类型01质点、参考系以及位移的理解问题
知识点一、参考系 1
知识点二、质点 1
知识点三、位移 4
题型01:对于质点的判断及理解 6
题型02:对于参考系的选取和理解 8
题型03:对于位移和路程的判断以及对位移的理解 12
知识点一、参考系
1.参考系
(1)定义:为了研究物体的运动而假定不动的物体。
(2)选取原则:可任意选取,但对同一物体的运动,所选的参考系不同,对它运动的描述可能会不同。通常以地面为参考系。
知识点二、质点
1.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:研究一个物体的运动时,物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略。
知识点三、位移
1.位移和路程
(1)位移描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量。
(2)路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
题型01:对于质点的判断及理解
解题关键:质点不同于几何“点”,它无大小但有质量,能否看成质点是由研究问题的性质决定,而不是依据物体自身大小和形状来判断,对于质点要从建立理想化模型的角度来理解。
【典例1】如图所示,从波兰中部城市罗兹往返四川成都的直达火车线路“蓉欧快铁”开通于2021年,全长9826公里,行车时间约13天,比历时40至50天的海路运输快许多,它是中国雄心勃勃的“一带一路”计划的一部分.关于“蓉欧快铁”,下列说法正确的是()
A.研究“蓉欧快铁”线路上的班列行程时,可以将班列看成质点
B.分析班列通过阿拉山口的时间时,可以将班列看成质点
C.班列长度太大,任何时候都不能看成质点
D.只要班列处于运动状态,就可以看成质点
【答案】A
【解析】物体能否被看成质点,取决于它的大小、形状在研究的问题中是否可以忽略不计,而与自身的体积、质量及速度无关.选项A正确.
【变式1】关于质点,下列说法正确的是()
A.质点是指一个很小的物体
B.质点是理想化模型,实际并不存在
C.无论研究什么问题,任何物体均可看成质点
D.物体抽象成质点后,其自身的大小和质量均可忽略
【答案】B
【解析】很小的物体它的体积不一定能够忽略,不一定能看成质点,如原子很小,但在研究原子内部结构的时候不能看成质点,选项A错误;质点是研究物体运动的一种理想化模型,实际不存在,选项B正确;只有在物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们才可以把它看成质点,故能不能看成质点是由所研究问题的性质决定的,选项C错误;物体抽象成质点之后,形状和大小可以忽略,但是质量不能忽略,选项D错误.
【变式2】下列说法中正确的是()
A.研究短跑运动员的起跑动作时,可将运动员看做质点
B.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时,可将汽车看做质点
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参考系的
【答案】C
【解析】研究短跑运动员的起跑动作时,所研究对象的大小和形状不能忽略,故运动员不能看做质点;研究汽车翻倒是转动问题,不能看做质点,故A、B错误;选项C中的研究对象是“轻舟”,已过“万重山”,是以“万重山”为参考系,C正确;选项D中的研究对象是“国旗”,是以地面或旗杆为参考系的,D错误。
题型02:对于参考系的选取和理解
解题关键:参考系一般选取地面或相对地面静止的物体.参考系的选取和应用问题,往往与物体的相对运动相结合,分析和求解实际问题,只有选定参考系后,才能确定物体是否运动,运动得快还是慢。选取的参考系不同,对同一物体运动的描述所得出的结论也不同.参考系的选取是任意的,但巧妙选取参考系,能使我们更方便地处理相对运动问题。
【典例2】(多选)2021年国际航空展于10月14日—16日在德国慕尼黑举行,如图所示是西班牙空军“鹰巡逻队”在上届柏林国际航空展上进行飞行表演。下列关于“鹰巡逻队”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.若飞机保持队形飞行时,以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的
D.若飞机保持队形飞行时,以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的
【答案】ABC
【解析】地面上的人看到飞机飞过,是以地面为参考系,飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系观察的结果,A、B选项正确;因飞机保持队形飞行,速度相同,故无论以编队中的哪一架飞机为参考系,其他飞机都是静止的,故C正确,D错误。
【变式1】(2021年3月浙江宁波模拟)万众瞩目的庆祝中华人民共和国成立70周年阅兵式上,受阅方队军容严整、精神抖擞,依次通过天安门,接受祖国和人民的检阅,出色地完成了受阅任务。战旗方队以同一速度通过天安门广场时,在此过程中,下列说法正确的是
A.以战旗旗杆为参考系,天