1.1 质点和参考系 讲义-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-09-07
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摘要:
本讲义聚焦高中物理“质点”“参考系”核心知识点,系统梳理质点的理想化模型定义、判断条件,以及参考系的运动绝对性与相对性、选取原则,构建运动描述的基础学习支架。
资料以战机姿态调整、机器人空翻等实例解析质点判断,结合古诗词“云与我俱东”等情境深化参考系理解,通过题组与限时训练培养科学思维中的模型建构与科学推理能力,课中辅助概念辨析,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
必修一 第一章运动的描述
第1.1课 质点 参考系
素养奠基
知识点一:物体和质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点.
2.物体可看做质点的条件:
(1)物体的大小和形状对我们所研究问题的影响可以忽略不计
(2)物体上各点的运动情况完全相同,整个物体的运动也可以简化为一个点的运动
3.一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的.
4.理想化模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学的研究方法。质点就是一种理想化模型。
(1) “理想化模型”是为了简化问题以方便研究而进行的一种科学抽象,实际上并不存在
(2) 在“理想化模型”的构建过程中,应以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素
(3) ‘理想化模型’是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种科学研究方法,以后学习中我们还会遇到更多理想化模型。
知识点二:参考系
1.运动与静止的关系
(1)自然界中一切物体都处于永恒的运动中,即运动的绝对性.
(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:在研究物体的运动时,被选做参考的其他物体称为参考系.
3.参考系的选取原则:
①参考系的选取一般由研究对象和研究对象所在系统决定,例如:研究火车上物体运动时,一般选取火车作为参考系:研究地面上物体运动时,一般选取地面或相对于地面静止的物体做参考系。
②参考系的选取是任意的,但在实际问题中,参考系的选取应以研究问题方便,对运动的描述尽可能地简单为基本原则。
素养提升
1.判断物体能否看成质点的思路
(1)质点是对实际物体的科学抽象,物体能否看成质点,是由所研究的问题决定的,如果物体的大小和形状对所研究的问题无影响或影响可以忽略,就可以把物体看成质点.
(2)不能简单地认为很小的物体就可以看作质点,很大的物体就不能看作质点.如地球虽然很大,但在研究地球绕太阳的公转时,地球的大小相对于太阳与地球的间距可以忽略,故可将地球视为质点;乒乓球虽小,在研究它的旋转对运动的影响时,却不能将它看成质点.
(3)同一物体有时能被看作质点,有时不能被看作质点,能否将物体看作质点,关键是看其本身的大小和形状对所研究的问题有无影响或影响是否可忽略不计.如跳水比赛时,如果我们要记录运动员在空中的运动时间,可将运动员视为质点,如果要观察运动员的动作是否规范,则不能将运动员视为质点.
(4)不能说平动的物体一定能看作质点,而转动的物体一定不能看作质点.如研究列车过桥经历的时间时,例如:丹昆特大桥是世界第一长桥,全长约165千米,远大于普通列车的长度,通常不能把平动的列车视为质点;花样滑冰运动员在滑冰时有很多转动的动作,但在研究运动员在冰面上所走的轨迹时,就可以把运动员看作质点.
2.对参考系选取的理解
(1)性质:
①标准性:被选做参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体的运动状态(运动还是静止)都是相对于参考系而言的
②任意性:参考系的选取是任意的,研究同一个物体的运动可以选择不同物体做参考系
③统一性:比较不同物体的运动时应选择同一参考系
④差异性:同一物体的运动选择不同的参考系,观察结果一般不同。例如,坐在行驶的车中的乘客,若以地面为参考系,则乘客是运动的,若以车为参考系,则乘客是静止的
(2)温馨提示:
(1)在研究物体的运动时,涉及的物理量应以同一参考系为标准;
(2)不能选择抽象的物体为参考系,如天空、宇宙、地平线等;
(3)比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才有意义;
(4)同一物体的运动选择不同的参考系时,观察结果一般不同。
题组训练
题组训练一:质点的理解
【题组训练1】如图所示为国产歼十战机,在下列空战分析中不能将战机视为质点的是( )
A.分析发射导弹时的姿态调整 B.描述战机实时位置的坐标
C.绘制空战中的飞行轨迹路线 D.计算从机场到战区所需时间
【答案】A
【解析】A.分析发射导弹时的姿态调整,需要关注战机自身不同部位的位置、角度变化,战机的形状大小不能忽略,因此不能将战机视为质点,故A正确;
BCD.描述战机实时位置坐标、绘制空战飞行轨迹和计算机场到战区的飞行时间时,战机的形状大小可以忽略,可以视为质点,故BCD错误。
故选A。
【题组训练2】2026年央视春晚武术节目《武BOT》中,数十台宇树科技人形机器人与塔沟武校的武术演员同台表演,完成了前空翻、后空翻、腾空360度翻转等高难度动作。在下列研究情境中,可将机器人视为质点的是( )
A.研究机器人完成空翻动作时的身体姿态
B.研究机器人从舞台一侧移动到另一侧的路径长度
C.研究机器人手持双节棍时手腕的转动轨迹
D.研究机器人与小演员对练棍法时的肢体协调
【答案】B
【解析】A.研究机器人完成空翻动作时的身体姿态,需要关注机器人肢体的形状、弯曲程度及相对位置,机器人的大小和形状不能忽略,故不能视为质点,A错误;
B.研究机器人从舞台一侧移动到另一侧的路径长度时,机器人的大小和形状相对于舞台距离可以忽略不计,只关注其位置变化,故可视为质点,B正确;
C.研究机器人手持双节棍时手腕的转动轨迹,需要关注机器人手腕这一具体部位的运动,涉及机器人的局部结构,故不能视为质点,C错误;
D.研究机器人与小演员对练棍法时的肢体协调,必须考虑机器人各肢体的动作配合,形状和大小不可忽略,故不能视为质点,D错误。
故选B。
题组训练二:参考系的理解
【题组训练3】下列关于参考系的说法中正确的是( )
A.坐在汽车上的乘客看到公路旁的树木迎面向他飞奔而来,乘客是以路面为参考系
B.“山不转那水在转,水不转那山也转”,都是以水为参考系的
C.《抱朴子·内篇·塞难》中写道“游云西行,而谓月之东驰”,其中“而谓月之东驰”是选择云为参考系
D.《浣溪沙》中写道:“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎。仔细看山山不动——是船行。”这里的“看山恰似走来迎”选的参考系是船
【答案】CD
【解析】A.坐在汽车上的乘客看到公路旁的树木迎面向他飞奔而来,乘客是以自己或者汽车为参考系,故A错误;
B.“山不转那水在转”是以山为参考系,“水不转那山也转”是以水为参考系,故B错误;
C.《抱朴子·内篇·塞难》中写道“游云西行,而谓月之东驰”,其中“而谓月之东驰”是选择云为参考系,故C正确;
D.《浣溪沙》中写道:“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎。仔细看山山不动——是船行。”这里的“看山恰似走来迎”选的参考系是船,故D正确。
故选CD。
【题组训练4】“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东”是宋代诗人陈与义在春日乘着小船出游时作的一首诗,此诗与五代词中的“仔细看山山不动,是船行”有异曲同工之妙。从物理学的角度来看,下列说法中正确的是( )
A.“卧看满天云不动”是因为诗人以山为参考系来观察的
B.“云不动”和“云与我俱东”说明参考系不同物体运动情况也不同
C.“百里榆堤”是因为诗人以自己为参考系来观察的
D.研究“船行”的运动规律时可以将船看作质点
【答案】BCD
【解析】A.“卧看满天云不动”是因为诗人以船为参考系来观察的,故A错误;
B.“云不动”是以船为参考系,而“云与我俱东”是以地面为参考系,则选择的参考系不同物体运动情况也不同,故B正确;
C.“榆堤”相对河岸本来是静止的,但相对诗人是运动的,故C正确;
D.研究“船行”的运动规律时,船的大小可忽略不计,可以将船看作质点,故D正确。
故选BCD。
限时训练(40分钟)
1、 单项选择题
1.2025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
【解析】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。
2.好莱坞影星尚格·云顿为沃尔沃卡车做广告,在高速行驶的卡车之间气定神闲摆出“一字马”姿势,下列说法正确的是( )
A.以地面作为参考系,影星是静止的
B.以卡车作为参考系,影星是运动的
C.若其中一辆卡车减速,影星仍可能保持该姿势
D.两辆卡车同时加速,影星仍可能保持该姿势
【答案】D
【解析】A.影星随车一起运动,相对于地面是运动的,故A错误;
B.影星随车一起运动,相对于车是静止的,故B错误;
C.若其中一辆卡车减速,两车的相对位置发生变化,影星不可能保持该姿势,故C错误;
D.若两辆卡车同时加速,两车的相对位置可能不变,影星仍可能保持该姿势,故D正确。
故选D。
3.2017年11月,第十二届中国国际航空航天博览会在广东珠海如期举行,博览会还迎来了英国皇家空军“红箭”特技飞行表演队的中国航展首秀.如图所示,9架表演机保持队形不变飞过观礼台.下列关于“红箭”特技飞行表演的说法正确的是( )
A.地面上的人看到飞机飞过,是以飞机为参考系
B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以地面为参考系
C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的
D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的
【答案】C
【解析】A、地面上的人看到飞机是相对于地面飞过,是以地面为参考系,故A错误;
B、飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系,故B错误;
C、以编队中某一飞机为参考系,所有飞机的位置相对不变,其他飞机是静止的,故C正确,D错误.
4.在2025年9月3日纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上,核导弹第二方队的“东风−5C”液体洲际战略核导弹接受检阅。该导弹以“以武止戈、砥定乾坤”的实战姿态彰显大国军事实力。下列说法正确的是( )
A.东风−5C洲际导弹弹体整体长度相当于十层楼的高度,由于体积庞大,所以不能看成质点
B.东风−5C洲际导弹打击范围可覆盖全球,在研究飞行轨迹时可将导弹视为质点
C.东风−5C洲际导弹可携带10枚分导式弹头,在飞行过程中,以未释放的分导式弹头为参考系,导弹的箭体是运动的
D.东风−5C洲际导弹在地下发射井发射飞离地面的时候,以导弹为参考系,地下发射井是静止的
【答案】B
【解析】A.物体能否看成质点取决于研究的问题,与物体本身无关,故A错误;
B.在研究飞行轨迹时,导弹的大小对研究问题没有影响,可以看作质点,故B正确;
C.由于分导式弹头与箭体是一起运动的,故在分导式弹头未释放的时候,箭体相对分导式弹头是静止的,故C错误;
D.以导弹为参考系,地下发射井是运动的,故D错误。
故选B 。
5.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
【解析】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。
6.2025年11月第十五届全运会中引入智能机器人进行田径器材搬运,在评估机器人性能时,可将机器人视为质点的是( )
A.研究机器人搬运标枪的抓取动作
B.分析机器人在加速过程中的姿态
C.测量机器人从器材室到田径场沙坑的直线距离
D.测试机器人在不平整地面上的平衡控制能力
【答案】C
【解析】A.研究机器人搬运标枪的抓取动作涉及机器人的肢体运动和姿态细节,需考虑其形状和大小,故不能视为质点,故A错误;
B.分析机器人在加速过程中的姿态需关注机器人的身体倾斜、关节角度等,形状和大小不可忽略,故不能视为质点,故B错误;
C.测量机器人从器材室到田径场沙坑的直线距离仅涉及位置移动的路径长度,不依赖机器人的形状和大小,故可视为质点,故C正确;
D.测试机器人在不平整地面上的平衡控制能力需考虑重心位置、支撑点分布等,形状和大小至关重要,故不能视为质点,故D错误。
故选C。
7.2024年12月17日神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员配合支持下,完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检及处置等任务。出舱航天员蔡旭哲、宋令东已安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功,再次刷新中国航天员出舱活动时长纪录。航天员蔡旭哲打开实验舱出舱舱门,登上机械臂,拆分固定装置后,搭乘机械臂转移至另一工作点。下列说法正确的是( )
A.以地球为参考系,蔡旭哲是静止的
B.研究蔡旭哲在太空行走的细节时,可将蔡旭哲看成质点
C.蔡旭哲搭乘机械臂转移时,蔡旭哲相对机械臂前端静止
D.蔡旭哲搭乘机械臂转移时,机械臂可看成质点
【答案】C
【解析】A.以地球为参考系,蔡旭哲随空间站绕地球运动,其位置不断变化,因此蔡旭哲不是静止的,故A错误;
B.研究蔡旭哲太空行走的细节时,需要考虑其身体各部分的动作和姿态,不能忽略其形状和大小,因此不能将蔡旭哲看成质点,故B错误;
C.蔡旭哲搭乘机械臂转移时,蔡旭哲与机械臂前端之间的相对位置保持不变,因此以机械臂前端为参考系,蔡旭哲是静止的,故C正确;
D.研究机械臂转移蔡旭哲的过程时,需要考虑机械臂的长度、形状及各部分的运动,不能忽略其大小,因此机械臂不能看成质点,故D错误。
故选C。
8.下列关于质点的描述,正确的是( )
A.研究图甲运动员的跨栏动作时,可以将运动员看成质点
B.研究图乙空中加油机的加油动作时,可以将加油机看作质点
C.研究图丙踢出“香蕉球”的方法时,可以将足球看成质点
D.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行轨迹时,可以将战斗机看成质点
【答案】D
【解析】A.研究运动员的跨栏动作时,运动员的体积和形状不可忽略,不可以将运动员看成质点,故A错误;
B.研究加油机的加油动作时,加油机的体积和形状不可忽略,不可以将加油机看成质点,故B错误;
C.研究踢出“香蕉球”的方法时,足球的大小形状不可忽略,不可以看成质点,故C错误;
D.研究“歼-35”战斗机的飞行轨迹时,“歼-35”的形状和大小可忽略,可以将“歼-35”看成质点,故D正确。
故选D。
9.在下列四个航天场景的研究中,按顺序可将研究对象视为质点的是( )
A.研究火箭整流罩分离时的解锁机构动作精度
B.研究“天问一号”探测器从地球到火星的飞行轨迹
C.研究航天员在空间站进行舱外维修时的操作细节
D.研究卫星太阳能帆板展开时的机械传动角度
【答案】B
【解析】A.研究火箭整流罩分离时的解锁机构动作精度时,整流罩的形状大小不能忽略,不能将整流罩视为质点,A错误;
B.研究“天问一号”探测器从地球到火星的飞行轨迹时,“天问一号”探测器的形状和大小可忽略不计,可将其视为质点,B正确;
C.研究航天员在空间站进行舱外维修时的操作细节时,航天员的形状大小不能忽略,不可将其视为质点,C错误;
D.研究卫星太阳能帆板展开时的机械传动角度时,卫星太阳能帆板的形状大小不能忽略,不可将其视为质点,D错误。
故选B。
2、 多项选择题
10.将近1000年前,宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾经作了一首诗:飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解。下列有关诗中描述情境的说法正确的有( )
A.“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中不可以将船视为质点
B.“卧看满天云不动”是以船为参考系
C.“卧看满天云不动”是指“云与我”相对河岸静止
D.“云与我俱东”即“云与我”相对于河岸向东运动
【答案】BD
【解析】A.“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中是穿在半日的路程是百里,这个过程不用考虑船的大小和形状,可以将船视为质点,A错误;
BC.“卧看满天云不动”描述的是人相对于云静止,所以是以船为参考系,“云与我”相对船静止,相对于河岸是运动的,B正确,C错误;
D.“云与我俱东”表示“云与我”相对于河岸向东运动,D正确。
故选BD。
11.近年来,中国高铁正潜移默化地改变着世界速度,成为中国一张崭新靓丽的新名片,在国内外迅速上演一场中国的“速度与激情”大片。坐在“复兴号”列车里的王同学观察相邻轨道上的另一火车时,感到自己乘坐的火车在后退,实际上他乘坐的火车并未开动,下列相关分析正确的是( )
A.王同学感到自己乘坐的火车在后退,选择的参考系是火车站的地面
B.王同学感到自己乘坐的火车在后退,选择的参考系是相邻轨道的火车
C.王同学比较两列火车运动快慢时,火车可以看成质点
D.王同学研究火车车轮转动时,火车可以看成质点
【答案】BC
【解析】AB.王同学看着相邻轨道上的另一火车时,发现自己乘坐的火车在“后退“是以向前开动的相邻轨道上的另一火车为参考系,故A错误,B正确;
C.比较两火车的快慢时,火车的长度可以忽略,可以看成质点,故C正确;
D.研究火车车轮转动时,火车不能看成质点,故D错误。
故选BC。
12.小张同学身体不舒服,小李同学陪他去医院,小李扶着小张坐电梯从门诊大楼一楼到四楼就诊。关于他们坐电梯过程中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.以地面为参考系,小李是运动的
B.以地面为参考系,小李是静止的
C.以小张为参考系,小李是运动的
D.以小张为参考系,小李是静止的
【答案】AD
【解析】AB.以地面为参考系,小李与小张相对地面的位置不断变化,则他俩均是运动的,选项A正确、B错误;
CD.以小张为参考系,小李相对小张的位置不变,是静止的,选项C错误、D正确。
故选AD。
13.描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系而言,下列说法正确的是( )
A.我们说“太阳东升西落”,是以地球为参考系的;
B.我们说“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的;
C.我们说“静止卫星在高空静止不动”,是以太阳为参考系的;
D.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,乘客是以火车为参考系的.
【答案】AD
【解析】A.我们常说“太阳东升西落”,是以地球为参考系描述太阳的运动.故A正确;
B.我们说“地球围绕太阳转”,是以太阳为参考系的,故B错误;
C.我们说:“静止卫星在高空静止不动”,是以地面为参考系的,故C错误;
D.坐在火车上的乘客以自己及火车为参考系,自己不动,铁路旁的树木、电线杆向自己运动,故D正确;
故选AD。
14.国庆期间,小张和妈妈一起自驾去郑州游玩。下列说法正确的是( )
A.若小张发现妈妈是运动的,而路旁的建筑物是静止的,则小张所选的参考系可能是路边的电线杆
B.若小张发现妈妈是运动的,而路旁的建筑物是静止的,则小张所选的参考系可能是他所乘坐的汽车
C.若小张发现妈妈是静止的,而路旁的建筑物在后退,则小张所选的参考系可能是路边的电线杆
D.若小张发现妈妈是静止的,而路旁的建筑物在后退,则小张所选的参考系可能是他所乘坐的汽车
【答案】AD
【解析】AC.当小张以路边的电线杆为参考系时,妈妈是运动的,而路旁的建筑物是静止的,A正确,C错误;
BD.当小张以他所乘坐的汽车为参考系时,妈妈是静止的,而路旁的建筑物在后退,B错误,D正确。
故选AD。
15.热气球运动起源于18世纪的法国,随着球皮材料和致热燃料的普及,热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目。在一次观光游览中,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、丙的运动情况说法可能正确的是( )
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甲,丙匀速下降
D.以上说法均不对
【答案】BC
【解析】甲看到楼房匀速上升,甲在匀速下降;乙看到甲匀速上升,乙在匀速下降,且乙的速度大于甲的速度;丙看到乙匀速下降,丙可能静止、上升或下降,但下降速度小于乙,故BC正确AD错误。
故选BC。
16.下列说法中与人们的日常习惯相吻合的是
A.测量三楼楼道内日光灯的高度,选择三楼地板为参考系
B.测量井的深度,以井底为参考系,井“深”为0米
C.以卡车司机为参考系,卡车总是静止的
D.以路边的房屋为参考系判断自己是否运动
【答案】AD
【解析】测量三楼楼道内日光灯的高度,选择三楼地板为参考系,选项A正确;测量井的深度,应该以地面为参考系,选项B错误;分析卡车的运动时,一般是以地面为参考系,选项C错误;以路边的房屋为参考系判断自己是否运动,选项D正确;故选AD.
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必修一 第一章运动的描述
第1.1课 质点 参考系
素养奠基
知识点一:物体和质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点.
2.物体可看做质点的条件:
(1)物体的大小和形状对我们所研究问题的影响可以忽略不计
(2)物体上各点的运动情况完全相同,整个物体的运动也可以简化为一个点的运动
3.一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的.
4.理想化模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学的研究方法。质点就是一种理想化模型。
(1) “理想化模型”是为了简化问题以方便研究而进行的一种科学抽象,实际上并不存在
(2) 在“理想化模型”的构建过程中,应以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素
(3) ‘理想化模型’是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种科学研究方法,以后学习中我们还会遇到更多理想化模型。
知识点二:参考系
1.运动与静止的关系
(1)自然界中一切物体都处于永恒的运动中,即运动的绝对性.
(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:在研究物体的运动时,被选做参考的其他物体称为参考系.
3.参考系的选取原则:
①参考系的选取一般由研究对象和研究对象所在系统决定,例如:研究火车上物体运动时,一般选取火车作为参考系:研究地面上物体运动时,一般选取地面或相对于地面静止的物体做参考系。
②参考系的选取是任意的,但在实际问题中,参考系的选取应以研究问题方便,对运动的描述尽可能地简单为基本原则。
素养提升
1.判断物体能否看成质点的思路
(1)质点是对实际物体的科学抽象,物体能否看成质点,是由所研究的问题决定的,如果物体的大小和形状对所研究的问题无影响或影响可以忽略,就可以把物体看成质点.
(2)不能简单地认为很小的物体就可以看作质点,很大的物体就不能看作质点.如地球虽然很大,但在研究地球绕太阳的公转时,地球的大小相对于太阳与地球的间距可以忽略,故可将地球视为质点;乒乓球虽小,在研究它的旋转对运动的影响时,却不能将它看成质点.
(3)同一物体有时能被看作质点,有时不能被看作质点,能否将物体看作质点,关键是看其本身的大小和形状对所研究的问题有无影响或影响是否可忽略不计.如跳水比赛时,如果我们要记录运动员在空中的运动时间,可将运动员视为质点,如果要观察运动员的动作是否规范,则不能将运动员视为质点.
(4)不能说平动的物体一定能看作质点,而转动的物体一定不能看作质点.如研究列车过桥经历的时间时,例如:丹昆特大桥是世界第一长桥,全长约165千米,远大于普通列车的长度,通常不能把平动的列车视为质点;花样滑冰运动员在滑冰时有很多转动的动作,但在研究运动员在冰面上所走的轨迹时,就可以把运动员看作质点.
2.对参考系选取的理解
(1)性质:
①标准性:被选做参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体的运动状态(运动还是静止)都是相对于参考系而言的
②任意性:参考系的选取是任意的,研究同一个物体的运动可以选择不同物体做参考系
③统一性:比较不同物体的运动时应选择同一参考系
④差异性:同一物体的运动选择不同的参考系,观察结果一般不同。例如,坐在行驶的车中的乘客,若以地面为参考系,则乘客是运动的,若以车为参考系,则乘客是静止的
(2)温馨提示:
(1)在研究物体的运动时,涉及的物理量应以同一参考系为标准;
(2)不能选择抽象的物体为参考系,如天空、宇宙、地平线等;
(3)比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系才有意义;
(4)同一物体的运动选择不同的参考系时,观察结果一般不同。
题组训练
题组训练一:质点的理解
【题组训练1】如图所示为国产歼十战机,在下列空战分析中不能将战机视为质点的是( )
A.分析发射导弹时的姿态调整 B.描述战机实时位置的坐标
C.绘制空战中的飞行轨迹路线 D.计算从机场到战区所需时间
【题组训练2】2026年央视春晚武术节目《武BOT》中,数十台宇树科技人形机器人与塔沟武校的武术演员同台表演,完成了前空翻、后空翻、腾空360度翻转等高难度动作。在下列研究情境中,可将机器人视为质点的是( )
A.研究机器人完成空翻动作时的身体姿态
B.研究机器人从舞台一侧移动到另一侧的路径长度
C.研究机器人手持双节棍时手腕的转动轨迹
D.研究机器人与小演员对练棍法时的肢体协调
题组训练二:参考系的理解
【题组训练3】下列关于参考系的说法中正确的是( )
A.坐在汽车上的乘客看到公路旁的树木迎面向他飞奔而来,乘客是以路面为参考系
B.“山不转那水在转,水不转那山也转”,都是以水为参考系的
C.《抱朴子·内篇·塞难》中写道“游云西行,而谓月之东驰”,其中“而谓月之东驰”是选择云为参考系
D.《浣溪沙》中写道:“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎。仔细看山山不动——是船行。”这里的“看山恰似走来迎”选的参考系是船
【题组训练4】“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东”是宋代诗人陈与义在春日乘着小船出游时作的一首诗,此诗与五代词中的“仔细看山山不动,是船行”有异曲同工之妙。从物理学的角度来看,下列说法中正确的是( )
A.“卧看满天云不动”是因为诗人以山为参考系来观察的
B.“云不动”和“云与我俱东”说明参考系不同物体运动情况也不同
C.“百里榆堤”是因为诗人以自己为参考系来观察的
D.研究“船行”的运动规律时可以将船看作质点
限时训练(40分钟)
1、 单项选择题
1.2025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
2.好莱坞影星尚格·云顿为沃尔沃卡车做广告,在高速行驶的卡车之间气定神闲摆出“一字马”姿势,下列说法正确的是( )
A.以地面作为参考系,影星是静止的
B.以卡车作为参考系,影星是运动的
C.若其中一辆卡车减速,影星仍可能保持该姿势
D.两辆卡车同时加速,影星仍可能保持该姿势
3.2017年11月,第十二届中国国际航空航天博览会在广东珠海如期举行,博览会还迎来了英国皇家空军“红箭”特技飞行表演队的中国航展首秀.如图所示,9架表演机保持队形不变飞过观礼台.下列关于“红箭”特技飞行表演的说法正确的是( )
A.地面上的人看到飞机飞过,是以飞机为参考系
B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以地面为参考系
C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的
D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的
4.在2025年9月3日纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上,核导弹第二方队的“东风−5C”液体洲际战略核导弹接受检阅。该导弹以“以武止戈、砥定乾坤”的实战姿态彰显大国军事实力。下列说法正确的是( )
A.东风−5C洲际导弹弹体整体长度相当于十层楼的高度,由于体积庞大,所以不能看成质点
B.东风−5C洲际导弹打击范围可覆盖全球,在研究飞行轨迹时可将导弹视为质点
C.东风−5C洲际导弹可携带10枚分导式弹头,在飞行过程中,以未释放的分导式弹头为参考系,导弹的箭体是运动的
D.东风−5C洲际导弹在地下发射井发射飞离地面的时候,以导弹为参考系,地下发射井是静止的
5.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
6.2025年11月第十五届全运会中引入智能机器人进行田径器材搬运,在评估机器人性能时,可将机器人视为质点的是( )
A.研究机器人搬运标枪的抓取动作
B.分析机器人在加速过程中的姿态
C.测量机器人从器材室到田径场沙坑的直线距离
D.测试机器人在不平整地面上的平衡控制能力
7.2024年12月17日神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员配合支持下,完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检及处置等任务。出舱航天员蔡旭哲、宋令东已安全返回问天实验舱,出舱活动取得圆满成功,再次刷新中国航天员出舱活动时长纪录。航天员蔡旭哲打开实验舱出舱舱门,登上机械臂,拆分固定装置后,搭乘机械臂转移至另一工作点。下列说法正确的是( )
A.以地球为参考系,蔡旭哲是静止的
B.研究蔡旭哲在太空行走的细节时,可将蔡旭哲看成质点
C.蔡旭哲搭乘机械臂转移时,蔡旭哲相对机械臂前端静止
D.蔡旭哲搭乘机械臂转移时,机械臂可看成质点
8.下列关于质点的描述,正确的是( )
A.研究图甲运动员的跨栏动作时,可以将运动员看成质点
B.研究图乙空中加油机的加油动作时,可以将加油机看作质点
C.研究图丙踢出“香蕉球”的方法时,可以将足球看成质点
D.研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行轨迹时,可以将战斗机看成质点
9.在下列四个航天场景的研究中,按顺序可将研究对象视为质点的是( )
A.研究火箭整流罩分离时的解锁机构动作精度
B.研究“天问一号”探测器从地球到火星的飞行轨迹
C.研究航天员在空间站进行舱外维修时的操作细节
D.研究卫星太阳能帆板展开时的机械传动角度
2、 多项选择题
10.将近1000年前,宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾经作了一首诗:飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解。下列有关诗中描述情境的说法正确的有( )
A.“百里榆堤半日风”所描述的物理过程中不可以将船视为质点
B.“卧看满天云不动”是以船为参考系
C.“卧看满天云不动”是指“云与我”相对河岸静止
D.“云与我俱东”即“云与我”相对于河岸向东运动
11.近年来,中国高铁正潜移默化地改变着世界速度,成为中国一张崭新靓丽的新名片,在国内外迅速上演一场中国的“速度与激情”大片。坐在“复兴号”列车里的王同学观察相邻轨道上的另一火车时,感到自己乘坐的火车在后退,实际上他乘坐的火车并未开动,下列相关分析正确的是( )
A.王同学感到自己乘坐的火车在后退,选择的参考系是火车站的地面
B.王同学感到自己乘坐的火车在后退,选择的参考系是相邻轨道的火车
C.王同学比较两列火车运动快慢时,火车可以看成质点
D.王同学研究火车车轮转动时,火车可以看成质点
12.小张同学身体不舒服,小李同学陪他去医院,小李扶着小张坐电梯从门诊大楼一楼到四楼就诊。关于他们坐电梯过程中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.以地面为参考系,小李是运动的
B.以地面为参考系,小李是静止的
C.以小张为参考系,小李是运动的
D.以小张为参考系,小李是静止的
13.描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系而言,下列说法正确的是( )
A.我们说“太阳东升西落”,是以地球为参考系的;
B.我们说“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的;
C.我们说“静止卫星在高空静止不动”,是以太阳为参考系的;
D.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来,乘客是以火车为参考系的.
14.国庆期间,小张和妈妈一起自驾去郑州游玩。下列说法正确的是( )
A.若小张发现妈妈是运动的,而路旁的建筑物是静止的,则小张所选的参考系可能是路边的电线杆
B.若小张发现妈妈是运动的,而路旁的建筑物是静止的,则小张所选的参考系可能是他所乘坐的汽车
C.若小张发现妈妈是静止的,而路旁的建筑物在后退,则小张所选的参考系可能是路边的电线杆
D.若小张发现妈妈是静止的,而路旁的建筑物在后退,则小张所选的参考系可能是他所乘坐的汽车
15.热气球运动起源于18世纪的法国,随着球皮材料和致热燃料的普及,热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目。在一次观光游览中,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、丙的运动情况说法可能正确的是( )
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甲,丙匀速下降
D.以上说法均不对
16.下列说法中与人们的日常习惯相吻合的是
A.测量三楼楼道内日光灯的高度,选择三楼地板为参考系
B.测量井的深度,以井底为参考系,井“深”为0米
C.以卡车司机为参考系,卡车总是静止的
D.以路边的房屋为参考系判断自己是否运动
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