物理1 质点 参考系学案设计

第一章运动的描述 第一节：质点 参考系

【学习目标】

1. 能够理解理想模型的概念
2. 能够辨别出质点和非质点
3. 根据参考系描述运动

【学习重点】

1. 辨别质点和非质点
2. 根据参考系描述运动

【学习难点】

无

【新授内容】

知识点一：质点

1.质点的概念：在某些情况下，可以忽略物体的大小，形状长度，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点，例如太平洋上的邮轮，行驶在公路上的汽车。

2.理想化模型：现实生活中不存在，为了研究物理问题而提出的理想化的模型（现实中不存在）

3.特殊情况：

①火车过桥：100米的火车过500米的桥不能当作质点；火车从上海开向北京可以看作质点

②地球自转和公转：研究地球自转时地球不能当作质点；研究地球公转时地球可以当作质点

③骑着自行车回家：没有描述距离时，默认距离很远，可以当作质点

④平动的物体可以当作质点：当一个物体上所有的点运动方向相同时，这个物体就在做平动

【例题1】下列说法正确的是（　　）

A．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车不可看作质点

B．研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球的旋转时，能把乒乓球看作质点

C．研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，不可将汽车看做质点

D．运动中的地球不能看作质点，而原子核可以看作质点

【答案】A

【详解】A．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车的大小和形状不能忽略，不能看成质点， A正确；

B．虽然孔令辉打出的乒乓球比较小，但打出的乒乓球的旋转，乒乓球大小和形状不能忽略，不能看作质点，B错误；

C．研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，汽车的大小和形状对问题研究没有影响，可将汽车看做质点，C错误。

D．运动中的地球，如果研究地球绕太阳公转，就能把地球看做质点，而对于原子核，如果是研究原子核的结构，就不可以看做质点，D错误。

故选A。

【例题2】下列说法正确的是（　　）

A．研究足球运动员如何才能踢出“香蕉球”时，可以把足球看作质点

B．研究火车经过电线杆所用的时间，可以把火车看作质点

C．研究运动员参加200m比赛时的平均速度，可以将运动员看成质点

D．研究体操运动员在平衡木上做整套动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同

【答案】C

【详解】A．研究足球运动员如何才能踢出“香蕉球”时，足球的大小不能忽略，不可以把足球看作质点，选项A错误；

B．研究火车经过电线杆所用的时间，火车的大小不能忽略，不可以把火车看作质点，选项B错误；

C．研究运动员参加200m比赛时的平均速度，运动员的大小可忽略不计，可以将运动员看成质点，选项C正确；

D．研究体操运动员在平衡木上做整套动作时，运动员身体各部分的速度不一定是相同的，选项D错误。

故选C。

知识点二：参考系

1. 参考系：为了描述物体的运动而选择参照物（可以简单理解成参考系，不用多作介绍）

【例题3】在某次飞行表演中，直升机排列并保持如图所示字样的编队，从观众席上空整齐飞过。甲、乙分别是编队中的两架直升机，则（　　）

A．以甲为参考系，乙是运动的

B．以乙为参考系，甲是运动的

C．以乙为参考系，编队中所有直升机都是静止的

D．以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的

【答案】C

【详解】A．以甲为参考系，乙是静止的，选项A错误；

B．以乙为参考系，甲是静止的，选项B错误；

C．以乙为参考系，编队中所有直升机都是静止的，选项C正确；

D．以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是运动的，选项D错误。

故选C。

【例题4】语文诗句中往往蕴含了丰富的物理知识，在“中国诗词大会”中某选手在比赛中说出了下列诗句，其中描绘的情景中，含有以流水为参考系的是（　　）

A．白日依山尽，黄河入海流

B．飞流直下三千尺，疑是银河落九天

C．人在桥上走，桥流水不流

D．孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流

【答案】C

【详解】A．“白日依山尽，黄河入海流”，这是以河岸为参照物的，选项A错误；

B．“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”，这是以高山为参照物的，选项B错误；

C．“人在桥上走，桥流水不流”，这是以流水为参照物的，选项C正确；

D．“孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流”，这是以江岸为参照物的，选项D错误。

故选C。

【例题5】一位坐在火车A内的乘客观察窗外，发现临窗另一列火车B正向西移动，又看到另一侧窗外的树木也向西移动，若以地面为参考系，则“火车A”和“火车B”的运动情况不可能的是（　　）

A．火车A向东，火车B静止

B．火车A向东，火车B向西

C．火车A向西，火车B向西

D．火车A向东，火车B向东

【训练检测】

1．关于质点，下列各说法中正确的是（　　）

A．质点一定代表一个小球

B．质量很大的物体可能用质点表示

C．质量很大的物体不能用质点表示

D．无论大物体还是小物体，在机械运动中一律看做质点

【答案】B

【详解】A．质点是用来代替物体的有质量的点，不一定是小球，故A错误；

BC．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，可把物体看作质点，与物体的体积和质量大小无关，例如地球很大，但在研究地球公转时，其大小和形状可以忽略，就能看成质点，故B正确，C错误；

D．只有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，物体才可以看作质点，故D错误。

故选B。

2．在研究下列物体的运动时，不能把物体视为质点的是（    ）

A．研究从斜面上滑下的小木块 B．研究芭蕾舞演员的表演

C．研究人造地球卫星绕地球的运转周期 D．研究远洋航行中轮船的轨迹

【答案】B

【详解】A．研究从斜面上滑下的小木块，小木块的形状和大小对研究的问题来说占次要因素，所以可以把木块看成质点，A错误；

B．研究芭蕾舞演员的表演，演员的动作不可忽略，所以不可以看成质点，B正确；

C．研究人造地球卫星绕地球的运转周期，人造地球卫星的形状和大小对研究的问题来说占次要因素，可以忽略，所以可以看成质点，C错误；

D．研究远洋航行中轮船的轨迹，轮船的形状和大小对研究的问题来说占次要因素，可以忽略，所以可以看成质点，D错误。

故选B。

3．下列说法正确的是（　　）

A．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车不可看作质点

B．研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球的旋转时，能把乒乓球看作质点

C．研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，不可将汽车看做质点

D．运动中的地球不能看作质点，而原子核可以看作质点

【答案】A

【详解】A．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车的大小和形状不能忽略，不能看成质点， A正确；

B．虽然孔令辉打出的乒乓球比较小，但打出的乒乓球的旋转，乒乓球大小和形状不能忽略，不能看作质点，B错误；

C．研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，汽车的大小和形状对问题研究没有影响，可将汽车看做质点，C错误。

D．运动中的地球，如果研究地球绕太阳公转，就能把地球看做质点，而对于原子核，如果是研究原子核的结构，就不可以看做质点，D错误。

故选A。

4．下列说法正确的是（　　）

A．研究足球运动员如何才能踢出“香蕉球”时，可以把足球看作质点

B．研究火车经过电线杆所用的时间，可以把火车看作质点

C．研究运动员参加200m比赛时的平均速度，可以将运动员看成质点

D．研究体操运动员在平衡木上做整套动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同

【答案】C

【详解】A．研究足球运动员如何才能踢出“香蕉球”时，足球的大小不能忽略，不可以把足球看作质点，选项A错误；

B．研究火车经过电线杆所用的时间，火车的大小不能忽略，不可以把火车看作质点，选项B错误；

C．研究运动员参加200m比赛时的平均速度，运动员的大小可忽略不计，可以将运动员看成质点，选项C正确；

D．研究体操运动员在平衡木上做整套动作时，运动员身体各部分的速度不一定是相同的，选项D错误。

故选C。

5．当地时间2022年7月12日，美国国家航空航天局（NASA）正式公布了詹姆斯·韦伯空间望远镜拍摄的一批全彩色照片。如图所示是史蒂芬五重星系，它是一个由4个星系组成的星系群，距离地球约3亿光年。照片中还包含着银河系内恒星，更小星点是在上百亿光年外的星系。查阅信息知太阳到银河系中心的距离约为2.6万光年。下列说法正确的是（　　）

A．恒星很大，任何情况下都不能把恒星视为质点

B．在研究太阳系绕银河系中心运动时，可以将太阳系视为质点

C．在研究星系的内部结构时，可以把星系视为质点

D．在研究史蒂芬五重星系的内部结构时，可以将其视为质点

【答案】B

【详解】A．能不能看作质点，关键看所研究的问题与物体的大小、形状、体积有没有关系及影响程度，若有关系就不能看作质点，若没有关系就可以看着质点，所以要具体问题具体分析，恒星在某些情况下也可以看成质点，故A错误；

B．在研究太阳系绕银河系中心运动时，太阳系的大小可以忽略不计，可以将太阳系视为质点，故B正确；

C．在研究星系的内部结构时，星系的大小、体积、形状等在研究内部结构时是不能忽略的，所以不可以把星系视为质点，故C错误；

D．在研究史蒂芬五重星系的内部结构时，星系的大小、体积、形状等在研究内部结构时是不能忽略的，所以不可以将其视为质点，故D错误。

故选B。

6．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．研究机械运动时，参考系必须选择地面

C．“明月松间照，清泉石上流”，是以山石为参考系的

D．同一物体的运动，选不同的参考系描述，其结果一定不同

【答案】C

【详解】A．质点是用来代替物体的有质量的点，与几何中的点不一样，当物体的大小体积对所研究的问题是没有影响时，物体就可以看成质点，选项A错误；

B．研究机械运动时可以选择任意的物体为参考系，B错误；

C．“明月松间照，清泉石上流”中研究对象是“清泉”，是以山石为参考系，故C正确；

D．同一物体的运动，相对不同的参考系，其观察结果可能不同，故D错误。

故选C。

7．虽然自然界的一切物体都处于永远的运动中，但认识了运动描述和参考系的关系，才能更好的理解运动描述的相对性。宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春天出游时，在船上曾经作了一首诗，诗中非常艺术性的表达了他对运动描述和参考系选取问题的理解，下列有关说法正确的是（　　）

A．诗句“百里榆堤半日风”中关于“榆堤”运动情况的描述，是以远处山峰为参考系的

B．诗句“百里榆堤半日风”中关于“榆堤”运动的描述，是以河岸为参考系的

C．诗句“不知云与我俱东”中关于“云与我”运动情况的描述，是以小船为参考系的

D．诗句“不知云与我俱东”中关于“云与我”运动情况的描述，是以河岸为参考系的

【答案】D

【详解】AB．诗句“百里榆堤半日风”中关于“榆堤”运动情况的描述，是以诗人所在的小船为参考系的，故AB错误；

CD．“云与我”相对于河岸位置发生变化，所以诗句“不知云与我俱东”中关于“云与我”运动情况的描述，是以河岸为参考系的，故C错误，D正确。

故选D。

8．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（　　）

A．选地球为参考系，“天和”是静止的

B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的

C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的

D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的

【答案】C

【详解】AB．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨绕地球做圆周运动，选地球为参考系，二者都是运动的，AB错误；

CD．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，二者相对静止，C正确，D错误。

故选C。

9．一只蜂鸟和汽车在平直公路上以相同的速度并列运动。如果这只蜂鸟的眼睛盯着汽车车轮边缘上某一点，那么它看到的这一点的运动轨迹是下列四幅图中的（　　）

A． B．

C． D．

【答案】C

【详解】汽车与蜂鸟相对静止，车轮边缘上某点相对汽车做匀速圆周运动。因此相对蜂鸟也做匀速圆周运动。

故选C。

10．如图所示是高空飞行的加油机正在给战斗机加油的情景，则（　　）

A．以甲战斗机为参照物，乙战斗机是静止的

B．以乙战斗机为参照物，加油机是运动的

C．以加油机为参照物，甲战斗机是运动的

D．以地面为参照物，加油机是静止的

【答案】A

【详解】ABC．加油机正在给战斗机加油，所以加油机和战斗机的飞行速度和方向相同，因此以甲、乙、丙飞机无论以谁为参照物其余两个都是静止的，故A正确，BC错误；

D．选地面为参照物，加油机是运动的，故D错误。

故选A。

11．热气球运动起源于18世纪的法国，现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，；丙停在空中

B．甲、丙匀速下降，；乙匀速上升

C．甲、乙匀速下降，；丙匀速下降，且

D．甲、乙匀速下降，；丙匀速下降，且

【答案】A

【详解】BD．甲看到楼房匀速上升，说明甲相对地面匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙相对地面也匀速向下运动，且，故B、D错误；

AC．甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，说明丙可能静止，可能匀速上升，可能匀速向下运动且，故C错误，A正确。

故选A。

12．如图所示为飞行员（丙）在跳伞训练，飞机驾驶员（甲）和地面指挥员（乙）在观察了丙的运动后，发生了争论。关于甲、乙争论的内容，下列说法正确的是（　　）

A．甲选取了地面为参考系 B．乙选取了飞机为参考系

C．两人的说法中必有一个是错误的 D．两人选取参考系不同导致观察结果不同

【答案】D

【详解】甲、乙两人的说法分别是以飞机和地面作为参考系研究运动的，说法都是正确的。他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的，故ABC错误，D正确。

故选D。

（多选）13．如图所示，甲、乙、丙3人乘不同的热气球，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、丙的运动可能是（　　）

A．甲、乙匀速下降，且，丙停在空中

B．甲、乙匀速下降，且，丙匀速上升

C．甲、乙匀速下降，且，丙匀速下降且

D．甲、乙匀速下降，且，丙匀速下降且

【答案】ABD

【详解】A B．甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地匀速下降。乙看到甲匀速上升，说明乙匀速下降，而且 ，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，丙可能停在空中，也可能匀速上升，故AB正确；

CD．甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，丙可能匀速下降，且 ，故C错误，D正确。

故选ABD。