鲁科物理必修1课件：第2章第1节.ppt

第2章运动的描述 第2章运动的描述 第1节运动 空间和时间 目标导航1 知道机械运动的概念 理解参考系与运动的关系 2 知道如何描述物体所处的空间位置 重点 3 能够区分时间和时刻 重点 难点 一 机械运动1 运动分类 根据物质运动的特点 将其分为 等多种类型 2 机械运动 是指一个物体 其他物体的 是物质运动的一种 3 参考系 用来描述物体运动的 称为参考系 机械运动 热运动 电磁运动 相对 位置变化 基本形式 参照物 想一想1 描述一辆列车的运动 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 在物理学中 通常需要借助 方法 建立 来描述物体的位置 2 坐标系 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 在坐标系中 用正 负号表示物体所处位置的方向 3 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 4 对于一个在平面上运动的物体 我们可以建立一个 坐标系来描述其在平面上的位置 数学 坐标系 一维 二维直角 想一想2 对于一个在某一立体空间运动的物体 如何描述其位置 提示 在某一立体空间运动的物体 可通过建立三维坐标系描述其位置 三 时间的描述1 时刻 是指某一瞬时 在表示时间的数轴上 时刻用 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 点 间隔 线段 学案导引1 运动的物体能否选做参考系 2 选择不同的参考系描述同一物体的运动一般不同 那么应如何选取参考系 1 参考系选取的意义要描述一个物体的运动 必须首先选好参考系 对同一个运动 如果选不同的物体作参考系 观察到的运动情况可能不相同 如 在图中 车中的人与路边的人 对车的运动感觉就不同 2 参考系 的四性 1 标准性 用来选做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 参考系的选取具有任意性 但应以观察方便和使运动的描述尽可能简洁为原则 研究地面上物体的运动时 常选地面为参考系 3 统一性 比较物体的运动时 应该选择同一参考系 4 差异性 同一运动选择不同的参考系 观察结果一般不同 例如 坐在行驶的车中的乘客 以地面为参考系 乘客是运动的 但如果以车为参考系 则乘客是静止的 3 参考系选取的原则 1 选择参考系时 应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则 比如研究月球的运动 以地球为参考系十分简便 若以太阳为参考系就复杂得多 研究地面上物体的运动 一般来说是选取地面为参考系 2 在研究物体的运动时 涉及的物理量应以同一参考系为标准 3 不能选择抽象的物体为参考系 如 天空 宇宙 地平线等 特别提醒 1 在研究物体的运动时 参考系一旦被选定 就视其为静止 2 比较两个物体及描述同一物体在不同阶段的运动情况时必须选择同一参考系 关于参考系的选取 下列说法正确的是 A 参考系必须选取静止不动的物体B 参考系必须是和地面联系在一起的C 地球才是最理想的参考系D 只有选择好了参考系 物体的运动情况才能确定 即时应用1 下面关于重力 重心的说法中正确的是 A 风筝升空后 越升越高 其重心也升高B 质量分布均匀 形状规则的物体的重心一定在物体上 思路点拨 解答此题应把握以下三点 1 参考系的选择是任意的 2 参考系的选择以简单方便为原则 3 选择不同的参考系 物体的运动情况可能不同 精讲精析 任何物体都可以选做参考系 不管是运动的还是静止的 A项错 虽然参考系可以任意选择 但选择参考系时 应使对物体运动的描述尽可能简单 方便 不一定要选择地面上的物体或地球 B C两项错 选择不同的参考系 物体的运动情况可能会不同 如从水平匀速飞行的飞机上掉下的物体 地面上的人看它的轨迹是曲线 飞机上的人看它的轨迹是直线 因此不选择好参考系 物体的运动情况就不能确定 D项对 答案 D 变式训练1 唐代有一首诗 摊破浣溪沙 其下阙为 满眼风波多闪灼 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 本题考查了参考系的选取对研究问题的影响 分析题目的关键是要明确参考系的选取不同 所观察到的现象就不同 故判断物体的运动情况时 必须先明确参考系 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 是以船为参考系的 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 故选B 学案导引1 不同的人研究同一个物体的运动时是否必须选取同一个坐标原点 2 坐标轴的正方向如何选择 3 坐标轴上标度是否有统一的规定 1 建立坐标系的意义为了定量地描述物体的位置及位置变化 需要在参考系上建立适当的坐标系 如地理上用纬度和经度来确定某个地点 在军事 大地测量等领域常采用全球卫星定位系统 GPS 来确定方位 2 坐标系的种类 1 直线坐标系 如果物体在一维空间运动 即沿一直线运动 只需建立直线坐标系 如图 A 所示 其中M点坐标为x 2m 2 平面坐标系 如果物体在二维空间运动 即在同一平面运动 就需要建立平面直角坐标系 如图 B 所示 其中N点坐标为 3m 4m 3 三维坐标系 当物体在三维空间运动时 则需要建立三维直角坐标系来描述 如图 C 所示P点位置坐标为 2m 3m 0 特别提醒 读取坐标系中物体的位置坐标时要注意单位和正负 如图是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴 x轴 在画该坐标轴时规定原点在某长直公路上某广场的中心 公路为南北走向 规定向北为正方向 坐标轴上有两点A和B A的位置坐标为xA 5km B的位置坐标为xB 3km 依题意和下图填空 A点位于广场中心 边 km处 B点位于广场中心 边 km处 关键提醒 物体在坐标系中坐标值的正负只表示方向 与数学中的正负号意义不相同 精讲精析 坐标值的正负只表示方向 正号表示与所规定的正方向相同 负号表示与所规定的正方向相反 本题中规定原点在长直公路上广场的中心 向北为正方向 点A的坐标为正值 表示A点位于广场中心北边5km处 点B的坐标为负值 表示B点位于广场中心南边3km处 答案 北5南3 变式训练2 从一水面距井口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 则水桶在水面时的位置和最后的位置坐标分别是 A 4m 1mB 4m 1mC 5m 0D 5m 1m 解析 选B 选井口处为坐标原点 水桶在水面时的位置到井口距离为4m 水桶最后的位置到井口距离为1m 由于规定向上为正方向 水桶在水面时的位置坐标为 4m 水桶最后的位置坐标为1m 故选B 学案导引怎样正确理解时间和时刻 1 时刻 时刻指某一瞬时 通常用t表示 在表示时间的数轴上 时刻用点表示 时刻是事物在运动变化过程中所经历的各个状态先后顺序的标志 如图所示的时间轴上 第5秒末 第6秒初 第n 1秒初 第n秒末 是指时刻 2 时间 1 时间是指两个时刻之间的时间间隔 通常用 t表示 在表示时间的数轴上 时间用线段来表示 是时间轴上两个不同的时刻之差 时间是变化过程长短的量度 如图所示的时间轴上 前2秒内 第4秒内 是指时间 2 时间的单位有秒 分 时等 符号分别是s min h等 3 时间和时刻的对比 4 区分时间和时刻的方法日常生活中所说的 时间 其含义不尽相同 有时是指时刻 有时是指时间间隔 做题时要注意根据实际情况进行区分 区分时刻和时间间隔的方法主要有 以下说法中 表示时刻的是 A 中央电视台春节联欢晚会将于20时05分现场直播B 在第十一届全运会上 上海队以3分35秒81的成绩获得4 100米自由泳接力赛的冠军C 北京时间2011年12月26日 NBA2011 12赛季揭幕D 神舟八号与天宫一号于2011年11月3日完成首次交会对接 用时7分11秒 思路点拨 解答本题的关键点是要区分清楚时间与时刻 时间是指某一过程用时的长短 而时刻是指一个时间点 是某一瞬间 精讲精析 中央电视台春节联欢晚会将于20时05分现场直播指时间点 是时刻 选项A对 上海队以3分35秒81的成绩获得4 100米自由泳接力赛的冠军 3分35秒81是比赛全过程所用的时间 是时间间隔 选项B错 NBA2011 12赛季揭幕 指的是首场比赛开始的那一瞬间 是时刻 选项C对 神舟八号和天宫一号完成首次交会对接 7分11秒是完成交会对接所用时间 是时间间隔 D选项错 答案 AC 误区警示 时间是指两个时刻之间的时间间隔 是某一变化过程所经历的时间长短 时刻是指某一瞬时 在表示时间的数轴上 时刻用点表示 时间用线段表示 变式训练3 以下计时数据中指时间的是 A 2011年11月1日5时58分10秒 世界瞩目的 神舟八号 成功发射B 2012年春运于1月8日开始C 罗伯斯创造了12 87秒的110米栏最好成绩D 在一场NBA篮球公开赛8分钟时 科比 布莱恩特投中第三个球 解析 选C A选项中的数据指的是 神舟八号 成功发射的瞬间 是时刻 故A错 B选项中的数据是春运开始的一瞬间 所以也是时刻 故B错 C选项中的12 87秒是指罗伯斯从起跑到到达终点所用的时间 所以它是时间 故C正确 D选项中的数据是指科比 布莱恩特投中第三个球的瞬间 所以是时刻 故D错 相对运动 经典案例 太阳从东边升起 西边落下 是地球上的自然现象 但在某些条件下 在纬度较高的地区上空飞行的飞机上 旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象 这些条件是 A 时间必须是在清晨 飞机正在由东向西飞行 飞机的速度必须较大B 时间必须是在清晨 飞机正在由西向东飞行 飞机的速度必须较大C 时间必须是在傍晚 飞机正在由东向西飞行 飞机的速度必须较大D 时间必须是在傍晚 飞机正在由西向东飞行 飞机的速度不能太大 审题指导 审题时应把握以下两点 1 明确地球的自转方向和地球上的晨昏线 2 理解飞机顺着地球自转方向运动称为向东 逆着地球自转方向运动称为向西 解题样板 obo 为晨线 odo 为昏线 右半球为白天 左半球为夜晚 设飞机飞行速度为v1 地球在该点的自转速度为v2 若在纬度较高的b点 飞机向东 如图向右 旅客看到的太阳仍是从东方升起 飞机向西 如图向左 飞行时 若v1 v2 飞机处于地球上黑夜区域 若v1 v2 旅客看到的太阳仍从东方升起 在同纬度的d点 在昏线上 飞机向东 如图向左 飞行 飞机处于地球上黑夜区域 旅客看不到太阳 飞机向西 如图向右 飞行 若v1 v2 旅客可看到太阳从西边升起 若v1 v2 飞机在黑夜区域 因此 飞机必须在傍晚向西飞行 并且速度要足够大时才能看到太阳从西边升起的奇景 答案为C项 答案 C 误区警示 本题主要考查对 速度 参考系 等基本概念的理解 常见错误有两点 其一 空间想象力不够 抽象不出太阳与地球之间的空间关系 特别是太阳光的照射情景 其二 弄不清地球上的晨昏线 不理解飞机顺着地球自转方向运动为向东 逆着地球自转方向运动为向西 全球卫星定位系统GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging GlobalPositioningSystem的字头缩写词NAVSTAR GPS的简称 该系统由美国在20世纪70年代开始研制 历时20年 耗资200亿美元 于1994年全面建成 它是利用人造地球卫星 在全 球范围内 全天候在海 陆 空进行全方位实时三维导航与定位的新一代卫星导航与定位系统 GPS系统的特点是 高精