高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系导学案及答案

第1节 质点 参考系

一、物体和质点

1．质点：可以忽略物体的大小和形状，简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。

2．物体能否看成质点的判断方法：

（1）物体能否看做质点并非以体积的大小为依据，体积大的物体有时也可看成质点，体积小的物体有时不能看成质点。同一物体，有时可看成质点，有时不能。

（2）当研究物体旋转或者具体动作时，一般不把物体看成质点。

3．理想化模型：在物理学中，质点为一理想化“物理模型”。质点并不是质量很小的点，它不同于几何图形中的“点”。

【例1】关于质点，下列说法正确的是（     ）

A．研究自行车车轮的转动时，可以把车轮看成质点

B．研究地球自转时，可以把地球看成质点

C．测算列车从弥勒到昆明的运行时间时，可以把火车看成质点

D．研究体操运动员的动作时，可以把运动员看成质点

【答案】C

【详解】A．研究自行车车轮的转动时，不可以把车轮看成质点，否则无法观察车轮转动情况，A错误；

B．研究地球自转时，不可以把地球看成质点，否则无法观察地球转动情况，B错误；

C．测算列车从弥勒到昆明的运行时间时，火车的长度远小于路程，故可以把火车看成质点，C正确；

D．研究体操运动员的动作时，不可以把运动员看成质点，否则无法分辨运动员的动作，D错误。故选C。

【针对训练1】2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在北京国家体育场“鸟巢”开幕。如图所示为冬奥会中的四个比赛项目，下列研究的问题中可把运动员视为质点的是（　　）

A．研究U型池技巧运动员的空中转体 B．研究花样滑冰运动员的艺术表现

C．研究短道速滑运动员的入弯道技术 D．研究雪橇运动员的运动快慢

【答案】D

【详解】A．研究U型池技巧运动员的空中转体，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，A错误；

B．研究花样滑冰运动员的艺术表现，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，B错误；

C．研究短道速滑运动员的入弯道技术，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，C错误；

D．研究雪橇运动员的运动快慢，运动员的大小、形状可以忽略不计，运动员可以看成质点，D正确。

故选D。

二、参考系

1定义：要描述一个物体的运动，要选定某个其他物体作为参考，这种用来作为参考的物体叫作参考系。

2.参考系的四个特性

3.参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。

【例2】如图，国庆70周年阅兵仪式上，坦克方队等速整齐驶过天安门观礼台。车上某士官认为自己处于静止状态，则他选择的参考系是（　　）

A．天安门城楼

B．天安门广场上的旗杆

C．广场上飞翔的鸽子

D．方队中邻近的坦克车

【答案】D

【详解】车上某士官相对天安门城楼、天安门广场上的旗杆和广场上飞翔的鸽子都是运动的，相对方队中邻近的坦克车是静止的，所以他选择的参考系是方队中邻近的坦克车。故选D。

【针对训练2】如图所示是特技跳伞运动员的空中造型图。在保持该造型下落过程中，其中一运动员看到大地迎面而来，他选择的参考系一定不是（　　）

A．他自己 B．对面的运动员 C．身旁的运动员 D．大地

【答案】D

【详解】运动员以他自己或对面、身旁的运动员为参考系，都会有大地迎面而来的现象；但如以地面为参考系，则大地静止不动。故选D。

1．关于质点，以下说法正确的是（　　）

A．质点就是很小的物体，如液滴、花粉颗粒、尘埃等

B．体积很大的物体一定不能看成质点

C．一山路转弯处较狭窄，司机下车实地勘察，判断汽车是否能安全通过，此时在司机看来，汽车是一个质点

D．研究顺水漂流的小船漂流10km所用的时间，可以把小船看成质点

【答案】D

【详解】A．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，与体积大小无关，体积很小的物体也不一定能看成质点，如研究分子的转动时分子也不能看作质点，故A错误；

B．体积很大的物体在一定的条件下也能看成质点，比如地球的公转，故B错误；

C．判断汽车是否能安全通过时，汽车的大小不能忽略，不能看成质点，故C错误；

D．顺水漂流的小船，相对于10km的距离而言，大小体积、形状可以忽略，可看作质点，D正确。故选D。

2．在下列诗句中，加着重号的字表示的物体可以看成质点的是（　　）

A．大漠孤烟直，长河落日圆

B．两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山

C．天接云涛连晓雾，星河欲转千帆舞

D．天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊

【答案】B

【详解】A．长河落日圆，描写日圆，太阳大小和形状不能忽略，故不能看做质点，故A错误；

B．两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山，轻舟的大小可以忽略不计，故可以简化为质点，故B正确；

C．星河欲转千帆舞，描写帆的动作，故不能看做质点，故C错误；

D．风吹草低见牛羊，草的大小不能忽略，故不能看做质点，故D错误。故选B。

3．2016年12月20日，我国辽宁舰航母编队首赴西太平洋海域开展远海训练。据报道，继成功解决了舰载机的阻拦索高速拦停和滑跃起飞等关键技术后，辽宁号在此次远航期间开展了全甲板放飞训练，歼-15还与空中加油机完成了加油训练，同时发射了多枚导弹。在下列研究中，能够将研究对象视为质点的是（　　）

A．研究歼-15外形对所受空气阻力的影响

B．研究歼-15进行滑跃起飞技术训练时的姿势调整

C．研究辽宁号航母在大海中运动轨迹时，航母可以看成质点

D．由于辽宁号航母“高大威武”，故任何情况下都不能看成质点

【答案】C

【详解】A．外形和大小会影响到歼-15所受空气阻力的大小，故研究歼-15外形对所受空气阻力的影响时，不能将飞机看做质点，A错误；

B．研究歼-15进行滑跃起飞技术训练时的姿势调整需要用到飞机的形状，所以不能看做质点，B错误；

CD．研究辽宁号航母在大海中运动轨迹时，其大小和形状是次要因素可以忽略，故能看做质点，C正确D错误。故选C。

4．北斗三号系统最后一颗组网卫星于2020年6月23日在西昌卫星发射中心发射，并于6月30日成功定点到工作轨位。据介绍，该卫星是北斗卫星导航系统第55颗卫星，也是北斗三号全球卫星导航系统中的地球静止轨道卫星，可以定点在赤道上空的某一点。则关于该颗卫星下列说法正确的是（　　）

A．以地面为参考系，北斗导航卫星静止

B．以太阳为参考系，北斗导航卫星静止

C．北斗导航卫星在高空相对赤道上物体一定是运动的

D．北斗导航卫星相对地面上静止的物体是运动的

【答案】A

【详解】A．地球静止轨道卫星相对于地面是静止的，故A正确；

B．以太阳为参考系，北斗导航卫星随地球一起绕太阳运动，故B错误；

C．地球静止轨道卫星相对于地面是静止的，所以相对地面上静止的物体也是静止的，故C错误；

D．根据地球同步卫星同步卫星的特点可知，在高空它相对地面是静止的，故D错误。故选A。

5．平常说的“一江春水向东流”、“地球的公转”、“钟表的时针在转动”、“太阳东升西落”等，物体运动的参考系分别为（　　）

A．江岸、太阳、钟表表盘、地球

B．江中游船、太阳、钟表表盘、地球

C．江岸、太阳、钟表表盘、月球

D．江中游船、太阳、钟表表盘、月球

【答案】A

【详解】“一江春水向东流”是水相对于江岸运动，是以江岸为参考系；

“地球的公转”是指地球绕太阳运动，是以太阳为参考系；

“钟表的时针在转动”是指时针在表盘中运动，是以表盘为参考系；

地球绕太阳运动，若以地球为参考系，则“太阳东升西落”。A正确，BCD错误。故选A。

6．在“金星凌日”的精彩天象中，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，这种天文现象称为“金星凌日”，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

【答案】CD

【详解】A．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，故A错误；

B．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”时不能将太阳看作质点，故B错误；

CD．以太阳为参考系，金星和地球都是运动的，故CD正确。故选CD。