高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系课时练习

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系课时练习，共90页。试卷主要包含了理解把物体看成质点的条件等内容，欢迎下载使用。
物理观念：质点、参考系。
1.知道什么是质点，知道质点是一种理想化模型，初步体会物理模型在探索自然规律中的作用。
2.理解把物体看成质点的条件。(难点)
3.知道什么是参考系，知道在不同的参考系中对同一运动的描述可能是不同的。
科学思维：体会建构物理模型的思维方式。
科学探究：探究质点模型、参考系的确定原则。
科学态度与责任：认识物理模型在探索自然规律中的作用，培养学生热爱自然，勇于探索的精神。
二．讲考点与题型
【考点一】物体和质点
1．质点的特点
(1)质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，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，突出问题的主要因素，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．
2．实际物体视为质点的常见情况
【例1】观察题中所示四幅图，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
【素养提升】本题考查的核心素养是物理观念，要求学生理解能将物体看成质点的基本条件。
【规律方法】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．
【变式训练1】下列几种情况下的物体，可将物体当作质点来处理的有( )
A．研究正在吊起货物的起重机的运动时
B．研究正在旋转的硬币的运动时
C．研究太空中宇宙飞船的位置时
D．研究门的运动时
【变式训练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( )
甲 乙 丙 丁
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动时
C．丙：研究太空中宇宙飞船的位置时
D．丁：研究门的运动时
【考点二】参考系
1．选取参考系的意义
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，才能确定物体的位置、研究物体的运动．
2.参考系的选取原则
(1)参考系的选取是任意的，在实际问题中，参考系的选择原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则．
(2)研究地面上物体的运动时，一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系，此时参考系可以省略不写．
(3)要比较不同物体的运动情况时，必须选择同一个参考系．
3．参考系的四性
【例2】我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
【素养提升】本题考查的核心素养是物理观念及科学思维，要求学生理解参考系的概念及选取原则。
【规律方法】判定参考系的两种方法
(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观察到的结果一致。若一致，该物体可能就是参考系。
【变式训练1】下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是( )
A．“地球的公转”是以“地球”为参考系的
B．“太阳东升西落”是以“太阳”为参考系的
C．“一江春水向东流”是以“春水”为参考系的
D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“地面”为参考系的
【变式训练2】为纪念世界反法西斯战争暨抗日战争胜利70周年，我国举行盛大的阅兵仪式，如图所示，空中编队排出“70”队形，飞过天安门观礼台上空，下列关于飞机的运动情况的说法不正确的是( )
A．地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系
B．飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系
C．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的
D．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的
三．讲知识体系
四．课堂练习
1．物理学中引入“质点”概念，从科学方法说，是属于( )
A．观察、实验的方法B．逻辑推理的方法
C．类比的方法 D．建立理想模型的方法
2．南朝梁代僧人傅大士，是中国维摩禅祖师，他有一首很著名的偈诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流．”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )
A．水 B．桥
C．人 D．河岸
3．(多选)如图所示为正在航拍的四旋翼无人飞机。下列过程中不能将无人飞机看作质点的是( )
A．调节飞机旋翼的转速
B．调整飞机在空中的姿态
C．观察飞机在空中的位置
D．调整飞机上摄像机镜头的方向
4．“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室自动交会对接成功，如图所示。这标志着我国向建成空间站的目标又往前迈进了一大步，并为最终实现在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．“神舟十一号”飞船与“天宫二号”实验室对接的过程，可将它们视为质点
B．对接成功后，以“天宫二号”为参考系，“神舟十一号”飞船是运动的
C．对接成功后，以地球为参考系，整个空间实验室是静止的
D．载人空间站建成后，研究空间站绕地球飞行的时间时，可将空间站视为质点
5．如图所示，从沿水平直线匀速飞行的飞机上落下一个物体，地面上的人看到物体是沿曲线下落的，飞机上的人看到物体是沿直线竖直下落的。关于上述观察结果所对应的参考系，下列说法正确的是( )
A．二者都以飞机为参考系
B．二者都以地面为参考系
C．地面上的人以飞机为参考系，飞机上的人以地面为参考系
D．地面上的人以地面为参考系，飞机上的人以飞机为参考系


专题1.1 质点 参考系【讲】
一．讲核心素养
物理观念：质点、参考系。
1.知道什么是质点，知道质点是一种理想化模型，初步体会物理模型在探索自然规律中的作用。
2.理解把物体看成质点的条件。(难点)
3.知道什么是参考系，知道在不同的参考系中对同一运动的描述可能是不同的。
科学思维：体会建构物理模型的思维方式。
科学探究：探究质点模型、参考系的确定原则。
科学态度与责任：认识物理模型在探索自然规律中的作用，培养学生热爱自然，勇于探索的精神。
二．讲考点与题型
【考点一】物体和质点
1．质点的特点
(1)质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是只有质量，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，突出问题的主要因素，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．
2．实际物体视为质点的常见情况
【例1】观察题中所示四幅图，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】研究投出的篮球运动路径的时候，可以将篮球看成质点，故A错误；观众欣赏体操表演时，不可以把运动员看成质点，否则无法欣赏动作，故B正确；研究地球绕太阳公转时，可以忽略地球的大小，可以看作质点，故C错误；研究子弹穿过苹果的时间时，子弹的大小不能忽略，不能把子弹看作质点，故D错误；故选B。
【素养提升】本题考查的核心素养是物理观念，要求学生理解能将物体看成质点的基本条件。
【规律方法】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．
【变式训练1】下列几种情况下的物体，可将物体当作质点来处理的有( )
A．研究正在吊起货物的起重机的运动时
B．研究正在旋转的硬币的运动时
C．研究太空中宇宙飞船的位置时
D．研究门的运动时
【答案】C
【解析】选项A、B、D中的研究对象的大小、形状被忽略后，起重机、硬币、门的运动将无法研究，故选项A、B、D中的研究对象不能被当作质点；C选项中宇宙飞船的大小、形状被忽略后，对于确定宇宙飞船的位置无影响，故选项C中的宇宙飞船可以被当作质点。
【变式训练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( )
甲 乙 丙 丁
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动时
C．丙：研究太空中宇宙飞船的位置时
D．丁：研究门的运动时
【答案】C
【解析】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．
【考点二】参考系
1．选取参考系的意义
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，才能确定物体的位置、研究物体的运动．
2.参考系的选取原则
(1)参考系的选取是任意的，在实际问题中，参考系的选择原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则．
(2)研究地面上物体的运动时，一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系，此时参考系可以省略不写．
(3)要比较不同物体的运动情况时，必须选择同一个参考系．
3．参考系的四性
【例2】我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
【思路引导】解答本题可从以下两个角度思考：(1)相对于参考系位置变化的物体是运动的，位置不变的物体是静止的；(2)本题研究的是加油机的运动情况，关键看它与所选参考系的位置是否变化，据此对各个选项逐一进行分析即可作出选择。
【答案】B
【解析】加油机相对于“歼­10”战斗机的位置不变，以“歼­10”战斗机为参考系，加油机是静止的，故A不符合题意；加油机相对于地面上的房屋位置在不断变化，以地面上的房屋为参考系，加油机是运动的，故B符合题意；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不符合题意；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不符合题意。
【素养提升】本题考查的核心素养是物理观念及科学思维，要求学生理解参考系的概念及选取原则。
【规律方法】判定参考系的两种方法
(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观察到的结果一致。若一致，该物体可能就是参考系。
【变式训练1】下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是( )
A．“地球的公转”是以“地球”为参考系的
B．“太阳东升西落”是以“太阳”为参考系的
C．“一江春水向东流”是以“春水”为参考系的
D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“地面”为参考系的
【答案】D
【解析】研究“地球的公转”，是以“太阳”为参考系的，A错误；“太阳的东升西落”，是以“地球”为参考系的，B错误；“一江春水向东流”是以“河岸”为参考系的，C错误；升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“地面”为参考系的，D正确。
【变式训练2】为纪念世界反法西斯战争暨抗日战争胜利70周年，我国举行盛大的阅兵仪式，如图所示，空中编队排出“70”队形，飞过天安门观礼台上空，下列关于飞机的运动情况的说法不正确的是( )
A．地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系
B．飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系
C．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的
D．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的
【答案】C
【解析】飞机相对地面及地面上的建筑物向前飞行，而地面上的建筑物相对飞机向后运动．可见，地面上的人看到飞机飞过是以地面为参考系，飞行员看到观礼台向后掠过是以飞机为参考系，A、B正确；由于飞机编队队形保持不变，所以以编队中某一飞机为参考系，其他飞机均是静止的，C错误，D正确．
三．讲知识体系
四．课堂练习
1．物理学中引入“质点”概念，从科学方法说，是属于( )
A．观察、实验的方法B．逻辑推理的方法
C．类比的方法 D．建立理想模型的方法
【答案】D
【解析】“质点”是为了研究问题简单而引入的理想化的物理模型，所以从科学方法上来说属于理想物理模型，选项D正确，A、B、C错误．
2．南朝梁代僧人傅大士，是中国维摩禅祖师，他有一首很著名的偈诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流．”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )
A．水 B．桥
C．人 D．河岸
【答案】A
【解析】“桥流水不流”可以理解为桥在运动，水在静止．以水为参考系，桥相对于水的位置发生了变化，则桥是运动的，选项A正确；以桥为参考系，则桥是静止的，而水相对于桥的位置发生了变化，则水是运动的，选项B错误；以人为参考系，因为人在桥上走，人相对于桥的位置发生了变化，桥是运动的，而水相对于人的位置也发生了变化，所以水也是运动的，选项C错误；以河岸为参考系，桥相对于河岸的位置没有发生变化，桥是静止的，水相对于河岸的位置发生了变化，所以水是运动的，选项D错误．
3．(多选)如图所示为正在航拍的四旋翼无人飞机。下列过程中不能将无人飞机看作质点的是( )
A．调节飞机旋翼的转速
B．调整飞机在空中的姿态
C．观察飞机在空中的位置
D．调整飞机上摄像机镜头的方向
【答案】ABD
【解析】调节飞机旋翼的转速时，飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计，不能看作质点；调整飞机在空中的姿态，飞机各部分运动不同，不可以将飞机看作质点；观察飞机在空中的位置，飞机的大小可以忽略；调整飞机上摄像机镜头的方向时，飞机的大小不能忽略。故选A、B、D。
4．“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室自动交会对接成功，如图所示。这标志着我国向建成空间站的目标又往前迈进了一大步，并为最终实现在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．“神舟十一号”飞船与“天宫二号”实验室对接的过程，可将它们视为质点
B．对接成功后，以“天宫二号”为参考系，“神舟十一号”飞船是运动的
C．对接成功后，以地球为参考系，整个空间实验室是静止的
D．载人空间站建成后，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】在交会对接的过程中，对“神舟十一号”和“天宫二号”的姿态调整，涉及转动，所以不能将“神舟十一号”和“天宫二号”看成质点，故A错误；对接成功后，“神舟十一号”与“天宫二号”运动情况相同，是相对静止的，故B错误；对接成功后，以地球为参考系，整个空间实验室绕地球转动，相对地球是运动的，故C错误；研究空间站绕地球飞行的时间时，空间站的形状和大小可以忽略，可视为质点，故D正确。
5．如图所示，从沿水平直线匀速飞行的飞机上落下一个物体，地面上的人看到物体是沿曲线下落的，飞机上的人看到物体是沿直线竖直下落的。关于上述观察结果所对应的参考系，下列说法正确的是( )
A．二者都以飞机为参考系
B．二者都以地面为参考系
C．地面上的人以飞机为参考系，飞机上的人以地面为参考系
D．地面上的人以地面为参考系，飞机上的人以飞机为参考系
【答案】D
【解析】地面上的人看到物体是沿曲线下落的，是以地面为参考系的，飞机上的人看到物体是沿直线竖直下落的，是以飞机为参考系的，选项D正确。