高中物理人教版 (新课标)必修11 质点 参考系和坐标系课后作业题

第1.1课 质点、参考系和坐标系

一、物体和质点

1.定义：用来代替物体的有            的点.

2.物体可看做质点的条件

(1)物体的            和           可以忽略.

(2)物体上任意一点的运动可以代替          物体的运动.

3.一个物体能否看成质点是由                        决定的.

4.理想化方法：在物理学中，突出问题的        方面，忽略         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.         就是这种物理模型之一.

答案：质量 大小 形状 整个 问题的性质 主要 次要 质点

二、参考系

1.运动与静止的关系

(1)自然界中一切物体都处于永恒的运动中，即运动的         性.

(2)描述某一个物体的运动时，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的         性.

2.参考系：在研究物体的运动时，被选做         的其他物体称为参考系.

3.参考系的选择是         (填“任意”或“唯一”)的.

4.参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果      (填“可以不同”或“一定相同”).

答案：绝对 相对 参考 任意 可以不同

三、坐标系

1.建立目的：为了定量地描述物体的位置及          .

2.坐标系的三要素：         、       和单位长度.

答案：位置变化 原点 正方向

考点一 对质点的理解

1.质点的特点：

（1）它没有大小和形状

（2）它具有物体的全部质量

（3）它是一种理想化的模型，实际生活中并不存在

2.可将物体视为质点的两种情况

（1）运动物体的大小跟它与另一被研究的对象间的距离相比可忽略不计时，可将该物体当做质点

（2）做平动的物体，由于物体上各个点运动的情况相同，可以选物体上任一点的运动来代表物体的运动，故平动的物体在研究其运动性质时，可将它视为质点

3.注意：（1）一个物体能否看做质点是由所研究问题的性质来决定的；

例如：一列火车从北京开往南京，在计算运行时间时，可以忽略火车的长度，把它视为质点；但是同样这列火车，要计算它通过铁路大桥所需时间，就必须考虑火车的长度，不可把火车视为质点；

（2）一个物体能否视为质点，不能以大小而论，就具体情况具体分析；

例如：在研究电子绕原子核的运动情况时，就不能把原子看做质点；而在研究地球绕太阳公转时，就可以把整个地球看做质点

（3）“质点”不同于几何中的“点”，质点有质量而几何中的点没有质量。

【例题】关于质点和参考系的理解，下列说法错误的是(　　)

A．研究2018年印尼亚运会男子100米冠军苏炳添最后冲线的动作时可以把苏炳添看成质点

B．研究女子50米步枪比赛中杜丽射出的子弹轨迹可以将子弹看成质点

C．“一江春水向东流”是以地面为参考系

D．未起飞的舰载机以航母甲板为参考系是静止的

答案　A

考点二 对参考系选取的理解

1.性质：

（1）标准性：被选做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体的运动状态（运动还是静止）都是相对于参考系而言的

（2）任意性：参考系的选取是任意的，研究同一个物体的运动可以选择不同物体做参考系

（3）统一性：比较不同物体的运动时应选择同一参考系

（4）差异性：同一物体的运动选择不同的参考系，观察结果一般不同。例如，坐在行驶的车中的乘客，若以地面为参考系，则乘客是运动的，若以车为参考系，则乘客是静止的

2.注意：

（1）在研究物体的运动时，涉及的物理量应以同一参考系为标准；

（2）不能选择抽象的物体为参考系，如天空、宇宙、地平线等；

（3）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义；

（4）同一物体的运动选择不同的参考系时，观察结果一般不同。

【例题】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，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，金星绕太阳一周位移不为零

D．以太阳为参考系，可以认为金星是运动的

【答案】D

【解析】金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为观测“金星凌日”时太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用，所以不能将太阳看成质点，选项B错误；金星绕太阳一周，起点与终点重合，位移为零，选项C错误；金星相对于太阳的空间位置发生了变化，所以以太阳为参考系，金星是运动的，选项D正确．

1.关于质点，下列说法中正确的是（　　）

A.评委为体操运动员刘璇的“跳马”动作评分，可将刘璇看做质点

B.质点是一个理想化模型，但是实际是存在的

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，就可以把物体看做质点

【答案】D

【解析】跳马时，评委根据肢体动作评分，大小形状不能忽略；不能看作质点，故A错误；质点是理想化的物理模型，实际中不存在；故B错误；质点是有质量的点，不是几何中的点，C错误；只要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，就可以把物体看做质点，D正确；

2.质点是一个理想化的物理模型，下列关于把物体或人看做质点的说法正确的是（　　）

A.体积很小的物体，一定能被看做质点

B.圆形物体都可以被看做质点，长方形物体都不能被看做质点

C.人在进行马拉松比赛时，确定其在比赛中的位置时可把人看做质点

D.只有以地面为参考系时，物体才能被看做质点

【答案】C

【解析】很小的物体它的体积不一定能够忽略，不一定能看成质点，如原子很小，在研究原子内部结构的时候是不能看成质点的，故A错误；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物体的形状以及参考系的选择无关，故BD错误；人在进行马拉松比赛时，确定其在比赛中的位置时，人的大小和形状可以忽略，可把人看做质点，故C正确．

3.下列关于参考系的叙述中，正确的是（　　）

A.参考系是绝对不动的物体

B.参考系可任意选取，对同一运动，观察的结果与参考系的选取无关

C.研究物体的运动一定要选参考系，因为机械运动具有相对性

D.在日常生活中，我们说某物体不动一定都是以地面为参考系的

【答案】C

【解析】参考系的选取是任意的，应根据所研究的问题灵活选取，绝对静止不动的物体是不存在的，在日常生活中，我们说某物体不动并不是一定以地面为参考系的，故A、D错误；对同一运动，观察的结果与参考系的选取有关， B错误；研究物体的运动一定要选参考系，因为机械运动具有相对性，C正确．

4.两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内的人看见树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动，如果以大地为参考系，上述事实说明（　　）

A.甲车向西运动，乙车不动

B.乙车向西运动，甲车不动

C.甲车向西运动，乙车向东运动

D.甲、乙两车以相同速度向西运动

【答案】D

【解析】因为乙车内的人看到甲车没有动，则甲和乙的运动情况一致，而甲车的人看到路旁的树木向东运动，说明甲车相对路旁的树木向西运动，则如果以大地为参考系则甲向西运动，因为甲车和乙车运动状态一致，故甲、乙两车以相同的速度向西运动．故D正确，ACD错误．

5.如图所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船运动状态是（　　）

A.A船肯定是向左运动的

B.A船肯定是静止的

C.B船肯定是向右运动的

D.B船可能是静止的

【答案】C

【解析】因为河岸上旗杆是固定在地面上的，那么根据旗帜的飘动方向判断，风是从左向右刮的．A船上旗帜向右，有三种可能：一是A船不动，风把旗帜刮向右；二是A船向左运动，风相对于旗帜向右，把旗帜刮向右；三是A船向右运动但运动的速度小于风速，此时风仍能把旗帜刮向右，故A、B错误．如果B船静止不动，那么旗帜的方向应该和国旗相同，而现在的旗帜的方向明显和河岸上旗帜方向相反，如果B船向左运动，旗帜只会更加向右展．所以，B船一定向右运动，而且运动的速度比风速快，这样才会出现图中旗帜向左飘动的情况．故C正确，D错误．

6.一个小球从距地面4 m高处落下，被地面弹回，在距地面1 m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2 m处，向下为坐标轴的正方向．则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是（　　）

A.2 m　 －2 m　－1 m

B.－2 m　　2 m　　 1 m

C.4 m　　0　　　 1 m

D.－4 m　　0　　 －1 m

【答案】B

【解析】根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为－2 m，B点为坐标原点，D点为落地点，坐标为2m，C点为接住点，坐标为1m，所以选项B正确．

7.甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看到高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况可能是（　　）

A.甲向上、乙向下、丙不动

B.甲向上、乙向上、丙不动

C.甲向上、乙向上、丙向下

D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢

【答案】BCD

【解析】试题分析：甲中乘客看一高楼在向下运动，所以甲在向上运动，乙中乘客看甲在向下运动，所以乙在向上运动且速度比甲大，丙中乘客看甲、乙都在向上运动．说明丙可能静止，也可能向下运动，也可能向上运动，但速度小于甲乙电梯．故BCD正确，A错误．故选BCD.

8.（多选）如图所示是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴（轴）．在画该坐标轴时规定原点在某长直公路上某广场的中心，公路为南北走向，规定向北为正方向．坐标上有两点A和B，A的位置坐标为xA=5  m，B的位置坐标为xB=﹣3m．下面说法中正确的是（　　）

A．A点位于广场中心南边5m处

B．A点位于广场中心北边5m处

C．B点位于广场中心南边3m处

D．B点位于广场中心北边3m处

【答案】BC

【解析】由位置坐标的意义可知，A点在原点的正方向5 m处，即在广场中心北方5 m处，故A错误，B正确；同理，B点在原点的负方向3 m处，即在广场中心南方3 m处，故C 正确，D错误．

11.一人在100 m高的楼房顶上，将一质量为m的小球以5 m/s的速度水平向右抛出，当物体在水平方向上运动10 m时，在竖直方向上运动了20 m，怎样表示物体现在所处的位置？

【答案】因为小球在二维空间运动，需建立平面直角坐标系，以抛出点为坐标原点，向右为x轴正方向，向上为y轴正方向，小球现在的位置为x＝10 m，y＝－20 m，用坐标表示即(10 m，－20 m)．

9.如图所示，某物体在xOy平面内由点A(3 m  1 m)出发，沿直线运动到点B(1 m  4 m)，然后又由点B(1 m  4 m)沿直线运动到点C(5 m  5 m)．试在图中完成坐标系的建立，并画出物体的运动轨迹．

【答案】坐标系的建立及物体的运动轨迹如图所示．

10.如图所示，一根长0.8 m的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，向下为正方向．

(1)取杆的下端O为坐标原点，图中A，B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中，位置变化了多少？ (OB间距离为0.2 m)

(2)取A端为坐标原点，A，B点的坐标又是多少？环从A到B的过程中位置变化了多少？

(3)由以上两问可以看出，坐标原点的不同对位置坐标还是位置变化有影响？

【答案】(1)xA＝－0.8 m；xB＝－0.2 m；环从A到B的过程中，位置变化了0.6 m.

(2)xA＝0；xB＝0.6 m；环从A到B的过程中位置变化了0.6 m.

(3)选取的坐标原点不同，同一位置的坐标不同，但位置变化相同．

11.以某十字路口的交通岗亭为坐标原点，向东为x轴正方向，向南为y轴正方向，画出坐标系描述坐标为(－60 m,80 m)的建筑物相对交通岗亭的位置，并求该建筑物距岗亭的距离．

【答案】

如图所示A点为建筑物．该建筑物距岗亭的距离为100 m.

【解析】该建筑物的坐标x＝－60m、y＝80m，该建筑物位于交通岗亭西60 m、南80 m处．由勾股定律可知该建筑物距交通岗亭100 m.