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第二章运动的描述第1节运动、空间和时间☺课标要求1.知道运动有多种类型，机械运动是物体最简单的一种运动形式。2.知道参考系的概念，知道对于同一物体选择不同的参考系时观察和描述的结果会有所不同。知道如何选择参考系。3.知道用坐标系来描述物体的空间位置。4.知道时间和时刻的含义以及它们的区别，学会用时间数轴来描述物体运动过程中的时间和时刻。关注科学技术的新进展，关注物理学和其他学科的关系，培养爱国主义感情。☺基础巩固1．下列对参考系的理解中，正确的是()A．如果不选参考系，就无法研究某一物体是怎样运动的B．参考系只能选取静止不动的物体C．研究车轮边缘上一点的运动时，一定要选择轮轴为参考系D．同一物体的运动，选取不同的参考系一定有相同的观察结果2．关于坐标系，下列说法不正确的是()A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化B．坐标系都是建立在参考系上的C．坐标系的建立与参考系无关D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系确定3．下表是某同学浏览数字电视节目预报看到的当日的节目单。有关节目单中出现的12：30，13：30，14：50，15：20，20：30，下列说法正确的是()今日电视12：30山东卫视《闯关上梁山》13：30CCTV－2交易时间：权威解读财经资讯14：50CCTV－10百科探秘：与猛虎相伴的女郎15：20CCTV－6迪斯尼经典影片《功夫少女》20：30湖南卫视《少年进化论》A．都表示时间间隔B．都表示时刻C．12：30表示时间间隔，13：30，14：50，15：20，20：30表示时刻D．12：30表示时刻，13：30，14：50，15：20，20：30表示时间间隔4．在平直的公路上行驶的汽车内，一乘客以自己的车为参考系向车外观察，下列现象中，他不可能观察到的是()A．与汽车同向行驶的自行车，车轮转动正常，但自行车向后行驶B．公路两旁的树因为有根扎在地里，所以是不动的C．有一辆汽车总在自己的车前不动D．路旁的房屋是运动的5.如图所示为时间轴，下列与其对应的时刻和时间的说法中正确的是()A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s初B．t2～t3表示时间，称为第3s内C．t0～t2表示时间，称为最初2s内或第2s内图D．tn－1～tn表示时间，称为第(n－1)s内♫课标导航☺要点阐释一、参考系的选择1．运动是绝对的，静止是相对的。选择不同的参考系观察同一运动，其结果可能会不同。2．参考系可以任意选取，但选择的原则要使对运动的描述尽可能简单。要比较两个物体的运动情况时，必须选择同一参二、建立坐标系的意义和方法1.意义（1）物体做机械运动时，其位置会随时间发生变化，为了定量的描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。（2）物体的位置可认为就是质点在某时刻所在空间的一点。2．方法（1）直线坐标系：如果物体沿直线运动，即一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和标度，建立直线坐标系。（2）二维坐标系：当物体在某一平面内做曲线运动，即二维运动时，需要两个相互垂直的坐标确定它的位置，即二维坐标（平面坐标）。（3）三维坐标：当物体在空间内运动时，需采用三个坐标确定它的位置，即三维坐标（空间坐标）。3.原则建立坐标系的原则是确定物体的位置方便、简捷。三、时间的描述1.时间间隔和时刻有区别，也有联系。在时间轴上，时间间隔用一段线段表示，时刻用一个点表示。0点表示开始计时，0～3s的时间间隔，即前3s。2～3表示第3s内。不管是前3s,还是第3s内，都是指时间间隔。第3s末，也可以说成第4s初，这是指时刻。2.时刻与物体在运动过程中的某一位置相对应，时间间隔与物体在运动过程中的位移（路程）相对应。3.我们在日常生活中不注意区分时刻和时间间隔，而把它们统称为时间。在以后的学习中，必须加以区分，因为二者的物理意义是不同的。在物理学上所说的时间指的是时间间隔。☺典例研讨1、运动的相对性参考系典例1：在电视连续剧《西游记》里，常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头。这通常是采用“背景拍摄法”：让“孙悟空”站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果，摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头.放映时，观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”。这里，观众所选的参考系是（）A.“孙悟空”B.平台C.飘动的白云D.烟雾♣思路点拨：物体是否运动，要看物体相对于参考系的位置是否有变动。♣解析：观众感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”，即认为“孙悟空”是运动的，“白云”是静止的.答案C♣思维升华：物体做何种运动，是相对于参考系而言的.♣迁移应用1：如图所示，甲、乙、丙3人各乘不同的热气球，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、丙的运动可能是（）♫知能提升A．甲、乙匀速下降，且，丙停在空中B．甲、乙匀速下降，且，丙匀速上升C．甲、乙匀速下降，且，丙匀速下降，且D．甲、乙匀速下降，且，丙匀速下降，且2、用坐标表示位置的变化典例2：小明坐在学校的校门口是朝南的，他进入校门口一直向前走120m，再向东走40m就到了他所在的教室，请你画出他的教室所在的位置。♣思路点拨：确定合适的标度，如果选择了1cm的线段代表10cm，各坐标轴最好选相同的标度。♣解析：：选校门口为坐标系原点，x轴正方向表示向东，y轴正方向表示向北，以1cm长的线段表示40m，建立坐标系，如图所示。♣思维升华：在某些情况下，各坐标轴也可以选不同的标度，以便于描述物体的位置。♣迁移应用2：从一深为4m的井中用水桶提水，出井后又将水桶提升了1m，选井口处为坐标原点，水桶竖直向上提升的路线为x轴，向上为正方向，则水桶在井底时和最后的位置坐标分别是（）A.4m，1mB.-4m，1mC.5m,0D.-5m，1m3、时间和时刻典例3：以下的计时数据指时间的是（）A．济南开往北京的D42次动车于7时05分从济南站发车B．小刚用13s跑完100mC．中央电视台新闻联播节目19时开播D．2011年9月1日8时，新学期开学典礼正式开始E．鲁能足球队在最近的一场比赛中15min时攻入一球♣解析：A、C、D、E中的数据都是指时刻，而B中的13s是与跑完100m这一过程相对应，是指时间。答案B。♣思维升华：如图所示，在理解时刻与时间概念的基础上，不难得出：1s末，2s末，3s末分别表示第1s末，第2s末，第3s末各时刻。1s内，2s内，3s内分别表示0--1s，0--2s，0--3s各段时间。第1s内，第2s内，第3s内分别表示0--1s，1--2s，2--3s各段时间，时间间隔都是1s。♣迁移应用3：在下面叙述中，哪些指的是时间，哪些指的是时刻？（1）2008年9月25日21时10分5秒，中国自行研制的第三艘载人飞船“神州”七号，在酒泉卫星发射中心载人航天发射场由“长征二号F”运载火箭点火发射。历经2天20小时28分，“神州”七号飞船返回舱于2008年9月28日17时37分成功着陆于主着陆场。（2）1997年7月1日零时，中国对香港恢复行使主权。这一刻被永载史册。（3）中央电视台的《新闻30分》节目在12时开播。☺基础演练1.第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹，是因为（）A．飞行员的反应快B．子弹相对于飞行员是静止的C．子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了D．飞行员的手有劲2.下列说法中指时刻的有（）A．学校每天上午8点整开始上课B．学校每节课40minC．某次测验时间是100minD．考试9:40结束3.关于时间和时刻下列说法正确的是（）A.时间间隔是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间B.第2s内和前2s内指的是相等的两段时间间隔C.“北京时间12点整”指的是时刻D.时光不能倒流，因此时间有方向是矢量4.一列火车从上海开往北京，下列叙述中指时间的是（）A．火车在早上6点10分从上海出发B．列车共运行了12小时C．列车在9点45分到达中途的南京站D．列车在南京停了10分钟5、对于参考系，下列说法正确的是（）A．参考系必须选择地面。B．研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。C．选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。D．研究物体的运动，必须选定参考系。6、甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体是（）A．一定是静止的。B．一定是运动的。C．有可能是静止的或运动的D．无法判断。7、关于机械运动和参照物，以下说法正确的有（）A.研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。B.由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。C.一定要选固定不动的物体为参照物。D.研究地面上物体的运动时，必须选地球为参照物。8、关于时间和时刻，下列说法正确的是（）A．物体在5s时就是指物体在5s末时，指的是时刻。B．物体在5s时就是指物体在5s初时，指的是时刻。C．物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间。D．物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间。☺拓展提高♫达标评价★9．人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_______的。以车厢为参考系，人是__________的。★10．下列说法中指的是时间的有___________________,指的是时刻的有________________。A．第5秒内B.第6秒初C.前2秒内D.3秒末E.最后一秒内F.第三个2秒G.第五个1秒的时间中点。★★11．如图所示，为A、B、C三列火车在一个车站的情景，A车上的乘客看到B车向东运动，B车上的乘客看到C车和站台都向东运动，C车上的乘客看到A车向西运动。站台上的人看到A、B、C三列火车各向什么方向运动？★★★12．某运动物体在平面内，由点(3，1)出发，沿直线运动到点(1，4)，然后又由点(1，4)沿直线运动到点(5，5)。试完成坐标系的建立并画出物体的运动轨迹。参考答案☺基础巩固1.答案：A解析：研究物体运动必须选择参考系，参考系的选择是任意的，对同一物体的运动，选取的参考系不同，对物体的描述结果不同，故只有选项A正确。2.答案：C解析：坐标系必须建立在参考系上，否则无法确定物体的具体位置及位置变化，物体在平面内做曲线运动时，一维坐标不能反映其位置，需用平面直角坐标系。所以只有C错误。3.答案：B解析：节目单日出现的12：30，13：30，14：50，15：20，20：30表示的都是节目开始时的时刻，选项B正确。4.答案：B解析：当汽车在自行车前方以大于自行车的速度行驶时，乘客观察到自行车的车轮转动正常，自行车向后退，故A是可能的。以行驶的车为参考系，公路两旁的树、房屋都是向后退的，故B是不可能的，D是可能的。当另一辆汽车与乘客乘坐的车以相同的速度行驶时，乘客观察到此车静止不动，故C是可能的。5.答案：AB解析：时刻对应于时间数轴上的一个点，时间对应于时间数轴上的一段线段。☺典例研讨♣迁移应用1：[答案]ABC解析：甲看到楼房匀速上升，则甲相对于楼房是向下运动的，以地面为参考系，甲是向下运动的。乙看到甲匀速上升，说明乙相对甲向下运动，以地面为参考系，乙是向下运动的，而且速度比甲大。甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，则丙的情况稍微复杂些，以地面为参考系可能是向下运动，但速度比甲和乙都变小，也可能是静止的，也可能是向上运动的。♣迁移应用2：[答案]B.解析：位置坐标是由所在位置到选定的坐标原点的距离加上正、负号确定的，由坐标原点到所在位置的方向与规定的正方向相同时为正，反之为负.♣迁移应用3：[答案]见“解析”。解析：（1）2008年9月25日21时10分5秒，指点火时刻；历经2天20小时28分，指飞船在空中的时间；2008年9月28日17时37分，指着陆时刻。（2）1997年7月1日零时，指回归时刻。（3）12时，指开播时刻。☺基础演练1.B当飞行员的飞行速度与子弹飞行的