爱华网第一章运动的描述第1节 质点 参考系和坐标系
1．物体的________随时间的变化叫机械运动，它是自然界中最简单、最基本的运动形式．
2．我们研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的______和______，把它简化为一个_________的点，这样的点称为质点，质点是一个__________的物理模型．
将物体看做质点是有条件的．例如，在研究地球的公转时，地球的大小______(填“可以”或“不可以”)忽略；在研究列车沿平直轨道运动的速度变化时，车厢各点的运动情况______(填“相同”或“不同”)，可用车上任一点的运动代表列车的运动，这时______(填“可以”或“不可以”)把列车看做质点．
3．在描述物体的运动时，首先要选定某个其他物体做参考，这个被选定做参考的、假定为______的其他物体，叫参考系．
4．我们坐在校园里，欣赏毛泽东的一句诗词：“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉静止不动，是因为选取______为参考系，而“坐地日行八万里”，是选取______为参考系．
6．下列关于质点的说法中正确的是( )
A．只有体积很小的物体才能看成质点
B．只有质量很小的物体才能看成质点
C．质点一定代表一个小球
D．质点不一定代表一个很小的物体
7．坐在火车里的乘客，总感到车厢外的树在“向后跑”，他选择的参考系是( )
A．乘坐的火车B．远处的山
C．车外的树D．太阳
【概念规律练】
知识点一 质点的概念
1．关于质点，下列说法中正确的是( )
A．质点是一个理想化模型，实际上不存在
B．因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的
C．凡是小的物体，皆可以看成质点；凡是大的物体，皆不能看成质点
D．如果物体的形状和大小对于所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看成质点
2．在以下哪些情况中可将物体看成质点( )
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
知识点二 参考系
3．甲、乙两辆汽车在平直的公路上并排行驶，甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动，乙车内的旅客发现甲车没有运动，如果以地面为参考系，上述事实表示( )
A．甲车向西运动，乙车不动
B．乙车向西运动，甲车不动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．甲、乙两车以相同的速度都向西运动
4．甲、乙两辆汽车均以相同的速度行驶，下列有关参考系的说法正确的是( )
A．如果两辆汽车均向东行驶，若以甲车为参考系，乙车是静止的
B．如果观察的结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车
C．如果以在甲车中一走动的人为参考系，乙车仍是静止的
D．如果甲车突然刹车停下，乙车仍向东行驶，以乙车为参考系，甲车往西行驶
知识点三 坐标系
5．一个小球从距地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m高处被接住，坐标原点定在抛出点正下方2m处，坐标轴的正方向设为向下，则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A．2 m，－2m，－1 mB．－2 m,2m,1 m
C．4 m,0,1mD．－4 m,0，－1 m
【方法技巧练】
一、判断一个物体能否看成质点的方法
7．2009年10月1日，我国在北京成功地举行了建国60周年国庆大阅兵，气势恢宏的场面，极大地激发了全国人民的爱国热情和建设好现代化祖国的信心，下列说法中正确的是( )
A．研究正在列队通过天安门的女子方队的队形时，可以把队员看成质点
B．研究从天安门上空飞过的歼11飞机的机群数量时，可以把飞机看成质点
C．欣赏我国首批战斗机女飞行员驾驶的飞机通过天安门的壮观场面时，飞机可以看成质点
D．研究女兵方队从东华表起正步通过天安门，到达西华表的时间时，不能把女兵方队看成质点
8．在火车从北京到上海的运动过程中，下列说法正确的是( )
A．火车车轮只做平动
B．火车车轮的平动可以用质点模型分析
C．计算火车从北京到上海的运动时间时，可将火车视为质点
D．计算火车经过一座桥的时间时，可将火车视为质点
二、巧取参考系来分析物体的相对运动
9．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，甲、乙、丙的运动情况可能是( )
A．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙停在空中
B．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，v乙>v丙，丙匀速下降，且v丙>v甲
D．以上说法均不对
同堂检测
1．关于质点，下列说法中正确的是( )
A．质点一定是体积和质量极小的物体
B．因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别
C．研究运动员在马拉松比赛中运动的快慢时，该运动员可看做质点
D．欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时，可以把芭蕾舞表演者看做质点
2．在下列情形中，可以将研究对象看做质点的是( )
A．地面上放一只木箱，在上面的箱角处用水平力推它，在研究它是先滑动还是先翻转时
B．在2008年北京奥运会上研究刘翔在男子110米栏比赛中的跨栏动作时
C．研究“嫦娥一号”卫星在绕地球飞行及绕月球飞行的轨迹时
D．研究“嫦娥一号”在轨道上飞行的姿态时
3．在研究物体的运动时，下列物体中可以当作质点处理的是( )
A．研究一端固定且可绕该端转动的木杆的运动时，此杆可作为质点来处理
B．在大海中航行的船，要确定它在大海中的位置时，可以把它当作质点来处理
C．研究杂技演员走钢丝的表演时，杂技演员可以当作质点来处理
D．研究地球绕太阳公转时，地球可以当作质点来处理
4．关于参考系，下列说法正确的是( )
A．研究物体的运动必须选取参考系
B．甲、乙两人均以相同的速度向正东行走，若以甲为参考系，则乙是静止的
C．车站平行停靠着两列火车，甲火车上的人只能看到乙火车，当他看到乙火车动了，一定是乙火车开动了
D．我们平时说楼房静止，是指楼房相对于地球的位置是不变的
5．敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行．”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是( )
A．船和山B．山和船
C．地面和山D．河岸和流水
6．第一次世界大战时，一位法国飞行员在2 000 m高空飞行时，发现座舱边有一个与他几乎相对静止的小“昆虫”，他顺手抓过来一看，原来是一颗子弹头，发生这个故事是因为( )
A．子弹静止在空中
B．子弹飞行得很慢
C．飞机飞行得很快
D．子弹与飞机同方向飞行，且飞行的速度很接近
7．地面的观察者看雨滴是竖直下落的，坐在匀速行驶的列车车厢中的乘客看雨滴是( )
A．水平向前运动 B．水平向后运动
C．倾斜落向前下方D．倾斜落向后下方
8．下列说法正确的是( )
A．甲、乙两人均以相同速度向正东方向行走，若以甲为参考系，则乙是静止的
B．甲、乙两人均以相同速度向正东方向行走，若以乙为参考系，则甲是静止的
C．两辆汽车在公路上沿同一直线行驶，且它们之间的距离保持不变，若观察结果是两辆车都静止，则选用的参考系，必定是其中的一辆汽车
D．两人在公路上行走，速度大小不同、方向相同，选择其中任一人作为参考系，则两人都是静止的
9．某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩．两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动．如果以地面为参考系，那么，上述观察说明( )
A．甲车不动，乙车向东运动
B．乙车不动，甲车向东运动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动
10．以北京长安街为x轴，向东为正方向，以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O，建立一维坐标系，一辆汽车最初在原点以西3 km处，几分钟后行驶到原点以东2 km处．
(1)这辆汽车最初位置和最终位置分别是( )
A．3 km 2km B．－3 km 2km
C．3 km －2kmD．－3km －2km
(2)如果将坐标原点向西移5 km，则这辆汽车的最初位置和最终位置分别是( )
A．5 km 7kmB．2km 5km
C．2 km 7kmD．3km 5km
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10(1) | 10(2) |
答案 |
12．刻舟求剑的故事说的是有一个楚国人乘船过江，他身上的佩剑不小心掉落江中．他立即在船舱板上画记号，对船友说：“这是我的剑掉落的地方．”到了河岸，船停了，他就在画记号的地方下水找剑．这则寓言不但有讽刺意义，而且还包含了一定的物理含义，从物理学选择参考系的角度回答下列问题：
(1)楚人找剑选择的参考系是什么？
(2)请你为楚人提供一种找到这把剑的方法．
第一章 运动的描述
第1节 质点 参考系和坐标系
课前预习练
1．空间位置
2．形状 大小 有质量 理想化 可以 相同 可以
3．不动
4．地面 地心
5．坐标系 原点 正方向 单位长度 3 m －2 m
6．D [质点是理想化的物理模型，物体能否看做质点与物体的体积大小、质量大小无关，故A、B、C错误，D正确．]
7．A
8．x1＝2 m x2＝－2 m
课堂探究练
1．AD [质点是一个理想化的物理模型，尽管不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似反映，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化．]
2．AC [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．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，所以探测器不能看成质点，故正确答案为A、C.]
点评 能否把一个物体看做质点，并不是由物体的形状和大小来决定的，而是由它的形状和大小对所研究问题的影响程度决定的．一般来说，如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的因素时，物体就可看做质点．
3．D [乙车相对甲车内的人没有运动，说明甲、乙两车运动情况相同；以甲车内的人为参考系，树向东运动，则以树为参考系，甲车向西运动，所以甲、乙两车以相同的速度向西运动，故正确答案为D.]
点评 ①描述物体是否运动首先要选定一个参考系，以此为标准来衡量物体是运动的还是静止的，参考系一旦确定，对物体运动的描述也唯一确定．
②参考系的选择是任意的，但应以观测方便和使运动的描述简单为原则．研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系．
4．ABD [两车的速度相同时，其相对位置不变，以其中任一辆车为参考系，另一辆车是静止的，故A正确；若第三辆车丙与甲、乙两车同向同速行驶，以丙车为参考系时，甲、乙两车均静止，故B正确；若一人在甲车中走动时，他与乙车的相对位置是变化的，则乙车是运动的，故C错误；甲车突然刹车停下，乙车向东行驶，甲车与乙车间的距离增大，甲车相对乙车向西运动，故D正确．]
5．B [
根据题意建立如右图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为－2m，B点为坐标原点，D点为地面，坐标为2 m，C点为接住点，坐标为1 m，故正确答案为B.]
6．见解析
解析 可以以冰场中央为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立水平面内的直角坐标系，这样就可以准确地描述运动员的位置了．如果要描述飞机的位置，则需要确定一点(如观察者所在的位置)为坐标原点，建立三维直角坐标系来描述．
7．BD [研究女子方队的队形时，队员的体形不能忽略，因此不能把队员看成质点，故A错；研究从天安门上空飞过的歼11飞机的机群数量时，完全可以忽略飞机的大小和形状，因此可以把飞机看成质点，故B对；欣赏飞机的飞行表演时不能把飞机看成质点，故C错；研究女兵方队从东华表起正步通过天安门，到达西华表的时间时，需要考虑队列的长度，因此不能把女兵方队看成质点，故D对．]
8．BC [车轮整体上随车做平动，但车轮上各点又绕车轴转动，若研究车轮随车整体的平动时，可用质点模型分析，故A错，B对；由于火车本身的长度相对北京到上海的距离是很小的，可忽略不计，而相对一座桥其长度是不可忽略的，故C对，D错．]
方法总结 物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，可以把物体视为质点．如地球比较大，但在研究地球绕太阳公转时，地球的大小就变成次要因素，我们完全可以把地球当作质点来看待．然而，在研究地球的自转时，就不能把地球看成质点了．研究火车从北京到上海的运动时间可以把火车视为质点，但研究火车过桥的时间就不能把火车看成质点了．
9．AB [甲、乙、丙三人在观察其他物体的运动时，是以自己所乘的热气球为参考系的，应根据参考系的定义来判定甲、乙、丙的运动情况，楼房和地面连为一体，是同一个参考系，甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地面匀速下降；乙看到甲匀速上升，说明乙也在匀速下降，且乙下降的速度v乙大于甲下降的速度v甲，即v乙>v甲；甲看到丙匀速上升，有三种可能性：(1)丙静止．(2)丙匀速上升．(3)丙匀速下降，且速度关系为v丙甲．综上可知，选项A、B正确．]
课后巩固练
1．C [物体能否被看做质点与物体本身的体积和质量的大小无关，主要是看其大小和形状能否可以忽略，故A错；质点有质量，几何中的点没有质量，所以不同，故B错；研究运动员长跑的运动速度时，可以忽略运动员的大小和形状，故可看做质点，故C正确；表演者跳舞时其身体的各个部分动作不能忽略，所以不能看做质点，故D不正确．]
2．C [当研究木箱的翻转时，其大小和形状不能忽略，所以不能看做质点，故A错；在研究刘翔的跨栏动作时，不能忽略其肢体的动作及形状，所以不能看做质点，故B错；研究“嫦娥一号”绕地球及月球的飞行轨迹时，其大小和形状均可忽略，可看做质点，但研究它的飞行姿态时，就不能看做质点，故C对，D错．]
3．BD [物体能否看做质点，主要取决于物体的大小和形状在所研究的问题中是否属于次要的、可忽略的因素，而不仅仅取决于物体的大小和形状．研究物体的转动时，物体各点运动的差异是不能忽略的，不能看做质点，故A错．杂技演员走钢丝时要利用身体的各个部位保持平衡，也不能看做质点，C错．据此可判断只有B、D项正确．]
4．ABD 5.A
6．D [子弹与飞机虽然都飞得很快，但若飞行速度很相近，则飞行员和子弹几乎相对静止，那么飞行员就很容易抓住子弹，D正确．]
7．D [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，故乘客看到的雨滴是倾斜落向后下方，D正确．]
8．AB [由运动和静止的相对性可知，A、B正确，D错误．C选项除可选其中一辆车为参考系外，也可选与两车速度相同的第三辆车为参考系，故C错误．]
9．D [乙车内一同学看见路旁的树木向西移动，说明乙车向东运动；甲车内一同学看见乙车没有动，说明甲、乙两车相对静止．综合这两点可知，甲、乙两车以相同的速度都向东运动，D正确．]
10．(1)B (2)C
解析 (1)坐标轴的正方向向东，则位置在坐标原点以东为正，在坐标原点以西为负，汽车最初在原点以西且距原点3 km处，所以最初位置是－3 km，同理最终位置是2 km，故B正确．
(2)坐标原点向西移5 km后，最初位置在原点的东方，距原点2 km.最终位置还在原点以东，距离变为7 km，故C正确．
11．本题答案不唯一，当选取A点为坐标原点，向东为x轴正向，向北为y轴正向时，各点坐标分别为：A(0,0)、B(0，－50m)、C(100 m，－50 m)、D(100m,100 m)．
12．(1)由于楚人在船舱板上画上记号，所以他选择的参考系是船．
(2)若要找到剑，必须确定剑在水中的准确位置，为此，可采用如下方法：
①选择河岸为参考系，记下剑掉落的位置离岸上某一标志物的方向和距离．
②选择船为参考系，在船不改变方向和速度的情况下，记下剑掉落时刻河岸相对于船的运动速度和航行时间，据此求出船靠岸时，船和剑落水地点的距离，从而确定剑落水的位置．
