课时跟踪检测 （一） 质点 参考系

课时跟踪检测（一）质点参考系A组—重基础·体现综合1．(2021·郸城一中高一检测)物理学中引入“质点”概念，从科学方法上分析属于()A．观察、实验的方法 B．建立理想模型的方法C．类比的方法 D．逻辑推理的方法答案：B2．下列关于质点的说法正确的是 ()A．只有体积很小或质量很小的物体才可以看成质点B．只要物体运动得不是很快，物体就可以看成质点C．质点是一种特殊的实际物体D．物体的大小和形状在所研究的问题中影响很小，可以忽略不计时，可把它看成质点答案：D3．在研究下列物体的运动时，哪个物体可以看成质点 ()A．研究乒乓球的旋转 B．研究运动员的跳水动作C．研究卫星绕地球运行的周期 D．研究车轮的转动答案：C4．有一首很著名的偈诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人从桥上过，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：A5．(多选)如图所示为正在航拍的四旋翼无人机。下列操作过程中不能将无人机看成质点的是 ()A．调节无人机旋翼的转速B．调整无人机在空中的姿态C．观察无人机在空中的位置D．调整无人机上摄像机镜头的方向答案：ABD6．(多选)第十二届中国国际航空航天博览会在广东珠海举行，首次亮相航展的空军航空大学“红鹰”飞行表演队为现场观众带来了“八机钻石筋斗、丘比特之箭”等精彩动作，如图所示。下列关于“红鹰”飞行表演的说法中正确的是 ()A．地面上的人看到飞机飞过，是以飞行员为参考系的B．飞行员看到观众台向后掠过，是以飞机为参考系的C．研究某架飞机在空中飞行的轨迹时，可将飞机视为质点D．研究飞机在空中的各种表演动作时，可将飞机视为质点解析：选BC地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系，飞机是运动的，故A错误；飞行员以飞机为参考系，飞行员看到观众台向后掠过，故B正确；研究某架飞机在空中飞行的轨迹时，飞机的大小可以忽略不计，可将飞机视为质点，故C正确；观看飞机各种表演动作时，飞机的大小和形状不能忽略，不可以看成质点，故D错误。7．(2021·青岛高一检测)2020年11月24日，我国首个实施月球采样的探测器“嫦娥五号”发射成功。探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，此时我们选取的参考系是 ()A．地面 B．运载火箭C．发射架 D．发射场内的树木解析：选B探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，说明地面相对火箭在向下运动，故选择的参考系是运载火箭，故B正确，A、C、D错误。8.如图所示为在国际泳联世界跳水系列赛北京站男子双人十米跳台决赛中的情景，中国选手曹缘/陈艾森以494.55分的总成绩夺冠，关于两人在男子双人十米跳台比赛中，则下列说法正确的是 ()A．教练为了研究两人的技术动作，可将图片中两人看成质点B．两人在下落过程中，感觉水面是静止的C．陈艾森感觉曹缘是静止的D．观众观看两人比赛时，可将两人看成质点解析：选C研究两人的技术动作时，两人的形状和大小不能忽略，不能看成质点，故A错误；两人在下落过程中，速度增加，以两人为参考系，水面在上升，故B错误；以陈艾森为参考系，曹缘处于静止状态，故C正确；观众观看两人比赛时，要看动作，不能将两人看成质点，故D错误。9．公路上向左匀速行驶的小车如图甲所示。经过一棵果树附近时，恰有一个果子从树上自由落下。地面上的观察者看到果子的运动轨迹是乙图中的______，车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是乙图中的______。(不计阻力)解析：果子从树上自由落下相对地面是直线运动，地面上的人以地面为参考系看到果子竖直下落，故地面上的人看到的轨迹为C；车中人以车为参考系，看到果子竖直下落的同时还向后运动，故轨迹为B。答案：CBB组—重应用·体现创新10．第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，便敏捷地把它一把抓了过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹，是因为 ()A．飞行员的反应快B．子弹相对于飞行员是静止的C．子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了D．飞行员的手有劲解析：选B在日常生活中，我们经常去拾起掉在地上的物品，或者去拿放在桌子上的物品，其实，地面上静止的物体(包括人)都在永不停息地随地球自转而运动，在地球赤道处，其速度大约为465m/s。正因为相对地面静止的物体都具有相同的速度，相互间保持相对静止状态，才使人们没有觉察到这一速度的存在。当飞行员的飞行速度与子弹飞行的速度相同时，子弹相对于飞行员是静止的，因此飞行员去抓子弹，就和我们去拿放在桌上的物品的感觉和道理一样。11.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。每年的9月16日12时休渔结束，我国都会派出海监编队到钓鱼岛海域护渔。如图所示，是中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)在钓鱼岛领海内开展的某次例行维权巡航。甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移动，乙船上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 ()A．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解析：选D甲船上的船员看见钓鱼岛向东移动，以钓鱼岛为参照物，甲船向西运动；乙船上的船员发现甲船没有动，则甲、乙两船的速度、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，D正确。12．(2021·海口高一检测)在无风的下雨天气，站在地面上的人认为雨滴是沿着什么方向下落的？他以什么物体为参考系？坐在匀速前进的列车中的乘客感觉到雨滴是沿什么方向下落的？乘客以什么物体为参考系？解析：站在地面上的人认为雨滴是沿竖直方向下落的，如图甲所示，他以地面或他旁边的树木(建筑物等)为参考系；列车中的乘客看到的雨滴是倾斜落向后下方，如图乙所示，乘客是以列车为参考系看雨滴运动的，雨滴在下落的同时还相对列车向后运动。答案：见解析第四章综合提升物理思想方法一、整体法和隔离法的应用整体法和隔离法是解决平衡问题、连接体问题及多个物体的动力学问题时经常用到的解题方法，要注意应用整体法的前提是相互作用的物体必须具有相同的加速度．在一些问题中，隔离法和整体法经常交替使用．求解连接体的内力时，先用整体法求出系统的加速度，再用隔离法求解出物体间的内力；求解连接体的外力时，先用隔离法分析某一个物体的受力情况和运动情况，求出加速度，再用整体法求解外力．例1一辆货车运载着相同的圆柱形光滑的空油桶．A、B两桶置于固定在车上的框中，相互紧贴，C桶自由地摆放在A、B之间，如图所示．已知重力加速度为g，三只桶的质量均为m.(1)若汽车静止，求此时B对C的支持力大小F1.(2)若汽车静止，求此时框底给B的支持力大小F.(3)若汽车正在行驶，且此时A对C的支持力恰好为0，求此时汽车的加速度大小．二、临界、极值问题的求解1．动力学中的典型临界问题的临界条件(1)接触与脱离的临界条件：相互作用的弹力FN＝0.(2)相对静止与相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值．(3)绳子绷紧与松弛的临界条件：绳子的张力FT＝0.(4)绳子断裂的临界条件：绳中张力等于绳子能承受的最大张力．(5)加速度最大的临界条件：合外力最大．(6)速度最大的临界条件：加速度为零．2．研究受力平衡物体的极值问题的常用方法(1)物理分析法：通过对物理过程的分析，抓住临界(或极值)条件求解．(2)解析法：根据平衡条件列方程，写出物理量之间的函数关系式，在解方程时应用数学知识求极值，通常用到的数学知识有二次函数、均值不等式以及三角函数等．解题时注意一定要根据物理理论对解的合理性及物理意义进行讨论或说明．(3)图解法：根据平衡条件作出力的矢量图，如物体只受三个力，则这三个力构成封闭的矢量三角形，然后由图进行动态分析，确定最大值和最小值，这种方法的好处是简便、直观．例2如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的物块A和木板B，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，求拉力F的最大值．拓展迁移1在【例2】中，若拉力F作用在A上，如图所示，求拉力F的最大值．拓展迁移2【例2】中，在拉力F作用在A上的基础上，再改为：B与水平面间的动摩擦因数为16μ(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，使A、B以同一加速度运动，求拉力F例3如图所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球(重力加速度为g)．(1)当滑块至少以多大的加速度向右运动时，细线对小球的拉力刚好等于零？(2)当滑块至少以多大的加速度向左运动时，小球对滑块的压力等于零？(3)当滑块以a′＝2g的加速度向左运动时，细线的拉力为多大？核心素养提升本章的主要内容是运用牛顿运动定律分析求解力和运动相关问题，选取与生活实际相关的情景，如利用“加速度测量仪”中木块的运动情况，分析车辆的运动情况．在日常生活中，多从物理学的角度分析工具等的工作原理，从而促进物理观念的形成，提升学科综合应用能力．情境1中欧班列——科学思维，科学推理例4一列列驰骋的中欧班列将急需的防疫及生产生活物资送至沿线各国，为战胜疫情增添了信心和力量，成为各国携手抗疫的“生命通道”．假设某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第4节对第5节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第4节对倒数第5节车厢的作用力为()A．FB．F9C．F19情境2“传送带”——模型建构、科学思维例5[2023·辽宁省抚顺市六校协作体高一上期末](多选)在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带，旅客把行李箱轻轻放到传送带一端，传送带对行李箱的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李箱随传送带一起前进到另一端，若传送带保持匀速前进的速度v为0.5m/s，行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ为0.25，传送带长1.0米，不计除重力及传送带作用力之外的其他力，g取10m/s2.下列说法正确的是()A．行李箱受到传送带的静摩擦力与行李运动的方向相同B．行李箱到达另一端的时间为2.1sC．行李箱给传送带留下的摩擦痕迹长为0.05mD．行李箱到达另一端的速度为5m/s模型点拨分析传送带问题的三个步骤(1)初始时刻，根据v物、v带的关系，确定物体的受力情况，进而确定物体的运动情况．(2)确定临界状态v物＝v带的受力情况，判断之后的运动情况．(3)运用相应规律，进行相关计算．情境3游乐场中的“激流勇进”——模型建构例6如图所示，为游乐场中深受大家喜爱的“激流勇进”的娱乐项目，人坐在船中，随着提升机到达高处，由静止开始沿着斜坡滑道飞滑而下，劈波斩浪的刹那带给人惊险刺激的感受．设乘客与船的总质量为m＝100kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，斜坡滑道的倾角θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的(即经过B点速度大小不变)，整个运动过程中空气阻力忽略不计，船在斜坡滑道上滑行8s进入水平轨道，重力加速度g取10m/s2求：(1)船沿倾斜滑道下滑时的加速度；(2)船沿倾斜滑道下滑的距离；(3)它在水平滑道滑行直到停止所需要的时间．情境4加速度测量仪——综合素养例7[2023·北京高一联考]某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”．如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺．不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处．将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度．取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g.下列说法正确的是()A．30cm刻度对应的加速度为－0.5gB．40cm刻度对应的加速度为gC．50cm刻度对应的加速度为2gD．各刻度对应加速度的值是不均匀的第四章综合提升物理思想方法[例1]解析：(1)依题意，对C桶受力分析，受到重力mg，B和A分别对C的支持力大小F1及F2，根据几何知识结合对称性可知F1及F2方向的夹角为θ＝60°，且F1＝F2，根据平衡条件结合平行四边形定则，可得此时B对C的支持力大小F1＝F2＝G2cosθ(2)若汽车静止，对A、B、C整体受力分析，在竖直方向上，根据平衡条件可得2F＝3mg可得此时框底给B的支持力大小F＝32(3)若汽车正在行驶，且此时A对C的支持力恰好为0，根据汽车与C加速度相同，对C受力分析，根据牛顿第二定律有mgtanθ2＝可得此时汽车的加速度大小为a＝gtan30°＝33答案：(1)33mg(2)32mg(3)[例2]解析：A、B两物体恰好相对滑动时，由牛顿第二定律得：对A：μmg＝ma，对A、B系统：F＝(m＋2m)a，解得：F＝3μmg.答案：3μmg拓展迁移1解析：A、B两物体恰好相对滑动时由牛顿第二定律得：对B：μmg＝2ma，对A、B系统：F＝(m＋2m)a，解得：F＝1.5μmg.答案：1.5μmg拓展迁移2解析：A、B两物体恰好相对滑动时由牛顿第二定律得：对B：μmg－16μ(m＋2m)g＝2对A、B系统：F－16μ(m＋2m)g＝(m＋2m)解得：F＝54μmg答案：54[例3]解析：(1)对小球受力分析如图甲所示．根据牛顿第二定律有mgtan45°＝ma1解得加速度a1＝g时，细线对小球的拉力刚好为零．(2)对小球受力分析如图乙所示，根据牛顿第二定律，水平方向：F合＝Fcos45°＝ma2竖直方向：Fsin45°＝mg解得a2＝g即滑块至少以a2＝g的加速度向左加速运动时，小球对滑块的压力等于零．(3)当滑块向左的加速度大于g时，小球将“飘”离斜面而只受细线的拉力和重力的作用，如图丙所示，假设FT与水平面夹角为α，根据牛顿第二定律，在水平方向：F′合＝FTcosα＝ma′，且a′＝2g竖直方向受力平衡，则有FTsinα＝mg得tanα＝1解得细线的拉力FT＝mgsinα＝5答案：(1)g(2)g(3)5mg核心素养提升[例4]解析：根据题意可知第4节车厢对第5节车厢的牵引力为F，每节车厢质量相等，设为m，每节车厢所受阻力相同，设为Ff.以第5～40节车厢为研究对象，根据牛顿第二定律有F－36Ff＝36ma，设倒数第5节车厢对倒数第4节车厢的牵引力为F′，则根据牛顿第二定律有F′－4Ff＝4ma，联立解得F′＝F9，根据牛顿第三定律可得倒数第4节车厢对倒数第5节车厢的作用力大小也为F答案：B[例5]解析：刚开始行李箱的速度小于传送带的速度，此时行李箱受到传送带的滑动摩擦力与行李运动的方向相同，当达到共速后，行李箱不受摩擦力，故A错误；行李箱加速时，ma＝μmg，行李箱加速到和传送带速度相同的时间t1＝va，解得t1＝0.2s，此加速过程行李箱的位移x＝12at12，解得x＝0.05m<1.0m，此加速过程中传送带的