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.①②④ B.②③④ C.②④ D.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 C.研究花样滑冰中的运动员 B.研究芭蕾舞演员的动作 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】★★ 知识点 2 参考系 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。 【例 2.1】（1）火车在轨道上疾驰，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情景，而车 厢中的人认为这个小朋友是怎样的？ （2）地面上的人观察跳伞运动员运动是怎样的下落情况，而飞机驾驶员看跳伞运动员 是怎样下落的？ 【难度】★★ 【练 2.1】地球在绕太阳转动，而我们却没感觉到这是为什么？地球本身也在转动，而 我们却没感觉到这又是为什么？ 【难度】★★ 【例 2.2】在下列诗句描绘的情景中，以流水为参照系的是（　 　） A.人在桥上走，桥流水不流 B.飞流直下三千尺，疑是银河落九天 C.白日依山尽，黄河入海流 D.孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流 【难度】★★ 【练 2.2】下列对物体运动的描述，不是以地面为参考系的是（　　） A.大江东去 B.轻舟已过万重山 C.夕阳西下 D.飞花两岸照船红 【难度】★★ 【例 2.3】我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系。下列说法正确的是（ ） A.“太阳东升西落”，是以地球为参考系的 B.“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的 C.“同步卫星在高空静止不动”，是以太阳为参考系的 D.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 【难度】★★ 【练 2.3】下列对物体运动的描述中，有关参考系的说法正确的是（　　） A.“一江春水向东流”以水面上的船为参考系 B.“月亮绕地球的转动”以地球为参考系 C.“钟表的时针在转动”以表盘为参考系 D.“火车行驶出站台”以该列车上的乘客为参考系 【难度】★★ 【例 2.4】为纪念世界反法西斯战争暨抗日战争胜利 70 周年，我国举行盛大的阅兵仪 式，空中编队排出“70”队形，飞过天安门观礼台上空，下列关于飞机的运动 情况的说法不正确的是（ ） A.地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系 B.飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系 C.以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的 D.以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的 【难度】★★ 【练 2.4】嫦娥三号着陆器与巡视器分离，“玉兔号”巡视器顺利驶 抵月球表面，在此过 程中，下列说法正确的是（　　） A.以月球为参考系，着陆器是运动的 B.以地球为参考系，着陆器是静止的 C.以着陆器为参考系，巡视器是运动的 D.地面科研人员研究分离技术，可以将巡视器视为质点 【难度】★★ 知识点 3 坐标系 为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系；建 立直线坐标系需在直线上规定原点、正方向和单位长度； 【例 3.1】我国独立自主研制的北斗导航卫星系统已经开始工作，并将最终具有全球定 位的功能。俄罗斯和欧盟也在开发自己的卫星定位系统。这个 GPS 定位器 此刻位于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？ 【难度】★★ 【练 3.1】（1）如何定量的描述物体的位置及位置的变化？ （2）当物体做直线运动时，我们应该怎样建立坐标系？ （3）当物体在一个平面上运动时，我们应该怎样建立坐标系？ （4）当物体在一个空间内运动时，我们应该怎样建立坐标系？ 【难度】★★ 【例 3.2】以北京长安街为坐标轴 x，向东为正方向，以天安门中心所对的长安街中心 为坐标原点 O，建立一维坐标，一辆汽车最初在原点以西 3 km 处，几分钟 后行驶到原点以东 2 km 处。 （1）这辆汽车最初位置和最终位置分别是（ ） A.3 km，2 km B.－3 km，2 km C.3 km，－2 km D.－3 km，－2 km （2）如果将坐标原点向西移 5 km，则这辆汽车的最初位置和最终位置分别是（ ） A.5 km，7 km B.2 km，5 km C.2 km，7 km D.3 km，5 km 【难度】★★ 【练 3.2】一个小球从距地面 4 m 高处落下，被地面弹回，在距地面 1 m 高处被接住。 坐标原点定在抛出点正下方 2 m 处，向下方向为坐标轴的正方向。小球的抛 出点、落地点、接住点的位置坐标分别是（ ） A.2 m，－2 m，－1 m　 B.－2 m，2 m，1 m C.4 m，0，1 m D.－4 m，0，－1 m 【难度】★★ 【例 3.3】一深 4m 的井中用水桶提水，出井口后再往上提了 1m，选井口处为原点，水 桶竖直向上提升的路线为 x 轴，向上为正方向，则水桶在水面时的位置坐标 为______，最后水桶的位置坐标是______。如果选水面为坐标原点，那么水 桶在水面时的位置坐标为______，最后水桶的位置坐标为______。 【难度】★★ 【练 3.3】质点由西向东运动，从 A 点出发到达 C 点再返回 B 点静止.如图所示，若 AC=100m，BC=30m，以 B 点为原点，向东为正方向建立直线坐标。则：出 发点 A 的位置为______m，B 点位置是______m，C 点位置为______m，A 到 B 位置变化为______m，方向______，C 到 B 位置变化为______m，方向_ _____。 【难度】★★ 【例 3.4】小明从学校回到家有 800 米的路程 ，要确定小明家相对学校的位置，请思考： （1）如果小明家和学校均在同一条笔直的街道上，如何描述？ （2）如果小明家在另一条与学校所在街道相互垂直的街道上，如何描述？ （3）如果小明家还在某高层公寓的 32 层上，如何描述？ （4）仅用小明家离校 800 米能够确定其位置吗？ 【难度】★★★ 【练 3.4】在月球上能看到地球的地方，以月球为参照系时： （1）地球有无绕月球的公转？若有公转，周期大约是多少？ （2）地球有无自转？若有自转，周期大约是多少？ （3）在月球上观察，地球有无圆缺变化？若有圆缺变化，周期大约是多少？ 【难度】★★★