资源简介 第1节 空间和时间课时作业基础巩固1.如图所示是特技跳伞运动员的空中造型图。当运动员保持该造型向下落时,其中一名运动员A俯视大地时,看到大地迎面而来。下列说法正确的是( )A.若运动员A以对面的运动员为参考系,他是运动的B.若运动员A以旁边的运动员为参考系,地面是静止的C.当运动员A俯视大地时,看到大地迎面而来,是以他自己为参考系D.以大地为参考系,运动员A是静止的【答案】 C【解析】 若运动员A以对面的运动员为参考系,他是静止的,故A错误;若运动员A以旁边的运动员为参考系,地面是运动的,故B错误;当运动员A俯视大地时,看到大地迎面而来,是以他自己为参考系,故C正确;以大地为参考系,运动员A是运动的,故D错误。2.如图所示是自行车高速运动的照片,摄影师拍摄到的运动员是清晰的,而背景是模糊的。请问摄影师选择的参考系是( )A.地面 B.运动员C.空中的云朵 D.路边树木【答案】 B【解析】 由于运动员和摄影师以相同的速度运动,故以运动员作为参考系,摄影师是静止的,故照片中运动员是清晰的,但由于背景相对于运动员是运动的,相对于摄影师也是运动的,所以拍摄的背景是模糊的,B正确。3.下列关于运动的描述正确的是( )A.歌词“月亮在白莲花般的云朵里穿行”中,描述“月亮穿行”所选的参考系是云朵B.列车向前行驶过程中,坐在车中的同学看见窗外的树向后移动,他选择的参考系是地面C.“风烟俱静,天山共色。从流飘荡,任意东西。”后两句写的是诗人乘坐着船随江水飘荡,任凭船随水漂去。若诗人认为船是静止的,他选择的参考系是天上云朵D.在某次“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面有个小黑点(金星)缓慢走过,则以太阳为参考系,可以认为金星是静止的【答案】 A【解析】 歌词“月亮在白莲花般的云朵里穿行”中,描述“月亮穿行”所选的参考系是云朵,月亮相对云朵运动,故A正确;列车向前行驶过程中,坐在车中的同学看见窗外的树向后移动,他选择的参考系是列车,故B错误;若诗人认为船是静止的,他选择的参考系是自己,两者相对静止,故C错误;观察到太阳表面有个小黑点(金星)缓慢走过,则以太阳为参考系,金星是运动的,故D错误。4.如图,观察屋顶的炊烟和车上的小旗,可知甲、乙两车相对于房子的运动情况,其中正确的是( )A.甲、乙两车有可能都向左运动B.甲、乙两车一定都向左运动C.甲、乙两车一定都在运动D.甲车一定静止,乙车一定向左运动【答案】 A【解析】 房子相对于地面是静止的,由烟囱冒出的烟向左飘,可知此时风向向左(相对于地面而言)。甲车上的小旗向左飘,则有三种可能的情况:一是甲车不动,风把小旗向左吹;二是甲车向右运动,风相对甲车向左,风把小旗向左吹;三是甲车向左运动但速度小于风速,因此风仍能把小旗向左吹。对于乙车只有向左运动并且速度大于风速时,小旗才能向右飘。5.在某校举行的创新设计大赛上,某兴趣小组设计了一种音乐钟,该音乐钟每隔一段相等的时间就发出一段1分钟的美妙乐音。已知上午9时和9时41分发出乐音。下列有关该音乐钟的说法正确的是( )A.上午9时和9时41分发出乐音,9时和9时41分指的是时间间隔B.该音乐钟每隔40分钟发出一次乐音,每隔 40分钟指的是时间间隔C.该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐音,1分钟指的是时刻D.该音乐钟在上午10时22分时会再次发出乐音,10时22分指的是时间间隔【答案】 B【解析】 根据题意可知,上午9时和9时41分发出乐音,9时和9时41分对应时间轴上的点,指的是时刻,故A错误;该音乐钟每隔40分钟发出一次乐音,每隔40分钟对应时间轴上的一段线段,指的是时间间隔,故B正确;该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐音,1分钟对应时间轴上的一段线段,指的是时间间隔,故C错误;该音乐钟在上午10时 22分时会再次发出乐音,10时22分对应时间轴上的一个点,指的是时刻,故D错误。6.根据如图所示的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s内,也可以称为2 s时B.0~t2表示时间间隔,称为最初2 s内或第2 s内C.t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内D.tn-1~tn表示时间间隔,称为前n s内【答案】 C【解析】 t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,故A错误;0~t2表示时间间隔,称为前2 s内或最初2 s内,故B错误;t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内,故C正确;tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内,故D错误。7.请根据图片中的情况判断下列说法正确的是( )A.风可能是向左吹的B.由图中情况可以判断风速大于小红的速度C.小红的头发相对于小红是向右运动的D.小红向左运动,风是向右吹的,但无法判断小红的速度与风速的大小关系【答案】 D【解析】 通过烟囱冒出烟的偏向,可以得出风是向右吹的,A错误;小红是向左运动的,但是无法判断小红的速度与风速的大小关系,B错误,D正确;小红的头发相对于小红静止,C错误。8.“古往今来谓之宙,四方上下谓之宇。”人类在时间与空间中繁衍生息,物体在时间与空间中运动变化。运动具有相对性,中国古代早就有关于运动相对性的记载,也认识到时间与空间的相对性。关于物体运动及运动的描述,下列说法正确的是( )A.物体与坐标原点的距离不变,物体相对该参考系一定是静止的B.物体与坐标原点的连线与坐标轴的夹角不变,物体相对该参考系可能是静止的C.从物理的角度理解,“机不可失,时不再来”中的“时”指的是时间D.物体相对甲参考系是运动的,相对乙参考系是静止的,则甲、乙参考系相对静止【答案】 B【解析】 物体与坐标原点的距离不变,物体相对该参考系可能是静止的,也可能是运动的,故A错误;物体与坐标原点的连线与坐标轴的夹角不变,物体相对该参考系可能是静止的,故B正确;“机不可失,时不再来”中的“时”指的是时刻,故C错误;物体相对甲参考系是运动的,相对乙参考系是静止的,则甲、乙参考系是相对运动的,故D错误。能力提升9.(双选)探月卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测。简化后的路线示意图如图所示。下列说法正确的是( )A.图中卫星绕地球运动的轨道是以地球为参考系的B.图中卫星绕月球运动的轨道是以地球为参考系的C.图中卫星绕月球运动的轨道是以月球为参考系的D.图中卫星运动的轨道均是以太阳为参考系的【答案】 AC【解析】 从题图中可以看出,卫星绕地球运动的轨道中,地球的位置没有发生变化,这是以地球为参考系的;同理,卫星绕月球运动的轨道中,月球的位置也没有发生变化,这是以月球为参考系的,A、C正确,B、D错误。10.公路上向左匀速行驶的汽车(如图甲),经过一棵果树附近时,恰有一颗果子从上面自由落下,图乙是其运动的轨迹。地面上的观察者看到的运动轨迹是 ,车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹是 。若车向右匀速行驶,则车中人看到的果子的运动轨迹是 。(不计阻力) 【答案】 C B A【解析】 果子从树上自由下落相对地面是直线运动,故地面上的观察者将看到轨迹C。车内的人以车为参考系,果子下落的同时将相对车向右运动,故其看到的轨迹应是B。若车向右匀速行驶,则车中人看到的轨迹应是A。11.现有A、B两辆汽车在一条东西方向的平直公路上向东行驶,若以地面为参考系,A车速度为6 m/s,B车速度为10 m/s。试分析回答:(1)若以A车为参考系,B车的速度为多大 方向如何 (2)若以B车为参考系,A车的速度为多大 方向如何 (3)若以A车或B车为参考系,地面的运动情况如何 【答案】 (1)4 m/s 向东 (2)4 m/s 向西(3)以A车为参考系:6 m/s,向西以B车为参考系:10 m/s,向西【解析】 (1)若以A车为参考系,B车的速度大小为10 m/s-6 m/s=4 m/s,方向向东。(2)若以B车为参考系,A车的速度大小为10 m/s-6 m/s=4 m/s,方向向西。(3)若以A车为参考系,地面向西运动,速度大小为6 m/s;若以B车为参考系,地面向西运动,速度大小为10 m/s。12.某日12时36分正在由西向东航行的护航舰队突然发现在其右前方有一渔船,根据军舰上的定位系统测量知,渔船在军舰的正前方1 000 m且偏南方向500 m处。(1)题中某日12时36分是指时刻还是时间 (2)以军舰位置为坐标原点建立平面直角坐标系,并在坐标系中标出渔船的位置;(3)计算渔船与军舰之间的距离。【答案】 (1)时刻 (2)见解析 (3)5×102 m【解析】 (1)根据时间和时刻的定义可知,某日12时 36分是指时刻。(2)以军舰位置为坐标原点,选取向东方向为y轴的正方向,向南方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系;渔船的x轴坐标为x=500 m,y轴坐标为 y=1 000 m,其坐标位置如图所示。(3)渔船与军舰之间的距离为l==5×102 m。第1节 空间和时间学习目标 课标解读1.知道什么是机械运动。 2.知道参考系的概念,并会根据实际情况选定参考系。 3.知道坐标系的种类,会建立坐标系定量描述物体位置的变化。 4.知道时刻和时间间隔的含义以及它们的区别。 1.通过对参考系的学习,体会参考系选取在研究机械运动中的应用。 2.通过建立坐标系描述物体位置的变化,体会科学思维在物理教学中的培养过程。 3.利用时刻和时间间隔的区分,体会物理观念的形成过程及科学思维在概念辨析中的作用。探究新知一、机械运动1.机械运动:是指一个物体相对于其他物体的位置随时间的变化,是自然界最基本、最普遍的运动形式,简称运动。2.参考系:描述物体运动的参照物称为参考系。3.参考系对观察结果的影响:同一个运动,选择的参考系不同,描述运动的结果就不一定相同。二、空间位置的描述1.坐标系的物理意义在物理学中,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。2.坐标系的种类种类 建立方法 用途一维直线 坐标系 选某一位置为坐标原点,以某个方向为正方向,选择适当的标度建立一个坐标轴,就构成了一维直线坐标系 描述物体在直线上的位置平面直角 坐标系 由两个互相垂直的坐标轴组成 描述物体在平面上的位置三、时间的描述1.时刻:是指某一瞬时,在表示时间的数轴上,用点来表示。2.时间:是指两个时刻的间隔,在表示时间的数轴上,用线段来表示。3.单位:时刻和时间的主要单位有秒(s)、分(min)、时(h)。新知检测1.思考判断(1)参考系一定要选静止不动的物体。( × )(2)一个物体的运动情况与参考系的选择无关。( × )(3)自然界中没有绝对静止的物体。( √ )(4)描述汽车在弯道上运行的位置变化要建立二维坐标系。( √ )(5)时刻就是时间间隔,两者都是时间,没有本质区别。( × )(6)第2 s内和前2 s内指的是同一段时间间隔。( × )2.思维探究(1)宇宙飞船是目前重要的载人航天工具。当宇宙飞船绕地球飞行时,以地球为参考系,坐在宇宙飞船中的航天员如何运动 以航天舱为参考系呢 (2)如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从A点运动到B点,怎样描述汽车向前沿直线行驶的位置变化 (3)电台报时一般这样说:“现在是北京时间八点整。”播放《新闻联播》大约要半小时的时间。这里两个“时间”的含义相同吗 【答案】 (1)以地球为参考系,航天员在绕地球做近似圆周的运动;以航天舱为参考系,航天员处于静止状态。(2)找坐标表示位置,A点x1、B点x2;位置变化用坐标变化量表示,Δx=x2-x1=30 m-10 m=20 m。(3)不同,第一个“时间”指时刻,第二个“时间”指时间间隔。要点一 对参考系的理解及应用情境探究地面上的人看到飞机在高空飞行,若此时飞机中的乘务员与乘客正在交流,但他们彼此看对方却是静止的。为什么人们的看法会不一样 【答案】 选取的参考系不同,对运动的描述就可能不同。地面上的人看到飞机在高空飞行,是以地面作为参考系;飞机中正在交流的乘务员与乘客彼此看对方却是静止的,他们是以飞机作为参考系。要点归纳1.选择参考系的意义要描述一个物体的运动,首先必须选取参考系,只有选定参考系后,才能研究物体做怎样的运动。2.选取参考系的方法研究物体的运动时,参考系是可以任意选取的,但一般根据研究问题的方便性来选取。在研究地面上物体的运动时,常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。3.参考系的四个性质任意性 参考系可以任意选取,任何物体都可以作为参考系标准性 用来作为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差异性 选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果会有所不同统一性 比较不同物体的运动时,应该选择同一参考系[例1] 如图,乘坐索道缆车既能观赏怡人的风景,还能感受悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是( )A.以自己为参考系,看到所乘坐的缆车向对面运动B.以对面的山为参考系,自己静止不动C.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两侧的青山绿树向身后运动【答案】 D【解析】 以自己为参考系,看到所乘坐的缆车静止不动,同一缆车里的人静止不动,故A、C错误;以对面的山为参考系,相对于山靠近的过程中,看到自己向山运动,故B错误;以所乘坐的缆车为参考系,看到两侧的青山绿树向身后运动,故D正确。[针对训练1] 神舟十九号飞船和空间站天和核心舱成功对接后,在轨运行如图所示,则( )A.选地球为参考系,天和核心舱是静止的B.选地球为参考系,神舟十九号飞船是静止的C.选天和核心舱为参考系,神舟十九号飞船是静止的D.选神舟十九号飞船为参考系,天和核心舱是运动的【答案】 C【解析】 神舟十九号飞船和空间站天和核心舱成功对接后,在轨绕地球运动,选地球为参考系,二者都是运动的,A、B错误;神舟十九号飞船和空间站天和核心舱成功对接后,二者相对静止,C正确,D错误。要点二 对坐标系的理解及应用情境探究如图所示,物体沿x轴做直线运动,从A点运动到B点,由图判断:(1)A点坐标是多少 (2)B点坐标是多少 (3)A、B两点间的距离是多少 【答案】 (1)A点坐标是x=-3 m。(2)B点坐标是x=2 m。(3)5 m。要点归纳1.坐标系的种类(1)一维直线坐标系。(2)平面直角坐标系。(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,即三维坐标系(空间直角坐标系)。如图所示为三种不同的坐标系,其中:甲中M点位置坐标为x=2 m;乙中N点位置坐标为x=3 m,y=4 m;丙中P点位置坐标为x=3 m,y=4 m,z=2 m。2.建立坐标系的原则(1)坐标原点要相对坐标系静止。(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。[例2] 从高出地面2 m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升4 m 后回落,最后小球到达地面,如图所示。分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上为正,填写表格。坐标原点 的设置 出发点 的坐标 最高点 的坐标 落地点 的坐标以地面 为原点以抛出点 为原点[思路引导]【答案】坐标原点 的设置 出发点 的坐标 最高点 的坐标 落地点 的坐标以地面 为原点 2 m 6 m 0以抛出点 为原点 0 4 m -2 m【解析】 题中的物体沿直线运动,可以在该直线上建立一维直线坐标系,来定量描述物体的位置。若以地面为原点,则出发点、最高点、落地点的坐标分别为s1=2 m,s2=6 m,s3=0;若以抛出点为原点,则s1′=0,s2′=4 m,s3′=-2 m。[针对训练2]物体由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点后静止。如图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点、向东为正方向建立一维直线坐标系,则出发点的位置坐标为 m,B点位置坐标为 m,C点位置坐标为 m。【答案】 -70 0 30【解析】 物体由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止。如题图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立一维直线坐标系,则出发点A的位置坐标为-70 m,B点位置坐标是0 m,C点位置坐标为30 m。要点三 时刻和时间间隔的区别与联系要点归纳1.区别与联系项目 时刻 时间间隔对应运动 描述量 位置 路程、位移 (下节学习)用时间 轴表示 用时间轴上的点表示 用时间轴上的线段表示描述 关键词 “第1 s末” “第3 s初” “第3 s末”等 “第1 s”“前2 s”“前3 s内”等联系 两个时刻的间隔即为一段时间间隔,时间间隔是一系列连续时刻的积累过程。时间间隔能展示运动的一个过程,好比一段录像;时刻可以展示运动的一瞬间,好比一张照片2.在时间轴上的表示在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示。(1)常用来表示时刻的关键词有:初、末、时等。如图所示,E点表示第4 s末或第5 s初。(2)常用来表示时间间隔的关键词有:内、经历、历时等。如图所示,2 s内、第2 s内等指的是时间间隔。[例3] 下列关于民间俗语中所说的时间,理解正确的是( )A.用“做一天和尚,撞一天钟”表示做事得过且过,“一天”指时间间隔B.用“三分钟热度”形容做事没有持久性,“三分钟”指时刻C.用“冰冻三尺非一日之寒”形容做事情不能一蹴而就,“一日”指时刻D.用“宁停三分,不抢一秒”进行交通安全教育,“三分”和“一秒”均指时刻【答案】 A【解析】 选项中“一天”“三分钟”“一日”“三分”“一秒”均对应一个过程,均为时间间隔,A正确,B、C、D错误。区分时间间隔与时刻首先,应明确时刻对应某个事件或运动的状态、位置,而时间间隔对应事件或运动的过程或位置变化;其次,应掌握一些表示时刻与时间间隔的关键词,如时间数值后跟“初”“末”“时”等应是时刻,如时间数值后跟“内”“中”等一般为时间间隔。[针对训练3] 下列说法关于时刻的是( )A.学校上午8点开始上第一节课,到8点45分下课B.小学每节课只有40分钟C.我走不动了,休息半小时吧D.某运动员10 km比赛成绩为30分24秒36【答案】 A【解析】 学校上午8点开始上第一节课,到8点45分下课,8点和8点45分均指的是时刻,故A正确;小学每节课只有40分钟,40分钟指的是时间间隔,故B错误;休息半小时指的是时间间隔,故C错误;成绩30分24秒36指的是时间间隔,故D错误。模型·方法·结论·拓展数形结合法在物理学中的应用 在物理学中,表达物理概念和物理规律有其特有的科学思维和科学方法,如表达物体的位置变化,生活中可能更多的是对自然运动的静观、思辨的一种定性的表达,而物理学科则是对运动做定量的数学推演,甚至要设计实验来验证。为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要运用数形结合思想,如在参考系上建立适当的坐标系,建立坐标系时,还可以用坐标系来表示时刻和时间。[示例] 如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是( )A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内B.tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内C.t0~t2表示时间间隔,称为最初2 s或第2 s内D.tn-1表示时刻,称为第(n-1) s【答案】 B【解析】 t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,但不能称为2 s内,2 s内表示时间间隔,故A错误;tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内,故B正确;t0~t2表示时间间隔,称为最初2 s或2 s内,不是第2 s内,故C错误;tn-1表示时刻,称为第n s初或第(n-1) s末,故D错误。科学·技术·社会·环境追拍摄影 追随运动对象的摄影方法叫追拍。追拍就是相机追着主体拍摄,被拍摄的主体移动,相机也跟着移动,那么背景就会出现移动的动感模糊,从而营造出一个虚实结合的画面,形成独特的动感线条。 追拍摄影可以充分表现运动形态,给人以强烈的现场气氛,在体育摄影、舞台摄影、军事摄影等方面有广泛的应用。根据快门开启时照相机移动方式的不同,追拍摄影可分成平线追拍、斜线追拍、弧线追拍等种类。[示例] 在观看高山滑雪比赛时,看到电视画面中运动员身旁的树木不断地向后退。这时,我们可能是以下列哪个物体为参考系的 ( )A.树木B.大地C.运动员D.固定机位上的摄像师【答案】 C【解析】 树木相对于树木、大地、固定机位上的摄像师是静止的,相对于运动员是向后运动的,所以是以运动员为参考系,故C正确。1.如图所示为空中加油机与战斗机空中加油对接场景,下列说法正确的是( )A.以地面为参考系,加油机是静止的B.加油时以战斗机为参考系,一旁的白云是静止的C.加油时以战斗机为参考系,加油机是静止的D.加油时以加油机为参考系,战斗机是运动的【答案】 A【解析】 以地面为参考系,加油机是运动的,A错误;加油时以战斗机为参考系,一旁的白云是运动的,B错误;加油时,战斗机与加油机的运动方向相同,速度大小相等,二者处于相对静止状态,以其中任何一个作为参考系,另一个都是静止的,C正确,D错误。2.(双选)关于时间和时刻,下列说法正确的是( )A.物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻B.物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间C.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到 5 s 末这1 s的时间D.第4 s末就是第5 s初,指的是时间间隔【答案】 AC【解析】 画出时间轴如图,从时间轴上分析,选项A、C正确,B、D错误。3.某同学乘汽车出行,汽车行驶在平直公路上,他透过车窗看去,感觉电线杆周围的景物好像在绕电线杆转动似的,如图所示。这是因为,以电线杆为参考系,远处的村庄在向汽车前进的 (选填“相同”或“相反”)方向运动,近处的小树在向汽车前进的 (选填“相同”或“相反”)方向运动。若以汽车为参考系,所有景物的运动方向与汽车运动方向 (选填“相同”或“相反”)。 【答案】 相同 相反 相反【解析】 当汽车与小树、电线杆和村庄在一条直线上时,汽车在向右行驶,则人从车里往外看,以电线杆为参考系时,会看到村庄相对于电线杆向右运动,即以电线杆为参考系,远处的村庄的运动方向与汽车前进的方向相同。同理,以电线杆为参考系,近处的小树的运动方向与汽车前进的方向相反。若以汽车为参考系,所有景物的运动方向与汽车运动方向相反。4.一物体沿x轴运动,各个时刻的位置坐标如下表所示:t/s 0 1 2 3 4 5x/m 0 5 -4 -1 -7 1位置点 A B C D E F(1)请在下图中的x轴上标出物体在各时刻的位置;(2)哪个时刻物体离坐标原点最远 有多远 【答案】 (1)见解析图 (2)4 s末 7 m【解析】 (1)根据各个时刻的位置坐标对应情况,标出物体在各时刻的位置如图所示。(2)物体在1 s末、2 s末、3 s末、4 s末、5 s末离坐标原点的距离分别为5 m、4 m、1 m、7 m、1 m,所以4 s末物体离坐标原点最远,为7 m。课时作业基础巩固1.如图所示是特技跳伞运动员的空中造型图。当运动员保持该造型向下落时,其中一名运动员A俯视大地时,看到大地迎面而来。下列说法正确的是( )A.若运动员A以对面的运动员为参考系,他是运动的B.若运动员A以旁边的运动员为参考系,地面是静止的C.当运动员A俯视大地时,看到大地迎面而来,是以他自己为参考系D.以大地为参考系,运动员A是静止的【答案】 C【解析】 若运动员A以对面的运动员为参考系,他是静止的,故A错误;若运动员A以旁边的运动员为参考系,地面是运动的,故B错误;当运动员A俯视大地时,看到大地迎面而来,是以他自己为参考系,故C正确;以大地为参考系,运动员A是运动的,故D错误。2.如图所示是自行车高速运动的照片,摄影师拍摄到的运动员是清晰的,而背景是模糊的。请问摄影师选择的参考系是( )A.地面 B.运动员C.空中的云朵 D.路边树木【答案】 B【解析】 由于运动员和摄影师以相同的速度运动,故以运动员作为参考系,摄影师是静止的,故照片中运动员是清晰的,但由于背景相对于运动员是运动的,相对于摄影师也是运动的,所以拍摄的背景是模糊的,B正确。3.下列关于运动的描述正确的是( )A.歌词“月亮在白莲花般的云朵里穿行”中,描述“月亮穿行”所选的参考系是云朵B.列车向前行驶过程中,坐在车中的同学看见窗外的树向后移动,他选择的参考系是地面C.“风烟俱静,天山共色。从流飘荡,任意东西。”后两句写的是诗人乘坐着船随江水飘荡,任凭船随水漂去。若诗人认为船是静止的,他选择的参考系是天上云朵D.在某次“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面有个小黑点(金星)缓慢走过,则以太阳为参考系,可以认为金星是静止的【答案】 A【解析】 歌词“月亮在白莲花般的云朵里穿行”中,描述“月亮穿行”所选的参考系是云朵,月亮相对云朵运动,故A正确;列车向前行驶过程中,坐在车中的同学看见窗外的树向后移动,他选择的参考系是列车,故B错误;若诗人认为船是静止的,他选择的参考系是自己,两者相对静止,故C错误;观察到太阳表面有个小黑点(金星)缓慢走过,则以太阳为参考系,金星是运动的,故D错误。4.如图,观察屋顶的炊烟和车上的小旗,可知甲、乙两车相对于房子的运动情况,其中正确的是( )A.甲、乙两车有可能都向左运动B.甲、乙两车一定都向左运动C.甲、乙两车一定都在运动D.甲车一定静止,乙车一定向左运动【答案】 A【解析】 房子相对于地面是静止的,由烟囱冒出的烟向左飘,可知此时风向向左(相对于地面而言)。甲车上的小旗向左飘,则有三种可能的情况:一是甲车不动,风把小旗向左吹;二是甲车向右运动,风相对甲车向左,风把小旗向左吹;三是甲车向左运动但速度小于风速,因此风仍能把小旗向左吹。对于乙车只有向左运动并且速度大于风速时,小旗才能向右飘。5.在某校举行的创新设计大赛上,某兴趣小组设计了一种音乐钟,该音乐钟每隔一段相等的时间就发出一段1分钟的美妙乐音。已知上午9时和9时41分发出乐音。下列有关该音乐钟的说法正确的是( )A.上午9时和9时41分发出乐音,9时和9时41分指的是时间间隔B.该音乐钟每隔40分钟发出一次乐音,每隔 40分钟指的是时间间隔C.该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐音,1分钟指的是时刻D.该音乐钟在上午10时22分时会再次发出乐音,10时22分指的是时间间隔【答案】 B【解析】 根据题意可知,上午9时和9时41分发出乐音,9时和9时41分对应时间轴上的点,指的是时刻,故A错误;该音乐钟每隔40分钟发出一次乐音,每隔40分钟对应时间轴上的一段线段,指的是时间间隔,故B正确;该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐音,1分钟对应时间轴上的一段线段,指的是时间间隔,故C错误;该音乐钟在上午10时 22分时会再次发出乐音,10时22分对应时间轴上的一个点,指的是时刻,故D错误。6.根据如图所示的时间坐标轴,下列有关时刻与时间间隔的叙述正确的是( )A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s内,也可以称为2 s时B.0~t2表示时间间隔,称为最初2 s内或第2 s内C.t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内D.tn-1~tn表示时间间隔,称为前n s内【答案】 C【解析】 t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,故A错误;0~t2表示时间间隔,称为前2 s内或最初2 s内,故B错误;t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内,故C正确;tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内,故D错误。7.请根据图片中的情况判断下列说法正确的是( )A.风可能是向左吹的B.由图中情况可以判断风速大于小红的速度C.小红的头发相对于小红是向右运动的D.小红向左运动,风是向右吹的,但无法判断小红的速度与风速的大小关系【答案】 D【解析】 通过烟囱冒出烟的偏向,可以得出风是向右吹的,A错误;小红是向左运动的,但是无法判断小红的速度与风速的大小关系,B错误,D正确;小红的头发相对于小红静止,C错误。8.“古往今来谓之宙,四方上下谓之宇。”人类在时间与空间中繁衍生息,物体在时间与空间中运动变化。运动具有相对性,中国古代早就有关于运动相对性的记载,也认识到时间与空间的相对性。关于物体运动及运动的描述,下列说法正确的是( )A.物体与坐标原点的距离不变,物体相对该参考系一定是静止的B.物体与坐标原点的连线与坐标轴的夹角不变,物体相对该参考系可能是静止的C.从物理的角度理解,“机不可失,时不再来”中的“时”指的是时间D.物体相对甲参考系是运动的,相对乙参考系是静止的,则甲、乙参考系相对静止【答案】 B【解析】 物体与坐标原点的距离不变,物体相对该参考系可能是静止的,也可能是运动的,故A错误;物体与坐标原点的连线与坐标轴的夹角不变,物体相对该参考系可能是静止的,故B正确;“机不可失,时不再来”中的“时”指的是时刻,故C错误;物体相对甲参考系是运动的,相对乙参考系是静止的,则甲、乙参考系是相对运动的,故D错误。能力提升9.(双选)探月卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测。简化后的路线示意图如图所示。下列说法正确的是( )A.图中卫星绕地球运动的轨道是以地球为参考系的B.图中卫星绕月球运动的轨道是以地球为参考系的C.图中卫星绕月球运动的轨道是以月球为参考系的D.图中卫星运动的轨道均是以太阳为参考系的【答案】 AC【解析】 从题图中可以看出,卫星绕地球运动的轨道中,地球的位置没有发生变化,这是以地球为参考系的;同理,卫星绕月球运动的轨道中,月球的位置也没有发生变化,这是以月球为参考系的,A、C正确,B、D错误。10.公路上向左匀速行驶的汽车(如图甲),经过一棵果树附近时,恰有一颗果子从上面自由落下,图乙是其运动的轨迹。地面上的观察者看到的运动轨迹是 ,车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹是 。若车向右匀速行驶,则车中人看到的果子的运动轨迹是 。(不计阻力) 【答案】 C B A【解析】 果子从树上自由下落相对地面是直线运动,故地面上的观察者将看到轨迹C。车内的人以车为参考系,果子下落的同时将相对车向右运动,故其看到的轨迹应是B。若车向右匀速行驶,则车中人看到的轨迹应是A。11.现有A、B两辆汽车在一条东西方向的平直公路上向东行驶,若以地面为参考系,A车速度为6 m/s,B车速度为10 m/s。试分析回答:(1)若以A车为参考系,B车的速度为多大 方向如何 (2)若以B车为参考系,A车的速度为多大 方向如何 (3)若以A车或B车为参考系,地面的运动情况如何 【答案】 (1)4 m/s 向东 (2)4 m/s 向西(3)以A车为参考系:6 m/s,向西以B车为参考系:10 m/s,向西【解析】 (1)若以A车为参考系,B车的速度大小为10 m/s-6 m/s=4 m/s,方向向东。(2)若以B车为参考系,A车的速度大小为10 m/s-6 m/s=4 m/s,方向向西。(3)若以A车为参考系,地面向西运动,速度大小为6 m/s;若以B车为参考系,地面向西运动,速度大小为10 m/s。12.某日12时36分正在由西向东航行的护航舰队突然发现在其右前方有一渔船,根据军舰上的定位系统测量知,渔船在军舰的正前方1 000 m且偏南方向500 m处。(1)题中某日12时36分是指时刻还是时间 (2)以军舰位置为坐标原点建立平面直角坐标系,并在坐标系中标出渔船的位置;(3)计算渔船与军舰之间的距离。【答案】 (1)时刻 (2)见解析 (3)5×102 m【解析】 (1)根据时间和时刻的定义可知,某日12时 36分是指时刻。(2)以军舰位置为坐标原点,选取向东方向为y轴的正方向,向南方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系;渔船的x轴坐标为x=500 m,y轴坐标为 y=1 000 m,其坐标位置如图所示。(3)渔船与军舰之间的距离为l==5×102 m。(共46张PPT)第1节 空间和时间第1章 运动的描述学习目标 课标解读1.知道什么是机械运动。 2.知道参考系的概念,并会根据实际情况选定参考系。 3.知道坐标系的种类,会建立坐标系定量描述物体位置的变化。 4.知道时刻和时间间隔的含义以及它们的区别。 1.通过对参考系的学习,体会参考系选取在研究机械运动中的应用。2.通过建立坐标系描述物体位置的变化,体会科学思维在物理教学中的培养过程。3.利用时刻和时间间隔的区分,体会物理观念的形成过程及科学思维在概念辨析中的作用。探究·必备知识「探究新知」一、机械运动1.机械运动:是指一个物体相对于其他物体的 随时间的变化,是自然界最基本、最普遍的运动形式,简称 。2.参考系:描述物体运动的 称为参考系。3.参考系对观察结果的影响:同一个运动,选择的 不同,描述运动的结果就不一定相同。位置运动参照物参考系二、空间位置的描述1.坐标系的物理意义在物理学中,通常需要借助数学方法,通过建立 来描述物体的位置。2.坐标系的种类坐标系种类 建立方法 用途一维直线 坐标系 选某一位置为坐标 ,以某个方向为 ,选择适当的 建立一个坐标轴,就构成了一维直线坐标系 描述物体在直线上的位置平面直角 坐标系 由两个互相垂直的坐标轴组成 描述物体在平面上的位置原点正方向标度三、时间的描述1.时刻:是指某一 ,在表示时间的数轴上,用 来表示。2.时间:是指两个时刻的 ,在表示时间的数轴上,用 来表示。3.单位:时刻和时间的主要单位有 、分(min)、时(h)。瞬时点间隔线段秒(s)「新知检测」1.思考判断(1)参考系一定要选静止不动的物体。( )(2)一个物体的运动情况与参考系的选择无关。( )(3)自然界中没有绝对静止的物体。( )(4)描述汽车在弯道上运行的位置变化要建立二维坐标系。( )(5)时刻就是时间间隔,两者都是时间,没有本质区别。( )(6)第2 s内和前2 s内指的是同一段时间间隔。( )××√√××2.思维探究(1)宇宙飞船是目前重要的载人航天工具。当宇宙飞船绕地球飞行时,以地球为参考系,坐在宇宙飞船中的航天员如何运动 以航天舱为参考系呢 【答案】 (1)以地球为参考系,航天员在绕地球做近似圆周的运动;以航天舱为参考系,航天员处于静止状态。(2)如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从A点运动到B点,怎样描述汽车向前沿直线行驶的位置变化 【答案】 (2)找坐标表示位置,A点x1、B点x2;位置变化用坐标变化量表示,Δx=x2-x1=30 m-10 m=20 m。(3)电台报时一般这样说:“现在是北京时间八点整。”播放《新闻联播》大约要半小时的时间。这里两个“时间”的含义相同吗 【答案】 (3)不同,第一个“时间”指时刻,第二个“时间”指时间间隔。突破·关键能力要点一 对参考系的理解及应用「情境探究」地面上的人看到飞机在高空飞行,若此时飞机中的乘务员与乘客正在交流,但他们彼此看对方却是静止的。为什么人们的看法会不一样 【答案】 选取的参考系不同,对运动的描述就可能不同。地面上的人看到飞机在高空飞行,是以地面作为参考系;飞机中正在交流的乘务员与乘客彼此看对方却是静止的,他们是以飞机作为参考系。「要点归纳」1.选择参考系的意义要描述一个物体的运动,首先必须选取参考系,只有选定参考系后,才能研究物体做怎样的运动。2.选取参考系的方法研究物体的运动时,参考系是可以任意选取的,但一般根据研究问题的方便性来选取。在研究地面上物体的运动时,常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。3.参考系的四个性质任意性 参考系可以任意选取,任何物体都可以作为参考系标准性 用来作为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差异性 选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果会有所不同统一性 比较不同物体的运动时,应该选择同一参考系D[例1] 如图,乘坐索道缆车既能观赏怡人的风景,还能感受悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说,以下说法正确的是( )A.以自己为参考系,看到所乘坐的缆车向对面运动B.以对面的山为参考系,自己静止不动C.以自己为参考系,看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近D.以所乘坐的缆车为参考系,看到两侧的青山绿树向身后运动【解析】 以自己为参考系,看到所乘坐的缆车静止不动,同一缆车里的人静止不动,故A、C错误;以对面的山为参考系,相对于山靠近的过程中,看到自己向山运动,故B错误;以所乘坐的缆车为参考系,看到两侧的青山绿树向身后运动,故D正确。[针对训练1] 神舟十九号飞船和空间站天和核心舱成功对接后,在轨运行如图所示,则( )A.选地球为参考系,天和核心舱是静止的B.选地球为参考系,神舟十九号飞船是静止的C.选天和核心舱为参考系,神舟十九号飞船是静止的D.选神舟十九号飞船为参考系,天和核心舱是运动的C【解析】 神舟十九号飞船和空间站天和核心舱成功对接后,在轨绕地球运动,选地球为参考系,二者都是运动的,A、B错误;神舟十九号飞船和空间站天和核心舱成功对接后,二者相对静止,C正确,D错误。要点二 对坐标系的理解及应用「情境探究」如图所示,物体沿x轴做直线运动,从A点运动到B点,由图判断:(1)A点坐标是多少 (2)B点坐标是多少 (3)A、B两点间的距离是多少 【答案】 (1)A点坐标是x=-3 m。【答案】 (2)B点坐标是x=2 m。【答案】 (3)5 m。「要点归纳」1.坐标系的种类(1)一维直线坐标系。(2)平面直角坐标系。(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,即三维坐标系(空间直角坐标系)。如图所示为三种不同的坐标系,其中:甲中M点位置坐标为x=2 m;乙中N点位置坐标为x=3 m,y=4 m;丙中P点位置坐标为x=3 m,y=4 m,z=2 m。2.建立坐标系的原则(1)坐标原点要相对坐标系静止。(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。[例2] 从高出地面2 m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升4 m 后回落,最后小球到达地面,如图所示。分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上为正,填写表格。坐标原点 的设置 出发点 的坐标 最高点 的坐标 落地点的坐标以地面 为原点以抛出点 为原点2 m6 m004 m-2 m【解析】 题中的物体沿直线运动,可以在该直线上建立一维直线坐标系,来定量描述物体的位置。若以地面为原点,则出发点、最高点、落地点的坐标分别为s1=2 m,s2=6 m,s3=0;若以抛出点为原点,则s1′=0,s2′=4 m,s3′=-2 m。[思路引导][针对训练2] 物体由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点后静止。如图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点、向东为正方向建立一维直线坐标系,则出发点的位置坐标为 m,B点位置坐标为 m,C点位置坐标为 m。 -70【解析】 物体由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止。如题图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立一维直线坐标系,则出发点A的位置坐标为-70 m,B点位置坐标是0 m,C点位置坐标为30 m。030要点三 时刻和时间间隔的区别与联系「要点归纳」1.区别与联系项目 时刻 时间间隔对应运动描述量 位置 路程、位移(下节学习)用时间轴表示 用时间轴上的点表示 用时间轴上的线段表示描述 关键词 “第1 s末”“第3 s初” “第3 s末”等 “第1 s”“前2 s”“前3 s内”等联系 两个时刻的间隔即为一段时间间隔,时间间隔是一系列连续时刻的积累过程。时间间隔能展示运动的一个过程,好比一段录像;时刻可以展示运动的一瞬间,好比一张照片2.在时间轴上的表示在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示。(1)常用来表示时刻的关键词有:初、末、时等。如图所示,E点表示第4 s末或第5 s初。(2)常用来表示时间间隔的关键词有:内、经历、历时等。如图所示,2 s内、第2 s内等指的是时间间隔。[例3] 下列关于民间俗语中所说的时间,理解正确的是( )A.用“做一天和尚,撞一天钟”表示做事得过且过,“一天”指时间间隔B.用“三分钟热度”形容做事没有持久性,“三分钟”指时刻C.用“冰冻三尺非一日之寒”形容做事情不能一蹴而就,“一日”指时刻D.用“宁停三分,不抢一秒”进行交通安全教育,“三分”和“一秒”均指时刻A【解析】 选项中“一天”“三分钟”“一日”“三分”“一秒”均对应一个过程,均为时间间隔,A正确,B、C、D错误。区分时间间隔与时刻首先,应明确时刻对应某个事件或运动的状态、位置,而时间间隔对应事件或运动的过程或位置变化;其次,应掌握一些表示时刻与时间间隔的关键词,如时间数值后跟“初”“末”“时”等应是时刻,如时间数值后跟“内”“中”等一般为时间间隔。·规律方法·[针对训练3] 下列说法关于时刻的是( )A.学校上午8点开始上第一节课,到8点45分下课B.小学每节课只有40分钟C.我走不动了,休息半小时吧D.某运动员10 km比赛成绩为30分24秒36A【解析】 学校上午8点开始上第一节课,到8点45分下课,8点和8点45分均指的是时刻,故A正确;小学每节课只有40分钟,40分钟指的是时间间隔,故B错误;休息半小时指的是时间间隔,故C错误;成绩30分24秒36指的是时间间隔,故D错误。提升·核心素养「模型·方法·结论·拓展」数形结合法在物理学中的应用在物理学中,表达物理概念和物理规律有其特有的科学思维和科学方法,如表达物体的位置变化,生活中可能更多的是对自然运动的静观、思辨的一种定性的表达,而物理学科则是对运动做定量的数学推演,甚至要设计实验来验证。为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要运用数形结合思想,如在参考系上建立适当的坐标系,建立坐标系时,还可以用坐标系来表示时刻和时间。[示例] 如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是( )A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内B.tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内C.t0~t2表示时间间隔,称为最初2 s或第2 s内D.tn-1表示时刻,称为第(n-1) sB【解析】 t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,但不能称为2 s内,2 s内表示时间间隔,故A错误;tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内,故B正确;t0~t2表示时间间隔,称为最初2 s或2 s内,不是第2 s内,故C错误;tn-1表示时刻,称为第n s初或第(n-1) s末,故D错误。「科学·技术·社会·环境」追拍摄影追随运动对象的摄影方法叫追拍。追拍就是相机追着主体拍摄,被拍摄的主体移动,相机也跟着移动,那么背景就会出现移动的动感模糊,从而营造出一个虚实结合的画面,形成独特的动感线条。追拍摄影可以充分表现运动形态,给人以强烈的现场气氛,在体育摄影、舞台摄影、军事摄影等方面有广泛的应用。根据快门开启时照相机移动方式的不同,追拍摄影可分成平线追拍、斜线追拍、弧线追拍等种类。[示例] 在观看高山滑雪比赛时,看到电视画面中运动员身旁的树木不断地向后退。这时,我们可能是以下列哪个物体为参考系的 ( )A.树木B.大地C.运动员D.固定机位上的摄像师C【解析】 树木相对于树木、大地、固定机位上的摄像师是静止的,相对于运动员是向后运动的,所以是以运动员为参考系,故C正确。检测·学习效果1.如图所示为空中加油机与战斗机空中加油对接场景,下列说法正确的是( )A.以地面为参考系,加油机是静止的B.加油时以战斗机为参考系,一旁的白云是静止的C.加油时以战斗机为参考系,加油机是静止的D.加油时以加油机为参考系,战斗机是运动的A【解析】 以地面为参考系,加油机是运动的,A错误;加油时以战斗机为参考系,一旁的白云是运动的,B错误;加油时,战斗机与加油机的运动方向相同,速度大小相等,二者处于相对静止状态,以其中任何一个作为参考系,另一个都是静止的,C正确,D错误。2.(双选)关于时间和时刻,下列说法正确的是( )A.物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻B.物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间C.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到 5 s 末这1 s的时间D.第4 s末就是第5 s初,指的是时间间隔AC【解析】 画出时间轴如图,从时间轴上分析,选项A、C正确,B、D错误。3.某同学乘汽车出行,汽车行驶在平直公路上,他透过车窗看去,感觉电线杆周围的景物好像在绕电线杆转动似的,如图所示。这是因为,以电线杆为参考系,远处的村庄在向汽车前进的 (选填“相同”或“相反”)方向运动,近处的小树在向汽车前进的 (选填“相同”或“相反”)方向运动。若以汽车为参考系,所有景物的运动方向与汽车运动方向 (选填“相同”或“相反”)。 相同相反相反【解析】 当汽车与小树、电线杆和村庄在一条直线上时,汽车在向右行驶,则人从车里往外看,以电线杆为参考系时,会看到村庄相对于电线杆向右运动,即以电线杆为参考系,远处的村庄的运动方向与汽车前进的方向相同。同理,以电线杆为参考系,近处的小树的运动方向与汽车前进的方向相反。若以汽车为参考系,所有景物的运动方向与汽车运动方向相反。4.一物体沿x轴运动,各个时刻的位置坐标如下表所示:t/s 0 1 2 3 4 5x/m 0 5 -4 -1 -7 1位置点 A B C D E F(1)请在下图中的x轴上标出物体在各时刻的位置;【答案及解析】 (1)根据各个时刻的位置坐标对应情况,标出物体在各时刻的位置如图所示。(2)哪个时刻物体离坐标原点最远 有多远 【答案】 (2)4 s末 7 m【解析】 (2)物体在1 s末、2 s末、3 s末、4 s末、5 s末离坐标原点的距离分别为5 m、4 m、1 m、7 m、1 m,所以4 s末物体离坐标原点最远,为7 m。感谢观看 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第1章 第1节 空间和时间 课时作业.docx 第1章 第1节 空间和时间.docx 第1章 第1节 空间和时间.pptx