高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 质点 参考系学案设计
展开1.机械运动和质点
(1)机械运动:物体的eq \(□,\s\up4(01))空间位置随eq \(□,\s\up4(02))时间的变化,是自然界中最简单、最基本的运动形态,叫作eq \(□,\s\up4(03))机械运动。
(2)质点的概念:在某些情况下,可以忽略物体的eq \(□,\s\up4(04))大小和eq \(□,\s\up4(05))形状,把它简化为一个具有eq \(□,\s\up4(06))质量的点,这样的点叫作质点。
(3)物体看成质点的另一种情况:物体上各点的eq \(□,\s\up4(07))运动情况完全相同,从描述运动的角度看,物体上任意一点的运动完全能反映eq \(□,\s\up4(08))整个物体的运动。
(4)质点的特点
①质点不同于几何“点”。质点是忽略了物体的eq \(□,\s\up4(09))大小和形状,代替物体的有质量的点,其特点是具有质量,没有大小、eq \(□,\s\up4(10))体积、eq \(□,\s\up4(11))形状,它与几何“点”有本质的区别。
②质点是一个eq \(□,\s\up4(12))理想化的物理模型。质点是对实际物体的科学抽象,它突出了问题的eq \(□,\s\up4(13))主要因素,忽略eq \(□,\s\up4(14))次要因素,在现实中是不存在的。
③一个物体能否看成质点是由eq \(□,\s\up4(15))所要研究的问题决定的。同一个物体,由于所要研究的问题不同,有时可以看成质点,有时不能看成质点。
2.参考系
(1)运动与静止:自然界的一切物体都处于永恒的运动中,eq \(□,\s\up4(01))绝对静止的物体是不存在的,即运动是eq \(□,\s\up4(02))绝对的,静止是eq \(□,\s\up4(03))相对的。
(2)运动的相对性:描述某个物体的位置随时间的变化时,总是eq \(□,\s\up4(04))相对于其他物体而言的。如果两个物体运动的快慢相同,方向相同,我们就说这两个物体是eq \(□,\s\up4(05))相对静止的。
(3)参考系的定义:在描述物体的运动时,用来作为eq \(□,\s\up4(06))参考的物体。
(4)参考系的四个性质
①标准性:被选为参考系的物体都是eq \(□,\s\up4(07))假定不动的,被研究的物体是运动还是静止,都是相对于eq \(□,\s\up4(08))参考系而言的。
②任意性:参考系可以eq \(□,\s\up4(09))任意选择。参考系的选取一般以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。通常在研究地面上物体的运动时,如果不特殊说明,则默认以eq \(□,\s\up4(10))地面为参考系。
③统一性:比较多个物体的运动或研究同一物体在不同阶段的运动时应选择eq \(□,\s\up4(11))同一个参考系。
④差异性:对于同一个物体,选择不同的参考系,观察结果一般eq \(□,\s\up4(12))不同。
典型考点一 对质点的理解
1.(多选)下列关于质点的说法中,正确的是( )
A.质点是一个理想化的模型,实际并不存在
B.因为质点没有大小,所以与几何中的点没有区别
C.凡是轻小的物体,都可看作质点
D.如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于次要因素,就可以把物体看作质点
答案 AD
解析 质点是一个理想化的物理模型,实际上不存在。物体能被看成质点要满足D项中的条件,故A、D正确;质点是有质量的点,它是人们为了研究问题的方便而抽象出来的点,与物体大小没有直接关系,B、C错误。
2.(多选)在下列情况中可将物体看成质点的是( )
A.研究某学生骑车回校的速度
B.对某学生骑车姿势进行分析
C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
答案 AC
解析 研究学生的骑车速度或探测器的飞行轨迹时,其大小和形状的影响可忽略不计,故可以看成质点,A、C正确;但当研究学生的骑车姿势时,学生的身躯和四肢就构成了研究的对象,故不能把学生看成质点,B错误;当火星探测器在火星表面探测时,探测器的动作直接影响探测的效果,所以探测器不能看成质点,故D错误。
3.在考察下列运动员的比赛成绩时,可将运动员看作质点的是( )
答案 A
解析 跳水、击剑、体操的比赛成绩,都与运动员的动作有重要的关联,其形状不能忽略,所以不能视为质点;对于马拉松比赛,只关心运动员从起点运动到终点的时间,与运动员的形状无关,所以马拉松运动员可以视为质点。
典型考点二 参考系与相对运动
4.关于机械运动和参考系,以下说法正确的是( )
A.研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系
B.由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参考系
C.一定要选固定不动的物体为参考系
D.研究地面上物体的运动时,必须选地球为参考系
答案 A
解析 研究和描述一个物体的运动时,由于总是相对于另外一个物体而言,所以必须选定参考系,故A正确,B错误;参考系的选择是任意的,可以是相对地面不动的物体,也可以是相对地面运动的物体,故C、D错误。
5.(多选)甲、乙两辆汽车均以相同的速度行驶,下列有关参考系的说法正确的是( )
A.如果两辆汽车均向东行驶,若以甲车为参考系,乙车是静止的
B.如果观察的结果是两辆车均静止,参考系可以是第三辆车
C.如果以在甲车中一走动的人为参考系,乙车仍是静止的
D.如果甲车突然刹车停下,乙车仍向东行驶,以乙车为参考系,甲车往西行驶
答案 ABD
解析 两车的速度相同时,其相对位置不变,以其中任一辆车为参考系,另一辆车一定静止,故A正确;若有第三辆车丙与甲、乙两车同向同速行驶,以丙车为参考系时,甲、乙两车均静止,故B正确;若一人在甲车中走动时,他与乙车的相对位置是变化的,则以他为参考系乙车是运动的,故C错误;甲车刹车停下,乙车向东行驶,甲车与乙车间的相对位置发生改变,甲车相对乙车向西运动,故D正确。
6.好莱坞影星尚格·云顿为沃尔沃卡车做广告,在高速行驶的卡车之间气定神闲摆出“一字马”姿势,下列说法正确的是( )
A.以地面作为参考系,影星是静止的
B.以卡车作为参考系,影星是运动的
C.若其中一辆卡车减速,影星仍可能完成该动作
D.两辆卡车同时加速,影星仍可能保持该姿势
答案 D
解析 影星随车一起运动,相对于地面是运动的,故A错误;影星随车一起运动,相对于车是静止的,故B错误;若其中一辆卡车减速,两车的相对位置发生变化,影星不可能完成该动作,故C错误;若两辆卡车同时加速,两车的相对位置不变,影星仍可能保持该姿势,故D正确。
1. 如图所示是一架正在进行航拍的四旋翼无人机。则下列情况下能将无人机看作质点的是( )
A.增大无人机旋翼的转速
B.调整无人机上摄像镜头的方向
C.调整无人机在空中飞行的姿态
D.地面观察者观察无人机在空中的位置
答案 D
解析 调节无人机旋翼的转速时,无人机旋翼各部分的运动情况不一致,不能将无人机看作质点,故A错误;调整无人机上摄像机镜头的方向时,摄像头的大小与形状不能忽略,不能将无人机看作质点,故B错误;调整无人机在空中的姿态,无人机各部分运动情况不同,不可以将无人机看作质点,故C错误;观察无人机在空中的位置,无人机的大小可忽略,可以将无人机看作质点,故D正确。
2.(多选)下列情况中的物体,可以看成质点的是( )
A.研究绕地球飞行时的航天飞机
B.研究汽车后轮上一点的运动情况时的后车轮
C.研究从北京开往上海的一列火车
D.研究在推力作用下沿水平地面翻滚的木箱
答案 AC
解析 研究绕地球飞行的航天飞机时,航天飞机的形状和大小对研究的问题没有影响,可以忽略,可以看成质点,故A正确;研究汽车后轮上一点的运动情况时,后车轮不能看成质点,否则就没有研究意义了,故B错误;研究从北京开往上海的一列火车时,火车的长度可以忽略,可以看成质点,故C正确;研究在推力作用下沿水平地面翻滚的木箱时,木箱各部分的运动情况不一致,所以不可以看作质点,故D错误。
3.(多选)下列情况中,可将物体视为质点的是( )
A.研究小孩沿滑梯下滑
B.研究地球自转运动的规律
C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹
D.研究人造地球卫星绕地球做圆周运动
答案 ACD
解析 研究小孩沿滑梯下滑,小孩的大小和形状可以忽略,可以看作质点,故A正确;研究地球自转运动的规律,地球的大小和形状不可以忽略,不可以看作质点,故B错误;研究手榴弹被抛出后的运动轨迹,其大小和形状可以忽略,可以看作质点,故C正确;研究人造地球卫星绕地球做圆周运动时,卫星的形状和大小对研究的问题没有影响,可以忽略,可以看成质点,故D正确。
4.描述一个物体的运动时,关于运动与参考系,以下说法正确的是( )
A.诗句“满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”中,“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是山和船
B.诗人陈与义写道:“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。”在这首诗当中,“云与我俱东”是以两岸的红花为参考系的
C.“坐地日行八万里,巡天遥看一千河。”这一句诗表明坐在地上的人是绝对静止的
D.在夜晚,发现“月亮在白莲花般的云朵里穿行”,这时选定的参考系是月亮
答案 B
解析 “看山恰似走来迎”,意思是山好像迎面走来,是以船为参考系,“是船行”,是以山为参考系,A错误;“云与我俱东”,是以两岸或两岸的红花为参考系,B正确;没有绝对静止的物体,静止是相对的,运动是绝对的,C错误;在夜晚,发现“月亮在白莲花般的云朵里穿行”,这时选定的参考系是云朵,D错误。
5. 如图所示,由于风,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,两条船的运动状态是( )
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 由题图知A船与河岸的旗帜均向右飘,所以A船可能相对河岸静止,也可能以任意速度向左运动,还有可能以比风速小的速度向右运动,A、B错误;B船中旗帜向左飘,表明B船只能向右运动,且速度大于风速,C正确,D错误。
6.某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。两辆汽车在平直公路上运动,甲车内一同学看见乙车没有运动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系,那么,上述观察说明( )
A.甲车不动,乙车向东运动
B.乙车不动,甲车向东运动
C.甲车向西运动,乙车向东运动
D.甲、乙两车以相同的速度都向东运动
答案 D
解析 甲车内同学看到乙车不动,说明甲车和乙车运动情况相同,乙车内同学看到树木向西移动,说明乙车在向东运动,故甲、乙两车以相同的速度都向东运动,D正确。
7. 如图所示,现在很多摄影师在拍摄汽车类广告时常常会采用“追拍法”。拍摄时,顺着汽车的运动方向,平稳地移动相机,使汽车在取景框中的位置始终不变,并在移动的同时按下快门,这样能拍出清晰的汽车和模糊的背景。摄影师选择的参考系是( )
A.汽车 B.地面
C.步行的人 D.太阳
答案 A
解析 “追拍法”是跟踪运动的物体,将运动的物体看作是静止的,该图片是运动的汽车被摄影师当作是静止的,而用镜头跟踪,故参考系是汽车,A正确,B、C、D错误。
8. 据新华社消息,2019年5月17日23时48分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射了第45颗北斗导航卫星,它是地球静止轨道卫星,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
解析 该北斗导航卫星是地球同步卫星,相对地面是静止的,A正确,D错误;若以太阳为参考系,该北斗导航卫星则是运动的,B错误;选项C没有选定参考系,不能确定该北斗导航卫星的运动情况,C错误。
9.热气球运动起源于18世纪的法国,现在热气球运动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,下列关于甲、乙、丙的运动情况的说法可能正确的是( )
A.甲、乙匀速下降,v乙
B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v甲
C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速上升
D.以上说法均不对
答案 C
解析 楼房和地面相当于同一参考系,所以,甲是匀速下降。乙看到甲匀速上升,说明乙也是匀速下降,且v乙>v甲。甲看到丙匀速上升,有三种可能:丙静止;丙匀速上升;丙匀速下降,且v丙
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