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第1章运动的描述第1节空间和时间第1章运动的描述学习目标核心素养形成脉络1.知道什么是机械运动，知道机械运动是物体运动的一种基本形式．2．知道什么是参考系，在描述物体的运动时能恰当选择参考系．3．会用坐标系描述物体的空间位置．4．理解时间和时刻的含义，能正确地区分时间和时刻.一、机械运动1．机械运动(1)定义：一个物体相对其他物体的_________随时间的变化，简称运动．(2)运动和静止：静止是_________的，运动是_________的，说某一个物体如何运动是_________于假定不动的物体而言的．位置相对绝对相对参照物参照物2．参考系(1)定义：用来描述物体运动的_________．(2)特点：在描述物体的运动时，_________被假定为不动．(3)意义：能准确而方便地描述物体的运动．二、空间位置的描述1．位置的描述方法：在物理学中，用建立_________来描述物体的位置．2．坐标系的建立：为了定量地描述物体的位置，需要在参考系上建立适当的坐标系．(1)对于一个在一条直线上运动的物体，我们可以建立一个_________坐标系来描述其位置．(2)对于一个在平面上运动的物体，可以建立一个_________坐标系来描述其在平面上的位置．坐标系一维二维直角三、时间的描述1．时刻是指某一_________，时间是指两个时刻之间的_________，通常用t表示．2．在表示时间的数轴上，_________用点来表示，时间用_________来表示．3．在国际单位制中，表示时间和时刻的单位是_______，它的符号是_____．瞬时间隔时刻线段秒s思维辨析(1)车轮的转动不是机械运动．()(2)任何物体都可以被选为参考系．()(3)时间间隔是指较长的一段时间，时刻是指较短的一段时间．()(4)日常生活中所说的时间指的是时刻．()(5)2016年2月1日上午10时指的是时刻．()×√××√基础理解(1)宋代诗人陈与义乘船东行，在去襄邑的途中写下了《襄邑道中》一诗，根据图中诗句回答以下问题：①诗中“飞花”的参考系是________．②诗中“云不动”的参考系是________．③诗中“云与我俱东”的参考系是________．(2)在如图所示的坐标系中，坐标的单位为km，已知A、B两村庄的位置坐标分别为(2，2)、(7，4)，一辆汽车在x轴上行驶，从原点O出发．汽车行驶到离A村最近时，汽车的位置坐标为________；汽车行驶到离B村5km时，汽车的位置坐标为__________．提示：(1)①船②船③两岸(2)(2，0)(4，0)或(10，0)参考系的理解问题导引如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美．请问：(1)摄影师选择的参考系是什么物体？(2)参考系必须选择静止的物体吗？[要点提示](1)滑板运动员．当运动员和摄影师运动情况相同时，以运动员为参考系，摄影师是静止的，故运动员的图片是清晰的，但由于背景相对于运动员是运动的，所以背景相对于摄像机是运动的，所以拍摄的背景是模糊的．故在“追拍法”中摄影师选择的参考系是运动员．(2)不一定．参考系可以是静止的物体，也可以是运动的物体．【核心深化】1．参考系的“四性”2．参考系的选取原则从运动学的角度看，参考系的选取是任意的．但在实际问题中，参考系的选取应以方便观察和使运动的描述尽可能简单为基本原则．例如：研究火车上物体的运动情况，一般选火车为参考系；研究地面上物体的运动时，一般选地面为参考系；研究太阳系中行星的运动时，一般选太阳为参考系．关键能力1对参考系的理解(多选)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．参考系就是绝对不动的物体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[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、D正确．[答案]AD关键能力2参考系的应用(2019·济南外国语学校高一月考)如图所示，由于风，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船的运动状态是()A．A船肯定是向左运动的B．A船肯定是静止的C．B船肯定是向右运动的D．B船可能是静止的[思路点拨](1)首先根据河岸上的旗帜飘向判断出风向．(2)再根据船上的旗帜飘向判断出船的可能运动方向．[解析]由题图知河岸上的旗帜向右飘，说明风向向右，A船上的旗帜向右飘，所以A船可能相对河岸静止，也可能以任意速度向左运动，还有可能以比风速小的速度向右运动，A、B错误；B船上的旗帜向左飘，表明B船只能向右运动，且速度大于风速，C对，D错．[答案]C判断参考系的两种方法(1)静物法：明确所观察的现象中，哪些物体是运动的，哪些物体是静止的，静止的物体可能就是参考系．(2)假设法：假设以某物体为参考系，看对物体运动的描述是否与观察到的结果一致．若一致，该物体可能就是参考系．【达标练习】1．火车停靠在站台上，车内乘客往往会发现这样的现象：对面的火车缓缓启动了，等到站台出现，才知道对面的火车没有动，而是自己乘坐的火车开动了，则前、后两次乘客选取的参考系是()A．自己乘坐的火车，站台B．两次都是对面火车C．站台，对面火车D．两次都是站台解析：选A.火车停靠在站台上，乘客往往看到对面的火车缓缓启动了，是以自己乘坐的火车为参考系；等到站台出现，才知道对面的火车没有动，而是自己乘坐的火车开动了，是以站台为参考系，因此选项A正确，B、C、D错误．2．(2019·太原高一检测)下列有关运动的描述中，关于参考系的判断正确的是()A．诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”为参考系的B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”是以“潮水”为参考系的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”为参考系的解析：选C.选项A中的研究对象是“水”，流下三千尺，故是以地面为参考系，A选项错误；选项B中的研究对象是“潮水”，扑面而来，是以观察者为参考系，B选项错误；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选项正确；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选项错误．坐标系的理解及应用问题导引观察下列三幅图片(1)描述苏炳添在百米比赛运动中的位置需要建立什么坐标系？(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置需要建立什么坐标系？(3)描述我国歼－20战机空中飞行的位置需要建立什么坐标系？[要点提示](1)直线坐标系(2)平面直角坐标系(3)空间直角坐标系【核心深化】1．建立坐标系的目的：定量描述物体的位置及位置变化，便于更加确切地描述物体的运动．2．三类常见坐标系的对比目的定量地描述物体的位置及位置的变化分类一维坐标系适于物体在一条直线上运动的情形．图中物体在2m位置M处二维坐标系适于物体在平面上运动的情形．图中物体在(3，4)位置N处目的定量地描述物体的位置及位置的变化分类三维坐标系适于物体在空间中运动的情形．图中物体在(3，4，2)位置P处空间位置还可以用经度、纬度及海拔高度表示说明坐标原点相对于参考系是静止的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，建立一维坐标系．一辆汽车最初在原点以西3km处，几分钟后行驶到原点以东2km处．(1)这辆汽车最初位置和最终位置分别是________．A．3km2kmB．－3km2kmC．3km－2kmD．－3km－2km(2)如果将坐标原点向西移5km，则这辆汽车的最初位置和最终位置分别是________．A．5km7kmB．2km5kmC．2km7kmD．3km5km[思路点拨][解析](1)坐标轴的正方向向东，则位置在原点以东为正，在原点以西为负，汽车最初在原点以西且距原点3km，所以最初位置是－3km，同理最终位置是2km，故选B.(2)坐标原点向西移5km后，最初位置在原点的东方，距原点2km，最终位置还在原点以东，距离变为7km，故选C.[答案](1)B(2)C(1)物体的位置坐标与坐标系原点的选取、坐标轴正方向的规定有关．同一位置，建立某种坐标系时所选的原点不同，或选定的正方向不同，物体的位置坐标不同．(2)物体的位置变化与坐标系原点的选取、坐标轴正方向的规定无关．一个小球从距地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m高处被接住．坐标原点定在抛出点正下方2m处，向下为坐标轴的正方向．则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是()A．2m、－2m、－1mB．－2m、2m、1mC．4m、0、1mD．－4m、0、－1m解析：选B.根据题意建立如图所示的坐标系，A点为抛出点，坐标为－2m，B点为坐标原点，D点为落地点，坐标为2m，C点为接住点，坐标为1m，所以选项B正确．时间和时刻问题导引1．关于下列描述：“上午8时上课、8时45分下课”“每节课45分钟”“第2s初”“第5s末”“第6s内”……以上说法中，哪些表示时刻？哪些表示时间间隔？2．如图所示，在时间轴上如何表示出“第2s初”“第5s末”“第6s内”“前2s内”？[要点提示]1.8时、8时45分、第2s初、第5s末是时刻.45分钟、第6s内是时间间隔．2.【核心深化】1．时间、时刻的区别和联系时间时刻区别物理意义时间是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志时间轴上的表示方法时间轴上的一段线段表示一段时间时间轴上的点表示一个时刻时间时刻区别表述方法“前3s内”“后3s内”“第1s内”“第1s末到第3s末”均指时间“3s末”“第3s末”“第4s初”“八点半”等均指时刻联系两个时刻的间隔即为一段时间，时间是一系列连续时刻的积累过程，时间能展示运动的一个过程，好比是一段录像；时刻可以显示运动的一瞬间，好比是一张照片2.在时间轴上的表示关键能力1时间、时刻的辨析(2019·临沂市高一检测)以下的计时数据指时间的是()A．2019年中央电视台“春节晚会”节目2月4日20：00准时开播B．2018年8月27日中国选手苏炳添在第18届亚运会男子100米决赛中以9秒92的成绩获得冠军C．2019年1月3日上午10时26分，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面D．中学生每天早8：00开始上第一节课[解析]时刻在时间轴上用一个点表示，而时间在时间轴上用一段线段表示．也可以这样去理解：看所描述的数据是否有始末之分，如B项中的9秒92是与100米这一过程相对应的，是时间．[答案]B关键能力2对时间轴的理解与应用(多选)关于时间和时刻，下列说法正确的是()A．物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻B．物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间D．第4s末就是第5s初，指的是同一时刻[思路点拨]画出时间轴，将选项中的数据放在时间轴上比较判断．[解析]画时间轴如图所示，5s时指的是5s末这一时刻，5s内指的是0～5s这一段时间，第5s内指的是4s末到5s末这1s的时间，前1s末和后1s初是同一时刻，故第4s末和第5s初是同一时刻．[答案]ACD区分时刻和时间的方法(1)利用上下文判断：分析所给的说法，根据题意去体会．时刻指某一瞬间，对应某一位置，时间指两时刻之间的间隔．(2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻或时间标出来，时刻对应一个点，时间对应一条线段．【达标练习】1．下列关于民间俗语中所说的时间，理解正确的是()A．表示做事得过且过说“做一天和尚，撞一天钟”，“一天”指时间间隔B．形容做事没有持久性说“三分钟热度”，“三分钟”指时刻C．形容事情不是一蹴而就时说“冰冻三尺非一日之寒”，“一日