1-1-质点、参考系、时间(新粤教版必修第一册)(解析版).docx

1.1 质点、参考系

考点精讲
考点1：参考系
1. 选择参考系的意义：要描述一个物体的运动，首先必须选好参考系，只有选定参考系后，才能研究物体做怎样的运动．
2．参考系的四个性质
(1)标准性：被选为参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的．
(2)任意性：除自身外，任何物体都可以作为参考系．
(3)统一性：比较多个物体的运动时应选择同一个参考系．
(4)差异性：对于同一个物体，选择不同的参考系，观察的结果一般不同．
3．选取原则
以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则．
(1)研究地面上物体的运动时，常选地面或相对地面静止的物体作为参考系．
(2)研究某一系统中物体的运动时，常选系统为参考系．
例如，研究宇航舱内物体的运动情况时，选取宇航舱为参考系．
【例1】　2016年10月19日3时31分“神舟十一号”与“天宫二号”成功交会对接，19日6时32分，航天员景海鹏和陈冬先后以飘浮姿态依次进入“天宫二号”实验舱．在“神舟十一号”与“天宫二号”对接时，两者要保持一样的运动速率，下列说法正确的是(　　)
A．组合体相对地球是静止的
B．“神舟十一号”相对于“天宫二号”是运动的
C．组合体相对于地球是运动的
D．“神舟十一号”相对于地球是运动的，“天宫二号”相对于地球是静止的
C　[以地球为参考系，“神舟十一号”和“天宫二号”对接时，两者在围绕地球高速运动，A、D错误，C正确；在“神舟十一号”与“天宫二号”对接时，两者要保持一样的运动速率，两者相对静止，B错误．]
【技巧与方法】
判断参考系的两种方法
(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题目中描述的结果一致．若一致，该物体可能就是参考系．
【针对训练】

1．关于参考系的选择，有四位同学展开了讨论，其中正确的是(　　)
A．甲说，只有静止的物体才可以被选作参考系
B．乙说，任何物体都可以被选作参考系
C．丙说，选择地面作参考系是最好的
D．丁说，参考系必须选与地面连在一起的物体
B　[参考系的选择是任意的，可动可静，一般选地面为参考系，但有时为了研究问题的方便也可以选择其他物体为参考系．]

考点2：质点
1．质点与几何点的区别
质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是具有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别．
2．质点是一种“物理模型”
(1)物理模型是在物理研究中，突出问题的主要方面，忽略次要因素而建立的理想化模型，是物理学经常采用的一种科学研究方法，质点就是典型的物理模型之一．
(2)物理模型作为一种理想化模型，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在．
3．物体能否看成质点的条件
(1)在研究物体的运动时，当物体的形状和大小对于所研究的问题可以忽略不计时，物体就可以看成质点．
(2)以下两种情况，物体通常可以看作质点．
①物体的大小、形状对研究结果没有影响或影响可以忽略时．
②只研究物体的平动，不研究物体的转动时．
【例2】　如图所示，下列几种情况下的物体，哪些可将物体当作质点来处理(　　)

A．甲：研究正在吊起货物的起重机的运动时
B．乙：研究正在旋转的硬币的运转时
C．丙：研究太空中宇宙飞船的位置时
D．丁：研究门的运动时
C　[A、B、D选项中的研究对象的大小、形状忽略后，起重机、硬币、门的运动将无法研究，故A、B、D选项中的研究对象不能被当作质点．C选项中宇宙飞船的大小、形状忽略后，对于确定宇宙飞船的位置无影响，故C项中的宇宙飞船可以被当作质点．]
【技巧与方法】
假设法判断物体能否当作质点
(1)确定问题的性质，即研究目的、观察的重点是什么．
(2)假设物体的形状、大小被忽略，成了一个有质量的“点”．
(3)思考所要研究的问题，所进行的观察是否受影响．若受影响，物体不能被当作质点；若不受影响，物体就能被当作质点．

【针对训练】
2．在研究以下四种情况中提出的问题时，所涉及到的对象可看作质点的是(　　)

A　[地球绕太阳公转时，地球的大小远小于地球到太阳的距离，符合看成质点的条件；火车进站时间是从车头进站开始到车尾进站为止，不能将火车看成质点；花样滑冰运动员比的是身体各部分的动作及协调性，不能将其看成质点；要研究运动员跨栏的姿势(即身体各部分的位置及协调性)，显然不能将其视为质点，故选A.]

考点达标
1．在研究物体的运动时，力学中引入“质点”的概念，从科学方法上来说属于(　　)
A．极限分析物理问题的方法
B．观察实验的方法
C．建立理想物理模型的方法
D．等效替代的方法
C　[质点的引入是忽略次要因素，抓住主要因素，是一种建立理想物理模型的方法．]
2．(多选)以下说法正确的是(　　)
A．参考系就是假定不动的物体
B．任何情况下，只有地面才是最理想的参考系
C．选定的参考系不同时，描述同一个物体的运动情况一定是一样的
D．平时所说的运动和静止都是相对参考系而言的
AD　[参考系的选取是任意的，不但静止的物体可以当作参考系，而且运动的物体也可以当作参考系．在分析物体的状态时参考系是假定不动的，运动和静止都是相对参考系而言的．]
3．在同一平直公路上，甲乘汽车以10 m/s的速度运动，乙骑自行车以5 m/s的速度运动，两者运动方向相同，甲在前乙在后，则(　　)
A．甲观察到乙以5 m/s的速度靠近
B．乙观察到甲以5 m/s的速度远离
C．甲观察到乙以15 m/s的速度远离
D．乙观察到甲以15 m/s的速度远离
B　[以乙为参考系，甲的速度就是5 m/s，因此乙观察到甲以5 m/s的速度远离．]
4．下列运动的物体，可以看作质点的是(　　)
A．质量小于1 g的物体
B．研究“悟空号”暗物质粒子探测器在太空中的运行时间
C．研究乒乓球的旋转效应
D．在空中做翻滚动作的跳伞运动员
B　[只要物体的形状和大小对研究问题没有影响或者影响可以忽略不计时物体就可以当作质点，故质量大的物体也可以做为质点，而质量小的物体有时却不能当作质点，故A错误；研究“悟空号”在太空中的运行时间时不必考虑其大小，可以看作质点，故B正确；研究乒乓球的旋转效应时，球的大小是不能忽略的，不能看作质点，故C错误；研究空中做翻滚动作的跳伞运动员时，运动员的大小不能忽略，不能看作质点，故D错误．]
5．一位学生在作文中写到，“红日从东方冉冉升起，我坐在奔驰的火车里，静靠在椅背上，欣赏着窗外的景物，只见路旁的树木急速地向后退去……”则下列几种运动形式所对应的参考系分别是：
①“升起”________　②“奔驰”________
③“静靠”________　④“后退”________
解析：以地球为参考系，我们每天观察到太阳东升西落；火车奔驰是相对地面而言的；静靠椅背，看到火车外的树木后退这是以火车为参考系的．
答案：地球　地面　火车　火车

考点检测
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分)
1．下列关于质点的说法正确的是(　　)
A．球体类的物体才能用质点来代替
B．很小的物体可以用质点来代替
C．无论大物体还是小物体，在运动快的时候可以看作质点，运动慢的时候不能看作质点
D．质点是用来代替物体的有质量、没有大小的点
D　[质点是用来代替物体的有质量但没有大小的点，选项D正确；一个物体能否看成质点，跟它体积的大小、质量的多少以及运动速度的快慢等因素均无关，只取决于物体自身体积的大小、形状对所研究的问题有无影响，有多大的影响，若没有影响或影响很小，则该物体可以视为质点，反之则不能，选项A、B、C均错误．]
2．如图是用同一曝光时间拍摄自行车运动的一组照片．通过照片，我们可以判断自行车运动最快的是下列图中的(　　)

D　[观察可以发现照片是以楼房为背景拍下的，同一曝光时间内运动越快的人越模糊．]
3．下列几种奥运比赛项目中的研究对象可被视为质点的是(　　)
A．跆拳道比赛中研究运动员的动作时
B．乒乓球比赛中研究乒乓球旋转对飞行的影响时
C．铅球比赛中研究铅球被抛出后在空中的飞行时间时
D．在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时
C　[跆拳道比赛中研究运动员的动作时，要看动作，不能被看成质点，故选项A错误；乒乓球比赛中研究乒乓球旋转对飞行的影响时，乒乓球的形状和大小不能忽略，不能被看成质点，故选项B错误；研究铅球被抛出后在空中的飞行时间时，铅球的大小和形状可以忽略，能被看成质点，故选项C正确；在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时，支撑竿各点的运动情况不同，不能被看成质点，故选项D错误．]
4．中国是掌握空中加油技术的少数国家之一，如图是我国自行研制的第三代战斗机“歼­10”在空中加油的情景，以下列哪个物体为参考系，可以认为加油机是运动的(　　)

A．“歼­10”战斗机
B．地面上的房屋
C．加油机中的飞行员
D．“歼­10”战斗机里的飞行员
B　[加油机相对于“歼­10”战斗机位置不变，以“歼­10”战斗机为参考系，加油机是静止的，故A错误；加油机相对于地面上的房屋位置不断变化，以地面上的房屋为参考系，加油机是运动的，故B正确；加油机相对于加油机中的飞行员位置不变，以加油机中的飞行员为参考系，加油机是静止的，故C错误；以“歼­10”战斗机里的飞行员为参考系，加油机相对于“歼­10”战斗机里的飞行员位置不变，加油机是静止的，故D错误．]
5．“坐在火车里的人看到窗外相邻轨道上的另一火车启动了，此时他感到自己坐的火车在后退，实际上，他坐的火车并没有动．”这句话的描述中，所选择的参考系有几个(　　)
A．1个　　　　　 B．2个
C．3个 D．4个
C　[“坐在火车里的人看到窗外相邻轨道上的另一火车启动了”，另一火车在动是以他自己所乘火车为参考系；“他感到自己坐的火车在后退”是以另一火车为参考系；“他坐的火车并没有动”是以地面为参考系．故该题中描述的运动所选的参考系有3个，C对．]
6．(多选)如图是某次日全食时的美妙景象，那么下列说法正确的是(　　)

A．在观测日全食时可将月球看成质点
B．在观测日全食时不能将月球看成质点
C．月球绕地球转动，这是以太阳为参考系来描述的
D．月球绕地球转动，这是以地球为参考系来描述的
BD　[在物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计的情况下，可以把物体看成质点，所以在观测日全食时不能将月球看成质点，选项A错误，选项B正确；月球绕地球运动，是以地球为参考系来描述的，选项C错误，选项D正确．]
7．关于质点，下列说法正确的是(　　)
A．评委为体操运动员刘璇的“跳马”动作评分，可将刘璇看作质点
B．质点是一个理想化模型，但现实中是存在的
C．物理学中的“质点”跟几何学中的“点”没有区别
D．如果物体的大小和形状在研究的问题中属于无关的或次要的因素，就可以把物体看作质点
D　[当物体的形状、大小对我们所研究的问题影响不大，或者可以忽略时，可以把物体看作一个有质量的点，选项D正确；评委需要根据体操运动员的动作情况打分，所以不能把运动员看作质点，选项A错误；质点是理想化的模型，现实中是不存在的，选项B错误；几何中的点没有质量，而质点是一个有质量的点，选项C错误．]
8．(多选)热气球运动起源于18世纪的法国，随着球皮材料和致热燃料的普及，热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目．在一次观光游览中，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，丙匀速下降，且v丙>v甲
C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升
D．以上说法均不对
AC　[楼房和地面相当于同一参考系，所以，甲是匀速下降．乙看到甲匀速上升，说明乙也是匀速下降，且v乙>v甲．
甲看到丙匀速上升，有三种可能：丙静止；丙匀速上升；丙匀速下降，且v丙<v甲．
丙看到乙匀速下降，也有三种可能：丙静止；丙匀速上升；丙匀速下降，且v丙<v乙．
综上所述，A、C正确．]