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.ppt

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 00 7 30第一节课 8 00 8 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 00 8 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 00 8 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 00 8 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 0 2s末间的线段表示为前2s 4 5 6s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 v t 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 用参考系分析物体运