信心，下列说法中正确的是（　　）
A．研究正在列队通过天安门的女子方队的队形时，可以把队员看成质点
B．研究从天安门上空飞过的歼11飞机的机群数量时，可以把飞机看成质点
C．欣赏我国首批战斗机女飞行员驾驶的飞机通过天安门的壮观场面时，飞机可以看成质点
D．研究女兵方队从东华表起正步通过天安门，到达西华表的时间时，不能把女兵方队看成质点
3．在火车从北京到上海的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．火车车轮只做平动
B．火车车轮的平动可以用质点模型分析
C．计算火车从北京到上海的运动时间时，可将火车视为质点
D．计算火车经过一座桥的时间时，可将火车视为质点
4．下列说法中，正确的是（　　）
A．太阳系中，只能说“地球绕太阳运动”，而不能说“太阳绕地球运动”
B．汽车驶过一座桥梁，只能说“汽车是运动的”，而不能说“桥梁是运动的”
C．一座房子造好后，固定在地面上位置不变化，所以它是绝对静止的
D．宇宙是由运动着的物质组成的，自然界中不存在绝对静止的物体
5．如图所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船运动状态是（　　）
A．A船肯定是向左运动的
B．A船肯定是静止的
C．B船肯定是向右运动的
D．B船可能是静止的

6．甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是（　　）
A．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙停在空中
B．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，v乙>v丙，丙匀速下降，且v丙>v甲
D．以上说法均不对
7．如图所示，冰场上的花样滑冰运动员，要描述她的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系？

8．如图所示，某人从学校的门口A处开始散步，先向南走了50m到达B处，再向东走了100m到达C处，最后又向北走了150m到达D处，则A、B、C、D各点位置如何表示？

9．小明从学校回到家有800米的路程，要确定小明家相对学校的位置，请思考：
（1）如果小明家和学校均在同一条笔直的街道上，如何描述？
（2）如果小明家在另一条与学校所在街道相互垂直的街道上，如何描述？
（3）如果小明家还在某高层公寓的32层上，如何描述？
（4）仅用小明家离校800米能够确定其位置吗？

10．材料：“老师带同学们去春游，在车上，一位同学下位置到处走。老师说：你不要乱动，以免摔倒。这位同学就坐好不动了。”他真的不动了吗？如果不动了，他为什么能从学校到达目的地呢？从这个材料中，你发现了什么？

11．刻舟求剑的故事说的是有一个楚国人乘船过江，他身上的佩剑不小心掉落江中。他立即在船舱板上画记号，对船友说：“这是我的剑掉落的地方。”到了河岸，船停了，他就在画记号的地方下水找剑。这则寓言不但有讽刺意义，而且还包含了一定的物理含义，从物理学选择参考系的角度回答下列问题：
（1）楚人找剑选择的参考系是什么？
（2）请你为楚人提供一种找到这把剑的方法。

【答案】
1．BD
【解析】支撑杆从插在地面某点到把运动员送过横杆过程中，其长度、形状是至关重要的因素，故A选项错误；帆船的大小相对于大海是次要因素，故B选项正确；运动员的肢体动作及形状是不能忽略的，故C选项错误；忽略铅球的形状、大小不影响所研究的问题，故D选项正确；故选B、D。
2．BD
【解析】研究女子方队的队形时，队员的体形不能忽略，因此不能把队员看成质点，故A错；研究从天安门上空飞过的歼11飞机的机群数量时，完全可以忽略飞机的大小和形状，因此可以把飞机看成质点，故B对；欣赏飞机的飞行表演时不能把飞机看成质点，故C错；研究女兵方队从东华表起正步通过天安门，到达西华表的时间时，需要考虑队列的长度，因此不能把女兵方队看成质点，故D对。
3．BC
【解析】车轮整体上随车做平动，但车轮上各点又绕车轴转动，若研究车轮随车整体的平动时，可用质点模型分析，故A错，B对；由于火车本身的长度相对北京到上海的距离是很小的，可忽略不计，而相对一座桥其长度是不可忽略的，故C对，D错。
4．D
5．C
【解析】本题中风向右吹，A船与河岸的旗帜均向右飘，则相对于风，A船、河岸都具有向左的运动，所以A船可能相对河岸静止，也可能以任何速度向左运动，还有可能以相对比风速小的速度向右运动。B船中旗帜向左飘，表明B船只能向右运动，且速度大于风速。
6．AB
【解析】甲、乙、丙三人在观察其他物体的运动时，是以自己所乘的热气球为参考系的，应根据参考系的定义来判定甲、乙、丙的运动情况，楼房和地面连为一体，是同一个参考系，甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地面匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙也在匀速下降，且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲，即v乙>v甲；甲看到丙匀速上升，有三种可能性：（1）丙静止（2）丙匀速上升（3）丙匀速下降，且速度关系为v丙<v甲。综上可知，选项A、B正确。
7．见解析
【解析】可以以冰场中央为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立水平面内的直角坐标系，这样就可以准确地描述运动员的位置了。如果要描述飞机的位置，则需要确定一点（如观察者所在的位置）为坐标原点，建立三维直角坐标系来描述。
8．本题答案不唯一，当选取A点为坐标原点，向东为x轴正向，向北为y轴正向时，各点坐标分别为：A（0，0）、B（0，-50m）、C（100m，-50m）、D（100m，100m）。
9．（1）建立一维坐标，以学校为原点；
（2）建立直角坐标，以学校为原点分别沿与两条街道平行方向建立坐标轴；
（3）必须建立三维坐标；
（4）不能，还得有方向。
【解析】确定物体的位置需借助于坐标系。对于直线运动的物体，只需建立一维坐标系即可；在平面上运动的物体，需建立二维坐标系才能完整描述；如果物体做立体运动，则需建立三维空间坐标系。仅用物体的运动路程是不足以描述物体的空间位置的。
10．由于参照物选取的不同，对于同一个物体，有时说它是静止的，有时又说它是运动的，这就是运动的相对性。以车为参照物，这位同学是不动的，以地面为参照物，他是运动的。一般情况下，我们在观察物体的运动情况时，默认地面为参照物。
11．（1）由于楚人在船舱板上画上记号，所以他选择的参考系是船。
（2）若要找到剑，必须确定剑在水中的准确位置，为此，可采用如下方法：
①选择河岸为参考系，记下剑掉落的位置离岸上某一标志物的方向和距离。
②选择船为参考系，在船不改变方向和速度的情况下，记下剑掉落时刻河岸相对于船的运动速度和航行时间，据此求出船靠岸时，船和剑落水地点的距离，从而确定剑落水的位置。

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