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1、第 1 章运动的描述第 1 节空间和时间课标解读课标要求素养要求1.理解参考系的概念和运动的相对性。2.能了解时间的内涵,能将时间与生活中相关物理量联系起来。3.能用坐标系描述物体的位置。4.知道时间的意义,掌握时间和时刻的区别和联系。1.物理观念:能根据实际问题选择适宜的参考系并对运动进行准确的描述。2.科学思维:能运用数学思维来描述位置信息,科学推理得出参考系对运动描述的意义。3.科学探究:对参考系的选取给描述运动带来的影响分析、讨论、举例说明,经历对问题的发现、分析、解释过程。4.科学态度与责任:培养勤于思考问题、留心自然、勇于探索的习惯。要点一参考系动与静是相对?的,人们必须确定一个参
2、照物来描述物体的运动,这种参照物称为参考系?。要点二坐标系在物理学中,通常需要借助数学方法,通过建立坐标系?来描述物体的位置。要点三时间和时刻时刻是指某一瞬时?,时间是指两个时刻的间隔?。?物体是否在运动,与选取的参照物有关,没有参照物谈运动是没有意义的,这样理解对吗?提示对。?只有静止的物体才能作为参考系,这种说法对吗?提示不对,参考系的选取是任意的。?坐标系是用数学方法来确定物体所在位置的一种方法,和数学上的数轴是完全一样的,可以这样理解吗?提示不可以,坐标系是用数学方法来确定物体所在位置的一种方法,但和数轴不相同,坐标系是用来确定物体的位置的,原点为参考点,物体的坐标表示相对于参考点的位
3、置,既有大小又有单位,可以有一维坐标系、二维直角坐标系、空间坐标系等,而数轴只是用来比拟数的大小。?瞬时就是很短的一段时间,这么理解对吗?提示不对,瞬时指的是一瞬间,没有长短。瞬时对应物体所处的状态,只有先与后、早与迟的区别,而没有长短之分。?间隔是由很多时刻组成的,时刻就是很短的时间,这么理解对吗?提示不对,时刻指瞬时,没有长短,间隔指时间轴上一段长度,故不能说间隔是由很多时刻组成的,也不能说时刻就是很短的时间。但当时间轴上的两个点无限靠近时,它们之间的间隔就会趋近于零,时间就变成时刻了(极限的物理思想,后面会学到)。明白以下时间轴对应的时间描述在时间轴上表示第3 秒、前 3 秒、第 3 秒
4、初、第 2 秒末、第 3 秒末、3 秒末、3 秒时、第 4 秒初。探究点一参考系1.参考系的“四个性质(1)相对性:物体如何运动都是相对参考系而言的。(2)任意性:参考系可以任意选取,但中学通常选地面为参考系。(3)统一性:在同一个问题中,研究多个物体的运动时,必须选取同一个参考系。(4)差异性:选取不同的参考系观察的结果可能不同。2.参考系的选取原那么(1)参考系的选取可以是任意的,但在实际问题中,参考系的选取应以使研究问题尽可能方便、对运动的描述尽可能简单为根本原那么。通常情况下,在讨论地面上物体的运动时,都以地面为参考系。(2)在比拟多个物体的运动时,应选择同一参考系。1.(2021 安
5、徽潜山第二中学高一期中)关于参考系的选择,以下说法正确的选项是()A.在空中运动的物体不能作为参考系B.参考系必须选取与地面连在一起的物体C.参考系的选择应该以能准确而方便地描述物体的运动为原那么D.对于同一个运动,选择的参考系不同,观察和描述的结果一定相同答案 C任何物体都能作为参考系,选项 A错误;参考系不一定选取与地面连在一起的物体,选项 B错误;参考系的选择应该以能准确而方便地描述物体的运动为原那么,选项 C正确;对于同一个运动,选择的参考系不同,观察和描述的结果不一定相同,选项 D错误。2.(2021 浙江杭州高一期中)一位坐在火车 A内的乘客观察窗外,发现临窗另一列火车B正向西移动
6、,又看到另一侧窗外的树木也向西移动,假设以地面为参考系,那么火车 A和火车 B的运动情况不可能的是()A.火车 A向东,火车 B静止B.火车 A向东,火车 B向西C.火车 A向西,火车 B向西D.火车 A向东,火车 B向东答案 C坐在火车 A内的乘客观察窗外,发现临窗另一列火车B正向西移动,又看到另一侧窗外的树木也向西移动,假设以地面为参考系,说明火车 A向东运动,火车 B向西运动或者静止或者向东运动,但速度小于火车 A的速度。此题选不可能的,应选 C。3.()(2021 山东青岛高一期中)两辆汽车在平直公路上以相同的速度并列行驶。其中一辆汽车上的乘客眼睛盯着另一汽车与之正对的车轮边缘上某一点
7、,那么他看到的这一点的运动轨迹是以下四幅图中的()答案 D两辆汽车在平直公路上以相同的速度并列行驶,所以两车相对静止,相对乘客来说,车轮在原地做圆周运动,应选 D。探究点二坐标系同学们针对以下情境思考问题。如图,在北京长安街上沿直线行驶的小汽车,假设问汽车到哪里了,通常我们会选择地面上的一个标志性的建筑物作为参考点,来具体说明汽车所处的位置。那么我们在物理学中如何借助一种数学方法来描述汽车的具体位置?提示我们可以用一维坐标系,比方我们可以沿自西向东方向建立一维坐标系,x 轴的正方向指向东,选取路上的某一个交通岗为坐标原点O,就可以用坐标来准确地描述汽车的位置。一维坐标系中应包含坐标原点、正方向
8、和单位长度三个要素。物体的位置可以用一维坐标系中的位置坐标来表示。坐标的绝对值表示位置坐标与原点的距离,坐标中的“+表示物体位于坐标轴的正方向一侧,“-表示物体位于坐标轴的负方向一侧。当物体沿直线运动,即做一维运动时,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,建立一维坐标系。当物体在某一平面内做曲线运动,即做二维运动时,需用两个相互垂直的坐标确定它的位置,即二维坐标(平面坐标)。当物体在空间内运动时,需采用三个坐标确定它的位置,即三维坐标(空间坐标)。例以北京长安街为x 轴,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
9、,几分钟后行驶到原点以东2km处。这辆汽车最初位置坐标和最终位置坐标分别是()2km2km-2km-2km 答案 B坐标轴的正方向向东,那么位置在坐标原点以东为正,在坐标原点以西为负,汽车最初在原点以西且距原点3km处,所以最初位置是-3km,同理最终位置是 2km,应选 B。解题感悟根据实际问题情境,选取坐标原点,建立科学合理的坐标系,可以对解决问题提供很大的便利条件。如下图,某人从学校门口 A点开始散步,先向南走 50m到达 B点,再向东走 100m到达 C点,最后向北走 150m到达 D点,以校门口 A点为坐标原点,建立适宜的坐标系,表示 A、B、C、D各位置。答案见解析解析以 A点为坐
10、标原点,向东为 x 轴的正方向,向北为 y 轴的正方向建立二维直角坐标系,如下图,那么各点的位置坐标为A(0,0),B(0,-50m),C(100m,-50m),D(100m,100m)。探究点三时间和时刻根据列车时刻表思考以下问题。车次站次站名到达时间 开车时间停留天数运行时间里程G3007 1 厦门始发站14:53 0 分钟1 0 分0 G3007 2 漳州15:25 15:27 2 分钟1 32分55 G3007 3 云宵15:55 15:57 2 分钟1 1 小时 2 分131 G3007 4 潮汕16:30 16:35 5 分钟1 1 小时 37分222 G3007 5 普宁16:5
11、6 16:58 2 分钟1 2 小时 3 分275 G3007 6 陆丰17:22 17:24 2 分钟1 2 小时 29分336 G3007 7 惠州南18:11 18:13 2 分钟1 3 小时 18分471 G3007 8 深圳北18:44 19:06 22分钟1 3 小时 51分527 G3007 9 香港西九龙19:25 终点站0 分钟1 4 小时 32分566(1)开车时间、到达时间、运行时间的值都是越来越大,是怎么回事?停留对应的时间段长短不一又是指什么?(2)如果用“时刻和“时间两个概念来表示上面两种生活中的时间,哪个是时刻,哪个是时间?提示(1)(2)时间和时刻:时刻指某一瞬
12、时,通常用 t 表示,在时间轴上,时刻用点表示,是一个状态量。时间是指两个时刻之间的间隔,通常用 t 表示,在表示时间的数轴上,时间用线段来表示,时间是事物变化过程长短的量度,是一个过程量。这里开车时间所指的时间和运行时间所指的不一样,在物理学中为了将此区分开来,将开车时间及到达时间(指的是某一瞬间)称为时刻,而将运行时间(指的那一段时间)称为时间。时间与时刻的区别与联系名称时间时刻区别物理意义时间是事物运动、开展、变化所经历的过程长短的量度时刻是事物运动、开展、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时间时间轴上的点表示时刻表述例如“5s 内“前 5s
13、内“后 5s内“第 1s 内“第 1s 到第5s均指时间“5s 末“第 5s 末“第 5s 初均指时刻联系两个时刻的间隔即一段时间,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,好比是一张照片例时间和时刻的物理意义不同,在对具体事物的描述中,我们要细心体会二者的区别。以下关于时间和时刻的说法正确的选项是()年 12 月 1 日 23 时 11 分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面,这里指的是时间B.高速摄影机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照片,曝光时间为 10-6s,这里指的是时刻C.第 5 秒内指的是 4 秒末到 5 秒末这 1 秒的时间D.某节
14、目开播时间是19 点,这里指的是时间答案 C2021年 12 月 1 日 23 时 11 分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面,这里指的是时刻,A 错误;高速摄影机拍摄子弹穿过苹果瞬间的照片,曝光时间为 10-6s,这里指的是时间,B 错误;第 5 秒内指的是 4 秒末到 5 秒末这 1 秒的时间,C 正确;某节目开播时间是19 点,这里指的是时刻,D 错误。解题感悟时间指的是某事物的开展过程所对应的一段时间,在时间轴上用一段线段表示,而时刻表示是一瞬间,没有大小,在时间轴上,用点来表示。1.(2021 河北唐山第十一中学高一期中)以下的计时数据,哪一个指的是时刻()A.火车由唐山到北京需要1
15、 小时 15 分钟B.跑百米用时 14 秒C.物理考试周四上午 9:00 点开始D.本次的节目大约需要40 分钟答案 C火车由唐山到北京需要1 小时 15 分钟,1 小时 15 分钟是时间,故 A错误;跑百米用时 14 秒,是指某一过程所用的时间,故 B错误;物理考试上午 9:00 开始,表示时刻,故 C正确;本次节目大约需要40 分钟,表示时长,为时间,D 错误。2.(2021 江苏淮安高一月考)以下对话,其含义是指时刻还是指时间,其中正确的选项是()A.问:这车什么时候开?(时间)B.答:过一会儿就要开了。(时刻)C.问:我离开一下,10min 就赶回来,行不?(时间)D.答:你不能晚过车
16、票上的开车时间。(时间)答案 C“这车什么时候开是指时刻,故 A错误;“过一会儿就要开了指的是时间,故 B错误;“我离开一下,10min 就赶回来,行不指的是时间,故 C正确;“你不能晚过车票上的开车时间指的是时刻,故 D错误。1.(2021 浙江温州期中)宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾经作诗:“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风,卧看满天云不动,不知云与我俱东。在这首诗中,诗人艺术性地表达了他对运动相对性的理解。关于诗中所描述的运动以及参考系,以下说法正确的选项是()A.“云不动是以两岸为参考系的B.“飞花是运动的,不能作为参考系C.“云与我俱东是以运动的船为参考系的D.“云与我俱东是以两岸为参考系的答案 D诗人以船为参考系看云时,会认为“卧看满天云不动的效果,故 A错误;“飞花相对船是运动的,也可以作为参考系,故 B错误;“卧看满天云不动是指“云与我保持相对静止,即“云与我以相同的速度相对于两岸向东运动,“云与我俱东是以两岸的榆树或两岸为参考系的,故 C错误,D 正确。2.(2021 湖南高一期中)以下说法中表示时刻的是()A.近地卫星运行周期约为84 分钟B.同步卫星
