1、2020-2021学年高一物理卓越同步讲义（新教材人教A版必修第一册）第一章 运动的描述第1节质点参考系一、知识点归纳知识点一 质点1质点的特点2对质点的理解科学抽象质点是对实际物体的科学抽象，是一种理想化的模型，真正的质点是不存在的可看做质点的条件一个物体能否被看做质点，要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素，若是次要因素，即使物体很大，也能看做质点；相反，若是主要因素，即使物体很小，也不能看做质点质点与几何中的“点”的区别质点是对实际物体进行科学抽象的模型，有质量，只忽略了物体的大小和形状；几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置3.理想化模型(1)“理想化模型”是为了使
2、研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”(3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种研究方法知识点二 参考系1对参考系的理解选取参考系的作用描述物体是否运动首先要选择一个参考系，以此为标准来衡量物体是运动还是静止的，参考系一旦确定，对物体运动的描述也是唯一确定的一个物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的解答物理问题时若能巧妙地选择参考系，则可使解题过程大为简化选择参考系的原则(1)理论上讲，参考系的选取是任意的(2
3、)选取参考系以描述运动尽可能简单为原则，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系(3)在解题过程中，如果选地面作为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明2参考系的四性标准性做参考系的物体都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准任意性参考系的选取是任意的，任何物体都可以做参考系统一性比较不同物体的运动应选择同一个参考系差异性对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同3.选择参考系应注意的问题(1)由于运动描述的相对性，凡是提到物体的运动，都应该明确它是相对哪个参考系而言的(2)在同一个问题当中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时，必须选取同一个参考系(3
4、)无论物体原来运动情况如何，一旦把它选为参考系，就认为它是静止的二、题型分析题型一对质点概念的理解【例1】关于质点，下列说法正确的是()A质点一定是很小的物体 B质点是实际存在的有质量的点C质点是研究物体运动时的一种理想化模型 D质点就是物体的重心【答案】C【解析】质点是研究物体运动时，根据研究的需要忽略物体的大小和形状，而把物体看成一个有质量的点，它是一种理想化模型，实际上是不存在的一个物体能否看成质点，并不在于它的大小，关键在于这个物体在所研究的问题中，它的大小和形状是否可以忽略，如果能够忽略就可视为质点，如果不能忽略就不能视为质点，所以只有选项C正确【方法总结】质点概念判断的误区(1)关
5、键词错误，“在一定条件下物体可以看做质点”而不是“物体是质点”(2)“质点”不同于几何中的“点”，质点有物体的全部质量而几何中的点没有质量【变式1】在不需要考虑物体本身的大小和形状时，可以把物体简化为一个有质量的点，即质点物理学中，把这种在原型的基础上，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立起来的客体称为()A控制变量 B科学假说 C等效代替 D理想化模型【答案】D【解析】物理学中，把这种在原型的基础上，突出问题的主要方面，忽略次要因素，经过科学抽象而建立起来的客体称为理想化模型，故选项D正确【变式2】以下几种关于质点的说法，你认为正确的是()A只有体积很小或质量很小的物体才可以
6、看作质点B只要物体运动得不是很快，物体就可以看作质点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起的作用很小，可以忽略不计时，可把它看作质点【答案】D【解析】质点是一种“理想化模型”，与物体的体积和质量没有关系，选项A、C错误；能否将物体看成质点，与物体的运动状态无关，选项B错误；物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小，可以忽略不计时，可把它看作质点，选项D正确题型二 质点模型化的条件判断【例2】(2019-2020学年江苏南通高一期末)在下列诗句中，加着重号的字表示的物体可以看成质点的是()A大漠孤烟直，长河落日圆B两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山C天接云涛连晓雾，星河欲
7、转千帆舞D天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊【答案】B.【解析】：长河落日圆，描写日圆，太阳大小和形状不能忽略，故不能看做质点，故A错误；两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山，轻舟的大小可以忽略不计，故可以简化为质点，故B正确；星河欲转千帆舞，描写帆的动作，故不能看做质点，故C错误；风吹草低见牛羊，草的大小不能忽略，故不能看做质点，故D错误【方法总结】物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小.若研究物体的形状、结构、姿态、动作、造型和体积等问题时，均不能看作质点.【变式1】(多选)下列运动的物体，能当成质点处理的是()A研究地球的公转，公转中的地球B研究前进中汽车车轮的转动时，
8、前进中的汽车C裁判员打分的过程中，在冰面上旋转的花样滑冰运动员D研究火车从北京到上海的行驶时间时，在铁轨上行驶的火车【答案】AD【解析】研究地球的公转时，地球可以当成质点处理；研究车轮的转动时，汽车不可以当成质点处理，因为研究对象是汽车的某个部分；花样滑冰运动员要靠动作得分，不可作为质点处理；火车远距离行驶，计算它行驶的时间时，火车长度可忽略，故可以作为质点研究【变式2】(2019-2020学年贵州遵义高一期末)在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是()A观察“辽宁舰”航空母舰上的“歼15”战斗机起飞时，可以把航空母舰看做质点B研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀抱中“走”出来，即两器分离过程中“玉
9、兔”一连串技术含量极高的“慢动作”C研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨迹D研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论什么情况下，自行车都不能看成质点【答案】C.【解析】：观察“辽宁舰”航空母舰上的“歼15”战斗机起飞时，航空母舰的长度不能忽略，所以不可以把航空母舰看做质点，故A错误；研究“嫦娥”“玉兔”两器分离过程中的技术动作时，不能把“玉兔”看成质点，故B错误；研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨迹时，物体的大小和形状能忽略，可看成质点，故C正确；研究自行车的运动时，若研究自行车的平动时，自行车可以看成质点，故D错误题型三由运动判断选取的参考系【例3】如图是体育摄影中“追拍法”的成功
10、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滑板 D步行的人【答案】C【解析】由于运动员和摄影师以相同的速度运动，故以摄影师作为参考系，运动员是静止的，故运动员的图片是清晰的，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在“追拍法”中摄影师选择的参考系是自己或相对自己静止的物体，如滑板，故选项C正确【方法总结】判定参考系的两种方法(1)静物法：明确观察到的现象中，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观察到的
11、结果一致若一致，该物体可能就是参考系【变式】下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()A诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的B“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”是以“潮水”为参考系的C“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的D升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的【答案】C.【解析】：选项A中的研究对象是“水”，直下三千尺，故是以地面为参考系，该选项错误；选项B中的研究对象是“潮水”，扑面而来，是以观察者为参考系，该选项错误；选项C中的研究对象是“轻舟”，已过“万重山”，是以“万重山”为参考系，该选项正确；选项D中的研究对象是“国旗”
12、，是以地面或旗杆为参考系的，该选项错误题型四由参考系判断物体的运动【例4】(2019-2020学年江苏南通模拟)中国是掌握空中加油技术的少数国家之一如图所示是我国自行研制的第三代战斗机“歼10”在空中加油的情景，以下列的哪个物体为参照物，可以认为加油机是运动的()A“歼10”战斗机 B地面上的房屋C加油机中的飞行员 D“歼10”战斗机里的飞行员【答案】B.【解析】：加油机相对于“歼10”战斗机位置不变，以“歼10”战斗机为参照物，加油机是静止的，故A错误；加油机相对于地面上的房屋位置不断变化，以地面上的房屋为参照物，加油机是运动的，故B正确；加油机相对于加油机中的飞行员位置不变，以加油机中的飞
13、行员为参照物，加油机是静止的，故C错误；加油机相对于“歼10”战斗机里的飞行员位置不变，以“歼10”战斗机里的飞行员为参照物，加油机是静止的，故D错误【变式】火炬传递是各种重大体育赛事的重要环节在某次运动会火炬传递中，观察到同一地点的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰如图所示关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法中正确的是()A甲、乙两火炬手一定都在向右运动 B甲、乙两火炬手一定都在向左运动C甲火炬手一定向右运动，乙火炬手一定向左运动 D甲火炬手可能静止，乙火炬手一定向左运动【答案】D【解析】根据旗帜的飘动情况可知风向左吹甲火炬手所传递的圣火火焰向左飘，所以甲火炬手可能相对于旗
14、杆静止，也可能向右运动，还可能向左运动，但此时的运动速度比风速小；乙火炬手所传递的圣火火焰向右飘，表明乙火炬手一定相对于旗杆向左运动，且运动速度比风速大，选项D正确题型五 巧选参考系相对运动法【例5】某人在河中划船逆流航行，经过A地时草帽落入水中，0.5 h后他才发觉，此时船已行至B点，于是他立即调转船头追赶，在A点下游5.4 km处的C点追上，该船相对水流的速率v1不变，求水流速率v2.【答案】1.5 m/s【解析】该题如果取地面为参考系，运动过程复杂，易造成思维混乱而出错这时我们不妨逆向思维，把流动的水看做是静止的，并取水为参考系，则船相对于水和水中的草帽将以速率v1先背离运动0.5 h后
15、，立即返回到追上草帽时也只需0.5 h，所以从草帽落水到追上草帽共历时1 h，即水流速率为v2 ms1.5 ms.【方法总结】选取参考系的方法相对运动法研究运动学问题必须选取参考系，而参考系选取原则上是任意的，但是一般情况下，选取地面或相对地面静止的物体为参考系在研究有相对运动的两个以上物体的运动时，如果巧妙地选取其中一个物体作为参考系，那将会大大简化解题过程，从而达到化难为易、事半功倍的效果三、课堂检测1物理学中的“质点”是一种理想化模型，研究下列物体的运动时，研究对象可视为质点的是()A研究运动员跳高时的过杆动作 B研究车轮边缘的速度C计算轮船在海洋中的航行速度 D研究乒乓球的接发球技术【
16、答案】C.【解析】：研究运动员跳高时的过杆动作，要看运动员的动作是否符合要求，所以此时不能将运动员看成质点，选项A错误；研究车轮边缘的速度时车轮的大小和形状是不能忽略的，否则就没有车轮的边缘可言了，选项B错误；轮船的大小相对于航线来说是微不足道的，所以计算轮船在海洋中的航行速度时，可以忽略轮船的大小，能将轮船看成质点，选项C正确；研究乒乓球的接发球技术时，要考虑乒乓球的转动情况，不能将乒乓球看成质点，选项D错误2.钓鱼岛群岛附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场我国派出海监编队到钓鱼岛海域护渔如图，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
17、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考系，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【答案】D.【解析】：以钓鱼岛为参考系，甲船向西运动，因乙船内的船员发现甲船没有动，所以甲、乙两船速度相同，均向西运动，故选项D正确3从2014年12月26日开始到2015年1月5日结束，历时十天的南极维多利亚地新站科考队再传捷报某次，科考队员乘坐橡皮艇从某河流上游顺流而下，则下列说法正确的是()A以科考队员为参考系，橡皮艇是运动的 B以岸边山石为参考系，河水是静止的C以橡皮艇为参考系，河水是
18、运动的 D以河水为参考系，科考队员是静止的【答案】D【解析以科考队员为参考系，橡皮艇是静止的，选项A错误；以岸边山石为参考系，河水是运动的，选项B错误；因为橡皮艇从某河流上游顺流而下，所以以橡皮艇为参考系，河水是静止的，选项C错误；以河水为参考系，科考队员是静止的，选项D正确4(2019-2020学年江苏南通高一期末)火车上的乘客往往会发现这样的现象：对面的火车缓缓起动了，过了一会儿发现原来是自己乘坐的火车离开了站台，对面的火车并没有动乘客认为“对面火车启动”和“自己乘坐的火车离开站台”所选取的参考系分别为()A站台、对面火车 B对面火车、自己乘坐的火车C站台、站台 D自己乘坐的火车、站台【答
19、案】D.【解析】：此类现象在我们的日常生活中随处可见，是参考系的选取不同造成的，乘客出站时，看到对面火车运动，实际上是以自身为参考系造成的，当等到站台出现，发现自己乘坐的火车开动了，这是乘客以站台为参考系造成的，故A、B、C错误，D正确5(2019-2020学年徐州学业考试)2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器成功着陆月球背面的预选着陆区，这是人类首次在月球背面软着陆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【答案】B.【解析】：探测器在地球发射场发射阶段通过运载火箭上的摄像头
20、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6如图所示是某新闻报道中的一幅图片，报道称在我国东南部的某大城市，有一天下午，在该城市的中心广场行人拥挤，有人突然高喊：“楼要倒了！”其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒，便纷纷狂奔逃生，引起交通混乱，但过了好久，高楼并没有倒塌人们再仔细观望时，楼依然稳稳地矗立在那里下列有关探究分析这一现象的原因的说法正确的是()A是一种直觉，有可能发生 B是因为人在运动C是因为选择了高空运动的云为参考系 D是因为选择了旁边更高的楼为参考系【答案】C【解析】矗立的高楼，旁边没有别的固定的参考系，人在抬头观望时
21、无意中选择了空中运动的云做参考系，此时如果天空的云在移动，则人在突然抬头观望时，会误将云看成是固定不动的，则会产生高楼在倾倒的错觉，选项C正确四、 课后提升作业一、单项选择题1“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”语句中，“巍巍青山两岸走”选取的参考系是()A江中巨石 B山下树木 C两岸青山 D江中竹排【答案】D【解析】相对于地面或河岸来说，青山是静止不动的，但站在竹排上的人看青山是向后运动的，所以相对于人或竹排来说，青山是运动的，结合选项可知“巍巍青山两岸走”选取的参考系是江中竹排，选项D正确2一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样的速度并列运动如果这只蜜蜂的眼睛紧盯着车轮边缘上某一点，那么它看到
22、的这一点的运动轨迹应是下图中的()【答案】A.【解析】：蜜蜂、汽车车身向前具有相同的速度，它们是相对静止的，所以蜜蜂看不到轮子向前运动，只能看到轮子绕轮轴的转动，故选项A正确3明代诗人曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流”其“桥流水不流”中的“桥流”应理解成其选择的参考系是()A桥B水C人 D地面【答案】B【解析】：“桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系是水，故选项B正确4.如图所示，飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动状况的争论，下列说法正确的是()A甲、乙两人的说法中必有一个是错误的 B他们的争论
23、是由于选择的参考系不同而引起的C研究物体运动时不一定要选择参考系 D参考系的选择只能是相对于地面静止的物体【答案】B.【解析】：甲、乙两人的争论是由于选择的参考系不同而引起的，A错，B对；研究物体的运动一定要选择参考系，C错；参考系的选择具有任意性，D错5(2019-2020学年安庆一中高一测试)热气球运动起源于18世纪的法国，随着球皮材料和致热燃料的普及，热气球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，关于甲、乙、丙的运动情况说法可能正确的是()A甲、乙匀速下降，v
24、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v甲丙看到乙匀速下降，也有三种可能：丙静止，丙匀速上升，丙匀速下降且v丙v乙综上所述，C正确6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，这种天文现象称为“金星凌日”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
25、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，我们才会看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日”时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正确二、多项选择题7(2019-2020学年苏州高一检测)下列情况中的运动物体，能被看做质点的是()A研究绕地球飞行时航天飞机的轨道B研究飞行中直升机上的螺旋桨的转动情况C计算从北京开往广州的一列火车的运行时间D计算在传
26、送带上输送的工件数量【答案】ACD.【解析】：研究绕地球飞行时航天飞机的轨道不用考虑航天飞机的大小、形状，可以将航天飞机看成质点；研究直升机的螺旋桨的转动情况需考虑螺旋桨叶片的大小及不同部分的转动情况，此时螺旋桨不能被看做质点；火车长度相对北京离广州的距离可以忽略不计，计算从北京开往广州的运行时间时可以将其视为质点；计算在传送带上输送的工件数量时不用考虑工件的大小、形状，可以将工件看成质点故选项A、C、D符合题意8.科学研究表明，在太阳系的边缘可能还有一颗行星幸神星这颗可能存在的行星是太阳系现有的质量最大的行星，它的质量是木星质量的4倍，它的轨道与太阳的距离是地球与太阳的距离的几千倍，根据以上
27、信息，下列说法正确的是()A幸神星质量太大，不能看作质点B研究幸神星绕太阳运动，可以将其看作质点C比较幸神星运行速度与地球运行速度的大小关系，可以选择太阳为参考系D幸神星运行一周的位移要比地球运行一周的位移大【答案】BC【解析】物体能否看作质点与物体的质量无关，A错误；幸神星的形状和大小相对其到太阳的距离来说属于次要的因素，因此可以看作质点，B正确；比较两个物体运动的快慢，要选择同一参考系，C正确；幸神星运行一周的位移和地球运行一周的位移均为零，D错误9我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系，下列说法正确的是()A我们说：“太阳东升西落”，是以地球为参考系的B我们说：“地球围绕太阳转”
28、，是以地球为参考系的C我们说：“同步卫星在高空静止不动”，是以太阳为参考系的D坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以火车为参考系的【答案】AD.【解析】：“太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言的，是以地球为参考系的，所以选项A正确；“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的，所以选项B错误；“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的，是以地球为参考系的，所以选项C错误；火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，是以火车或他自己为参考系的，所以选项D正确10由中航工业沈阳飞机设计研究所设计的“利剑”无人作战攻击机，在西南某试飞中心成功完成首飞下列可将“利剑
29、”无人作战攻击机视为质点的是()A研究人员测试“利剑”的飞行速度时B研究人员观察“利剑”飞行姿势、测各项技术参数时C研究人员确定“利剑”位置时D研究人员对“利剑”进行控制时【答案】AC.【解析】：测试“利剑”的飞行速度或确定其位置时，无需考虑其形状和大小，可将其看成质点，A、C正确；而观察“利剑”飞行姿势、测各项技术参数时或进行控制时，都必须考虑其形状和大小，不能看成质点，B、D错误三、非选择题11.公路上向左匀速行驶的汽车如下图甲，经过一棵果树附近时，恰有一颗果子从上面自由落下，图乙是其运动的轨迹则地面上的观察者看到的运动轨迹是_，车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹是_(不计阻力)【答案
30、】CB【解析】果子从树上自由下落相对地面是直线运动，故地面上的观察者将看到轨迹C.车内的乘客以车为参考系，果子下落的同时，将相对车向右运动，故其看到的轨迹应是B.12现有A、B两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶，若以地面为参考系，A车速度为6 m/s，B车速度为10 m/s.试分析回答：(1)若以A车为参考系，B车的速度为多大？方向如何？(2)若以B车为参考系，A车的速度为多大？方向如何？(3)若以A车或B车为参考系，地面的运动情况如何？【答案】：(1)4 m/s向东 (2)4 m/s向西(3)以A车为参考系：6 m/s，向西以B车为参考系：10 m/s，向西【解析】：(1)若以A车为参考系，B车的速度大小为10 m/s6 m/s4 m/s，方向向东(2)若以B车为参考系，A车的速度大小为10 m/s6 m/s4 m/s，方向向西(3)若以A车为参考系，地面向西运动，速度大小为6 m/s.若以B车为参考系，地面向西运动，速度大小为10 m/s.