高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 專題1.1 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系重點(diǎn)回眸學(xué)案 新人教版必修1.doc

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1．質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系 （一）重點(diǎn)知識(shí)回眸 要點(diǎn)一、對(duì)理想化物理模型和質(zhì)點(diǎn)的理解 1．理想化模型 (1)“理想化模型”是為了使研究的問(wèn)題得以簡(jiǎn)化或研究問(wèn)題方便而進(jìn)行的一種科學(xué)的抽象，實(shí)際并不存在． (2)“理想化模型”是以研究目的為出發(fā)點(diǎn)，突出問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”． (3)“理想化模型”是在一定程度和范圍內(nèi)對(duì)客觀存在的復(fù)雜事物的一種近似反映，是物理學(xué)中經(jīng)常采用的一種研究方法． 2．質(zhì)點(diǎn) 引入質(zhì)點(diǎn)的意義 質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的物理模型，盡管不是實(shí)際存在的物體，但它是實(shí)際物體的一種近似，是為了研究問(wèn)題的方便而進(jìn)行的科學(xué)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，使所研究的復(fù)雜問(wèn)題得到了簡(jiǎn)化． 要點(diǎn)二、對(duì)參考系的理解 1．定義 要描述某一個(gè)物體的位置及其隨時(shí)間的變化，首先要選定某個(gè)其他物體作為參考，假定這個(gè)“其他物體”不動(dòng)，觀察研究對(duì)象相對(duì)于這個(gè)“其他物體”的位置是否隨時(shí)間變化，這個(gè)被用來(lái)作參考的物體，叫做參考系． 2．引入?yún)⒖枷档囊饬x (1)有了參考系，才能確定物體的位置． (2)選定了參考系后，才能知道和研究物體的運(yùn)動(dòng)．試設(shè)想，在茫茫的大海里，水天一色，如果沒(méi)有太陽(yáng)或星辰作參考，水手根本無(wú)法確定自己船艦的位置和航向． 3．參考系的選取原則 (1)選取參考系一般應(yīng)根據(jù)研究對(duì)象和研究對(duì)象所在的系統(tǒng)來(lái)決定．例如研究火車上物體的運(yùn)動(dòng)情況，一般選取火車作為參考系；研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選取地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參考系．選擇地面為參考系時(shí)，參考系?？梢月匀ゲ惶?，如“汽車運(yùn)動(dòng)了”，就不必說(shuō)成“汽車相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)了”． (2)參考系的選取可以是任意的．在實(shí)際問(wèn)題中，參考系的選取以研究問(wèn)題方便、對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為基本原則． 4．參考系對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響 對(duì)于同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，如果選取不同的物體作參考系，所得到的結(jié)果可能不同．例如有一輛載有乘客的客車，在京福高速公路上由北向南行駛，若以客車為參考系，乘客是靜止的；若以路邊的樹(shù)木為參考系，乘客向南運(yùn)動(dòng)；若以也向南行駛但比客車運(yùn)動(dòng)的快的另外一輛轎車為參考系時(shí)，客車及乘客又是向北運(yùn)動(dòng)的． 要點(diǎn)三、建立坐標(biāo)系的意義和特點(diǎn) 1．建立坐標(biāo)系的意義 物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位置會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系． 2．坐標(biāo)系的種類及特點(diǎn) (1)直線坐標(biāo)系：以某一點(diǎn)為原點(diǎn)，規(guī)定單位(有時(shí)是長(zhǎng)度，有時(shí)是時(shí)間，也可能是其他物理量)、正方向或變化方向的意義． (2)平面坐標(biāo)系：物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)需建立平面坐標(biāo)系．如圖1－1－1所示：在圖甲中，a、b、c三點(diǎn)有相同的橫坐標(biāo)，在圖乙中，A、B、C三點(diǎn)有相同的縱坐標(biāo)，由此可以發(fā)現(xiàn)：如果僅僅確定某點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)，該點(diǎn)的位置并不能惟一確定，如果同時(shí)確定某點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，則該點(diǎn)的位置惟一確定． 圖1－1－1 (3)多維坐標(biāo)系(如三維立體空間坐標(biāo)系)：物體的運(yùn)動(dòng)不在同一平面內(nèi)時(shí)，可以建立多維坐標(biāo)系． 3．建立坐標(biāo)系的原則 要能方便簡(jiǎn)潔地確定物體的位置 （二）精品同步練習(xí) 第Ⅰ部分 選擇題 一、選擇題：本題共8小題。將正確答案填寫在題干后面的括號(hào)里。 1.2018年6月16日凌晨2點(diǎn)俄羅斯世界杯小組賽B組迎來(lái)一場(chǎng)焦點(diǎn)之戰(zhàn)，第87分鐘， C羅前場(chǎng)制造任意球，完美演繹了一個(gè)精彩絕倫的電梯球。電梯球跟香蕉球（弧線球）截然不同，球本身沒(méi)有旋轉(zhuǎn)，初始速度很快，迅速上升且突然下墜，有人形象地比喻為“先將電梯迅速升到6樓，再急速降到1層”，因此得名“電梯球”。 以下說(shuō)法正確的是（ ） A．分析C羅在球場(chǎng)上跑動(dòng)軌跡時(shí)，可以把他看成質(zhì)點(diǎn) B．球迷們?cè)谟^看遠(yuǎn)角進(jìn)球時(shí)，可以把足球看成質(zhì)點(diǎn) C．研究電梯球運(yùn)動(dòng)是否轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以把足球看成質(zhì)點(diǎn) D．足球在躲過(guò)對(duì)方守門員防守時(shí)，可以把防守球員看成質(zhì)點(diǎn) 【答案】AB 2．南朝梁代僧人傅大士，是中國(guó)維摩禪祖師，他有一首很著名的偈詩(shī)：“空手把鋤頭，步行騎水牛；人在橋上走，橋流水不流?！逼渲小皹蛄魉涣鳌敝械摹皹蛄鳌彼x取的參考系是(　　) A．水 B．橋 C．人 D．河岸 【答案】A 【解析】以地面為參考系，水在流動(dòng)，橋是靜止的，而“橋流水不流”說(shuō)明橋在運(yùn)動(dòng)，流水是靜止的，所以是選擇流水作為參考系，從而感覺(jué)橋在動(dòng)，只有選項(xiàng)A正確。 3．近日，大慶市高中教育資源整合，三所高中撤并，石油高中將搬遷至新址。如果新址操場(chǎng)上國(guó)旗平臺(tái)離地面的高度是0.5m，將坐標(biāo)系的原點(diǎn)定在平臺(tái)上，取旗桿所在直線向上方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，旗桿上固定國(guó)旗的A、B兩點(diǎn)離地面的距離分別為10.9 m和9.4 m，那么A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別是 (　　) A．10.9 m，9.4 m B．11.4 m，9.9 m C．10.4 m，8.9 m D．10.9m，－9.4 m 【答案】C　 【解析】題中建立的是直線坐標(biāo)系， A點(diǎn)在地面上方10.9 m處，故坐標(biāo)為10.4 m；B點(diǎn)在地面上方9.4 m處，故坐標(biāo)為8.9 m，只有選項(xiàng)C正確。 4．“水鄉(xiāng)過(guò)夏至，龍船吃荷飯”。6月20日，廣東東莞水鄉(xiāng)麻涌的群眾歡聚在華陽(yáng)湖國(guó)家濕地公園500畝的荷塘里，有的在劃動(dòng)龍舟，有的在吃龍船飯。有甲、乙兩條龍舟在平直的水道上并排行駛，甲舟內(nèi)的乘客看見(jiàn)遠(yuǎn)處的樹(shù)木向東移動(dòng)，乙舟內(nèi)的乘客認(rèn)為甲舟靜止。如果以地面為參考系，上述事實(shí)表示(　　) A．甲舟向西運(yùn)動(dòng)，乙舟不動(dòng) B．乙舟向西運(yùn)動(dòng)，甲舟不動(dòng) C．甲舟向西運(yùn)動(dòng)，乙舟向東運(yùn)動(dòng) D．甲、乙兩舟以相同的速度都向西運(yùn)動(dòng) 【答案】D　 5．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的模型，實(shí)際并不存在 B．因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沒(méi)有大小，所以與幾何中的點(diǎn)沒(méi)有區(qū)別 C．凡是輕小的物體，都可看作質(zhì)點(diǎn) D．如果物體的形狀和大小在所研究的問(wèn)題中屬于次要因素，就可以把物體看作質(zhì)點(diǎn) 【答案】AD 【解析】質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的物理模型，實(shí)際上不存在．物體能否看成質(zhì)點(diǎn)要滿足D項(xiàng)的條件，A、D正確；質(zhì)點(diǎn)是有質(zhì)量的，它是人們?yōu)榱搜芯繂?wèn)題的方便而抽象出來(lái)的點(diǎn)，與物體大小沒(méi)有直接關(guān)系，B、C項(xiàng)錯(cuò)． 6．南北走向的一長(zhǎng)直公路經(jīng)過(guò)某廣場(chǎng)的中心，如果以廣場(chǎng)中心為原點(diǎn)，規(guī)定向北為正方向，作出的坐標(biāo)軸(x軸)如圖所示。坐標(biāo)軸上有兩點(diǎn)A和B，A的位置坐標(biāo)為xA＝4 m，B的位置坐標(biāo)為xB＝－2 m。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心南邊4 m處 B．A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊4 m處 C．B點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心南邊2 m處 D．B點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊2 m處 【答案】BC 【解析】因?yàn)橐韵虮睘檎较?，A點(diǎn)坐標(biāo)為正值，表示A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊4 m處，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；B點(diǎn)坐標(biāo)為負(fù)值，表示B點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心南邊2 m處，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 7．據(jù)新華社消息，6月12日23時(shí)30分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射了第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，它是地球靜止軌道衛(wèi)星，可以定點(diǎn)在赤道上空的某一點(diǎn)。則關(guān)于該顆衛(wèi)星下列說(shuō)法正確的是(　　) A．以地面為參考系，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星靜止 B．以太陽(yáng)為參考系，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星靜止 C．北斗導(dǎo)航衛(wèi)星在高空一定是運(yùn)動(dòng)的 D．北斗導(dǎo)航衛(wèi)星相對(duì)地面上靜止的物體是運(yùn)動(dòng)的 【答案】A 8．北京青年報(bào)以《男子花45小時(shí)徒步奔跑“刷六環(huán)”》報(bào)道了四川青年劉中杰的事跡。為了信仰，劉中杰從八通線土橋地鐵站旁邊出發(fā)，沿北京六環(huán)，經(jīng)過(guò)45小時(shí)10分鐘的奔跑，于6月19日晚7點(diǎn)27分到達(dá)終點(diǎn)，累計(jì)跑步距離222.48公里。下列關(guān)于“刷六環(huán)”的一些說(shuō)法正確的是（ ） A．研究劉中杰長(zhǎng)跑時(shí)的速度，以他手持的手機(jī)為參考系 B．分析劉中杰通過(guò)紫塢西橋的時(shí)間時(shí)，可以將其看成質(zhì)點(diǎn) C．以長(zhǎng)安街為軸建立一維坐標(biāo)系，可以確定劉中杰長(zhǎng)跑時(shí)各個(gè)時(shí)刻的位置 D．可以用GPS對(duì)奔跑中的劉中杰定位，與坐標(biāo)系無(wú)關(guān) 【答案】B　 【解析】研究劉中杰長(zhǎng)跑時(shí)的速度，應(yīng)以他身旁相對(duì)地球靜止的物體為參考系，如護(hù)欄、樹(shù)木等，以他手持的手機(jī)為參考系，不能確定其跑步速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；分析劉中杰通過(guò)紫塢西橋的時(shí)間時(shí)，其身體形狀的影響可以忽略，可以將其看成質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)B正確；劉中杰沿北京六環(huán)奔跑，必須建立平面坐標(biāo)系，建立一維坐標(biāo)系不能確定他長(zhǎng)跑時(shí)各個(gè)時(shí)刻的位置，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用GPS對(duì)奔跑中的劉中杰定位，其經(jīng)緯度是在地球表面建立的一種坐標(biāo)系，不能說(shuō)與坐標(biāo)系無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 第Ⅱ部分 非選擇題 二、非選擇題：本題4個(gè)小題。將符合題意的內(nèi)容填寫在題目中的橫線上，或按題目要求作答。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 9．（1）“太陽(yáng)從東方升起”，是以 地面 為參考系；“月亮在白云間穿梭”，是以 為參考系。 （2）一塊較大的玻璃板水平固定，一位同學(xué)拿來(lái)兩個(gè)相同的不銹鋼小球。他使甲小球在玻璃板上某一點(diǎn)快速旋轉(zhuǎn)，使乙小球在玻璃板上勻速運(yùn)動(dòng)。分析甲小球在玻璃板上的位置時(shí) （填“能”或“不能”）將其看成質(zhì)點(diǎn)；分析乙小球在玻璃板上的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí) （填“能”或“不能”）將其看成質(zhì)點(diǎn)；分析乙小球在玻璃板上運(yùn)動(dòng)快慢時(shí) （填“能”或“不能”）選玻璃板為參考系。 【答案】（1）地面 白云 （2）能 能 能云 10．在某次射擊實(shí)驗(yàn)中，子彈穿透了厚度為7cm的木板而射出。已知子彈頭的平均速度是900m/s，子彈頭的長(zhǎng)度約2cm。如果要估算子彈頭穿過(guò)木板的時(shí)間，子彈頭可看成質(zhì)點(diǎn)嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的理由并估算這個(gè)時(shí)間。 【答案】不能 110-4s 【解析】如果要估算子彈頭穿過(guò)木板的時(shí)間，子彈頭不能看成質(zhì)點(diǎn)。因?yàn)樽訌楊^的長(zhǎng)度與木板的厚度相比，相差不是很大，不能忽略，子彈頭的長(zhǎng)度對(duì)射穿木板所需的時(shí)間有影響。 子彈頭穿過(guò)木板時(shí)運(yùn)動(dòng)距離為子彈頭和木板厚度之和，把子彈頭的運(yùn)動(dòng)近似看成勻速運(yùn)動(dòng)。由題意可知，子彈頭穿過(guò)木板時(shí)運(yùn)動(dòng)距離為：x=7cm+2cm=9cm=0.09m 則子彈頭穿過(guò)木板的時(shí)間為：t==s=110-4s 11．如圖所示，某人從學(xué)校的門口A處開(kāi)始散步，先向南走了50 m到達(dá)B處，再向東走了100 m到達(dá)C處，最后又向北走了150 m到達(dá)D處，則A、B、C、D各點(diǎn)位置如何表示？ 　 【答案】A(0，0) B(0，－50 m) C(100 m，－50 m) D(100 m，100 m) 【解析】選取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，以正東方向?yàn)閤軸正向，以正北方向?yàn)閥軸正向，則各點(diǎn)坐標(biāo)分別為：A(0，0)、B(0，－50 m)、C(100 m，－50 m)、D(100 m，100 m)。 12．一個(gè)物體從O點(diǎn)出發(fā)，沿東偏北30的方向運(yùn)動(dòng)10 m至A點(diǎn)，然后又向正南方向運(yùn)動(dòng)5 m至B點(diǎn)。 (1)建立適當(dāng)坐標(biāo)系，大體描述出該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡； (2)依據(jù)建立的坐標(biāo)系，分別求出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)。 【答案】(1)見(jiàn)解析圖示　(2)(5m，5m)　(5m，0)