全程学习方略高中物理_1.1 运动、空间和时间（精讲优练课型）课件 鲁科版必修1

第1章运动的描述第1节运动、空间和时间,一、机械运动1.机械运动：(1)定义：一个物体相对其他物体的_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,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。,参照物,参照物,【想一想】如图所示，甲乙两人描述此列车的运动，甲说它向北行驶，乙说它向南后退，这可能吗?,提示：可能。选择不同的参考系描述同一物体的运动结论一般不同，甲一定选择了相对列车向南运动的物体为参考系，乙一定选择了相对列车向北运动的物体为参考系。,二、空间位置的描述1.建立坐标系的物理意义：在参考系上建立适当的坐标系，可以定量地描述物体的_及位置变化。,位置,2.坐标系的种类及特点：(1)一维坐标系：用来描述物体在_上的位置，如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定_、正方向和_，建立一维坐标系。(2)二维坐标系：用来描述物体在一个_上的位置。在平面上画出两条互相垂直的数轴，建立平面直角坐标系。(3)三维坐标系：用来描述物体在_某点的位置。在空间内作三条两两垂直的数轴建立空间坐标系。,直线,原点,单位长,度,平面,空间,【判一判】(1)物体在坐标系中的坐标值的正负表示大小。()(2)在一维坐标系中，物体的位置变化可用末位置坐标减初位置坐标来表示。()(3)运动员在百米赛道上奔跑，为准确描述其在不同时刻的位置可建立一维坐标系。(),提示：(1)。物体在坐标系中的坐标值的正负表示方向，不表示大小。(2)。在一维坐标系中，物体的位置变化可用末位置坐标减初位置坐标来表示。(3)。运动员在百米赛道上奔跑，是直线运动在不同时刻的位置，可建立一维坐标系。,三、时间的描述1.时刻：是指某一_，在表示时间的数轴上，时刻用点来表示。2.时间：是指两个时刻之间的_，在表示时间的数轴上，时间用_来表示。,瞬时,间隔,线段,【判一判】(1)时间间隔是指较长的一段时间，时刻是指较短的一段时间。()(2)日常生活中所说的时间指的是时刻。()(3)APEC2014会议时间：2014年11月5日至11月11日，指的是时间间隔。(),提示：(1)。时间间隔指的是时间段，时刻指的是时间点。(2)。日常生活所说的时间有时指时刻，有时指时间间隔。(3)。APEC2014会议时间：2014年11月5日至11月11日是一个时间段，指的是时间间隔。,一、参考系的选取原则和意义思考探究：如图所示，小明坐出租车去学校上学，汽车行驶途中小明和司机并排而坐。,(1)小明说司机没动，司机说自己动了，他们谁说得对?(2)选择不同的参考系，司机的运动情况相同吗?提示：(1)他们说得都对。这是因为他们选择的参考系不同。小明是以他们所坐的出租车为参考系，所以说司机没动；司机是以地面或相对地面静止的物体为参考系，所以说自己动了。(2)一般不相同。以司机所驾驶的汽车为参考系，司机是静止的；以地面为参考系，司机是运动的。,【归纳总结】1.参考系的三条选取原则：(1)任意：参考系的选取是任意的，任何物体都可看作参考系。(2)方便：参考系的选取应该遵循方便性原则和简单性原则。(3)实用：一般选取地面为参考系。,2.参考系的三点意义：(1)只有选取了参考系，物体的运动才具有实际意义，也就是说，只有选择了参考系，物体的运动才具有唯一性，物体的运动规律才能唯一确定。(2)参考系是物体运动的参照与标准，对于同一运动物体，参考系不同，往往其运动规律也会不同。(3)参考系是研究物体运动不可缺少的物体。,【典例示范】在我国东南部的某大城市，有一天下午，该城市的中心广场行人拥挤，有人突然高喊：“楼要倒了!”其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒，如图所示，人们便纷纷狂奔逃生，引起交通混乱。但过了好久，高楼并没有倒塌。人们再仔细观望时，楼依然稳稳地矗立在那里。下面有关探究分析这一现象产生的原因的说法中正确的是(),A.是人们看高大建筑物时的常见错觉B.感觉楼要倾倒的原因是人在运动C.是因为选择了高空运动的云为参考系D.是因为选择了旁边更高的楼为参考系,【解题探究】(1)感觉高楼要倾倒时，是以什么物体作为参考系?提示：感觉高楼要倾倒时，是以运动的云作为参考系。(2)选取什么物体作为参考系时会感觉楼在运动?提示：选取运动的物体作为参考系时会感觉楼在运动。,【正确解答】选C。题中明确提到“其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒”，在观察者眼里楼是运动的，并且看到楼向自己方向倒来，观察者产生这种观察结果的原因是看到空中的云，而云是运动的，观察者认为云不动，所以看到楼向自己倒来。选项C正确，其他选项均错。,【规律方法】物体运动情况的判断方法(1)确定研究对象。(2)根据题意确定合适的参考系。(3)分析被研究物体相对于所选参考系的位置变化情况。,【过关训练】1.(2015宿迁高一检测)唐代有一首诗摊破浣溪沙，其下阙为：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎。仔细看山山不动，是船行”，其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是()A.流水和河岸B.船和山C.山和船D.河岸和山,【解析】选B。“看山恰似走来迎”，好像山迎面走来，可以知道，这时观察者站在船上，是以船为参考系；“仔细看山山不动，是船行”，指山其实没有动，只是船动了，以山为参考系，船是运动的。故B项正确，A、C、D项错误。,2.(2015南平高一检测)如图所示是特技跳伞运动员在空中的造型图。当运动员们保持该造型向下降落时，若其中一运动员以另一运动员为参考系时，他感觉到自己()A.向下运动B.向上运动C.静止D.无法确定如何运动,【解析】选C。由于每个运动员一起下落，运动情况相同，处于相对静止，所以感觉到自己是静止的，故C正确，A、B、D选项错误。,【补偿训练】如图所示是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的运动员是静止的，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。请问摄影师选择的参考系是()A.大地B.太阳C.运动员D.座位上的观众,【解析】选C。摄影师以运动员为参考系，两者同方向、同速运动，摄影师眼中的运动员是静止的，因此他获得的运动员的照片才是清晰的，而背景相对运动员或摄影师是运动的，所以照片的背景是模糊的。,二、坐标系的建立与应用思考探究：如图所示，一辆汽车在某一城市内运动，某同学在操场上踢足球。,(1)如果这辆汽车某时刻在市中心东的A处，经过一段时间后，汽车又到了市中心的B处，我们如何描述它的位置?(2)该同学在操场上踢足球，如何描述这个同学的位置及足球的位置?提示：(1)我们可以取正东方为x轴的正方向，市中心为原点，坐标的单位为km，建立一维坐标系来描述汽车的位置。(2)建立二维坐标系来描述该同学的位置，建立三维坐标系来描述足球的位置。,【归纳总结】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.坐标系的种类：(1)一维坐标系：如果物体沿直线运动，以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和标度，建立一维坐标系，如图甲。(2)二维坐标系：当物体在某一平面内做曲线运动时，需要用两个相互垂直的坐标确定它的位置，即二维坐标系(平面坐标)，如图乙。,(3)三维坐标系：当物体在空间内运动时，如踢出的足球在空中运动，需要采用三个坐标确定它的位置，即三维坐标系(空间坐标)，如图丙。,3.建立坐标系的两条原则：(1)坐标原点应建立在参考系上或相对参考系静止。(2)对坐标方向的选取要使对物体运动规律的描述尽量简便。,【典例示范】从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升到5m处回落，最后小球到达地面，以抛出点为坐标原点建立一维坐标系，竖直向上为正方向。小球在最高点和落地点的位置坐标分别为()A.2m3mB.2m-3mC.-2m3mD.5m-3m,【解题探究】(1)坐标原点的位置直接影响位置坐标的_。(2)坐标正方向的选取直接影响位置坐标的_。,数值大小,正负,【正确解答】选B。研究小球的运动过程。,【过关训练】1.(拓展延伸)【典例示范】中若以抛出点正下方地面上的点为坐标原点，竖直向上为正方向，求小球在最高点和抛出点的位置坐标。【解析】以抛出点正下方地面上的点为坐标原点，小球最高位置和抛出点到坐标原点的距离分别为5m、3m，且都位于坐标轴的正半轴，故小球最高点和抛出点的位置坐标分别为5m、3m。答案：5m3m,2.如图所示，A、B、C分别表示某校食堂、教室、宿舍，A、B之间，B、C之间均相距100m，三者连线为一直线，若以B为坐标原点建立如图所示坐标系，则A、C两点的位置坐标分别为多少?,【解析】A、C两点距原点均为100m，它们分别位于原点的两侧，其中C位于x轴的正半轴上，A位于x轴的负半轴上，故xA=-100m，xC=100m。答案：-100m100m,【补偿训练】1.(2015石家庄高一检测)牛牛同学手头上有一张中国地图，他要进行一项北京到全国各大城市的距离和方向的调查，需要建立一个坐标系，他应该建立的坐标系是()A.直线坐标系B.平面坐标系C.直线坐标系与平面坐标系都可以D.以上说法都不对,【解析】选B。北京和全国各大城市在地图上都是在一个平面内，所以建立平面坐标系就可以了。故B正确，A、C、D错误。,2.小亮所在学校的校门口是朝南的，他进入校门后一直向前走120m后，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。【解析】选校门口为坐标原点，x轴正方向表示向东，y轴正方向表示向北，建立如图所示坐标系，小亮的教室所在位置坐标为(40m，120m)。答案：见解析,【规律方法】建立坐标系的方法技巧(1)位置是一个有方向的量，在坐标系中用正负号表示物体所处的位置。(2)建立坐标系应选定一个标度，其刻度应该是均匀的，至少在同一条坐标轴上应该均匀。(3)坐标系中必须有单位和方向标示(一般用箭头)。,三、时间与时刻思考探究：某中学作息时间表部分如下：起床：6：30早餐：7：007：30第一节课：8：008：45熄灯：22：00,(1)时间表中，6：30、22：00表示时刻还是时间?有什么物理意义?8：008：45之间的45分钟表示时刻还是时间?有什么物理意义?(2)试用时间轴表示6：30、22：00、8：008：45之间的45分钟。,提示：(1)6：30、22：00都表示时刻，是某个活动开始或结束的那一瞬间。8：008：45之间的45分钟表示时间，是某个活动所经历的一段时间。(2)由于时刻是某个活动开始或结束的一瞬间，所以时刻在时间轴上用一个“点”表示；而时间是某个活动经历的一段时间，所以时间在时间轴上用一段“线段”表示。,【归纳总结】1.时间、时刻的区别和联系：,2.在时间轴上的表示：,【典例示范】如图为时间轴，请你标出第3s、前3s、第3s初、第3s末、第ns，并说明它们表示的是时间还是时刻，如果表示时间，则表示多长时间?,【解题探究】(1)时刻：在时间轴上用_来表示。(2)时间：在时间轴上用_来表示。,一个点,一条线段,【正确解答】对于第3s、前3s、第3s初、第3s末、第ns表示如图所示：,第3s是时间，是指从第2s末到第3s末共1s的时间；前3s是0到第3s末共3s的时间；第3s初与第2s末重合，是同一时刻；第3s末是时刻；第ns是时间，共1s的时间。答案：见正确解答,【过关训练】1.关于时间、时刻的含义，下列说法正确的是()A.第3s初是一段时间，这段时间为1sB.第5s末与第6s初是指同一时刻C.4s内与第4s内是指同一时间D.第2s内是一段时间，这段时间为2s,【解析】选B。第3s初是一时刻，在时间轴上用一个点来表示，A错误；在时间轴上，第5s末与第6s初都用同一个点来表示，是同一时刻，B正确；4s内是4s的一段时间，第4s内是第4个1s，是1s的时间，C错误；第2s内是第2个1s，这段时间为1s，而不是2s，D错误。,2.如图是表示时间的坐标轴。请思考讨论：(1)图中A点和B点的意义是什么?(2)AB之间的线段表示什么?(3)“前2s”在图中怎么表示?(4)“第6s”在图中怎么表示?(5)“第2s末”和“第3s初”在图中怎么表示?它们是同一个时刻吗?,【解析】时刻是某个瞬间，时间是某段过程，对应时刻是物体所处的状态。时间与时刻可以在“时间轴”上表示出来，其中“时间”是一线段，有一定的长度，“时刻”是一个点。,(1)A点和B点是两个时刻，分别指第3s末(第4s初)和第4s末(第5s初)。(2)是时间，且时间为1s。(3)02s末间的线段表示为前2s。(4)56s之间的线段表示第6s。(5)数字2所在的点，是同一时刻。答案：见解析,【补偿训练】1.下列日常口语中指时刻的是()A.火车出现故障，在长沙停了3小时B.火车5点到站C.小刚百米赛跑的成绩是13.26秒D.1号选手在2秒内就超越了3号选手,【解析】选B。“3小时”是指火车在长沙停留的时间，不是时刻，选项A错误；“5点到站”是指火车到站的时刻，选项B正确；“13.26秒”是小刚跑百米路程所用的时间，选项C错误；“2秒”是指1号选手超越3号选手所用的时间，选项D错误。,2.以下的计时数据属于时间的是()A.某场足球赛开赛15min时甲队攻入一球B.某人用15s跑完100mC.中央电视台新闻联播节目19时开播D.列车在9时45分到达途中的福州站,【解析】选B。足球比赛开赛15min时攻入一球是指从开始比赛后的第15min这一时刻进球，选项A错误；跑完100m是一个过程，因此15s是指时间，选项B正确；中央电视台新闻联播19时开播是指开播的时刻是19时，选项C错误；列车到站是一个时刻，选项D错误。,【规律方法】时刻和时间的表述方法(1)“第ns末”“ns末”“第ns初”等指的均是时刻，在时间轴上为一点。(2)“ns内”“前ns内”“后ns内”等指的均是时间，在时间轴上为一线段。,【拓展例题】考查内容：巧选参考系简化物体运动的计算【典例示范】在匀速直线运动的火车上，一旅客不慎将公文包遗忘在餐车里，经1min旅客从餐车回到座位，发现公文包忘拿了，立即返回餐车找到包，设旅客相对火车的速度大小不变，问：他从发现丢包到找到包所用的时间是多少?,【正确解答】解法一：以地面为参考系，设火车的速度大小为v，公文包随火车运动的速度也为v，旅客在车上相对于火车速度的大小是v，餐车与座位的间距为x，且旅客位于火车的尾部。从餐车到座位的时间为t，有x=vt从座位返回餐车的时间为t，则x=(v+v)t-vt由得t=t=1min。,解法二：以火车为参考系，公文包相对于火车静止，人从餐车到座位和从座位到餐车在车上移动的距离相等，人相对于车移动的速度大小相等，故往返所用时间是相同的，即从座位到餐车的时间也为1min。答案：1min,