2019-2020学年新教材高中物理 第1章 第1节 空间和时间课件 鲁科版必修第一册

第1章运动的描述第1节空间和时间课标要求1．知道什么是机械运动，知道机械运动是物体最简单的一种运动形式。2．知道参考系的含义，会选取恰当的参考系研究物体的运动。3．理解坐标系，并会用坐标系描述物体的位置及位置变化。4．理解时间和时刻的含义以及它们的区别。一、机械运动1．填一填(1)机械运动：一个物体相对于其他物体的随的变化，是自然界最基本、最普遍的运动形式，简称运动。(2)参考系：用来描述物体运动的称为参考系。参考系的选取是的，一般以为参考系。对于同一个运动，选择的参考系不同，描述运动的结果不一定相同。位置时间参照物任意地面2．判一判(1)热运动和电磁运动都属于机械运动。()(2)比较不同物体的运动时必须选择同一参考系。()(3)若参考系的选择恰当，则可使研究的问题简化。()×√√3．想一想请阅读下面的漫画材料，回答问题：提示：“动”还是“静”取决于参考系的选取，相对于不同的参考系，对同一运动的描述不同。二、空间位置的描述1．填一填(1)在物理学中，通常需要借助数学方法，通过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。(3)对于在一条直线上运动的物体，我们可以建立坐标系来描述其位置；对于在平面上运动的物体，我们可以建立坐标系来描述其在平面上的位置。坐标系参考系方向一维二维直角2．判一判(1)因为-55，所以在一维坐标系中，5m的位置比－5m的位置距离原点远一些。()(2)若A、B两点坐标分别为3m、－6m，则两点相距9m。()(3)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)。()√×√3．想一想能否在两个不同的坐标系中比较两个物体的位置关系？提示：不能，必须在同一个坐标系中比较不同物体的位置关系。三、时间的描述1．填一填(1)时刻：是指某一，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。(3)单位：时刻和时间单位相同，有、分、时等，还有飞秒(fs)和阿秒(as)，1fs＝10－15s,1as＝10－18s。瞬时点间隔线段秒2．判一判(1)时间是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间。()(2)第5s内和前5s内指的是不相等的两段时间间隔。()(3)日常生活中所说的时间指的都是时刻。()√××3．选一选(1)下列各选项的表述中，不是指时间的是()A．3月1日到3月2日之间B．一光年C．一整夜D．45分钟解析：一光年是指光在真空中一年的行程，故选项B符合题意。根据时间的定义可知选项A、C、D都是指时间，故选项A、C、D不符合题意。答案：B(2)下列说法表示同一时刻的是()A．第2s末和第3s初B．前3s内和第3s内C．第3s末和第2s初D.第1s内和第1s末解析：第2s末指第2s刚刚结束的时刻，也就是第3s刚刚开始的时刻，即第3s初，选项A正确；前3s内指从计时开始持续的前3s时间，而第3s内指从第2s末开始到第3s末这1s的时间，它们表示两段不同的时间，选项B错误；第3s末和第4s初表示同一时刻，第2s初和第1s末表示同一时刻，选项C错误；第1s内指从计时开始到第1s末的一段时间，而第1s末指的是时刻，选项D错误。答案：A突破点一对参考系的理解[学透用活]1．选取参考系的必要性只有选取了参考系，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．选取参考系的三个原则一般选取地面为参考系实用参考系的选取应该遵循方便性原则和简单性原则，也就是说，无论将哪一个物体选作参考系，应该使问题的研究更方便、更简单，杜绝使问题复杂化的情况方便参考系的选取是任意的，任何物体都可以被选作参考系任意[典例1]某校高一的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，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、乙两车以相同的速度都向东运动D．甲车向西运动，乙车向东运动[解析]乙车内一同学看见路旁的树木向西移动，说明乙车向东运动。甲车内一同学看见乙车没有运动，说明甲、乙两车运动情况相同。综上，C项正确。[答案]C[规律方法]判断参考系的两种方法(1)静物法：明确观察到的现象中，什么物体是运动的，什么物体是静止的，静止的物体可能就是参考系。(2)假设法：假设以某物体为参考系，看对物体运动的描述是否与观察到的结果一致，若一致，该物体可能就是参考系。[对点练清]1．[多选]下列说法正确的是()A．参考系就是绝对不动的物体B．只有选好参考系以后，物体的运动性质才能确定C．同一物体的运动，相对于不同的参考系，观察的结果可能不同D．我们平常所说的楼房是静止的，是以地面为参考系解析：参考系是为了描述物体的运动，选来作为标准的物体，可以是运动的，也可以是静止的，故A错误；运动和静止是相对的，要描述物体的运动，必须选择参考系，故B正确；描述同一运动时，若以不同物体作为参考系，观察结果可能不同，C正确；参考系的选取，原则上是任意的，但在实际问题中，应以对运动的描述尽可能简单为原则，一般以地面为参考系，D正确。答案：BCD2．[多选]下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()A．诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的D．成语“形影不离”，意思是人的身体和影子分不开，形容关系密切，经常在一起。那么“形影不离”中的影子“不离”是以人的身体为参考系的解析：诗句“飞流直下三千尺”中水在流，是以“山”作为参考系的；“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，潮水在动，是以“人”为参考系的；“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”中，轻舟在运动，是以“万重山”为参考系的；“形影不离”中的影子“不离”是以人的身体为参考系的，C、D正确。答案：CD3．奥运会开始时，在火炬传递过程中，观察图中的旗帜和甲、乙两火炬手所传递的圣火火焰，关于甲、乙两火炬手相对于静止旗杆的运动情况，下列说法正确的是(旗杆和甲、乙火炬手在同一地区)()A．甲、乙两火炬手一定向左运动B．甲、乙两火炬手一定向右运动C．甲火炬手可能运动，乙火炬手向右运动D．甲火炬手可能静止，乙火炬手向左运动解析：旗帜向左偏，说明有向左吹的风，由甲的火焰向左偏，无法确定甲的运动状态，由于乙的火焰向右偏，所以乙一定向左运动，且速度大于风速。答案：D突破点二对坐标系的理解和应用[学透用活][典例2]一质点沿x轴运动，各个时刻的位置坐标如下表所示：t/s012345x/m05－4－1－71位置点ABCDEF(1)请在图中的x轴上标出质点在各时刻的位置。(2)哪个时刻质点离坐标原点最远？有多远？[解析](1)根据各个时刻的位置坐标对应情况，标出位置如图所示。(2)质点在第1s末、第2s末、第3s末、第4s末、第5s末离坐标原点的距离分别为5m、4m、1m、7m、1m，所以第4s末质点离坐标原点最远，距离为7m。[答案](1)见解析(2)第4s末7m[规律方法](1)坐标原点要相对于参考系静止，坐标方向的选取要使物体的运动规律的描述尽量简便。(2)选取不同的坐标系，同一位置的坐标值不同，对物体运动的描述也会不同。[对点练清]4．关于坐标系，下列说法不正确的是()A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化B．坐标系都是建立在参考系上的C．坐标系的建立与参考系无关D．物体在平面内做曲线运动，需要用二维直角坐标系确定解析：坐标系必须建立在参考系上，否则无法确定物体的具体位置及位置变化，物体在平面内做曲线运动时，一维坐标系不能反映其位置，需用二维直角坐标系。所以只有C错误。答案：C5．[多选]如图是为了定量描述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一平直公路上某路标所在处。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＝5m，B的位置坐标为xB＝－3m，下列说法正确的是()A．A点位于该路标南5m处B．A点位于该路标北5m处C．B点位于该路标南3m处D．B点位于该路标北3m处解析：原点为路标，向北为正方向，A点坐标为正值，则A点位于该路标北5m处，B点坐标为负值，则B点位于该路标南3m处。答案：BC6．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。小球最高位置和最终位置的坐标分别为()A．2m3mB．2m－3mC．－2m3mD.5m－3m解析：研究小球的运动过程。答案：B突破点三对时刻和时间的理解[学透用活]1．时刻和时间在时间数轴上的表示在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间用线段表示。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。1所对应的刻度线记为第1s末，也为第2s初，是时刻。2．时刻和时间的区别与联系(1)两个时刻之间的间隔即为时间，即Δt＝t2－t1(2)时间轴上的两个点无限靠近时，它们间的时间就会趋于零，时间就趋于时刻了联系(1)时间指两时刻之间的间隔，对应于物体所运动的过程(2)在时间轴上用线段表示(3)有长短之分(1)时刻指一瞬间，对应于物体的位置或状态(2)在时间轴上用一个点表示(3)只有先后、早迟的区分，没有长短之分区别时间时刻[典例3]如图所示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，时刻对应物体所处的状态。时间与时刻可以在“时间轴”上表示出来，其中时间用一线段表示，有一定的长度，时刻用一个点表示。[答案](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。[规律方法](1)关键词的含义，如初、末、时一般表示时刻；如内、经过、历时一般表示时间。(2)时间能够展示物体运动的一个过程，好比是一段录像；时刻显示物体运动的一个瞬间，好比是一张照片。(3)在生活中通常说的时间有时指两个时刻的间隔，有时指时刻，应注意区分。[对点练清]7．在图中所示的时间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：时间是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。从题图中时间轴来看表示的是从0到3s的一段时间，即前3s的时间，所以选项D正确，A、B、C错误。答案：D8.以下各种关于时间和时刻的说法中正确的是()A．列车员说“火车8点42分到站”指的是时间B．“前3秒钟”“最后3秒钟”“第3秒钟”指的都是时间C．“第1秒末”“最后1秒”指的都是时刻D．轮船船务员说“本班轮离港时间为17点25分”指的是时间解析：列车员说“火车8点42分到站”指的是时刻，A错；“前3秒钟”“最后3秒钟”“第3秒钟”指的都是时间，B对；“第1秒末”是时刻，“最后1秒”指的是时间，C错；轮船船务员说“本班轮离港时间为17点25分”指的是时刻，D错。答案：B9．[多选]下列关于时刻和时间说法正确的是()A．某人在百米赛跑中用了15s,15s指的是时刻B．第3s内指的是第2s末到第3s末这1s的时间内C．第3s指的是3s的时间D．2s末就是3s初，指的是时刻解析：在时间轴上，15s对应一条线段，是时间，A错误；第3s内是一段时间，即2s末到3s末这段时间，B正确；第3s和第3s内一样，都是指1s的时间，C错误；2s末和3s初在时间轴上对应于同一个点，所以是同