2019-2020学年高中物理 第2章 运动的描述 第1节 运动、空间和时间课件 鲁科版必修1

第2章运动的描述第1章绪论(略)第1节运动、空间和时间1.知道什么是机械运动，知道机械运动是物体运动的一种基本形式．2．知道什么是参考系，会选择恰当的参考系描述物体的运动．学会用坐标系来描述物体相对于某一参考系的空间位置．3．理解时间和时刻的含义以及它们的区别.1.理解参考系的选取在描述物体运动中的作用，会根据实际情况选定恰当的参考系是本节的重点，也是难点．2．学会用坐标系表示物体的空间位置是本节的另一重点．3．能够在时间轴上表示出时间与时刻并加以区别，是本节的重点和难点.抓主干新知预习探究破疑难核心要点突破练技巧综合拓展提升提素能随堂巩固演练练能力高效知能检测一、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电影《闪闪的红星》中有句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走．”看到这句歌词，你也许会有疑问：两岸青山为什么会“走”？提示：“竹排江中游”是以两岸为参考系，而“青山两岸走”是以竹排为参考系．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.点间隔线段参考系与运动的相对性1．参考系的四性2．参考系的选取原则选取参考系时，一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来选取．例如：研究火车上物体的运动情况，一般选火车为参考系；研究地面上物体的运动时，一般选地面为参考系；研究太阳系中行星的运动时，一般选太阳为参考系．3．判断物体运动或静止的步骤(1)确定研究对象．(2)根据题意确定参考系．(3)分析被研究的物体相对于参考系有没有发生位置变化．[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．2．参考系可以是运动的，也可以是静止的．[典例1]右图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(1)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(2)若某一个运动员以自己为参考系，感觉到大地()A．静止B．向上运动C．向下运动D．水平方向运动[思路点拨]看物体的位置相对于参考系是否变化．[规范解答](1)选C.由于运动员一起下落，运动情况相同，处于相对静止，所以当一个运动员以另一运动员为参考系时感觉到自己是静止的，故C正确．(2)选B.由于运动员在下落，与地面的距离在减小，若以运动员为参考系，地面向上运动，所以B正确．[答案](1)C(2)B判断物体运动还是静止，关键是确定研究对象相对参考系是否发生位置的变化．1．火车停靠在站台上，乘客往往会发现这样的现象：对面的火车缓缓开动了，等到站台出现，才知道对面的火车没有动，而是自己乘坐的火车开动了，则前、后两次乘客选用的参考系是()A．站台，对面火车B．两次都是对面火车C．两次都是站台D．自己乘坐的火车，站台解析：乘客以自己乘坐的火车为参考系，看到对面的火车开动了．乘客以站台为参考系看到对面的火车没动，而是自己乘坐的火车开动了，故D正确．答案：D用坐标系描述物体的位置1．建立坐标系的物理意义借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置变化．2．坐标系的种类(1)直线坐标系：如果物体沿直线运动，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、正方向和标度，建立直线坐标系．(2)二维坐标系：当物体在某一平面内做曲线运动时，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).(3)三维坐标系：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)．如图所示为三种不同的坐标系，其中：(A)中M点位置坐标为2m；(B)中N点位置坐标为(3m,4m)；(C)中P点位置坐标为(2m,2m,1m)．[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．[典例2]从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，如图所示，分别以着地点和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写下面表格．坐标原点出发点的坐标最高点的坐标落地点的坐标着地点抛出点[思路点拨]本题中的物体沿直线运动，可以在该直线上建立一维坐标系，来定量描述物体的位置．[尝试解答]若以着地点为原点，则出发点、最高点、落地点的坐标分别为x1＝3m，x2＝8m，x3＝0；若以抛出点为原点，则x1′＝0，x2′＝5m，x3′＝－3m.[答案]如下表所示：3m8m005m－3m1.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．同一位置、选取不同的坐标系，其坐标值不同．3．若物体在一直线上运动，则建立一维坐标系；若物体在同一平面内运动，则在运动所在的平面内建立二维直角坐标系；若物体在空间运动，则应建立三维空间坐标系．2．2009年10月1日国庆60周年盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门前经过，以北京长安街为坐标轴x，向西为正方向，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．一辆彩车最初在原点以东3km处，几分钟后行驶到原点以西2km处．这辆汽车最初位置和最终位置分别是()A．3km2kmB．－3km2kmC．3km－2kmD．－3km－2km解析：坐标轴的正方向向西，则位置在原点以西为正，在原点以东为负．汽车最初在原点以东且距原点3km，所以最初位置是－3km，同理，最终位置是2km，故B正确．答案：B时间与时刻的区别时间时刻物理意义时间是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志区别时间轴上的表示方法时间轴上的一段线段表示一段时间时间轴上的点表示一个时刻时间时刻区别表述方法“3秒内”、“前3秒内”、“后3秒内”“第1秒内”“第1秒末到第3秒末”均指时间“3秒末”、“第3秒末”“第4秒初”、“八点半”等均指时刻联系两个时刻的间隔即为一段时间，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[特别提醒]1.在生活中我们所说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据具体情境区分其含义．2．可以从关键字词的使用区分时间与时刻，如“初”、“末”、“时”一般表示时刻；如“内”、“用”、“历时”一般表示时间．[典例3]下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)A、B之间的线段表示什么？(3)“前两秒”在图中怎么表示？(4)“第六秒”在图中怎么表示？(5)“第二秒末”和“第三秒初”在图中怎么表示？它们是同一个时刻吗？[思路点拨]仔细揣摩几秒“末”、几秒“初”中关键字眼的含义是区分时间与时刻的关键．[尝试解答]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”是一个线段，有一定的长度，“时刻”是一个点．[答案](1)A点和B点是两个时刻；(2)是时间，且时间为1s；(3)0～2s末间的线段表示为前两秒；(4)5～6s之间的线段表示第六秒；(5)数字2所在的点，是同一时刻．3．以下的计时数据指时间间隔的是()A．天津开往徐州的1469次列车于13点28分在天津发车B．某人用17秒跑完100米C．新闻联播节目19点准时开播D．1997年7月1日零时起中国对香港恢复行使主权解析：天津开往徐州的1469次列车于13点28分在天津发车指的是时刻，A错误；某人用17秒跑完100米指的是时间间隔，B正确；新闻联播节目19点准时开播，1997年7月1日零时起中国对香港恢复行使主权都是指时刻，C、D错误.答案：B2011年深圳世界大学生运动会火炬传递时，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[思路点拨]1.根据旗帜的偏向确定风向．2．选取风为参考系．3．根据图甲和图乙确定火焰相对于风的运动情况，从而进一步讨论甲和乙两名火炬手运动的各种可能性．[规范解答]旗向左偏，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，有三种可能情况：一是火炬不动，风把火焰吹向左；二是火炬向右运动，风相对火炬向左，风把火焰吹向左；三是火炬向左运动但速度小于风速，因此风仍能把火焰吹向左．对于乙火炬，则只有乙火炬向左运动并速度大于风速时，风才能把火焰吹向右．[答案]D1．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物体C．地球才是最理想的参考系D．只有选择好参考系，物体的运动情况才能确定解析：任何物体都可以作为参考系，不管是运动还是静止，所以A错．虽然参考系可以任意选择，但是选择参考系时，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，所以B、C错．选择不同的参考系，物体的运动情况可能会不同，因此，只有选择好参考系，才能确定物体的运动情况，所以D对．答案：D2．关于时刻和时间，下列说法中正确的是()A．时刻表示时间极短，时间表示时间较长B．时刻对应瞬时，时间对应过程C．作息时间表上的数字均表示时间D．1min只能分成60个时刻解析：时刻对应于物体所处的状态，但并不是时间极短，再短的时间也包含有无数多个时刻，时间对应过程，故A、D错，B正确．作息时间表上的数字对应的是某一瞬间，故均表示时刻，C错误．答案：B3．要描述在纸箱表面爬行的蚂蚁的位置，可以选用什么坐标系()A．一维坐标系B．二维坐标系C．三维坐标系D．以上坐标系无法描述解析：由于蚂蚁在纸箱表面上爬行位置的变动是立体空间的，所以应选择三维坐标系描述其位置，C正确．答案：C4．以下各选项中下划线上的数字指时间(即时间间隔)的是()A．某兴趣小组作息表上写着，科技课：10：00－11：50B．在广州亚运会男子110米栏决赛中，飞人刘翔以13秒09的赛季个人最好成绩夺得冠军，不仅连续第三次打破了亚运会纪录，并且成为亚运会历史上第一位三夺110米栏冠军的选手C．中央电视台《新闻联播》每晚7：00准时与您见面D．午休从12：30开始解析：选项A、C、D中下划线上的数字都表示一件事情的开始或结束瞬间，都为时刻；而B选项表示的是跨栏整个过程的用时，为时间，所以只有B正确．答案：B5.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：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．答案：C