2024-2025学年人教高中物理同步讲义练习必修一1.1质点 参考系（解析版）（人教版2019必修第一册）

第1节质点参考系学习目标学习目标课程标准学习目标了解质点的含义，知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点.了解参考系的概念及其对描述物体运动的意义，知道物体的运动具有相对性.体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用.1.结合质点定义体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。2.通过具体实例，建构理想化模型，处理实际物体能否看成质点的问题。3.通过阅读课本，查阅资料，结合运动的绝对性和静止的相对性原理处理参考系问题。4.通过具体实例，体验不同参考系中运动的相对性。002预习导学（一）课前研读课本，梳理基础知识：（一）质点机械运动描述的是随时间变化的规律。（物体的位置）质点：忽略物体的和，简化为一个具有质量的点。（形状和大小）物体看成质点的条件：物体和对研究问题的影响可以忽略不计。（形状和大小）质点是一个的物理模型，是对研究问题的科学抽象。（理想化的物理模型）（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中（运动或静止），运动是（绝对或静止）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（绝对或相对）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，这种用来作为的物体叫作参考系．（参考）3．参考系的选择是(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(填“会有所不同”或“一定相同”)．3.坐标系(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系；[来源:学|科|网Z|X|X|K](2)以冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系；(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系．（二）即时练习：【练习1】地球的公转与自转，研究地球公转周期，地球大小是否对其有影响？研究地球自转周期，地球大小是否对其有影响？【答案】能不能【解析】地球到太阳的距离1.5×108km，而地球的直径只有1.3×104km，还不到它与太阳距离的万分之一.若只研究地球公转的时候，可以忽略地球的大小和形状，而把它视为“点”。当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计时,可看成一个有质量的点.【练习2】如图，研究一列火车从北京开往上海所用的时间时能否把火车看成质点？若研究列车通过一条隧道需要用的时间能否把列车看作质点？【答案】能不能【解析】(1)可以视为质点的情况：研究火车从甲地到乙地的运行时间(甲、乙两地间的距离远远大于火车的长度)．(2)不能视为质点的情况：①研究火车经过大桥的时间(火车的长度不能忽略)；②研究火车车轮的转动情况．【练习3】如图，有人说我，快如闪电，疾如风！有人说我，纹丝不动，坐如钟！选择不同的参考系，同一物体的运动情况一定不同吗？【答案】静止是相对的，运动是绝对的．物体是静止还是运动取决于所选的参考系．选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也往往不同．【解析】选择不同的参考系，物体的运动情况一般不同，但有时候也相同，如车中的乘客，选择司机和选择汽车作为参考系都处于静止状态．【练习4】辨析正误(1)研究空中雄鹰的飞行技巧时，雄鹰可以看成质点；而研究其飞行轨迹时不能看成质点。(×)(2)只要物体很小，就可以把物体看成质点，地球太大，不能看成质点。(×)(3)参考系只能选择静止的物体。(×)(4)一个物体的运动情况与参考系的选择无关。(×)(5)毛泽东主席的著名词句“坐地日行八万里”所对应的参考系是地心。(√)003探究提升【问题探究1】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影响较小，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．4.重点点拨：对质点模型的理解（1）不能简单地认为很小的物体就可以看作质点，很大的物体就不能看作质点.如地球虽然很大，但在研究地球绕太阳的公转时，地球的大小相对于太阳与地球的间距可以忽略，故可将地球视为质点；乒乓球虽小，在研究它的旋转对运动的影响时，却不能将它看成质点.（2）同一物体有时能被看作质点，有时不能被看作质点，能否将物体看作质点，关键是看其本身的大小和形状对所研究的问题有无影响或影响是否可忽略不计.如跳水比赛时，如果我们要记录运动员在空中的运动时间，可将运动员视为质点，如果要观察运动员的动作是否规范，则不能将运动员视为质点.（3）不能说平动的物体一定能看作质点，而转动的物体一定不能看作质点.如研究列车过桥经历的时间时，通常不能把平动的列车视为质点；花样滑冰运动员在滑冰时有很多转动的动作，但在研究运动员在冰面上所走的轨迹时，就可以把运动员看作质点.【例题1】(2022·浙江1月选考)下列说法正确的是（）A.研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球可以看成质点B.研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，乒乓球不能看成质点C.研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小可以忽略D.研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分的速度可视为相同【答案】B【解析】研究甲图中排球运动员扣球动作时，排球的形状和大小不能忽略，故不可以看成质点，故A错误；研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时，要考虑乒乓球的大小和形状，则乒乓球不能看成质点，故B正确；研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时，羽毛球大小不可以忽略，故C错误；研究丁图中体操运动员的平衡木动作时，运动员身体各部分有转动和平动，各部分的速度不可以视为相同，故D错误；故选B【例题2】在北京冬奥会比赛项目中，下列说法正确的是（）A．研究图甲中冰壶运动员的推壶技术时，冰壶可以看成质点B．研究图乙中自由滑雪运动员的落地动作时，运动员可以看成质点C．研究图丙中短道速滑1000米的运动轨迹时，运动员可以看成质点D．研究图丁中花样滑冰双人滑旋转时，女运动员身体各部分的速度可视为相同【答案】C【解析】在研究冰壶运动员的推壶技术时，需要注意与冰壶的接触位置，冰壶的大小和形状不可忽略，不可看成质点，A错误；在研究自由滑雪运动员的落地动作时，运动员的形状不可忽略，不能看成质点，B错误；短道速滑1000米的运动轨迹时，运动员可以看成质点，C正确；花样滑冰双人滑旋转时，女运动员身体各部分的运动状态不同，速度不可视为相同，D错误。故选C。【例题3】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()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：研究转动的门的运动时【答案】C【解析】思路引导：eq\x(\a\al(研究对象和,研究问题))→eq\x(\a\al(形状和大小对,问题有无影响))→eq\x(\a\al(确定能否,看成质点))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。【对点训练1】下列体育运动中，可将运动员视为质点的是（）A．跳板跳水 B．撑杆跳C．长跑比赛 D．羽毛球接球【答案】C【解析】A．跳水比赛中要考虑运动员的动作，故不能简化为质点，故A错误；B．撑杆跳高比赛中如果研究运动员转身情况，运动员的形状不能忽略，所以不能看成质点，故B错误；C．长跑比赛中运动员的大小和体积可以忽略不计，可以简化为质点，故C正确；D．在羽毛球接球时，不能忽略运动员的形状、大小，故不能看成质点，故D错误。【对点训练2】在考察下列运动员的比赛成绩时，运动员可以视为质点的是（）马拉松B．跳水C．体操D．击剑【答案】A【解析】A．运动员的大小和马拉松的距离比较，运动员的大小可以忽略，马拉松比赛不看动作、姿势，谁先到达终点谁获得胜利，运动员可以视为质点，A正确；B．跳水比赛要看动作、姿势，运动员不能视为质点，B错误；C．体操比赛要看动作、姿势，运动员不能视为质点，C错误；D．击剑比赛要看动作、姿势，运动员不能视为质点，D错误。故选A。【问题探究2】参考系1.运动与静止的关系（1）运动的绝对性：自然界中一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的。（2）运动的相对性：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。2.参考系（1）定义：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，观察物体的位置相对于这个"其他物体"是否随时间变化，以及怎样变化.这种用来作为参考的物体叫作参考系。（2）选取原则：①参考系的选取一般由研究对象和研究对象所在的系统决定.例如研究火车上物体的运动时，一般选取火车做参考系；研究地面上物体的运动时，常选取地面或相对于地面静止的物体做参考系.②参考系的选取是任意的，但在实际问题中，参考系的选取应以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则.（3）四个特性相对性用来做参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系而言的.任意性参考系的选择具有任意性，但应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.同一性比较不同物体的运动时，应该选择同一参考系.差异性同一运动选择不同的参考系，观察结果可能不同.【例题4】钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场。如图，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航。甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，乙船内的船员发现甲船没有动。如果以钓鱼岛为参照物，上述事实说明()甲船向西运动，乙船不动B．乙船向西运动，甲船不动C．甲船向西运动，乙船向东运动D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动【答案】D【解析】甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，以钓鱼岛为参照物，甲船向西运动，乙船内的船员发现甲船没有动。甲、乙两船的速度大小、行驶的方向应该是一样的，即甲、乙两船以相等的速度都向西运动。故D正确。【例题5】观察图中屋顶的炊烟和小红头发的飘动方向，可知风与小红的运动情况，其中正确的是()A．风是向左吹的，小红向左运动的速度比风的小B．风是向左吹的，小红向左运动的速度比风的大C．风是向右吹的，小红是向左运动的D．风是向左吹的，小红是向右运动的【答案】B【解析】思路引导：eq\x(\a\al(选地面为,参考系))→eq\x(\a\al(确定,风向))→eq\x(\a\al(观察小红头发,的飘动方向))→eq\x(\a\al(判定小红的,运动情况))解析：选地面为参考系，由屋顶的炊烟方向可知风向左吹。因为小红的头发向右飘，所以小红一定向左运动且速度比风速大，故选项B正确。【对点训练3】2021年7月1日庆祝中国共产党成立100周年庆典在北京天安门广场举行。在庆典中出动71架飞机，其中歼20组成三个编队，每个编队5架，其中一个编队以稳定的队形飞越天安门广场的画面如图所示。关于飞机的运动情况，下列说法中正确的是（

）A．编队中的任何一架歼20都不能被选为参考系B．选地面为参考系，编队中的歼20是运动的C．选地面为参考系，编队中的歼20是静止的D．选编队中某一架歼20为参考系，则编队中其它歼20是运动的【答案】B【解析】A．参考系的选择是任意的，则编队中的任何一架歼20都能被选为参考系，选项A错误；BC．选地面为参考系，编队中的歼20是运动的，选项B正确，C错误；D.选编队中某一架歼20为参考系，则编队中其它歼20相对参考系的位置是不变的，则是静止的，选项D错误。故选B。【对点训练4】如图是体育摄影中“平行追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是()A．大地B．太阳C．自己D．步行的人【答案】C【解析】追拍时摄影师和滑板运动员以相同的速度运动，故以摄影师为参考系，滑板运动员是静止的，故拍摄的滑板运动员是清晰的，但由于背景相对于摄影师是运动的，所以拍摄的背景是模糊的，故摄影师选择的参考系是自己，C正确。004体系构建005记忆清单1.对物体可以看成质点的条件的两点理解(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时，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运动，一般可以将该物体看成质点，但不一定总是能看成质点。2.判断物体能否看成质点的思路(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，若把物体看成质点，则看所进行的研究是否受影响。若受影响，物体不能看成质点；若不受影响，物体能看成质点。例如：3.判断参考系的两种方法(1)静物法：明确在观察到的现象中，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描述中的结果一致。若一致，该物体可能就是参考系。00601强化训练1．2019年12月17日，我国第一艘国产航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军，我国从此正式进入“双航母”时代。“歼­15”战斗机在“山东舰”上进行了大量的起降训练活动。下列说法正确的是()A．战斗机飞行员可以把正在甲板上用手势指挥的调度员看成是一个质点B．在战斗机飞行训练中，研究战斗机的空中翻滚动作时，可以把战斗机看成质点C．研究“山东舰”航母在大海中运动轨迹时，可以把航母看成质点D．由于“山东舰”航母“高大威武”，故任何情况下都不能看成质点【答案】C【解析】正在甲板上用手势指挥的调度员的动作不能忽略，不能看成质点，故A错误；研究战斗机的空中翻滚动作时，不可以将战斗机看成质点，否则没法研究动作了，故B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，所以“山东舰”航母在某些情况下是可以看成质点的，如研究“山东舰”航母在大海中运动轨迹时，可以把航母看成质点，故C正确，D错误。2.“嫦娥三号”月球探测器成功完成月面软着陆，且着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离，这标志着我国的航天事业又一次腾飞，下面有关“嫦娥三号”的说法正确的是()A．“嫦娥三号”刚刚升空的时候速度很小，是以月球为参考系B．研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时，可以将其看成质点C．研究“嫦娥三号”飞往月球的运行轨道时，可以将其看成质点D．“玉兔号”月球车静止在月球表面时，其相对于地球也是静止的【答案】C【解析】“嫦娥三号”在刚刚升空的时候速度很小，是以地面为参考系，故选项A错误；研究“玉兔号”月球车在月球表面运动的姿态时，不能忽略“玉兔号”月球车的大小和形状，不能看成质点，故选项B错误；研究“嫦娥三号”飞往月球的运行轨道时，可以忽略“嫦娥三号”的大小和形状，可以看成质点，故选项C正确；“玉兔号”月球车静止在月球表面时，相对月球是静止的，相对地球是运动的，故选项D错误．3．2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在北京国家体育场“鸟巢”开幕。如图所示为冬奥会中的四个比赛项目，下列研究的问题中可把运动员视为质点的是（）研究U型池技巧运动员的空中转体 B．研究花样滑冰运动员的艺术表现C．研究短道速滑运动员的入弯道技术 D．研究雪橇运动员的运动快慢【答案】D【解析】A．研究U型池技巧运动员的空中转体，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，A错误；B.研究花样滑冰运动员的艺术表现，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，B错误；C.研究短道速滑运动员的入弯道技术，运动员的大小、形状不能忽略不计，运动员不能看成质点，C错误；D．研究雪橇运动员的运动快慢，运动员的大小、形状可以忽略不计，运动员可以看成质点，D正确。故选D。4.下列关于女排比赛中的研究对象，可以视为质点的是()A．研究女排比赛中选手扣球的动作时B．确定运动员在球场上的位置时C．研究运动员比赛中发出的旋转球时D．确定落在边线处排球是否为界内时【答案】B【解析】研究女排比赛中选手扣球动作时，运动员的形状对研究结果有较大影响，因此运动员不可视为质点，但研究运动员在球场上的位置时可将运动员视为质点，A错误，B正确；在研究发出的旋转球和排球落点是否在边线界内时球的大小对研究结果的影响不可忽略，因此，不能视为质点，C、D均错误。5.(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】研究猫行走的速度时，猫的大小可忽略不计，可将猫看作质点，A正确；研究水珠形状形成的原因时，旋转球的大小和形状不能忽略，旋转球不能看作质点，B错误；研究鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿的大小不能忽略，不能将鸟儿看作质点，C错误；研究马术运动员和马能否跨越障碍物时，马的大小不能忽略，不能把马看作质点，D错误。6.(2021·浙江1月选考)2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是()估算下降总时间时B．用推进器使其转弯时C．在海沟中穿越窄缝时D．科学家在其舱内进行实验时【答案】A【解析】估算潜水器下降的总时间时，潜水器的大小和形状相对运动的轨迹可以忽略，可以视为质点，A正确；用推进器使其转弯时和科学家在其舱内进行实验时，都不能忽略潜水器本身的大小，不可视为质点，B、D错误；在海沟中穿越窄缝时，潜水器的大小和形状相对窄缝尺寸不可以忽略，不可视为质点，C错误。7.(多选)在摩托艇比赛中，两艘摩托艇都向南行驶，前面的摩托艇比后面的摩托艇快。下列说法正确