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第1节运动、空间和时间1．知道机械运动和参考系的概念，知道对物体运动的描述具有相对性。2．知道坐标系的种类，会用坐标系描述物体的位置。3．知道时间和时刻的区别和联系，能用时间数轴表示时刻和时间。01课前自主学习1.撩开物理学的神秘面纱(1)物理学与自然规律物理学是研究和的自然科学。□01物质性质、□02相互作用□03运动规律(2)物理学与社会发展首次提出了物理学。物理学经历了经典力学、热力学理论和物理、电磁学理论、量子论和论阶段，是自然科学和技术科学的基础，它使人类对自然的认识一步步深入，为人类社会的发展做出了巨大贡献。□04亚里士多德□05分子□06相对2．机械运动(1)机械运动：是指一个物体相对其他物体的，简称运动，是物质运动的一种基本形式。(2)参考系：用来描述物体运动的。对于同一个运动，选择的参考系不同，观察和描述的结果。□07位置变化□08参照物□09不同3．空间位置的描述(1)建立坐标系的目的：描述物体的。(2)坐标系的分类①一维坐标系：描述物体在一条上的位置。②二维直角坐标系：描述物体在一个上的位置。(3)坐标系的构成：选定的参考点作为，选定坐标轴的，选定坐标的单位长度(如1km)。□10位置□11直线□12平面□13原点O□14正方向4．时间的描述(1)时刻：指某一瞬间，在时间数轴上用来表示。(2)时间：指两个时刻之间的，在时间数轴上用来表示。时刻和时间通常用t表示。(3)时刻和时间的单位：秒、分、时等，符号分别为、、。飞秒(fs)和阿秒(as)是很小的时间单位，1fs＝s,1as＝s。□15点□16间隔□17线段□18s□19min□20h□2110－15□2210－18想一想作为参考系的物体一定是静止在地面上的物体吗？提示：不是；参考系的选取是任意的，根据需要和方便选择。提示判一判(1)参照物就是静止不动的物体。()(2)参考系可以任意选取，对同一运动，选择不同的参考系，观察的结果一定相同。()(3)描述直线运动时，一般建立一维坐标系。()(4)天津开往德州的K625次列车于13点35分从天津发车，13点35分指时间。()(5)一分钟可分成60个时刻。()××√××02课堂探究评价课堂任务参考系1．运动的相对性(1)描述一个物体的运动情况，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述可能不同。(2)相对静止：如果两个物体运动的快慢相同，方向相同，我们就说这两个物体是相对静止的。(3)平时人们所说的静止的物体，都是指相对静止，绝对静止是没有的。2．参考系的四个性质(1)标准性：被选为参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。(2)任意性：任何物体都可以作为参考系。(3)统一性：比较多个物体的运动或研究同一物体在不同阶段运动时应选择同一个参考系。(4)差异性：对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能不同。3．参考系的选取原则(1)参考系的选取一般以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。(2)通常在研究地面上物体的运动时，如果不加说明，则默认以地面为参考系。例1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(1)河岸上的旗帜向右飘，说明风向哪个方向吹？提示：向右吹。提示(2)该问题除了考虑船的运动方向，还需要考虑什么？提示：还需要考虑船速与风速的大小关系。提示[规范解答](1)A船运动情况的确定：由题图知A船与河岸的旗帜均向右飘，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。(2)B船运动情况的确定：B船中旗帜向左飘，表明B船只能向右运动，且速度大于风速，C正确，D错误。[完美答案]C答案描述物体的运动，首先确定研究对象，并根据题意确定参考系，然后分析所研究物体相对参考系的位置变化情况。[变式训练1]某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系，那么，上述观察说明()A．甲车不动，乙车向东运动B．乙车不动，甲车向东运动C．甲车向西运动，乙车向东运动D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动答案D答案解析甲车内同学看到乙车不动，说明甲车和乙车运动情况相同，乙车内同学看到树木向西运动，说明乙车在向东运动。故D正确，A、B、C错误。解析课堂任务坐标系1．一维坐标系(直线坐标系)描述物体在一条直线上运动(如甲壳虫在直藤条上爬行)，即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。如图所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标xA＝3m，若它运动到B点，则此时它的坐标xB＝－2m(“－”表示沿x轴负方向)。2．二维坐标系(平面直角坐标系)描述物体在一平面内运动(如湖面上小船的运动)，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置。如图喷出的某滴水的运动定位，可以认为是质点A沿轨迹运动，位置在发生变化，通过坐标可以显示出来。3．三维坐标系(立体坐标系)描述物体在三维空间的运动(例如：飞机的运动)。需采用x轴、y轴、z轴立体坐标系中三个坐标来确定它的位置，如图所示。例2以某十字路口的交通岗亭为坐标原点，向东为x轴正方向，向南为y轴正方向，画出坐标系来描述坐标为(－60m,80m)的建筑物相对交通岗亭的位置，并求该建筑物距岗亭的距离。(1)怎么画坐标图？提示：坐标系的构成要素(原点、单位长度、数字、物理量、单位、正方向)一个都不能少。提示(2)求距离要注意什么？提示：首先是定位，根据坐标定好位置，然后采用数学方法求解。提示[规范解答]二维坐标系的坐标值顺序为x坐标、y坐标，故该建筑物的坐标x＝－60m、y＝80m，该建筑物位于交通岗亭西60m、南80m处，即先向西走60m，再向南走80m就到达该建筑物处。由勾股定理可知该建筑物距交通岗亭100m。[完美答案]如图所示，100m答案建立坐标系确定物体位置时，首先要确定原点的位置及坐标轴的正方向，再确定研究对象所处的位置坐标。坐标的绝对值表示沿坐标轴离原点的距离，坐标中的“＋”“－”号表示方向，即“＋”表示位于坐标轴的正方向一侧，“－”表示位于坐标轴的负方向一侧。[变式训练2]一人在100m高的楼房顶边缘处做实验，将一质量为m的小球以5m/s的速度水平向右抛出，当小球在水平方向上运动10m时，在竖直方向上运动了20m。(1)如果以抛出点为坐标原点，怎样表示小球现在所处的位置？(2)如果以抛出点竖直投影到地面上的点为坐标原点，怎样表示小球现在所处的位置？答案见解析答案解析(1)因为小球在二维空间运动，需建立平面直角坐标系，以抛出点为坐标原点，向右为x轴正方向，向上为y轴正方向，那么小球现在的位置为：x＝10m，y＝－20m，用坐标表示为(10m，－20m)。(2)以抛出点竖直投影到地面上的点为坐标原点，向右为x轴正方向，向上为y轴正方向，小球现在的位置为：x＝10m，y＝80m，用坐标表示为(10m,80m)。解析课堂任务时间和时刻1．时刻和时间的表示方法(1)时刻：时刻在时间数轴上，用一个点来表示，如第2s末、第2s初等是状态量。如图所示。(2)时间：时间指的是两时刻之间的间隔，在时间数轴上用一段线段来表示，如2s内、第2s内等是过程量。如图所示。(3)为了便于记忆把两个图有机结合，如图所示，0～3s表示3s的时间，即前3s；4～5s表示第5s内，是1s的时间。时间数轴上的数字“1”所对应的刻度线为第1s末，也为第2s初，是时刻。2．时刻和时间的区别与联系注意：生活中所谓的时间有双重含义，既有可能指时间，也可能指时刻，要注意体会、区分。如：“你什么时间到的”“什么时间吃饭？”“什么时间开始上班”等所说的“时间”是指时刻。例3下列关于时间和时刻的说法中，正确的是()A．时间和时刻的区别在于长短不同，长的是时间，短的是时刻B．3秒内和第3秒的时间一样长C．第3秒末和第4秒初是两个不同的时刻D．第3秒内和第4秒内经历的时间相等(1)时间和时刻是同一物理量吗？提示：不是。提示(2)第几秒和几秒是一回事吗？提示：前者是第几个1秒，后者是有几秒。提示[规范解答]时间和时刻的区别不是在于长短的不同，时间在时间数轴上是一段线段，时刻在时间数轴上是一个点，点是没有长度的，A错误；3秒内时间是3秒，第3秒是第3个1秒，时间是1秒，时间长短不一样，B错误；第3s末和第4s初是同一时刻，所以C错误；第3秒内和第4秒内经历的时间都是1秒，D正确。故选D。[完美答案]D答案时间在时间数轴上对应的是一段线段，时刻在时间数轴上对应的是一个点；时刻具有瞬时性的特点，与变化中的某一状态对应，时间具有连续性的特点，与某一过程相对应。[变式训练3]在图中所示的时间数轴上标出的是下列哪些时间或时刻()A．第4s初B．第6s末C．第3sD．前3s解析从图中所示时间数轴来看，标出的是从0到3s的一段时间，即前3s的时间，所以D正确。解析答案D答案03课后课时作业A组：合格性水平训练1．(参考系)观察如图所示的漫画，图中司机对乘车人说：“你没动。”而路边的小女孩说：“真快！”司机和小女孩对乘车人运动状态的描述所选取的参考系分别为()A．地面，地面B．地面，汽车C．汽车，地面D．汽车，汽车解析司机以车为参考系，乘车人保持相对静止，而小女孩以地面为参考系，乘车人在运动。故C正确，A、B、D错误。解析答案C答案2．(时间、时刻)关于时刻和时间，下列说法正确的是()A．1秒很短，所以1秒表示时刻B．时刻对应物体的位置，时间对应物体的一段运动C．火车站大屏幕上显示的是列车时间表D．1分钟只能分成60个时刻答案B答案解析1秒在时间数轴上是一段线段，表示的是时间，所以A错误；时刻对应物体的位置，时间对应物体的一段运动，B正确；火车站大屏幕上显示的是列车时刻表，不是时间表，C错误；1分钟能分成无数个时刻，D错误。解析3．(参考系)诗句“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是()A．船和山B．山和船C．地面和山D．河岸和流水解析当以船为参考系时，山是运动的，当以山为参考系时，船是运动的，故A正确。解析答案A答案4.(参考系)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。摄影师选择的参考系是()A．大地B．太阳C．滑板运动员D．步行的人解析“追拍法”是跟踪运动的物体，将运动的物体看成是静止的，该图片是运动的滑板运动员被摄影师当作静止的，而用镜头跟踪，故参考系是滑板运动员，C正确。解析答案C答案5．(时间、时刻)关于时间和时刻，下列说法正确的是()A．时间很长，时刻很短B．“第2s内”和“2s”是指同一段时间C．手表上指针指示的是时间D．“北京时间12点整”其实指的是时刻答案D答案解析时刻具有瞬时性，对应时间数轴上的一点，没有长度，时间是指时刻之间的间隔，对应时间数轴上的一段线段，不一定很长，A错误；“第2s内”的时间为1s，“2s”的时间为2s，B错误；手表上指针指示的是时刻，C错误；“北京时间12点整”指的是时刻，D正确。解析6．(时间、时刻)(多选)下列说法正确的是()A．“北京时间8点整”指的是时间B．第ns内就是第(n－1)s末到第ns末这1s时间(n为任意正整数)C．列车在广州停15分钟，指的是时间D．不管是前5s还是第5s，都是指时间答案BCD答案解析8点整指的是时刻，不是时间，A错误；第ns内指第(n－1)s末到第ns末这1s时间，B正确；15分钟指一段时间，C正确；前5s指第1s初到第5s末这一段时间，第5s指的是第5s初至第5s末这1s的时间，D正确。解析7．(坐标系)(多选)关于坐标系，下列说法正确的是()A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置B．坐标系与参考系都是