高中物理 1.质点和参考系 —人教版高一暑假综合易错点、易混淆点突破专题讲义

一、质点和参考系---易错点、易混淆点突破
一、质点
1．定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点．
2．物体简化为质点的条件：研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计时，就可以看做质点，反之，则不行。

2．对质点的理解
(1)对质点的三点说明
①质点是一种理想化模型，实际并不存在．
②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和形状来判断．体积大的物体有时也可看成质点，体积小的物体有时不能看成质点．
③质点不同于几何“点”，是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置．质点并不是质量很小的点，它不同于几何图形中的“点”．
3．物体可被看作质点主要有三种情况：
(1)平动的物体通常可以看作质点。

(2)有转动但转动可以忽略不计时，可把物体看作质点。

(3)同一物体，有时可以看作质点，有时不能。

当物体本身的大小对所研究问题的影响可以忽略不计时，可以把物体看作质点；反之，则不行。

4.理想化的物理模型的理解
(1)理想化模型是分析、解决物理问题常用的方法，它是对实际问题的科学抽象，可以使一些复杂的物理问题简单化
物理学中理想化的模型有很多，例如自由落体运动、轻绳、轻杆、轻弹簧、胡克定律、光滑平面(伽利略斜面实验等)、匀速圆周运动、点电荷、匀强电场、匀强磁场、电场线、磁感线、理想变压器、纯电阻电路，理想气体、绝热、弹簧振子、单摆、点光源、原子核式结构模型、氢原子能级等等，这些都是人们根据科学研究的特定目的，抓住主要因素，忽略次要因素，用物质形式或思维形式再现原型客体的某种基本特征，而在一定条件下进行的合理假设。

5.建立质点模型的两个关键点
(1)明确要研究的问题是什么．
(2)判断物体的大小和形状对所研究问题的影响能否忽略．
二．参考系
1.定义：在描述物体的运动时，用来做参考的物体。

2.参考系的选取原则：选参考系的原则是观测运动方便和描述运动尽可能简单。

参考系一般选取地面或相对地面静止的物体。

3.对参考系的理解：
(1)由于运动的相对性，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，在没有特殊说明的情况下，一般描述物体的运动是相对地面作为而言的
(2)对于同一物体，选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能会不同
(3)比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系
4．三点注意
(1)在研究两个物体间的相对运动时，选择其中一个物体为参考系，可以使分析和计算更简单。

(2)参考系的选取是任意的，既可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体都假定它是静止的
(3)对于复杂运动的物体，应选取能最简单描述物体运动情况的物体为参考系．
【考点精炼】
1．在不需要考虑物体本身大小和形状时，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．等效替代C．理想模型D．科学假说
答案：C
解析：突出主要方面，忽略次要因素，建立了理想化模型，C项正确。

2.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。

3.在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，是经常采用的一种科学研究方法．质点就是这种物理模型之一．关于地球能否看做质点，下列说法正确的是()
A．地球的质量太大，不能把地球看作质点
B．地球的体积太大，不能把地球看作质点
C．研究地球的自转时可以把地球看作质点
D．研究地球绕太阳公转时可以把地球看作质点
答案：D
解析：地球能否看成质点，关键要把地球放到所研究的问题空间中，看地球的大小和形状对所研究的问题是否产生影响．若不产生影响或产生的影响极小，则可以把地球看作质点，否则不能看作质点，故选项D正确．
4.[多选]为了提高枪械射击时的准确率，制造时会在枪膛内壁刻有螺旋形的槽。

这样，当子弹在枪管中运动时，会按照旋转的方式前进。

离开枪管后，子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响，从而提高子弹飞行的稳定性。

下列关于子弹运动的说法中正确的是()
A．当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看做质点
B．当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看做质点
C．无论研究什么问题都可以把子弹看做质点
D．能否将子弹看做质点，取决于我们所研究的问题
答案：BD
解析：在研究子弹的旋转对飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状，因此不可以把子弹看做质点，选项A错误；研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时，其大小和形状可忽略，可以把子弹看做质点，选项B正确；能否将子弹看做质点，取决于所研究的问题，只要其大小和形状对所研究问题的影响可以忽略，就可以看成质点，选项C错误、选项D正确。

5.在考察下列运动员的比赛成绩时，可将运动员看做质点的是()
答案:A
解析：马拉松赛跑测量的是运动员跑完全程的时间，与运动员的形状和大小无关；跳水、击剑、体操比赛时，要看运动员的肢体动作，所以不能看成质点．
6．《西游记》中，常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头，即使在科技日新月异的今天通常也采用“背景拍摄法”：让“孙悟空”站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头。

放映时，观众就感受到“孙悟空”在“腾云驾雾”。

这时，观众所选的参考系是()
A．孙悟空B．平台C．飘动的白云D．镜头
答案：C
解析：“背景拍摄法”实际是利用了相对运动的原理，拍摄时“孙悟空”整体不动，而“白云”移动，放映时，观众以“白云”为参考系，认为其“静止”，就会感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”。

故C正确。

7．如图是体育摄影中“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．滑板运动员D．步行的人
答案:C
解析:由于滑板运动员和摄影师以相同的速度运动，故以滑板运动员作为参考系，摄影师是静止的，故滑板运动员的图片是清晰的，但由于背景相对于滑板运动员是运动的，所以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滑板运动员，故C正确。

8．(多选)甲、乙、丙三人到某超级商场去购物，他们分别在三个都正常运行的电梯上向上一层楼或向下一层楼运动，如图所示。

关于他们运动的说法正确的是()
A．乙相对丙静止，相对甲运动B．乙相对甲静止，相对丙运动
C．甲与丙在竖直方向上是相对静止的D．甲与丙在水平方向上是相对静止的
答案:BD
解析:由题图可知，甲正由二楼下到一楼，乙正由三楼下到二楼，丙则正由一楼上到二楼。

由于
电梯的正常运行的速率相等，电梯的倾角又相同，所以乙相对甲静止，相对丙运动；甲与丙在水平方向上是相对静止的，故B、D项正确。

9.如图所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船运动状态是()
A．A船肯定是向左运动的B．A船肯定是静止的
C．B船肯定是向右运动的D．B船可能是静止的
答案：C
解析：由岸上的旗子向右摆动，知风向右吹．A旗子向右摆动，可判断A可以静止，可以向左运动，也可以向右以小于风速的速度运动；B旗子向左摆动，知B必向右运动，C对．
10.(多选)从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是()
A．从直升机上看，物体做自由落体运动
B．从直升机上看，物体始终在直升机的后方
C．从地面上看，物体做平抛运动
D．从地面上看，物体做自由落体运动
答案：AC
解析：以直升机为参照物，物体做自由落体，始终在直升机正下方，因为物体释放时由于惯性，水平速度与直升机相同，从地面上看，物体做平抛运动，故A、C正确。

11．两位杂技演员，甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起，结果两人同时落到蹦床上，若以演员自己为参考系，此过程中他们各自看到对方的运动情况是()
A．甲看到乙先朝上、再朝下运动B．甲看到乙一直朝上运动
C．乙看到甲先朝下、再朝上运动D．甲看到乙一直朝下运动
答案：B
解析：乙上升过程，甲、乙间距越来越小，故甲看到乙向上运动；乙下降过程，因甲的速度大于乙的速度，甲、乙间距仍然变小，故甲看到乙还是向上运动，B正确。

12．太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高的地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到“日头从西边出”的奇景．这些条件是()
A．时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较快
B．时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较快
C．时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞行的速度必须较快
D．时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太快
答案：C
解析：本题解题关键：①弄清地球上的晨昏线；②理解飞机顺着地球自转方向运动称为向东，逆着地球自转方向运动称为向西．如图标明了地球的自转方向．OaO′为晨线，OdO′为昏线(右半球上为白天，左半球上为夜晚)．若在纬度较高的a点(在晨线上)，飞机向东(如图中向右)飞行，旅客看到的太阳仍是从东方升起．设飞机飞行速度为v1，地球在该点的自转线速度为v2，在a点，飞机向西飞行时，若v1>v2，飞机处于地球上黑夜区域；v1<v2，旅客看到的太阳仍从东方升起．在同纬度的d点(在昏线上)，飞机向东(如图中向左)飞行，飞机处于地球上黑夜区域，旅客看不到太阳；飞机向西(如图中向右)飞行，若v1>v2，旅客可看到太阳从西边升起，若v1<v2，飞机在黑夜区域．因此，飞机必须在傍晚向西飞行，并且速度要足够快时才能看到“日头从西边出”的奇景．选项C正确．。