第01讲 质点 参考系 时间 位移-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

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1．理解质点的概念，知道质点是一种理想化模型，并可以判断物体是否可以看做质点
2.理解参考系的概念，知道运动具有相对性
3．知道时刻和时间间隔的区别和联系，能够识别具体情境下的时刻和时间间隔
4．理解位移的概念和矢量性，知道位移和路程的不同
5．知道矢量和标量的运算差异，能进行一维情况下矢量的运算
【基础知识】
一 物体和质点
1.质点的定义：忽略物体的______和______，把物体简化为一个有______的物质点，这样的点称为质点．
2.把物体看做质点的条件：物体的______和______对研究问题的影响可以忽略．
3.理想化模型：在物理学中，突出问题的___________，忽略___________，建立______的物理模型，是经常采用的一种科学研究方法．质点就是一种理想化模型．
二 参考系
1.定义：为了描述物体的运动而假定为不动、用来作______的物体．
2.参考系的选取
(1)参考系的选取是______的，但选取的参考系不同，结论往往______，通常选______为参考系．
(2)参考系既可以是______的物体，也可以是______的物体．
三 时刻和时间间隔
1．时刻：表示 ，在时间轴上用点表示，如第2 s末、第8 s初等均为时刻．
2．时间间隔：表示 的时间．在时间轴上用 表示，如前4 s内(0至4 s末)、第4 s内(3 s末至4 s末)等均为时间间隔．
四 位置和位移
1．坐标系
(1)建立目的：定量描述物体的位置及 ．
(2)坐标系的三要素： 、 和单位长度．
(3)常见的坐标系的种类： 、 和空间坐标系．
2．路程：物体 的长度．
3．位移
(1)物理意义：表示物体(质点) 变化的物理量．
(2)定义：从 到 的一条有向线段．
(3)大小：初、末位置间有向线段的 ．
(4)方向：由 指向 ．
4．矢量和标量
(1)矢量：既有 又有 的物理量，如位移等．
(2)标量：只有 、没有 的物理量，如质量、时间、路程等．
五 直线运动的位移
1．直线运动位移：研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，如图所示．
(1)物体的初、末位置：可用位置坐标x1、x2表示．
(2)物体的位移：Δx＝ ．若Δx为正，表示位移方向与x轴正方向相同；若Δx为负，表示位移方向与x轴正方向相反．
2．位移－时间图象
(1)物理意义：直观地表示物体在每一时刻的 或每一时间间隔的 ．
(2)图象的建立：在直角坐标系中选 为横轴，选 为纵轴，其上的图线就是位置－时间图象；如果将物体运动的初始位置选作坐标原点O，则图象就成为位移－时间图象．
答案：
知识点一 1．形状 大小 质量 2．形状 大小 3．主要因素 次要因素 理想化
．
知识点二 1．参考 2．(1)任意 不同 地面 (2)静止 运动
知识点三 1．某一瞬间 2．两个时刻之间 线段
知识点四 1．(1)位置的变化 (2)原点 正方向 (3)直线坐标系 平面坐标系
2．运动轨迹
3．(1)位置 (2)初位置 末位置 (3)长度 (4)初位置 末位置
4．(1)大小 方向 (2)大小 方向
五 1. (2)x2－x1 2．（1）位置 位移 （2）时间t 位置x
【考点剖析】
考点一：对质点概念的理解
例1．关于质点，下列说法正确的是( )
A．质点一定是很小的物体
B．质点是实际存在的有质量的点
C．质点是研究物体运动时的一种理想化模型
D．质点就是物体的重心
【答案】C
【解析】质点是研究物体运动时，根据研究的需要忽略物体的大小和形状，而把物体看成一个有质量的点，它是一种理想化模型，实际上是不存在的．一个物体能否看成质点，并不在于它的大小，关键在于这个物体在所研究的问题中，它的大小和形状是否可以忽略，如果能够忽略就可视为质点，如果不能忽略就不能视为质点，所以只有选项C正确．
考点二：对参考系的理解和应用
例2．下列关于参考系的说法中正确的是( )
A．研究任何物体的运动，都要选别的物体做参考系
B．研究某物体的运动时，必须选特定的物体做参考系，不能任意选取
C．若某物体在一段时间内相对于所选参考系的位置始终没有变化，则该物体相对于所选参考系是静止的
D．一个物体相对于一个参考系是静止的，相对于另一个参考系不一定是静止的
【答案】ACD
【解析】运动是相对的，一个物体是否运动，以及做何种运动，都是相对于别的物体来说的，因此，研究任何物体的运动，都要选取参考系，而且参考系可以任意选取，一个物体相对于不同的参考系，位置是否变化及如何变化，都可能不同．选项A、C、D正确．
考点三：时刻与时间间隔
例3．下列关于时间与时刻，说法正确的是 （ ）
A. 第3秒内、前3秒、第5秒末都指的是时间间隔。
B. 早晨7：00准时到校，指的是时间间隔。
C. 1min等于60s，所以1min可分成60个时刻。
D. 第1秒初一般指的是0时刻为计时起点。
【答案】D
【解析】时间间隔指时间轴上的一段时间，而时刻指时间轴上的一个时间点。第3秒内、前3秒指的是时间间隔，而第5秒末指的是时刻，A错误；早晨7：00准时到校，指的是时刻，B错误；1min等于60s，但1s也是时间间隔而不是时刻，C错误；t=0指时刻，而过了这一时刻就进入了第1秒，因此第1秒初，一般指0时刻为计时起点，D正确。
考点四：位移和路程
例4．在全国残运会上，浙江游泳选手王益楠获6金，成浙江省夺冠王，赛场泳池长50米，则他在200米个人混合泳比赛中，所通过的位移和路程（将运动员看成质点）分别是 （ ）
A．200 m、200 mB．50、200 m
C．200 m、0D．0、200 m
【答案】D
【解析】赛场泳池长50米，200米个人混合泳，运动员最终回到出发点，位移为0，运动员游泳的轨迹长为路程，即路程等于200米．故选D．
考点五：直线运动的位移
例5 (多选)物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量Δx表示物体的位移．如图所示，一个物体从A运动到C，它的位移Δx1＝－4 m－5 m＝－9 m，从C运动到B，它的位移为Δx2＝1 m－(－4 m)＝5 m．下列说法中正确的是( )
A．A到C的位移大于C到B的位移，因为负号表示位移的方向，不表示大小
B．C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数
C．因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较
D．物体由A到B的合位移Δx＝Δx1＋Δx2
【答案】AD
【解析】位移是矢量，比较位移的大小时，只需比较数值，不要带正、负号，选项B、C错误，A正确；因Δx1＝xC－xA，Δx2＝xB－xC，所以物体由A到B的合位移Δx＝xB－xA＝Δx1＋Δx2，选项D正确．
【真题演练】
1.用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫可视为质点
B. 研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球可视为质点
C. 研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿可视为质点
D. 研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马可视为质点
【答案】A
【解析】研究甲图中猫在地板上行走的速度时，猫的大小可忽略不计，可将猫看做质点，选项A正确；研究乙图中水珠形状形成的原因时，旋转球的大小和形状不能忽略，旋转球不能看做质点，选项B错误；研究图丙中飞翔鸟儿能否停在树桩上时，鸟儿的大小不能忽略，不能将鸟儿看做质点，选项C错误；研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时，马的大小不能忽略不计，不能把马看做质点，选项D错误。
2.2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是（ ）
A. 估算下降总时间时B. 用推进器使其转弯时
C. 在海沟中穿越窄缝时D. 科学家在其舱内进行实验时
3。如图所示，新中国成立70周年阅兵仪式上，国产武装直升机排列并保持“70”字样编队从天安门上空整齐飞过。甲、乙分别是编队中的两架直升机，则（ ）
A．以甲为参考系，乙是运动的
B．以乙为参考系，甲是运动的
C．以甲为参考系，坐在观众席上的观众都是静止的
D．以乙为参考系，“70”字样编队中所有直升机都是静止的
【答案】D
【解析】甲和乙相对静止，所以以甲为参考系，乙是静止的，相反以乙为参考系，甲是静止的，故AB错误；观众相对甲有位置变化，所以以甲为参考系，观众是运动的，故C错误；
乙和编队中的直升机是相对静止的，因此以乙为参考系，编队中的直升机都是静止的，故D正确。
4. 某场班级篮球赛在16时20分正式开始，甲班经过40分钟的顽强拼搏，以微弱优势战胜乙班。下列说法正确的是（ ）
A. “16时20分”和“40分钟”均指时刻
B. “16时20分”和“40分钟”均指时间间隔
C. “16时20分”指时间间隔，“40分钟”是指时刻
D. “16时20分”是指时刻，“40分钟”是指时间间隔
【答案】D
【解析】16时20分正式开始比赛，16：20在时间轴上是一个点，是时刻，经过40分钟的比赛，则40分钟是用的一段时间，为时间间隔，故选D正确。
5. 如图所示，正方形地板砖abcd的边长为50cm，一只蚂蚁沿地板砖的边缘爬行，在由a点经b到达c的过程中，蚂蚁位移的大小是（ ）
A. 50cm B. cm C. 100cmD. cm
【答案】B
【解析】位移是从起点指向终点的一条有向线段，线段的长度表示位移的大小，故蚂蚁位移的大小即为ac线段的长度，由几何关系可知蚂蚁的位移大小为,故选B正确。
【过关检测】
1..（2021·浙江绍兴一中高三开学考试）下列关于质点的说法正确的是（ ）

A．甲图：研究飞机飞行速度时，可将其视为质点
B．乙图：研究体操运动员的动作时，可将其视为质点
C．丙图：研究蚂蚁运动时，一定可以将其视为质点
D．丁图：研究汽车上坡是否会翻倒时，可将其视为质点
【答案】A
【解析】研究飞机的飞行速度时，飞机本身的大小可忽略不计，故可将飞机视为质点。故A正确；观看体操表演，需要观赏表演者的具体动作，故不能将表演者视为质点。故B错误；物体能不能视为质点，要视具体问题而定，如果它本身的大小对所研究的问题产生的影响很小，那么就可以将它视为质点。也就是说，任何一个物体在某些问题中可以视为质点，而在另一些问题中不能视为质点。故C错误；D．研究汽车上坡是否有翻倒的危险时，汽车本身的大小不能忽略不计，故不能将汽车视为质点。故D错误。故选A。
2. 下面是奥运会的精彩瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中研究苏炳添的冲线动作时，可以将他看作质点
B. 乙图中研究全红禅跳水时空中旋转动作时，可以将她看作质点
C. 丙图为刘诗颖投掷标枪，研究标枪落地瞬间时，可以将标枪看作质点
D. 丁图为巩立姣投掷铅球，研究铅球空中飞行的轨迹时，可以将铅球看作质点
【答案】D
【解析】当物体的大小和形状在所研究的问题中可以忽略时，物体可以看作质点。研究甲图中研究苏炳添的冲线动作时、乙图中研究全红禅跳水时空中旋转动作时，强调研究的是动作，所以不能看成质点，故AB错误；丙图为刘诗颖投掷标枪，研究标枪落地瞬间时，要观察标枪的运动状态不能忽略大小和形状，不能将其看作质点，故C错误；丁图为巩立姣投掷铅球，研究铅球空中飞行的轨迹时，铅球大小和形状在所研究的问题中可以忽略，可以将铅球看作质点，故D正确。
3.（2021·黑龙江绥化月考，T4)截至2020年9月18日8时30分，“天问一号”探测器飞行里程已达1.55亿公里，距离地球1 800万公里，各系统工作正常，探测器状态良好。“天问一号”预计2021年2月被火星引力捕获，进入环火轨道，着陆巡视器预计于2021年5月降落火星。关于“天问一号”，下列说法正确的是( )
A.研究“天问一号”展开太阳能帆板过程时可以将其看成质点
B.研究“天问一号”从地球奔向火星的运行轨迹时可以将其看成质点
C.分析“天问一号”运行途中调整姿态过程时可以将其看成质点
D.估测“天问一号”进入环火轨道距火星的距离时，不能将其看成质点
【答案】B
【解析】研究“天问一号”展开太阳能帆板过程不能忽略“天问一号”的大小和形状，不可看成质点，A错误；研究“天问一号”从地球奔向火星的运行轨迹，可以忽略“天问一号”的大小和形状，可以看成质点，B正确；分析“天问一号”运行途中调整姿态过程不能忽略“天问一号”的大小和形状，不可看成质点，C错误；估测“天问一号”进入环火轨道距火星的距离时，可以忽略“天问一号”的大小和形状，可以看成质点，D错误
4．（2021·辽宁凌源一中期中,T6）2021年9月17日，神舟十二号载人飞船搭载聂海胜、刘伯明、汤洪波，从中国空间站天和核心舱荣耀归来，稳稳降落在酒泉东风着陆场。下列说法正确的是（ ）
A．聂海胜在乘坐返回舱返回地球过程中相对于汤洪波是运动的
B．刘伯明在乘坐返回舱返回地球过程中相对于地面是运动的
C．神舟十二号飞船在环绕地球飞行时，相对于太阳是静止的
D．以汤洪波为参考系，神舟十二号在发射过程中是运动的
【答案】B
【解析】A聂海胜在乘坐返回舱返回地球过程中相对于汤洪波位置没有发生变化，所以聂海胜相对于汤洪波是静止的，故A错误；B．刘伯明在乘坐返回舱返回地球过程中返回舱相对于地面是运动的，刘伯明相对于返回舱是静止的，所以刘伯明相对于地面是运动的，故B正确；地球相对于太阳是运动，神舟十二号飞船在环绕地球飞行时，神州十二号相对于太阳也是运动的，故C错误；D．以汤洪波为参考系，汤洪波相对于神舟十二号位置没有发生变化，所以神舟十二号在发射过程中是静止的，故D错误。
5．(2021·浙江省丽水四校高三9月联考,T3)某超市中，两层楼间有一架斜面式自动扶梯（无阶梯），如图所示，小张带着孩子乘匀速上升的自动扶梯上楼。孩子在电梯上向上跑，小张没有“动”而是随着电梯上楼。则下列判断正确的是
A. 以扶梯为参考系，小张是运动的。
B. 以扶梯为参考系，孩子是静止的。
C. 以地面为参考系，小张是静止的。
D. 以地面为参考系，孩子是运动的。
【答案】D
【解析】 以扶梯为参考系，小张是静止的，选项A错误； 以扶梯为参考系，孩子是运动的，选项B错误；以地面为参考系，小张是运动的，选项C错误；以地面为参考系，孩子是运动的，选项D正确。
6．（2021·广东深圳实验学校高中部期中，T3）2021年10月16日0时23分，神州13号载人飞船成功发射，约582秒后，载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，神舟十三号载人飞船与10月16日6时56分，与此时已经对接的天舟二号，天舟三号货运飞船一起构成四舱组合体，3名工作人员将在空间站停留工作183天，则（ ）
A．0时23分指的是时间间隔B．约582秒指的是时刻
C．6时56分指的是时间间隔D．约183天指的是时间间隔
【答案】D
【解析】时间间隔对应时间轴上一段距离，时刻对应时间轴上某一个具体点。A．0时23分指的是时刻，A错误；B．约582秒是时间间隔，B错误；C．6时56分指的是时刻，C错误；D．约183天指的是时间间隔，D正确。故选D。
7.(2020-2021学年·甘肃临夏中学期中，T2)关于时间和时刻，下列说法中正确的是( )
A.第2 s末就是第3 s初，指的是时间
B.物体在10 s时指的是物体在10 s初时，指的是时刻
C.物体在10 s内指的是物体在9 s末到10 s初这1 s的时间
D.物体在第12 s内指的是物体在11 s末到12 s末这1 s的时间
【答案】D
【解析】前一秒末和后一秒初是同一时刻，即第2 s末就是第3 s初，指的是时刻，故A错误；10 s时指的是11 s初这一时刻，故B错误；10 s内指的是前10 s这一段时间，故C错误；物体在第12 s内指的是物体在11 s末到12 s末这1 s的时间，故D正确。
8.有一口水井，水面距井口4m。老王将空水桶从井口用辘掉放入井中，取水后将水桶提升到井口，然后将水桶水平移到离井口1m的地上，如图所示。该过程中水桶位移的大小和路程分别是（ ）
A. 0，8mB. m，9mC. 1m，mD. 1m，9m
【答案】D
【解析】位移是指从初位置到末位置的有向线段，所以此时水桶的位移是
x=1m
即位移大小是1m。路程是指物体所经过的路径的长度，此时水桶的路程为
s=4m+4m+1m =9m
故D正确，ABC错误。
9．（2021·湖北武汉一中期中,T6）如图所示为国际标准赛场，下列有关位移的说法正确的是（ ）
A．100m跑运动员位移为100mB．200m跑运动员位移为200m
C．400m跑运动员位移为400mD．800m跑运动员位移为800m
【答案】A
【解析】A．100m跑道为直道，故运动员位移为100m，A正确；B．200m跑道有弯道，故运动员路程为200m，位移小于200m，B错误；CD．400m和800m指的是运动员跑的路程，不是位移，CD错误。故选A。
10.(多选)(物体做直线运动时可以用一维坐标系来描绘物体的运动情况，坐标轴上的坐标表示物体的位置。物体在时刻t1处于位置x1，在时刻t2运动到位置x2，那么用坐标的变化量Δx＝x2－x1表示物体的位移。如图所示，一个物体从B运动到C，它的位移Δx1＝－4 m－5 m＝－9 m；从C运动到A，它的位移为Δx2＝2 m－(－4 m)＝6 m。下列说法中正确的是( )
A.C到A的位移Δx2大于B到C的位移，因为正数大于负数
B.B到C的位移大于C到A的位移，因为符号只表示位移的方向，不表示大小
C.因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体由B到A的位移Δx＝Δx1＋Δx2
【答案】BD
【解析】位移是矢量，“＋”、“－”表示位移的方向，而不表示位移的大小，故选项A错误；从B到C的位移大于从C到A的位移，故选项B正确；位移可以比较大小，比较大小时不考虑正负号，只比较绝对值，故选项C错误；从B到A的位移Δx＝2 m－5 m＝－3 m即Δx＝Δx1＋Δx2，故选项D正确。