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
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1.1 运动的描述1.1.1 质点 参考系和坐标系一、物体和质点1.机械运动:物体的空间位置随时间的变化。
2.质点:某些情况下,忽略物体的大小和形状,突出“物体具有质量”,把它简化成有质量的物质点。
3.把物体抽象成质点的条件:物体的大小和形状可以忽略或物体上任意一点的运动可代替整个物体的运动。
思维拓展如图1所示为撑竿跳高运动的几个阶段:助跑、撑竿起跳、越横竿。
讨论并回答下列问题,体会质点模型的建立过程。
图1(1)教练针对训练录像纠正运动员的错误动作时,能否将运动员抽象成质点?(2)分析运动员的助跑速度时,能否将运动员抽象成质点?(3)测量运动员所跳高度(判定运动员是否打破世界纪录)时,能否将运动员抽象成质点?答案(1)不能,纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小);(2)能,分析运动员的助跑速度时,可以忽略运动员的姿势及动作(即运动员的形状及大小);(3)能,理由同(2)。
二、参考系1.运动与静止的关系(1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是绝对的。
(2)描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性。
2.参考系(1)定义:在描述物体的运动时,被选定做参考、假定为不动的其他物体。
(2)选取原则:参考系的选取是任意的。
(3)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,观察结果往往不同。
思考判断(1)参考系一定要选静止不动的物体(×)(2)一个物体的运动情况与参考系的选择无关(×)(3)“抬头望明月,月在云中行”,诗句中描述的运动选取的参考系是月(×)三、坐标系1.建立目的:为了定量描述物体的位置及位置变化。
2.坐标系的三要素:原点、正方向和单位长度。
思维拓展描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢?(1)描述百米运动员在跑动中的位置;(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置;(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置。
高一物理质点参考系
一、质点的概念及其应用
质点是物理学中一个重要的概念,它是指在研究中,将物体简化为一个没有大小,只有质量的点。
这个点可以用作简化物体运动规律的研究。
质点在高一物理中的应用广泛,如在自由落体运动、平抛运动等场景中,我们可以将物体看作质点来进行分析。
二、参考系的概念及其作用
参考系是指在研究物体运动时,选取的一个观察和描述物体运动的基准系。
选择合适的参考系可以使物体运动的研究更加简单明了。
在高一物理中,我们通常选取地面为参考系,但在某些情况下,也需要选取其他参考系,如在研究汽车行驶时,可以选取汽车为参考系。
三、高一物理中质点参考系的相关例题解析
1.例题一:一个质量为m的物体在水平面上做匀速直线运动,求物体在t 时间内所走过的路程。
解析:由于物体做匀速直线运动,可以将物体视为质点。
根据匀速直线运动的公式,s=vt,其中v为物体速度,t为时间。
将v和t带入公式,可得物体在t时间内所走过的路程。
2.例题二:一个人站在地面上,质量为m,从静止开始跳起,上升到高度h后落地,求人的平均速度。
解析:在竖直上升和下降过程中,可以将人视为质点。
上升过程的平均速度为v1=h/t1,下降过程的平均速度为v2=h/t2。
根据对称性,上升和下降的
时间相等,所以平均速度为(v1+v2)/2=h/(t1/2)。
四、总结与建议
质点和参考系是高一物理中基础但重要的知识点。
掌握这两个概念,能帮助我们更好地理解和分析物体运动。
在解题时,要根据题目条件灵活选择合适的参考系,并将物体视为质点,简化问题。
第一章运动的描述第1节质点参考系【素养目标】1.知道质点的概念,理解物体在什么情况下可以看做质点.(重点)2.知道参考系的概念,理解运动具有相对性.【必备知识】知识点一、机械运动1.定义:物体的空间位置随时间的变化,称为机械运动。
机械运动是自然界中最简单、最基本的运动形态。
2.机械运动的基本形式:平动和转动知识点二、物体和质点1.物质和物体:客观世界是物质的,物质由分子、原子等组成,我们所看到的物体是物质的聚集状态。
2.质点:忽略物体的大小和形状,突出“物体具有质量”这个要素,把它简化为一个有质量的物质点。
3.物体视为质点的条件:物体的大小和形状对所要研究的问题没有影响或影响很小时,可以将物体看成质点。
4.质点的特点(1)质点不同于几何“点”:质点是用来代替物体的有质量的点,其特点是只有质量,没有大小、体积、形状,它与几何“点”有本质的区别.(2)质点是一种“物理模型”.①物理模型是在物理研究中,突出问题的主要方面,忽略次要因素而建立的理想化模型,是物理学经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一.②物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在.5.实际物体视为质点的常见情况知识点三、参考系1.运动的特点①自然界的一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的——运动是绝对的。
②描述某个物体的位置随时间的变化,总是相对于其他物体而言的——运动是相对的。
2.参考系在描述物体的运动时,被选定做参考、假定为不动的其他物体。
3.参考系的选择原则①任意性:参考系可以任意选取,选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果会有所不同。
②一般以地面为参考系.但在具体问题中,要考虑研究问题的方便性。
③同一性:当比较不同物体的运动情况时,必须选择同一个参考系,选择不同的参考系研究不同物体的运动是没有意义的。
【课堂检测】1.如图所示为飞行员(丙)在跳伞训练,飞机驾驶员(甲)和地面指挥员(乙)在观察了丙的运动后,发生了争论。
1 运动的描述1.1质点参考系一运动与质点(1)机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的变化(2)物体的运动往往相当复朵,运动的形式、物体的大小通常都是不同的,为了方便我们物埋学的研究。
我们可以突出主要因素,忽略次要因素。
比如一辆从部州开往厦门的动车,相对于这段路程而言,动车的长度是可以忽略的,因此我们这个时候可以把动车看做是个只右质革的点,这样米研究它的运动问题,是不是方便了很多观? (3)质点1当一个物体的大小形狄对所研元的问题的影项可以忽略不计时,我们可以把它看成一个有质量没体积的点,这个点就叫做质点。
(4)质点是一个埋想化模型,并不真实存在。
(5)什么情况下能理想化成须点?这要有研究的向题来决定!例如:a.研究列火车过大桥时,山于火车的长度汇刘」大桥而白,不能被忽略,比州个能肯成员质点。
b. F允一辆动车从北京开到上海时,动车长度相比T路程可以忽略,因此可以看成是一个质点.c.正究地球的公转时:地球的大小相对于公转轨道而言是可以忽略的,因此可以看做是质点。
总结:(1)当物体的形状和大小与所研究的问题相比可忽略不计时,可以看成质点。
(2)做平动的物体,由于物体上各点的运动情况相同,可以用一个点代表整个物体的运动。
二参考系1.定义:描述一个物体的运动时,选来作为标准参照的另外的物体或物2.运动:一个物体相对于另一个物体位置的变化。
3.物体的运动都是相对于参考系而言的,不说明参考系,物体运动的描述没有意义。
4.参考系的选择不同,同一个物体的运动状态可能不同。
例如,站在上升电梯里的人,如果以电梯为参考系,人是静止的;如果以地面为参考系,人是运动的。
5 参考系选取的原则1.参考系的选择是任意的。
2.参考系的选取要满足观测方便,运动描述简单。
如,地面上的物体,常以地面为参考系。
3.不能以物体本身作为参考系,不然运动的描述没有任何意义。
4.解题时,如果选取的参考系不是地面,则必须说明选取的参考系。
三坐标系坐标系的概念1.在参照系中,为确定空间一点的位置,按规定方法选取的有次序的-组数据,这就叫做“坐标”。
1.1 质点参考系和坐标系知识点1质点质点的定义:忽略物体的大小和形状,把它简化成一个有质量的点,即用来代替物体的有质量的点;质点是一种理想化的物理模型,在实际生活中并不存在;质点的建立体现了一种科学研究方法——建立物理模型。
【例1.1】人类居住的地球在绕太阳公转,同时又在自转。
因此,地球的各个部分离太阳的远近在不短的改变。
但是如果考虑到地球到太阳的距离长达1.5*108km,而地球的直径只有1.3*104km,还不到它与太阳距离的万分之一。
在研究地球公转的时候,由地球的大小而引起的地球上各部分的运动差异就可以忽略不计。
在研究地球公转的时候,由地球的大小而引起的地球上各部分的运动差异可不可以忽略不计?【难度】★★【练1.1】据报道,“神舟”五号飞船载人舱长7.4 m,直径2.8 m,总长58 m,重达480t,当其升空后,显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点。
科学家研究“神舟”五号在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时,需要考虑它本身的大小和形状吗?【难度】★【例1.2】关于质点的概念,下列说法正确的是()A.任何细小的物体都可以看作质点B.任何静止的物体都可以看作质点C.一个物体是否可以看作质点,要看所研究问题的具体情况而定D.一个物体在某种情况下可看作质点,那么在任何情况下都可看作质点【难度】★【练1.2】以下关于质点的说法正确的是()①质量小的物体都能看成质点②体积小的物体都能看成质点③各部分运动状态完全一致的物体可视为质点④某些情况下地球也可以看成质点A.①②④B.②③④C.②④D.③④【难度】★【例1.3】下列情况中的运动物体,不能被看成质点的是()A.研究绕地球飞行时航天飞机的轨道B.研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况C.计算从北京开往上海的一列火车的运行时间D.计算在传送带上输送的工件数量【难度】★★【练1.3】下列情形中,不可以把物体看作质点的是()A.研究高速旋转的砂轮的运动B.研究芭蕾舞演员的动作C.研究花样滑冰中的运动员D.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险【难度】★★【例1.4】2009年东亚运动会结束了男子110米栏决赛争夺,中国选手刘翔轻松地以13秒66的成绩获得第一,赢得了他复出之后的第三项赛事冠军,关于刘翔的下列说法正确的是()A.刘翔在飞奔的110米中,可以看作质点B.教练为了分析刘翔的动作要领,可以将其看作质点C.无论研究什么问题,均不能把刘翔看作质点D.是否能将刘翔看作质点,决定于我们所研究的问题【难度】★★【练1.4】下列四种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是()A.在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时C.跆拳道比赛中研究运动员的动作时D.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时【难度】★★为描述物体的运动,需要另外选取一个物体作为标准,观察这个物体相对于标准的位置是否发生变化以及怎样变化,这个作为标准的物体叫做参考系。
高一物理新人教版必修一第一章知识点:质点、参考系和坐标系高中学生仅仅有想学的念头是不够的,还必须“会学”。
要讲究科学的学习策略和方法,以此提高学习效率,变被动学习为主动学习.针对学生学习中出现的上述情况,为大家准备了高一物理新人教版必修一第一章知识点~物体与质点1、质点:当物体的大小和形状对所研究的问题而言影响不大或没有影响时,为研究问题方便,可忽略其大小和形状,把物体看做一个有质量的点,这个点叫做质点。
2、物体可以看成质点的条件条件:①研究的物体上个点的运动情况完全一致。
②物体的线度必须远远的大于它通过的距离。
(1)物体的形状大小以及物体上各部分运动的差异对所研究的问题的影响可以忽略不计时就可以把物体当作质点(2)平动的物体可以视为质点平动的物体上各个点的运动情况都完全相同的物体,这样,物体上任一点的运动情况与整个物体的运动情况相同,可用一个质点来代替整个物体。
小贴士:质点没有大小和形状因为它仅仅是一个点,但是质点一定有质量,因为它代表了一个物体,是一个实际物体的理想化的模型。
质点的质量就是它所代表的物体的质量。
参考系1、参考系的定义:描述物体的运动时,用来做参考的另外的物体。
2、对参考系的理解:(1)物体是运动还是静止,都是相对于参考系而言的,例如,肩并肩一起走的两个人,彼此就是相对静止的,而相对于路边的建筑物,他们却是运动的。
(2)同一运动选择不同的参考系,观察结果可能不同。
例如司机开着车行驶在高速公路上以车为参考系,司机是静止的,以路面为参考系,司机是运动的。
(3)比较物体的运动,应该选择同一参考系。
(4)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体。
小贴士:只有选择了参考系,说某个物体是运动还是静止,物体怎样运动才变得有意义参考系的选择是研究运动的前提是一项基本技能。
坐标系1、坐标系物理意义:在参考系上建立适当的坐标系,从而,定量地描述物体的位置及位置变化。
2、坐标系分类:(1)一维坐标系(直线坐标系):适用于描述质点做直线运动,研究沿一条直线运动的物体时,要沿着运动直线建立直线坐标系,即以物体运动所沿的直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度。
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.。