考点01 质点、参考系（解析版）—高中物理

这是一份考点01 质点、参考系（解析版）—高中物理，共10页。

物体和质点、参考系
一、物体和质点
1．定义：忽略物体的大小和形状，把物体简化为一个具有质量的点．
2．物体看作质点的条件：一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的．当物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略时，可把物体看作质点．
3．理想化模型：在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法．质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用．
二、参考系
1．运动与静止
(1)自然界的一切物体都处于永恒的运动中，运动是绝对的．
(2)描述某个物体的位置随时间的变化，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的相对性．
2．参考系：要描述一个物体的运动，首先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．
3．参考系的选择是任意(填“任意”或“唯一”)的．
4．选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，其结果往往会有所不同(填“会有所不同”或“一定相同”)．
对质点、参考系的理解
(1)质点是用来代替物体的有质量的点，只占有位置而不占有空间，具有被代替物体的全部质量．
(2)质点是一种理想化模型，它是对实际物体的一种科学抽象．
2．物体能看成质点的条件
(1)物体的大小和形状对所研究的问题无影响，或者有影响但可以忽略不计，则可将物体看成质点．
(2)当物体上各部分的运动情况完全相同时，物体上任何一点的运动情况都能反映该物体的更多课件 教案 视频 等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 运动，一般可看成质点．
(3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体看成质点．
3．对理想化模型的理解
理想化模型是为了研究问题的方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在．
4．选取参考系的意义：静止是相对的，运动是绝对的．要描述一个物体的运动，首先必须选定参考系，之后才能确定物体的位置、研究物体的运动．对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果往往不同．
5．参考系的选取原则
(1)参考系的选取可以是任意的，但在实际问题中，参考系的选取应以使研究问题尽可能方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．例如研究火车的运动时，一般选取地面或相对于地面静止的物体(如站台)作为参考系；研究火车上物体的运动时，一般选取火车作为参考系．
(2)在比较不同物体的运动时，应选择同一参考系．
物理学研究方法——建立理想化物理模型
1．“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或方便研究而进行的一种科学抽象，实际上并不存在．
2．在“理想化模型”的抽象过程中，应以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素，从而建立理想化物理模型．
典例1(2021·浙江6月选考)用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是( )
A．研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点
B．研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点
C．研究丙图中飞翔的鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点
D．研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点
答案 A
解析 研究题图甲中猫在地板上行走的速度时，猫的大小可忽略不计，可将视为质点，选项A正确；研究题图乙中水珠形状形成的原因时，旋转球的大小和形状不能忽略，旋转球不能视为质点，选项B错误；研究题图丙中飞翔的鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿的大小和形状不能忽略，不能将鸟儿视为质点，选项C错误；研究题图丁中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马的大小和形状不能忽略不计，不能把马视为质点，选项D错误．
典例2(多选)自然界一切物体都处于永恒的运动中，要描述一个物体的运动，首先要选定参考系，下列关于参考系的选取正确的是( )
A．“一江春水向东流”说的是水相对于岸(或地面)的运动
B．“月亮在云中穿行”说的是月亮相对云的运动
C．“太阳东升西落”说的是太阳相对地球的运动
D．“桥流水不流”说的是水相对于桥的运动
答案 ABC
解析 “一江春水向东流”选取的参考系是河岸，说的是水相对于岸(或地面)的运动，选项A正确；“月亮在云中穿行”选取的参考系是云，说的是月亮相对云的运动，选项B正确；“太阳东升西落”说的是太阳相对地球的运动，选项C正确；“桥流水不流”选取的参考系是水，说的是桥相对于水的运动，选项D错误．
1．(2022·长安·期中)关于质点的概念，下列说法正确的是( )
A．旋转的物体，肯定不能看成质点
B．只要物体运动得不是很快，就一定可以把物体看成质点
C．只有质量很小的物体才可以看成质点
D．质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点
答案 D
解析 质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点，当物体的大小和形状对于所研究的问题可以忽略时，物体就可以看成质点，故A、B、C错误，D正确．
2.(2022·杭州·期中)航空工业正式推出新版民用初教6飞机(如图所示)．下列情况可以把它看作质点的是( )
A．研究升级综合航电系统时
B．研究倒飞、全筋斗特技动作时
C．研究飞机运动的轨迹时
D．研究收放起落架时
答案 C
解析 研究升级综合航电系统时，研究倒飞、全筋斗特技动作时，研究收放起落架时，均不能忽略飞机的大小和形状，不能看作质点，故A、B、D错误；研究飞机运动的轨迹时，可忽略飞机的大小和形状，可看作质点，故C正确．
3．下面是东京奥运会的精彩瞬间，下列说法正确的是( )
A．甲图中研究苏炳添的冲线动作时，可以将他看作质点
B．乙图中研究全红婵跳水时空中旋转动作时，可以将她看作质点
C．丙图为刘诗颖投掷标枪，研究标枪落地瞬间的方向时，可以将标枪看作质点
D．丁图为巩立姣投掷铅球，研究铅球空中飞行的轨迹时，可以将铅球看作质点
答案 D
解析 当物体的大小和形状在所研究的问题中可以忽略时，物体可以看作质点．题图甲中研究苏炳添的冲线动作时、题图乙中研究全红婵跳水时空中旋转动作时，研究的是动作，所以不能看作质点，故A、B错误；题图丙为刘诗颖投掷标枪，研究标枪落地瞬间的方向时，不能忽略其大小和形状，不能将其看作质点，故C错误；题图丁为巩立姣投掷铅球，研究铅球空中飞行的轨迹时，铅球大小和形状在所研究的问题中可以忽略，可以将铅球看作质点，故D正确．
4．(2022·高邮市·期中)以下关于质点的说法正确的是( )
A．裁判员为正在参加吊环比赛的运动员评分时，可以把运动员看成质点
B．研究“天问一号”着陆巡视器登陆火星的姿态时，不能把“天问一号”看成质点
C．一山路转弯处较狭窄，司机判断汽车是否能安全通过，可以把汽车看成一个质点
D．研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论什么情况下，自行车都不能被看成质点
答案 B
解析 裁判员为正在参加吊环比赛的运动员评分时，不可以把运动员看成质点，否则就没有运动员的动作可言了，A错误；研究“天问一号”着陆巡视器登陆火星的姿态时，其大小和形状都不能忽略，不能把“天问一号”看成质点，B正确；一山路转弯处较狭窄，司机判断汽车是否能安全通过，汽车的大小不能忽略，不可以把汽车看成一个质点，C错误；当研究自行车骑行几百米甚至几千米的时间时，自行车就可以看成质点，D错误．
5.观察图所示四幅图，对图中各运动物体的描述正确的是( )
A．图①中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点
B．图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点
C．图③中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点
D．图④中研究子弹射穿苹果的时间时可将子弹看成质点
答案 B
解析 在研究篮球的运动路径以及地球绕太阳公转时，篮球和地球的大小、形状可以忽略，可以将它们看成质点；观众在欣赏体操表演以及研究子弹射穿苹果的时间时，运动员和子弹的大小、形状不能被忽略，不能将它们看成质点，综上所述应选择B.
6.(2022·邯郸市高一期末)2021年10月16日我国长征二号F遥十三火箭将神舟十三号载人飞船精准送入预定轨道．并与天和核心舱实施自主快速径向交会对接．如图所示，为最终实现在2022年前后完成载人空间站的全部建设奠定了基础．根据以上信息，下列说法正确的是( )
A．神舟十三号飞船在与天和核心舱对接的过程，可将它们视为质点
B．对接成功后，以空间站为参考系，神舟十三号飞船是运动的
C．对接成功后，以地球为参考系，整个空间站是静止的
D．研究空间站绕地球飞行的时间时，可将空间站视为质点
答案 D
解析 神舟十三号飞船在与天和核心舱对接的过程中，二者的大小、形状以及各部分的运动差异均不能忽略，所以不能将它们视为质点，研究空间站绕地球飞行的时间时，空间站的大小、形状以及各部分的运动差异均可以忽略，可将空间站视为质点，故A错误，D正确；对接成功后，以空间站为参考系，神舟十三号飞船是静止的，以地球为参考系，整个空间站是运动的，故B、C错误．
7.下列关于物体是否可以看成质点的说法，正确的是( )
A．研究蜜蜂飞行过程中翅膀的振动特点时，蜜蜂可以看成质点
B．研究直升机飞行时其螺旋桨的转动情况时，直升机可以看成质点
C．观察航空母舰上的舰载飞机起飞时，可以把航空母舰看成质点
D．在作战地图上确定航空母舰的准确位置时，可以把航空母舰看成质点
答案 D
解析 研究蜜蜂飞行过程中翅膀的振动特点时，不能忽略其大小和形状，故不能将其看成质点，选项A错误；研究直升机飞行时其螺旋桨的转动情况时，直升机的大小和形状不能忽略，故不能将其看成质点，选项B错误；观察航空母舰上的舰载飞机起飞时，航空母舰的大小和形状不能忽略，故不能将其看成质点，选项C错误；在作战地图上确定航空母舰的准确位置时，航空母舰的大小和形状可以忽略不计，故可以把航空母舰看成质点，选项D正确．
8．从波兰中部城市罗兹往返四川成都的直达火车线路“蓉欧快铁”开通于2013年，全长9 826公里，行车时间约13天，比历时40至50天的海路运输快许多，关于“蓉欧快铁”，下列说法正确的是( )
A．班列长度太长，质量太大，任何时候都不能看成质点
B．研究“蓉欧快铁”线路上的班列行程时，可以将班列看成质点
C．分析班列通过阿拉山口的时间时，可以将班列看成质点
D．只要班列处于运动状态，就可以看成质点
答案 B
解析 研究“蓉欧快铁”线路上的班列行程时，班列的大小能够忽略，可以看成质点，故B正确，A错误；分析班列通过阿拉山口的时间时，班列的大小不能忽略，不能看成质点，故C错误；班列能否看成质点与是否运动无关，故D错误．
9.如图所示，有两架歼－20隐形战斗机正在演习驱逐侵犯我国领空的敌机．我方飞机甲先是发出无线电警告，后近距离同步(与敌机速度相同)威慑驱赶敌机，我方飞机乙全程变距监控，预防意外．飞机甲驱赶敌机过程中，下列说法正确的是( )
A．以静止的云为参照物，三架飞机都静止
B．以飞机甲为参照物，敌机静止
C．以飞机乙为参照物，敌机静止
D．以敌机为参照物，我方飞机均静止
答案 B
解析 飞机甲与敌机速度相同，以飞机甲为参照物，敌机静止，故B正确；飞机乙全程变距监控，所以以飞机乙为参照物，敌机是运动的，同理，以敌机为参照物，飞机乙是运动的，以静止的云为参照物，三架飞机均不静止，故A、C、D错误．
10.如图所示，乘坐索道缆车除了可以观赏怡人的风景，还能感受悬挂在高空的刺激感．对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说，以下说法正确的是( )
A．以自己为参考系，坐在同一缆车里的人是运动的
B．以对面的山为参考系，自己静止不动
C．以自己为参考系，看到对面的山迎面而来
D．以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的绿树在向前运动
答案 C
解析 以自己为参考系，坐在同一缆车里的人相对于自己的位置没有发生变化，是静止的，对面的山相对自己来说距离逐渐变小，看到对面的山迎面而来，故A错误，C正确；以对面的山为参考系，则山不动，自己相对于对面的山位置发生了变化，自己是运动的，故B错误；以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的绿树在向后运动，故D错误．
11.下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是( )
A．诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的
B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的
C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的
D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的
答案 C
解析 A项是以静止的地面为参考系；B项是以观众为参考系；C项是以“万重山”为参考系；D项是以地面或相对地面静止的物体(如旗杆)为参考系；故C正确．
12.(2022·广州市·高一期末)如图所示是特技跳伞运动员的空中造型图．当运动员保持该造型向下落时，其中一名运动员A俯视大地时，看到大地迎面而来．下列说法正确的是( )
A．若运动员A以对面的运动员为参考系，他是运动的
B．若运动员A以旁边的运动员为参考系，地面是静止的
C．当他俯视大地时，看到大地迎面而来，是以大地为参考系的
D．以大地为参考系，运动员是运动的
答案 D
解析 若运动员A以对面的运动员为参考系，他是静止的，以旁边的运动员为参考系，地面是运动的，故A、B错误；当运动员A俯视大地时，看到大地迎面而来，是以他自己为参考系，故C错误；以大地为参考系，运动员是运动的，故D正确．
13.如图，飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动状况的争论，下列说法正确的是( )
A．甲、乙两人的说法中必有一个是错误的
B．他们的争论是由参考系的选择不同引起的
C．研究物体的运动时不一定要选择参考系
D．参考系只能选择相对于地面静止的物体
答案 B
解析 甲、乙两人的说法分别是以飞机和地面作为参考系，说法都是正确的．他们的争论是由选择的参考系不同引起的，故A错误，B正确；研究物体的运动时一定要选择参考系，否则物体的运动性质无法确定，故C错误；参考系的选择可以是任意的，一般情况下我们选择相对于地面静止的物体为参考系，故D错误．
14．我国是掌握空中加油技术的少数国家之一，我国自行研制的第三代战斗机“歼－10”可以在空中加油，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”战斗机中的飞行员
答案 B
解析 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；加油机相对于“歼－10”战斗机中的飞行员位置不变，以“歼－10”战斗机中的飞行员为参考系，加油机是静止的，故D错误．
15.2021年9月17日，搭载着3名航天员的“神舟十二号”载人飞船返回舱在轨三个月后成功着陆，标志着我国空间站运营常态化的开始，也意味着我国是当今世界上唯一拥有独立建设空间站能力的国家．在下列情况中，可将飞船或核心舱看作质点的是( )
A．确定飞船离地球的高度时
B．飞船飞行过程中调整姿态时
C．飞船与“天和”核心舱进行对接时
D．航天员给同学们介绍“天和”核心舱内部情况时
答案 A
解析 由于飞船离地球高度远大于飞船本身大小，故在确定飞船离地球的高度时，可将飞船看作质点，A正确；在飞船飞行过程中调整姿态时，飞船与“天和”核心舱进行对接时及航天员给同学们介绍“天和”核心舱内部情况时，飞船或核心舱的大小、形状和姿态对所研究的问题有影响，这些情况下不能看作质点，B、C、D错误．
16．一只猴子抓在细棒上，细棒由绳子悬挂于天花板上，现使悬挂细棒的绳子断开，猴子和细棒一起向下运动，甲说此棒是静止的，乙说猴子是向下运动的，甲、乙两人所选的参考系分别是( )
A．甲选的参考系是地球，乙选的参考系也是地球
B．甲选的参考系是地球，乙选的参考系是猴子
C．甲选的参考系是猴子，乙选的参考系是地球
D．甲选的参考系是地球，乙选的参考系是自身
答案 C
解析 绳子断开后，以猴子为参考系细棒是静止的，猴子向下运动是以地面为参考系，也就是以地球为参考系，A、B、D错误，C正确．
17.火炬传递是各种重大体育赛事的重要环节．在某次运动会火炬传递中，观察到同一地点的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰如图所示．关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法中正确的是( )
A．甲、乙两火炬手一定都在向右运动
B．甲、乙两火炬手一定都在向左运动
C．甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动
D．甲火炬手可能静止，乙火炬手一定向左运动
答案 D
解析 根据旗帜的飘动情况可以判断风向左吹．乙火炬手所传递的圣火火焰向右飘，表明乙火炬手一定相对于旗杆向左运动，且运动速度比风速大；甲火炬手所传递的圣火火焰向左飘，所以甲火炬手可能相对于旗杆静止，也可能向右运动，还可能向左运动但甲火炬手的运动速度比风速小，选项D正确．
18.(2022·重庆·期中)太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象．但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象．要看到这一现象需满足的条件是( )
A．时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
B．时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大
C．时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
D．时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大
答案 C
解析 地球自西向东自转，我们以地球为参考系，看到太阳东升西落，即以地球为参考系，太阳绕着地球自东向西转．若飞机的速度比太阳自东向西转的速度大，则飞机上的人(以飞机为参考系)看到太阳相对于飞机自西向东运动，即看到太阳从西边升起．可知若要看到太阳从西边升起的效果，则需要飞机傍晚时以较快的速度自东向西飞，故C正确．