1.1 质点 物理模型(举一反三·讲义)物理沪科版必修第一册
2026-09-02
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精品
摘要:
本高中物理讲义聚焦“运动的描述”核心内容,系统梳理机械运动的定义、质点的概念、质点成立的条件及物理模型的建构,形成从生活运动现象到抽象模型的认知脉络,为运动描述提供基础学习支架。
资料以情景导入(雄鹰翱翔等)激发兴趣,结合九三阅兵、嫦娥六号等时事设计例题变式,强化模型建构的科学思维与运动观念的物理观念,课中辅助教师引导抽象认知,课后通过分层作业助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
一 运动的描述
1.1 质点 物理模型
【新教材沪教版】
【知识框架+知识精讲(4个知识归纳+4个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
(
情景导入
)
生活中,随时随地可见物体的运动:雄鹰在天空中翱翔;车辆在道路上飞驰;运动员在赛场上奔跑;一阵风吹过,树叶、飞花相继飘落……即使是看起来静止的学校教学楼,也在随地球的自转和公转不停地运动。
(
我们
如何来研究这些运动呢
感觉可靠吗?
)
(
知识归纳
)
【知识点1 机械运动】
1.机械运动(mechanical motion):在物理学中,把物体空间位置随时间的变化机械运动
2.特点:是自然界中最基本的运动形态。
【例1】机械运动是生活中最简单的运动,到处都在时时刻刻地发生着,以下四种情境中,不属于机械运动的是( )
A.蚂蚁在树叶上爬行
B.煤炭剧烈燃烧
C.划龙舟比赛
D.流星划过夜空
【变式1-1】以下诗句描写的现象中不属于机械运动的是( )
A.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开 B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
C.两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天 D.问君能有几多愁,恰似一江春水向东流
【变式1-2】下列不属于机械运动的是
A.流星划过夜空 B.冰融化成水
C.河水不停地流动 D.秋天,树叶纷纷飘落
【知识点2 质点】
1.质点:在某些情况下,可以忽略物体的大小和形状,把实际的物体抽象为一个有质量的点
2.概念解析:
(1)某些情况:成为质点是有局限性
(2)可以忽略物体的大小和形状:不考虑物体的形状和大小
【例2】2025年九三阅兵展示了我军大量先进装备,下列描述中的研究对象可以看作质点的是( )
A.研究甲图空中加油机的加油动作 B.研究乙图坦克履带的构造
C.研究丙图军舰的航行轨迹 D.研究丁图武装直升机螺旋桨的转动
【变式2-1】下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A.研究图甲中“四川舰”的航行路径
B.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行姿态
C.研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D.研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
【变式2-2】世界运动会是世界级大型综合性运动会,是非奥项目最高水平的国际综合性运动会,第十二届世运会于2025年8月7日至8月17日在中国四川成都成功举行,是中国内地首次举办世运会。下面的几幅图片记录了成都世界运动项目中运动员比赛精彩瞬间,下列说法正确的是( )
A.图甲是运动员进行飞盘比赛,研究飞盘转向,飞盘可视为质点
B.图乙是无人机竞速比赛,研究无人机运动轨迹,无人机可视为质点
C.图丙是运动员射箭比赛,研究运动员射箭姿势,运动员可视为质点
D.图丁是运动员进行武术表演比赛,研究运动员动作,运动员可视为质点
【知识点3 质点成立的条件】
1.质点成立的条件:
(1) 当研究对象的尺寸与其运动范围相比小得多时,可以把研究对象抽象为质点
(2) 在某些情况下,需要关注的是研究对象整体的运动,无需考虑对象各组成部分的 运动差异,也可以将其抽象为质点
(3) 在研究的问题中,物体的大小和形状能可以忽略不计时
2.特殊说明:质点是我们在研究实际物体的运动时,为了突出影响物体运动的主要因素,从实际物体抽象出来的物理模型。
【例3】都匀东站到贵阳北站的高铁线路全长约110km,某次高铁列车从都匀东站出发,经过30分钟到达贵阳北站,下列说法正确的是( )
A.由于列车长度不可忽略,任何时候都不能将列车视为质点
B.计算列车通过桥梁的时间时,必须将列车视为质点
C.若仅研究列车第2节车厢停靠的具体位置时,可将列车视为质点
D.列车能否被视为质点,取决于所研究问题的性质
【变式3-1】北京时间2024年6月4日,“嫦娥六号”的着陆器和上升器组合体完成了月球背面月壤采样。下列可以将着陆器看成质点的是( )
A.操控着陆器机械臂,进行采样作业 B.监测着陆器在落月前的姿态
C.定位着陆器在月球上的位置 D.观测着陆器携带五星红旗在月面成功展开 【变式3-2】第十五届全国运动会于2025年11月9日在广州隆重开幕,体育运动中蕴含丰富的物理知识,关于其中的质点模型,下列说法正确的是( )
A.与乒乓球相比,篮球不能被当作质点
B.自行车起步时速度较小,不能将其当作质点
C.羽毛球飞行时空气阻力影响较大,不能将其当作质点
D.研究乒乓球的旋转对其运动轨迹的影响时,不能将其当作质点
【知识点4 物理模型】
1.模型:人们为了某种特定目的而对研究对象做的简化
2.物理模型:在物理学中,通过突出事物的主要因素,忽略次要因素而建立起来的理想化“模型”
3.构建模型的核心思想:
通过把复杂问题简单化,再把简单问题模型化,可以更好地研究事物,抓住问题的本质,发现规律
4.模型建构是一种重要的思想方法:
通过模型建构可以对生活中的现象做进一步分析,从而能够对现象发展情况作出预测,并根据预测作出决策控制。
【例4】地球围绕太阳公转,可将地球看成质点。它运用了下列哪种科学研究方法( )
A.等效替代法 B.理想模型法 C.微元法 D.控制变量法
【变式4-1】在研究物理问题时,如果物体的大小和形状可以忽略不计,我们可以把物体简化成一个具有质量没有大小的点——质点.物理学中类似这种将实际物体抽象为质点的研究方法是
A.控制变量的方法 B.观察实验的方法
C.建立物理模型的方法 D.科学探究的方法
【变式4-2】如图所示,分析足球比赛中运动员的跑动路线时,将运动员视为质点,用到的物理研究方法是( )
A.理想模型法 B.控制变量法
C.微元法 D.归纳法
模块三 课后作业
一、单选题(共12题)
1.下列情况不属于机械运动的是( )
A.小鸟在空中飞行 B.河水流动 C.水凝固成冰 D.雨滴下落
2.2023年7月8日,动画电影《长安三万里》在中国内地上映,借高适之口回顾了其与李白的过往故事。李白的诗句以浪漫奔放著称,下列诗句在描述机械运动的是( )
A.危楼高百尺 B.千金散尽还复来 C.白发三千丈 D.千里江陵一日还
3.2024年6月25日,嫦娥六号返回器携带人类首份月球背面样品精准着陆,实现了世界首次月球背面采样返回的壮举。在此次任务的相关研究中,能将嫦娥六号探测器视为质点的是( )
A.研究嫦娥六号从地球发射至月球的地月转移轨道B.分析嫦娥六号在月球背面的着陆姿态调整过程
C.观察嫦娥六号采样机械臂的精准抓取动作细节 D.检测嫦娥六号返回舱进入大气层时的热防护性能
4.下列关于质点的说法正确的是( )
A.甲图:研究蚂蚁运动时,一定可将其视为质点
B.乙图:研究飞机飞行速度时,可将其视为质点
C.丙图:研究自由式滑雪运动员的空中姿态时,可将其视为质点
D.丁图:研究花样滑冰运动员的花样动作时,可将其视为质点
5.阅兵式上13个徒步方队通过天安门,以下可以把方队看作质点的情景是( )
A.欣赏方队中队员的步伐时 B.研究整个方队通过天安门的时间时
C.研究方队的运行轨迹时 D.计算方队人数时
6.研究雄鹰的飞行情况时,雄鹰翅膀的运动形式是很重要的,但是当研究雄鹰运动较长距离的时间时,我们就可以将雄鹰视为一个运动的点,即质点。关于质点,下列说法正确的是( )
A.体积小的物体一定能视为质点
B.体积大的物体一定不能视为质点
C.质量大的物体一定不能视为质点
D.质量小的物体不一定能视为质点
7.2024年巴黎奥运会有300多个运动小项,关于运动项目的下列问题中可将运动员视为质点的是( )
A.研究甲图运动员在百米比赛中最终冲线的过程
B.研究乙图运动员的空中转体姿态
C.研究丙图运动员的起跳动作
D.研究丁图运动员攀爬时的路径
8.如图所示为某学生跑步前行的连拍照片,a、b、c、d分别对应手、膝盖、躯干、脚的点。若要画出该学生前进的轨迹图,可以选择替代此学生的最佳点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
9.在杭州第19届亚运会跳水女子双人10米跳台决赛中,中国组合全红婵、陈芋汐夺得金牌。图示为她们比赛的情景,研究下列问题时,可将每位运动员视为质点的是( )
A.起跳动作 B.入水动作
C.空中翻转姿态 D.空中运动时间
10.研究下图所示的现象,涉及到的物体可看作质点来处理的是( )
A.研究甲图中绕太阳运动的地球
B.研究乙图中自由滑雪运动员的空中姿态
C.研究丙图中汽车后轮的转动
D.研究丁图中撬棒支点位置与作用力大小的关系
11.下列的四个图中,各运动物体不能看作质点的是( )
A.研究投出的篮球运动路径
B.研究书本在桌面上移动L的距离所需的时间
C.研究地球绕太阳公转
D.研究子弹头射过扑克牌
二、解答题(共1题)
12.有如下三个情境,请思考问题:
甲 乙 丙
(1)一列由北京南站开往上海的列车,如图甲所示,如果我们研究这列火车从北京南站开往上海的运行时间,这列火车的长度可以忽略吗,为方便研究,是否可以把火车看成一个点?如果我们研究这列火车通过一座大桥的时间是否可以把火车看成一个点?
(2)2025年世界花样滑冰锦标赛,男子单人滑短节目角逐中,首次参赛的戴大卫排名第21位,如图乙;我们在研究戴大卫比赛时的动作时是否可以把他看成一个点方便研究?如果只是研究戴大卫比赛的时间能否看成一个点呢?
(3)2025年多哈世乒赛女单决赛,孙颖莎4-3击败王曼昱,连续两届世乒赛夺冠,如图丙所示。如果我们研究孙颖莎发球的旋转问题时,是否可以把球看成一个点?那如果我们研究乒乓球的落点问题时,是否可以吧乒乓球看成一个点呢?
(4)通过上面三个情景问题,请思考总结能否把物体看成质点的依据是什么?
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一 运动的描述
1.1 质点 物理模型
【新教材沪教版】
【知识框架+知识精讲(4个知识归纳+4个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
(
情景导入
)
生活中,随时随地可见物体的运动:雄鹰在天空中翱翔;车辆在道路上飞驰;运动员在赛场上奔跑;一阵风吹过,树叶、飞花相继飘落……即使是看起来静止的学校教学楼,也在随地球的自转和公转不停地运动。
(
我们
如何来研究这些运动呢
感觉可靠吗?
)
(
知识归纳
)
【知识点1 机械运动】
1.机械运动(mechanical motion):在物理学中,把物体空间位置随时间的变化机械运动
2.特点:是自然界中最基本的运动形态。
【例1】机械运动是生活中最简单的运动,到处都在时时刻刻地发生着,以下四种情境中,不属于机械运动的是( )
A.蚂蚁在树叶上爬行
B.煤炭剧烈燃烧
C.划龙舟比赛
D.流星划过夜空
【答案】B
【详解】A.蚂蚁的爬行,蚂蚁的位置在发生变化,所以蚂蚁的爬行属于机械运动,A错误;
B.煤燃烧的过程是化学转化为内能的过程,不涉及物体位置的变化,不是机械运动,B正确;
C.划龙舟比赛,龙舟的位置在发生变化,所以划龙舟比赛属于机械运动,C错误;
D.流星划过夜空,流星的位置在发生变化,所以流星划过天空属于机械运动,D错误。
故选B。
【变式1-1】以下诗句描写的现象中不属于机械运动的是( )
A.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开 B.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
C.两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天 D.问君能有几多愁,恰似一江春水向东流
【答案】A
【详解】A.“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”描述的是季节变化和花开时间差异,没有物体位置随时间的变化,不属于机械运动,故A符合题意;
B.“飞流直下三千尺”描述水流从高处落下,水流相对于地面的位置随时间变化,属于机械运动,故B不符合题意;
C.“一行白鹭上青天”描述白鹭向上飞行,白鹭相对于地面的位置随时间变化,属于机械运动,故C不符合题意;
D.“恰似一江春水向东流”描述江水向东流动,江水相对于地面的位置随时间变化,属于机械运动,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】下列不属于机械运动的是
A.流星划过夜空 B.冰融化成水
C.河水不停地流动 D.秋天,树叶纷纷飘落
【答案】B
【详解】A.流星划过夜空,流星的位置发生变化,属于机械运动,故A不符合题意要求;
B.冰融化成水,物质的状态发生变化,位置并没有变化,不属于机械运动,故B符合题意要求;
C.河水不停地流动,水的位置不断发生变化,属于机械运动,故C不符合题意要求;
D.树叶飘落时,树叶从高处落下,与树之间的相对位置发生变化,属于机械运动,故D不符合题意要求。
故选B。
【知识点2 质点】
1.质点:在某些情况下,可以忽略物体的大小和形状,把实际的物体抽象为一个有质量的点
2.概念解析:
(1)某些情况:成为质点是有局限性
(2)可以忽略物体的大小和形状:不考虑物体的形状和大小
【例2】2025年九三阅兵展示了我军大量先进装备,下列描述中的研究对象可以看作质点的是( )
A.研究甲图空中加油机的加油动作 B.研究乙图坦克履带的构造
C.研究丙图军舰的航行轨迹 D.研究丁图武装直升机螺旋桨的转动
【答案】C
【详解】A.研究空中加油机的加油动作时,需要关注加油机与受油机的相对位置、姿态以及对接口的具体位置,飞机的形状和大小不能忽略,故不能看作质点,故A错误;
B. 研究坦克履带的构造时,需要分析履带的形状、结构及各部件的连接方式,物体的形状和大小是研究的核心,不能忽略,故不能看作质点,故B错误;
C. 研究军舰的航行轨迹时,军舰的大小和形状相对于广阔的海洋航行距离来说可以忽略不计,只关注其位置的变化,故可以看作质点,故C正确;
D.研究武装直升机螺旋桨的转动时,螺旋桨上各点的运动情况不同(如线速度大小不同),需要考虑其形状和大小,故不能看作质点,故D错误。
故选C。
【变式2-1】下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A.研究图甲中“四川舰”的航行路径
B.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行姿态
C.研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D.研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
【答案】A
【详解】A.研究“四川舰”的航行路径时,“四川舰”的体积和形状可以忽略,故“四川舰”可以看成质点,故A正确;
B.研究“歼-35”战斗机的飞行姿态时,“歼-35”战斗机的体积和形状不可以忽略,故“歼-35”战斗机不可以看成质点,故B错误;
C.研究“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式时,“神舟二十二号”的体积和形状不可以忽略,故“神舟二十二号”不可以看成质点,故C错误;
D.研究“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程时,“蛟龙号”的体积和形状不可以忽略,故“蛟龙号”不可以看成质点,故D错误。
故选A。
【变式2-2】世界运动会是世界级大型综合性运动会,是非奥项目最高水平的国际综合性运动会,第十二届世运会于2025年8月7日至8月17日在中国四川成都成功举行,是中国内地首次举办世运会。下面的几幅图片记录了成都世界运动项目中运动员比赛精彩瞬间,下列说法正确的是( )
A.图甲是运动员进行飞盘比赛,研究飞盘转向,飞盘可视为质点
B.图乙是无人机竞速比赛,研究无人机运动轨迹,无人机可视为质点
C.图丙是运动员射箭比赛,研究运动员射箭姿势,运动员可视为质点
D.图丁是运动员进行武术表演比赛,研究运动员动作,运动员可视为质点
【答案】B
【详解】A.图甲是运动员进行飞盘比赛,研究飞盘转向,需观察飞盘的运动状态,故飞盘不可视为质点,故A错误;
B.图乙是无人机竞速比赛,研究无人机运动轨迹,无人机的大小相比轨迹可忽略,故无人机可视为质点,故B正确;
C.图丙是运动员射箭比赛,研究运动员射箭姿势,不可忽略运动员的大小和形状,故运动员不可视为质点,故C错误;
D.图丁是运动员进行武术表演比赛,研究运动员动作,不可忽略运动员的大小和形状,故运动员不可视为质点,故D错误。
故选B。
【知识点3 质点成立的条件】
1.质点成立的条件:
(1) 当研究对象的尺寸与其运动范围相比小得多时,可以把研究对象抽象为质点
(2) 在某些情况下,需要关注的是研究对象整体的运动,无需考虑对象各组成部分的 运动差异,也可以将其抽象为质点
(3) 在研究的问题中,物体的大小和形状能可以忽略不计时
2.特殊说明:质点是我们在研究实际物体的运动时,为了突出影响物体运动的主要因素,从实际物体抽象出来的物理模型。
【例3】都匀东站到贵阳北站的高铁线路全长约110km,某次高铁列车从都匀东站出发,经过30分钟到达贵阳北站,下列说法正确的是( )
A.由于列车长度不可忽略,任何时候都不能将列车视为质点
B.计算列车通过桥梁的时间时,必须将列车视为质点
C.若仅研究列车第2节车厢停靠的具体位置时,可将列车视为质点
D.列车能否被视为质点,取决于所研究问题的性质
【答案】D
【详解】A.列车长度虽不可忽略,但并非“任何时候都不能视为质点”。例如,在研究列车从都匀东站到贵阳北站的整体路程(110 km)和运行时间(30 min)时,列车长度(约200 m)远小于路程(110 km = 110,000 m),可忽略,故可视为质点,故A错误;
B.计算列车通过桥梁的时间时,需考虑列车长度(如车头进入至车尾离开桥梁的过程),此时列车大小不可忽略,故不能视为质点,故B错误;
C.研究第2节车厢的具体位置时,需区分车厢细节,列车大小和形状不可忽略,故不能视为质点,故C错误;
D.列车能否被视为质点取决于研究问题的性质(如整体运动可忽略大小,细节位置则不能),符合质点定义,故D正确。
故选D。
【变式3-1】北京时间2024年6月4日,“嫦娥六号”的着陆器和上升器组合体完成了月球背面月壤采样。下列可以将着陆器看成质点的是( )
A.操控着陆器机械臂,进行采样作业 B.监测着陆器在落月前的姿态
C.定位着陆器在月球上的位置 D.观测着陆器携带五星红旗在月面成功展开
【答案】C
【详解】A.操控着陆器机械臂,进行采样作业,涉及动作,不能看成质点,A不符合题意;
B.监测着陆器在落月前的姿态,涉及姿势,不能看成质点,B不符合题意;
C.定位着陆器在月球上的位置,涉及位置,能看成质点, C正确,符合题意;
D.观测着陆器携带五星红旗在月面成功展开,涉及五星红旗的大小,不能看成质点,D不符合题意。
故选C。
【变式3-2】第十五届全国运动会于2025年11月9日在广州隆重开幕,体育运动中蕴含丰富的物理知识,关于其中的质点模型,下列说法正确的是( )
A.与乒乓球相比,篮球不能被当作质点
B.自行车起步时速度较小,不能将其当作质点
C.羽毛球飞行时空气阻力影响较大,不能将其当作质点
D.研究乒乓球的旋转对其运动轨迹的影响时,不能将其当作质点
【答案】D
【详解】A.篮球在研究中若不考虑其大小和形状,如研究整体运动轨迹时,可被当作质点,故A错误。
B.质点模型的适用性取决于研究问题是否忽略物体形状和大小,与速度大小无关,故B错误。
C.羽毛球飞行时空气阻力影响较大,但质点模型仍可用于研究其质心运动,空气阻力作为外力处理,故C错误。
D.研究乒乓球的旋转对其运动轨迹的影响时,旋转涉及物体的内部运动和方向,形状和大小不能忽略,因此不能当作质点,故D正确。
故选D。
【知识点4 物理模型】
1.模型:人们为了某种特定目的而对研究对象做的简化
2.物理模型:在物理学中,通过突出事物的主要因素,忽略次要因素而建立起来的理想化“模型”
3.构建模型的核心思想:
通过把复杂问题简单化,再把简单问题模型化,可以更好地研究事物,抓住问题的本质,发现规律
4.模型建构是一种重要的思想方法:
通过模型建构可以对生活中的现象做进一步分析,从而能够对现象发展情况作出预测,并根据预测作出决策控制。
【例4】地球围绕太阳公转,可将地球看成质点。它运用了下列哪种科学研究方法( )
A.等效替代法 B.理想模型法 C.微元法 D.控制变量法
【答案】B
【知识点】理想模型法、质点
【详解】研究地球公转时,地球的尺寸远小于日地距离,其形状、大小对公转问题的影响可忽略,将地球视为质点属于理想模型法的应用。
故选B。
【变式4-1】在研究物理问题时,如果物体的大小和形状可以忽略不计,我们可以把物体简化成一个具有质量没有大小的点——质点.物理学中类似这种将实际物体抽象为质点的研究方法是
A.控制变量的方法 B.观察实验的方法
C.建立物理模型的方法 D.科学探究的方法
【答案】C
【知识点】质点
【详解】物理学中将实际物体抽象为质点的研究方法是建立物理模型的方法,故C正确,ABD错误.
【变式4-2】如图所示,分析足球比赛中运动员的跑动路线时,将运动员视为质点,用到的物理研究方法是( )
A.理想模型法 B.控制变量法
C.微元法 D.归纳法
【答案】A
【知识点】理想模型法、微元法、控制变量法、归纳法
【详解】忽略物体的大小和形状,将物体视为质点,所运用的科学方法是理想模型法。
A.理想模型法,与上述结论相符,故A正确;
B.等效替代法,与上述结论不相符,故B错误;
C.控制变量法,与上述结论不相符,故C错误;
D.微元法,与上述结论不相符,故D错误;
故选A。
模块三 课后作业
一、单选题(共12题)
1.下列情况不属于机械运动的是( )
A.小鸟在空中飞行 B.河水流动 C.水凝固成冰 D.雨滴下落
【答案】C
【知识点】机械运动
【详解】A.小鸟在空中飞行,小鸟的位置在发生变化,所以小鸟飞行属于机械运动,故A正确;
B.河水流动,水的位置在发生变化,所以河水流动属于机械运动,故B正确;
C.水凝固成冰,水的位置并没有发生变化,水发生的是物态变化,不属于机械运动,故C错误;
D.雨滴下落,雨滴的位置在发生变化,所以雨滴下落属于机械运动,故D正确。
本题选不属于机械运动的,故选C。
2.2023年7月8日,动画电影《长安三万里》在中国内地上映,借高适之口回顾了其与李白的过往故事。李白的诗句以浪漫奔放著称,下列诗句在描述机械运动的是( )
A.危楼高百尺 B.千金散尽还复来 C.白发三千丈 D.千里江陵一日还
【答案】D
【知识点】机械运动
【详解】A.“危楼高百尺”描述楼的高度,属于静态空间属性,未涉及位置变化,故A错误;
B.“千金散尽还复来”描述金钱的流转,与经济相关,无物体空间位置变化,故B错误;
C.“白发三千丈”用夸张手法描述头发长度,属于静态属性,无时间或位置变化,故C错误;
D.“千里江陵一日还”中“千里”是位移,“一日”是时间,明确描述了位置随时间的变化,符合机械运动的定义,故D正确。
故选D。
3.2024年6月25日,嫦娥六号返回器携带人类首份月球背面样品精准着陆,实现了世界首次月球背面采样返回的壮举。在此次任务的相关研究中,能将嫦娥六号探测器视为质点的是( )
A.研究嫦娥六号从地球发射至月球的地月转移轨道 B.分析嫦娥六号在月球背面的着陆姿态调整过程
C.观察嫦娥六号采样机械臂的精准抓取动作细节 D.检测嫦娥六号返回舱进入大气层时的热防护性能
【答案】A
【知识点】质点
【详解】质点是一个理想化模型,当物体的形状和大小对研究问题的影响可忽略不计时,可将其视为质点。
A.研究的是探测器的整体运动轨迹,嫦娥六号的形状和大小对轨道计算的影响极小,可视为质点,故A正确;
B.需关注探测器的着陆姿态,不能视为质点,故B错误;
C.需分析机械臂的动作细节,不能视为质点,故C错误;
D.需考虑返回舱的形状对热防护的影响,均需依赖物体的具体形态和结构,不能视为质点,故D错误。
故选A。
4.下列关于质点的说法正确的是( )
A.甲图:研究蚂蚁运动时,一定可将其视为质点
B.乙图:研究飞机飞行速度时,可将其视为质点
C.丙图:研究自由式滑雪运动员的空中姿态时,可将其视为质点
D.丁图:研究花样滑冰运动员的花样动作时,可将其视为质点
【答案】B
【知识点】质点
【详解】A.甲图:研究蚂蚁运动时,如果研究蚂蚁的肢体动作,不可将其视为质点,故A错误;
B.乙图:研究飞机飞行速度时,飞机的大小和形状为次要因素,可将其视为质点,故B正确;
C.丙图:研究自由式滑雪运动员的空中姿态时,不可将其视为质点,故C错误;
D.丁图:研究花样滑冰运动员的花样动作时,不可将其视为质点,故D错误。
故选B。
5.阅兵式上13个徒步方队通过天安门,以下可以把方队看作质点的情景是( )
A.欣赏方队中队员的步伐时 B.研究整个方队通过天安门的时间时
C.研究方队的运行轨迹时 D.计算方队人数时
【答案】C
【知识点】质点
【详解】A.欣赏队员步伐时,需要关注队员肢体的动作细节,方队的大小和内部队员的动作是研究的核心,不能忽略,因此方队不能视为质点,故A错误;
B.研究方队通过天安门的时间时,方队自身的长度和天安门的尺度相比不可忽略,需要考虑方队整体完全通过的位移,因此方队不能视为质点,故B错误;
C.研究方队的运行轨迹时,方队的自身尺寸、内部队员的排布对轨迹的描述几乎没有影响,可以忽略其形状大小,因此方队可以视为质点,故C正确;
D.计算方队人数时,需要统计方队内部的个体数量,方队的内部结构是研究的关键,不能忽略,因此方队不能视为质点,故D错误。
故选C。
6.研究雄鹰的飞行情况时,雄鹰翅膀的运动形式是很重要的,但是当研究雄鹰运动较长距离的时间时,我们就可以将雄鹰视为一个运动的点,即质点。关于质点,下列说法正确的是( )
A.体积小的物体一定能视为质点
B.体积大的物体一定不能视为质点
C.质量大的物体一定不能视为质点
D.质量小的物体不一定能视为质点
【答案】D
【知识点】质点
【详解】质点是理想化物理模型,一个物体能否被视为质点,核心判断依据是:物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略时,才可以将其视为质点,和物体本身的体积、质量的绝对大小没有必然关系。
A.体积小的物体不一定能视为质点,比如研究蚂蚁的触角摆动时,蚂蚁体积很小,但它的大小和肢体形状对研究问题不可忽略,不能视为质点,故A错误。
B.体积大的物体未必不能视为质点,比如研究地球绕太阳公转的周期时,地球体积很大,但自身尺寸远小于日地距离,对公转研究的影响可以忽略,可视为质点,故B错误。
C.质量大的物体也可以视为质点,比如上述公转场景中的地球质量极大,但依然可以作为质点处理,故C错误。
D.质量小的物体不一定能视为质点,比如研究乒乓球的旋转轨迹时,乒乓球质量很小,但自身的旋转和形状对研究问题不可忽略,不能视为质点,故D正确。
故选D。
7.2024年巴黎奥运会有300多个运动小项,关于运动项目的下列问题中可将运动员视为质点的是( )
A.研究甲图运动员在百米比赛中最终冲线的过程
B.研究乙图运动员的空中转体姿态
C.研究丙图运动员的起跳动作
D.研究丁图运动员攀爬时的路径
【答案】D
【知识点】质点
【详解】ABC.研究运动员的动作、姿态、技术时,都不能忽略运动员的大小和形状,不能将运动员视为质点,故ABC错误;
D.研究丁图运动员攀爬时的路径,可以忽略运动员的大小和形状,将运动员视为质点,故D正确。
故选D。
8.如图所示为某学生跑步前行的连拍照片,a、b、c、d分别对应手、膝盖、躯干、脚的点。若要画出该学生前进的轨迹图,可以选择替代此学生的最佳点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【答案】C
【知识点】质点
【详解】我们需要选一个能代表人体整体位置的点来画前进轨迹:跑步时,手(点)、膝盖(点)、脚(点)都会相对人体整体摆动,它们的位置变化不能代表整个人的整体前进运动;只有躯干(点)相对人体整体的位置基本不变,可以代表整个学生的位置,因此是最佳选择。
故选C。
9.在杭州第19届亚运会跳水女子双人10米跳台决赛中,中国组合全红婵、陈芋汐夺得金牌。图示为她们比赛的情景,研究下列问题时,可将每位运动员视为质点的是( )
A.起跳动作 B.入水动作
C.空中翻转姿态 D.空中运动时间
【答案】D
【知识点】质点
【详解】A.研究起跳动作时,需要关注运动员的肢体动作和身体姿态,运动员的形状和大小不能忽略,故不能视为质点,故A错误;
B.研究入水动作时,需要关注运动员入水时的身体姿态及水花情况,运动员的形状和大小不能忽略,故不能视为质点,故B错误;
C.研究空中翻转姿态时,主要关注的是身体的转动和姿态变化,运动员的形状和大小不能忽略,故不能视为质点,故C错误;
D.研究空中运动时间时,运动员的大小和形状相对于运动轨迹可以忽略不计,主要关注重心的运动,故可视为质点,故D正确。
故选D。
10.研究下图所示的现象,涉及到的物体可看作质点来处理的是( )
A.研究甲图中绕太阳运动的地球
B.研究乙图中自由滑雪运动员的空中姿态
C.研究丙图中汽车后轮的转动
D.研究丁图中撬棒支点位置与作用力大小的关系
【答案】A
【知识点】质点
【详解】物体能否看作质点,取决于物体的大小和形状对所研究的问题是否有影响。
A.甲图中,研究地球绕太阳运动时,地球的直径远小于地球与太阳之间的距离,地球的大小和形状可以忽略,故地球可看作质点,A 正确;
B.乙图中,研究自由滑雪运动员的空中姿态时,需要观察运动员的肢体动作和身体形状,不能忽略其大小和形状,故运动员不可看作质点,B 错误;
C.丙图中,研究汽车后轮的转动时,轮子上各点的运动情况不同,需要考虑轮子的大小和形状,故后轮不可看作质点,C 错误;
D.丁图中,研究撬棒支点位置与作用力大小的关系时,涉及杠杆的力臂,撬棒的长度和形状直接影响计算结果,不能忽略,故撬棒不可看作质点,D 错误。
故选 A。
11.下列的四个图中,各运动物体不能看作质点的是( )
A.研究投出的篮球运动路径
B.研究书本在桌面上移动L的距离所需的时间
C.研究地球绕太阳公转
D.研究子弹头射过扑克牌
【答案】D
【知识点】质点
【详解】A.研究投出的篮球运动路径时,篮球的形状大小可忽略不计,可看作质点,A不符合题意;
B.书本在桌面上移动时书本上各点的运动情况相同,其形状对研究时间没有影响,可以把书本看作质点,故B不符合题意。
C.研究地球绕太阳公转时,地球的大小和形状相对于地球到太阳的距离而言,影响可忽略不计,可以把地球看作质点。故C不符合题意;
D.研究子弹头射过扑克牌过程,子弹的长度比扑克厚度还大,其影响不能忽略,不能把子弹头看作质点,故D符合题意。
故选D。
二、解答题
12.有如下三个情境,请思考问题:
甲 乙 丙
(1)一列由北京南站开往上海的列车,如图甲所示,如果我们研究这列火车从北京南站开往上海的运行时间,这列火车的长度可以忽略吗,为方便研究,是否可以把火车看成一个点?如果我们研究这列火车通过一座大桥的时间是否可以把火车看成一个点?
(2)2025年世界花样滑冰锦标赛,男子单人滑短节目角逐中,首次参赛的戴大卫排名第21位,如图乙;我们在研究戴大卫比赛时的动作时是否可以把他看成一个点方便研究?如果只是研究戴大卫比赛的时间能否看成一个点呢?
(3)2025年多哈世乒赛女单决赛,孙颖莎4-3击败王曼昱,连续两届世乒赛夺冠,如图丙所示。如果我们研究孙颖莎发球的旋转问题时,是否可以把球看成一个点?那如果我们研究乒乓球的落点问题时,是否可以吧乒乓球看成一个点呢?
(4)通过上面三个情景问题,请思考总结能否把物体看成质点的依据是什么?
【答案】(1)能,不能;
(2)不能,能;
(3)不能,能;
(4)见解析
【知识点】质点
【详解】(1)研究火车从北京南站开往上海的运行时间,火车的长度相对于北京到上海的距离来说非常小,其长度对研究运行时间的影响可以忽略不计,所以可以看成一个点。火车通过大桥时,火车的长度不能忽略,因为火车车头进入大桥到车尾离开大桥这一过程,火车的长度对通过大桥的时间有显著影响,所以不能把火车看成一个点。
(2)研究动作时,需要考虑大卫身体各部分的运动情况,不能把他看成一个点。研究比赛时间时,大卫的形状和大小对时间的影响可以忽略不计,可以把他看成一个点。
(3)乒乓球的旋转与它的形状和大小密切相关,所以不能把球看成一个点。研究落点问题时,球的形状和大小对落点的影响可以忽略不计,可以把球看成一个点。
(4)能否把物体看成质点的依据是物体的形状和大小对所研究的问题是否有影响或影响是否可以忽略不计。如果影响可以忽略,则可以把物体看成质点;反之,则不能。
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