物理新学案同步粤教版必修一讲义第一章 运动的描述 第一节.docx

物理新学案同步粤教版必修一讲义第一章 运动的描述 第一节.docx

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物理新学案同步粤教版必修一讲义第一章运动的描述第一节

第一节　认识运动

[学习目标]1.知道参考系，知道运动具有相对性.2.理解质点的概念，知道质点是一种理想化模型.3.理解物体看做质点的条件，会判断物体是否可以看做质点.

一、参考系

1.机械运动：

物体在空间的位置发生了变化，称为机械运动.

2.参考系：

在研究物体的运动时，被选做参考的其他物体称为参考系.

3.参考系的选择是任意（填“任意”或“唯一”）的.

4.参考系对观察结果的影响：

选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果可以不同（填“可以不同”或“一定相同”）.

二、质点

1.质点：

在研究物体运动的过程中，如果物体的大小和形状在所研究问题中可以忽略，我们就可以把物体简化为一个点，认为物体的质量都集中在这个点上，这个点称为质点.

2.把物体看成质点的条件：

物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小.

3.理想化模型：

在物理学中，抓住问题的主要因素，忽略次要因素，建立理想化的模型，是经常采用的一种科学研究方法.质点是一个理想化的物理模型.

1.判断下列说法的正误.

（1）参考系可任意选取，对同一运动，选择不同的参考系观察的结果一定相同.（×）

（2）只有体积很小的物体才可以看做质点，体积较大的物体不能看做质点.（×）

（3）乒乓球很小，可以看成质点；但地球比较大，一定不能看成质点.（×）

（4）质点是一个理想化模型，实际上是存在的.（×）

2.如图1是某次日全食时的美妙景象，在观测日全食时（填“能”或“不能”）将月球看成质点；月球绕地球转动，这是以（填“太阳”“地球”或“月球”）为参考系来描述的.

图1

答案　不能　地球

【考点】对质点的理解　参考系

【题点】质点的实例判断　参考系的选取与物体运动的判断

一、参考系

请阅读图2中的漫画材料，回答问题：

图2

有人说我，快如闪电，疾如风！

有人说我，纹丝不动，坐如钟！

“我”是静是动？

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.

1.选取参考系的意义：

静止是相对的，运动是绝对的.要描述一个物体的运动，首先必须选定参考系，之后才能确定物体的位置、研究物体的运动.对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果往往不同.

2.参考系的选取原则

（1）对物体运动的描述尽可能简单.

（2）一般地，根据研究对象所在的系统来选取，当研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系.

例1

　观察图3中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（　　）

图3

A.甲、乙两车一定向左运动

B.甲、乙两车一定向右运动

C.甲车可能运动，乙车向右运动

D.甲车可能静止，乙车向左运动

答案　D

解析　题图中房子相对于地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左（相对于地面而言）.甲车上的小旗向左飘，则有三种可能的情况：

一是甲车不动，风把小旗向左吹；二是甲车向右运动，风相对甲车向左，风把小旗向左吹；三是甲车向左运动但速度小于风速，因此风仍能把小旗向左吹.对于乙车，则只有乙车向左运动并且速度大于风速时，才能使小旗向右飘.故只有选项D正确.

【考点】参考系

【题点】参考系的选取与物体运动的判断

针对训练1　（多选）下列关于运动的描述中，叙述正确的是（　　）

A.诗句“卧看满天云不动，不知云与我俱东”中“云与我俱东”是以船为参考系的

B.“明月松间照，清泉石上流”，是以山石为参考系的

C.“太阳东升西落”，是以太阳为参考系的

D.升国旗时，观察到国旗冉冉升起，是以旗杆为参考系的

答案　BD

【考点】参考系

【题点】参考系的选取与物体运动的判断

二、质点

（1）中国名将刘虹在2016年里约奥运会田径女子20公里竞走决赛中夺得冠军.教练在研究刘虹的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把她看成一个“点”？

若研究刘虹全程的速度变化时，能否把她看成一个“点”？

（2）小伟在研究火车由北京开往广州所用时间时，能否把火车看成一个“点”？

如果研究火车通过一架铁路桥的时间，能否把火车看成一个“点”？

答案　

（1）不能　能　

（2）能　不能

1.质点的特点

（1）质点具有质量，与几何中的“点”有本质的区别.

（2）质点是为了研究问题方便而对实际物体的科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上并不存在.

2.可将物体看成质点的几种情况

例2

　观察图4所示四幅图，对图中各运动物体的描述正确的是（　　）

图4

A.图①中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点

B.图②中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点

C.图③中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点

D.图④中研究子弹头射穿苹果的时间时可将子弹看成质点

答案　B

解析　在研究篮球的运动路径和地球绕太阳公转时，篮球和地球的大小是次要因素，可以将其看成质点，观众在欣赏体操表演和研究子弹射穿苹果的时间时，运动员和子弹的大小、形状不能被忽略，不能看成质点，综上所述应选择B.

【考点】对质点的理解

【题点】质点的实例判断

物体能否看做质点是由问题的性质决定，与物体的大小无关.

针对训练2　关于质点，下列说法中正确的是（　　）

A.体积很小的物体总可以看成质点，体积较大的物体有时也能看成质点

B.分析香蕉球（旋转的足球）的轨迹弯曲的成因时，可以把足球看成质点

C.研究运动员跨栏时的动作时，可以把运动员看成质点

D.质点是为了突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的理想化模型

答案　D

解析　物体看成质点的条件是物体的形状和大小对所研究的问题没有影响或影响很小，与物体大小无关，所以A错误，D正确；研究香蕉球的轨迹弯曲的成因时，足球各部分的运动情况不同，所以不能把足球看成质点，B错误；研究跨栏运动员动作时，不能将运动员看成质点，C错误.

【考点】对质点的理解

【题点】质点实例分析

1.（参考系的选取与物体运动的判断）中国是掌握空中加油技术的少数国家之一，如图5是我国自行研制的第三代战斗机“歼－10”在空中加油的情景，以下列哪个物体为参考系，可以认为加油机是运动的（　　）

图5

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”战斗机为参考系，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考系，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，以加油机中的飞行员为参考系，加油机是静止的，故C错误；以“歼－10”战斗机里的飞行员为参考系，加油机相对于“歼－10”战斗机里的飞行员位置不变，加油机是静止的，故D错误.

【考点】参考系

【题点】参考系的选取与物体运动的判断

2.（参考系的判断）下列诗句描绘的情景中，以流水为参考系的是（　　）

A.人在桥上走，桥流水不流

B.飞流直下三千尺，疑是银河落九天

C.白日依山尽，黄河入海流

D.孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流

答案　A

解析　人在桥上走，桥流水不流，这是以水作为参考系的，选项A正确；飞流直下三千尺，疑是银河落九天，是以地面为参考系的，选项B错误；白日依山尽，黄河入海流，是以河岸为参考系的，选项C错误；孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流，是以河岸为参考系的，选项D错误.

【考点】参考系

【题点】参考系的选取

3.（质点概念的理解）下列关于质点的说法正确的是（　　）

A.只有质量很小的物体才可以看成质点

B.若物体运动得很快，就一定不可以把物体看成质点

C.质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点

D.旋转的物体，肯定不能看成质点

答案　C

解析　质量很大的物体也可以看成质点，如研究地球绕太阳公转时的地球可以看成质点，故A错误；能否看成质点与物体的速度无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略，故B错误；质点是只计质量，不计大小、形状的一个几何点，是实际物体在一定条件下的科学抽象，故C正确；旋转的物体若转动是次要因素，只考虑平动效果时，物体可以看成质点，如研究地球绕太阳公转时，地球虽然在自转，但地球可以看成质点，故D错误.

【考点】对质点的理解

【题点】能否看成质点的条件

4.（质点的实例判断）（多选）下列说法中正确的是（　　）

A.体操运动员在做单臂大回环时，该运动员可以看成质点

B.研究“嫦娥三号”的奔月路线时，“嫦娥三号”可以看成质点

C.研究地球的自转时，可以把地球看成质点

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，万吨货轮可以看成质点

答案　BD

解析　体操运动员在做单臂大回环时，看的是运动员的动作是否标准，所以此时运动员的形状不能忽略，不能看成质点，故A错误；奔月路线只需考虑“嫦娥三号”的位置，形状和大小对所研究的问题几乎无影响，因此可视为质点，故B正确；研究地球的自转时，地球是不能看成质点的，否则就没有自转可言了，故C错误；万吨货轮相对大海来说，是很小的，所以确定它在航行过程中某时刻的位置时，万吨货轮可以看成质点，故D正确.

【考点】对质点的理解

【题点】质点的实例判断

实际存在的物体都有一定的形状和大小.

突出现象中的主要因素，忽略次要因素，建立起理想的“物理模型”是研究物理问题的一个重要方法.质点是一个理想化模型，严格意义上的有质量的点实际是不存在的，质点就是对实际物体的近似.所谓“理想化”，就是指它没有大小、形状、却具有物体的全部质量，是一种科学抽象；说它是模型，是因为它可以代表原来的真实物体，在空间占一定位置.

“质点”是科学抽象的模型，具有质量，同时占有空间，而几何中的点仅表示在空间的位置.

在物理学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义.引入“理想模型”，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差，在现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近，在一定条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将研究“理想模型”的结果直接地应用于实际事物.例如：

在研究地球绕太阳公转的运动时，由于地球的直径（约1.3×104km）比地球和太阳之间的距离（约1.5×108km）小得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计，在这种情况下，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理.

典题1

　下列关于质点的说法正确的是（　　）

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.体积很小的物体都可以看成是质点，而体积较大的物体一定不能看成质点

C.只要物体运动不是很快，就可以把物体看成质点

D.物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略时，可以将物体看成质点

答案　D

解析　质点是理想化模型，实际上不存在，但在研究问题时可以把体积很庞大的物体看成一个点，这有利于问题的研究，故A错误；体积很小的物体不一定都可以看成质点，故B错误；物体能否看成质点主要是看物体的大小和形状对所研究问题的影响是否可以忽略，与物体的运动快慢没有关系，所以C错误，D正确.

典题2

　如图6所示，研究下列现象时，涉及到的括号中的物体可看成质点的是（　　）

图6

A.研究（地球）绕太阳公转的时间

B.研究（撬棒）用力大小与支点的位置关系

C.研究旋转的（乒乓球）旋转方向

D.研究旋转的（电扇扇叶）所受阻力大小的影响因素

答案　A

解析　当物体的大小和形状在所研究的问题中能忽略时，物体就可以看成质点.研究地球绕太阳公转的时间时，地球的形状和大小可以忽略，地球可以看成质点，故A正确；研究撬棒用力大小与支点的位置关系时，撬棒的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故B错误；研究旋转的乒乓球时，乒乓球的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故C错误；研究旋转的电扇扇叶时，扇叶的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故D错误.

选择题

考点一　参考系

1.下列说法中正确的是（　　）

A.被选做参考系的物体是假定不动的

B.一乘客在车厢内走动的时候，他就说车是运动的

C.研究地面上物体的运动，必须选取地面为参考系

D.物体运动的轨迹是直线还是曲线，与参考系的选取无关

答案　A

解析　自然界中的一切物体都处在永恒的运动中，被选做参考系的物体只是被假定不动，所以选项A正确.物体是运动还是静止，是相对于参考系而言的，在车厢内走动的人，在没有明确参考系之前就说车是运动的是错误的，所以选项B错误.研究物体的运动时，参考系是可以任意选取的（但不能选研究对象本身为参考系），所以选项C错误.同一物体的运动，选择不同的参考系所观察到的轨迹可能不同，D错误.

【考点】参考系

【题点】参考系的理解

2.如图1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（　　）

图1

A.甲、乙两人的说法中必有一个是错误的

B.他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的

C.研究物体的运动时不一定要选择参考系

D.参考系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.

【考点】参考系

【题点】参考系的选取与物体运动的判断

3.下列语句中加点部分描绘的运动情景，可以选取山为参考系的是（　　）

A.两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山

B.小小竹排江中游，巍巍青山两岸走

C.满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎

D.两岸青山相对出，孤帆一片日边来

答案　A

解析　“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以山为参考系的，A正确；“巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系的，选项B错误；“看山恰似走来迎”，意思是说山在向船运动，所以选择的参考系为船，C错误；“两岸青山相对出”，是以帆船为参考系的，D错误.

【考点】参考系

【题点】参考系的选取与物体运动的判断

4.我们描述某个物体的运动时，总是相对于一定的参考系而言的，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”，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，乘客是以地面为参考系的

答案　A

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A正确；“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的，所以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D错误.

【考点】参考系

【题点】参考系的选取与物体运动的判断

5.Tomahawk四轮摩托跑车的时速可超过300km/h，如图2为摄影师利用“追拍”摄影法拍摄的Tomahawk四轮摩托跑车飞驰的照片，从照片上可以看出摄影师拍摄时选择的参考系是（　　）

图2

A.大地B.树木

C.四轮摩托跑车D.公路

答案　C

解析　“追拍法”是跟踪运动的物体，将运动的物体看做是静止的，该图片是运动的四轮摩托跑车被摄影师当做静止的，而用镜头跟踪，故参考系是四轮摩托跑车.选项C正确.

【考点】参考系

【题点】参考系的选取与物体运动的判断

6.如图3所示为A、B、C三列火车在一个车站的情景，A车上的乘客看到B车向东运动，B车上的乘客看到C车和站台都向东运动，C车上的乘客看到A车向西运动.站台上的人看A、B、C三列火车的运动正确的是（　　）

图3

A.A车向西运动B.B车向东运动

C.C车一定是静止的D.C车一定向西运动

答案　A

解析　由B车上的乘客看到站台向东运动，可判断B车向西运动；由A车上的乘客看到B车向东运动，说明A车也向西运动且速度大于B车速度；C车上的乘客看到A车向西运动，则C车有三种运动情况：

C车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A、B的速度都小.

【考点】参考系

【题点】参考系的选取与物体运动的判断

考点二　质点

7.下列关于质点的理解与判断的说法中正确的是（　　）

A.体积小的物体都能看成质点

B.质量巨大的物体都不能看成质点

C.研究“神十一”的轨迹时，“神十一”可以看成质点

D.研究“神十一”和“天宫二号”自动交会对接过程时，“神十一”和“天宫二号”可以看成质点

答案　C

解析　物体体积虽小，但其体积对所研究问题的影响不能忽略时，物体不能看成质点，A错误；质量巨大但形状和体积对所研究问题无影响或影响可忽略不计时，可视为质点，B错误；研究运动路线只需考虑“神十一”的位置，形状和大小对所研究问题几乎无影响，可视为质点，C正确；“神十一”和“天宫二号”自动交会对接过程时，要准确知道两对接结构的准确位置及其位置关系，故此时“神十一”和“天宫二号”不能看成质点，D错误.

【考点】对质点的理解

【题点】对质点的理解及实例分析

8.2016年第31届夏季奥运会在巴西的里约热内卢成功举行.下列比赛中可把研究对象看成质点的是（　　）

A.研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术

B.研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作

C.研究女子3m板冠军施廷懋的跳水动作

D.研究女子50m步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹

答案　D

解析　研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术时，不能忽略其大小，不能看成质点.同理，研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作和研究女子3m板冠军施廷懋的跳水动作时，也不能将其看成质点.研究女子50m步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹时，可将子弹看成质点，D项正确.

【考点】对质点的理解

【题点】质点的实例判断

9.在研究下列问题时，可以把汽车看成质点的是（　　）

A.研究汽车通过一座桥梁所用时间

B.研究人在汽车上的位置

C.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险

D.计算汽车从南京开往上海的时间

答案　D

【考点】对质点的理解

【题点】质点的实例判断

10.（多选）在下列哪些情况下可以将物体看成质点（　　）

A.研究某学生骑车回校的速度

B.对某学生骑车姿势进行生理学分析

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以忽略不计，故可以看成质点；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，选项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，所以不能把探测器看成质点，故D错误.

【考点】对质点的理解

【题点】质点的实例分析

11.（多选）下列有关质点的说法中，正确的是（　　）

A.研究嫦娥三号围绕月球运动的轨迹时，可将嫦娥三号看做质点

B.研究4×100m接力赛运动员交接棒的过程时，可以将运动员看做质点

C.用GPS定位系统确定正在月球上考察的“玉兔号”月球车的位置时，月球车可看做质点

D.研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时，可以把子弹看做质点

答案　AC

解析　嫦娥三号的大小与其轨道的长度相比可忽略，故能看做质点，故A对；若把运动员看做质点，无法研究其交接棒时的动作，故B错；在确定月球车的位置时，月球车的大小、形状对所研究问题没有影响，可看做质点，故C对；研究子弹穿过一张薄纸所需的时间时，子弹的长度比纸的厚度大许多，不能忽略其长度，所以不能看做质点，故D错.

【考点】对质点的理解

【题点】质点的实例分析