初中升高中衔接物理：质点、参考系和坐标系.doc

第一章 运动的描述第一节 质点、参考系和坐标系知识要点：1.质点（1）没有形状、大小，而具有质量的点。（2）质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在。（3）一个物体能否看成质点，并不取决于这个物体的大小，而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素，要具体问题具体分析。2.参考系（1）物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动。（2）在描述一个物体运动时，选来作为标准的（即假定为不动的）另外的物体，叫做参考系。对参考系应明确以下几点：对同一运动物体，选取不同的物体作参考系时，对物体的观察结果往往不同的。在研究实际问题时，选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化，能够使解题显得简捷。因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动，所以通常取地面作为参照系3. 坐标系为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念，是抽象化的参考系。（1） 坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。具体有： 一维坐标：描述物体在一条直线上运动，即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。如图111所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标XA3m，若它运动到B点，则此时它的坐标XB-2m（“-”表示沿X轴负方向）。 二维坐标：平面直角坐标，描述物体在一平面内运动，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置 三维坐标：立体坐标系，描述物体在空间的运动。(2) GPS定位仪确定地球物体的具体方位，提供准确时间。要注意以下几点：（a）坐标系相对参考系是静止的。（b）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。（c）用坐标表示质点的位置。（d）用坐标的变化描述质点的位置改变典型例题：例题1.下列关于质点的说法中，正确的是（ ）A质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以，引入这个概念没有多大意义B只有体积很小的物体才能看作质点C凡轻小的物体，皆可看作质点D如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素，即可把物体看作质点【参考答案】D【试题解析】质点是一个理想化模型，虽然实际上并不存在，但是引入这个概念对研究物体的运动还是有意义的，选项A错误；如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素，即可把物体看作质点，所以体积很小的不一定能看做质点，体积很大的也不一定不能看做质点，故选项BC错误，D正确；故选D.例题2.下列说法正确的是A只有很小的物体才能视为质点，很大的物体不能视为质点B选择不同的参考系，物体运动的描述有可能不同C做直线运动的物体，其位移大小跟这段时间内它通过的路程一定相等 D一节课40分钟，40分钟指的是下课的时刻【参考答案】B【试题解析】质点是一个相对概念，当物体的形状和大小对研究的距离忽略不计时可以把物体看做质点，A错；参考系可以任意选择，选择的参考系不同，同一个运动的描述也可能不同，B对；只有在单向的直线运动中路程才等于位移的大小，C错；一节课40分钟，40分钟指的是时间，D错；例题3.下列所研究的物体，可看做质点的是 （）A天文学家研究地球的自转B用GPS确定远洋海轮在大海中的位置C教练员对百米运动员的起跑动作进行指导D在伦敦奥运会比赛中，乒乓球冠军张继科准备接对手发出的旋转球【参考答案】B【试题解析】研究地球的自转时，地球的大小和形状不能忽略，不能看作质点，故A错误；当研究海轮的位置时，海轮的大小和形状可以忽略，故能看做质点，B正确；研究运动员的起跑动作，运动员的形状不能忽略，故不能看做质点，C错误；研究乒乓球的旋转，需要看球的转动方向，而一个点无法研究转动方向，所以不能看做质点，D错误。例题4.关于质点的概念,下面叙述正确的是 （ ）A研究航天飞机绕地球飞行的轨道时，可把航天飞机当作质点B研究地球自转运动的规律时，可把地球当作质点C研究高一年级学生课间广播操动作，可以把学生当作质点D在研究某一问题时，一个物体可以视为质点，在研究另一个问题时，该物体也一定可视为质点【参考答案】A【试题解析】质点为理想化模型，只有当物体的形状和大小对所要研究的问题忽略不计时才可以看做质点，研究航天飞机绕地球飞行的轨道时，可把航天飞机当作质点，飞机的大小可以忽略不计，可把航天飞机当作质点，对；分析地球的自转问题时，不能把地球看做质点，B对；研究高一年级学生课间广播操动作，不能把学生当作质点,C错;质点是一个相对的概念,根据情境的不同，能否看做质点的结果也不同，D错；例题5.下列情况中的运动物体，不能被看成质点的是A. 研究绕地球运动的卫星的运动情况B.计算在传送带上输送的工件数量C. 计算从北京开往上海的一列动车的运行时间D.研究飞行中直升机上的螺旋桨的转动情况【参考答案】D【试题解析】物体可以看成质点的条件是物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，同一个物体在不同的时候，有时可以看成质点，有时不行，要看研究的是什么问题卫星的大小相对于地球来说是很小的，它的大小可以忽略，此时可以看成是质点，所以A错误；计算在传送带上输送的工件数量，工件可以被看做质点，所以B错误；火车的大小相对于北京到上海的距离来说是很小的，火车的大小可以忽略，所以能够看成是质点，所以C错误；直升飞机上的螺旋桨是飞机的动力的来源，研究螺旋桨的转动的情况的时候，是不能把它看成质点的，所以D正确；本题选择不能看成质点的。例题6一人在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？【参考答案】(10 m，20 m)【试题解析】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x10 m，y20 m，用坐标表示即(10 m，20 m)。例题7.在60周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过，以北京长安街为坐标轴，向西为正方向，以长安街中心为坐标原点O，建立一维直线坐标系一辆彩车最初在原点以东3 km处，一段时间后行驶到原点以西2 km处这辆彩车的最初位置和最终位置坐标分别是()A3 km；2 km B3 km；2 kmC3 km；2 km D3 km；2 km【参考答案】B【试题解析】坐标轴的正方向向西，则位置在原点以西为正，在原点以东为负彩车最初在原点以东且距原点3 km处，所以最初位置坐标是3 km，同理，最终位置坐标是2 km，故B正确随堂练习：1质点是一个理想化模型，下列说法中正确的是A研究刘翔110m栏比赛的跨栏技术时，其身体可看作质点B研究月球绕地球的运动轨迹时，月球可看作质点C研究火车通过隧道所需的时间时，火车可看作质点D研究“嫦娥一号”在轨道上的飞行姿态时，“嫦娥一号”可看作质点【参考答案】B【试题解析】A、研究刘翔110m栏比赛的跨栏技术时，需要分析人的不同的动作，所以此时人不能看成质点，所以A错误；B、研究月球绕地球的运动轨迹时，月球的大小相对于和地球之间的距离来说是很小的，可以忽略，此时月球可看作质点，所以B正确；C、研究火车通过隧道所需的时间时，火车的长度相对于隧道来说是不能忽略的，所以此时的火车不能看成质点，所以C错误；D、研究“嫦娥一号”在轨道上的飞行姿态时，看的就是它的形状如何，所以不能看成质点，所以D错误故选B2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A地面 B云 C月亮 D观察者【参考答案】B【试题解析】抬头望明月，觉得月亮在云中穿行，是月亮相对于云在运动，故参考系为云，故B正确；3在下述问题中，被选作研究对象的物体哪些可以看成是质点A选地球为研究对象，研究它绕太阳的公转B选地球为研究对象，研究它的自转C选门为研究对象，研究开门时的受力情况D选万吨货轮为研究对象，确定它在航行过程中某时刻的位置【参考答案】AD【试题解析】4质点是常见的物理模型，下列机械运动所涉及的研究对象中，分析正确的是A研究汽车在平直公路上行驶时，汽车可视为质点B研究地球自转时，地球可视为质点C研究月球绕地球作圆周运动时，月球不可视为质点D研究挂钟上分针、时针的转动时，分针、时针可视为质点【参考答案】A【试题解析】研究汽车在平直公路上行驶时，汽车上各点运动情况相同可视为质点，故A正确；研究地球的自转时，地球的大小是不能忽略的，没了大小，就没有自转的说法了，所以此时地球不能看成质点，故B错误研究月球绕地球运动时，月球的大小比起其所运转的轨迹完全可以忽略，可以看作质点，故C错误研究挂钟上分针、时针的转动时，各点运动的线速度不同分针、时针不可视为质点，D错误4关于质点的描述，下列说法中错误的是 （ ）A研究地球的自转时，可以把地球看成质点B研究月球公转一周所用的时间时，可以把月球看成质点C研究列车从襄阳到随州过程中运动快慢时，可以把列车看成质点D.乒乓球比赛中，接球和发球时运动员不能把乒乓球看作质点【参考答案】A【试题解析】研究地球的自转时，地球的大小不能忽略，则不可以把地球看成质点，选项A错误；研究月球公转一周所用的时间时，月球的大小可以忽略不计，故可以把月球看成质点，选项B正确；研究列车从襄阳到随州过程中运动快慢时，列车的大小可以忽略不计，故可以把列车看成质点，选项C正确；乒乓球比赛中，接球和发球时运动员可以把乒乓球看作质点，选项D正确；故选A.5下列关于质点的说法中正确的是 ( )A质量很小的物体一定可以看成是质点B体积很小的物体一定可以看成是质点C质量和体积都很小的物