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第一章 运动的描述
第1节 空间和时间
从浩瀚宇宙到微观粒子，自然界的一切都在不停的运动。
研究物理问题，首先是从研究运动规律开始的。
1.知道机械运动的含义。
2.知道参考系的概念及其特点。
3.会建立坐标来描述物体在空间的位置。
4.知道时刻与时间的区别和联系，会在具体的情境下识别时间和时刻，并能用时间轴描述时间和时刻。
对于这些运动的物体，我们如何准确地描述它们的运动呢？
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。
机械运动
生活中随处可见运动的物体，例如……
在运行的观光电梯中，站在电梯里的人观察电梯是静止的；而地面上的人却观察到电梯正在上升，对此你有什么看法？
运动的描述是相对的，选择不同的参照物，对同一物体的运动的描述可能不同。若以电梯里的乘客为参照物，电梯是静止的，若以地面为参照物，电梯是运动的。
自然界的一切物体都处于永恒的运动中，运动是绝对的。
描述某个物体的位置随时间的变化，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的相对性。
运动与静止
定义：动与静是相对的，人们必须确定一个参照物来描述物体的运动，这种参照物称为参考系。
参考系
选择不同的参考系来观察同一物体的运动时，看到的现象会不一样。
(1)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。
(2)任意性：参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和运动的描述尽可能简洁、方便为原则。
参考系的四个性质
以加油机为参考系，受油机是_____的；以地面为参考系，加油机的飞行员认为受油机是_______的。
(3)差异性：选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，其结果不一定相同。
“卧看满天云不动,不知云与我俱东”中，前句是以 为参考系，后句是以 为参考系。
我
堤岸
静止
运动
飞机空中加油
竹排顺流而下
(4)统一性：比较不同物体的运动时，应该选择同一参考系。
在没有特别指明参考系时，通常是以地面为参考系。
例如：研究自行车的运动，一般会选择地面或相对于地面不动的物体（树木）等为参考系.
思考1：如果要准确地描述一辆行驶在东西方向的大街上的汽车所处的位置，你认为应该采用什么方法？
可以沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指向东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，就可以准确地描述汽车的位置。
思考2：描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？
(1)描述百米运动员在运动中的位置。
(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置。
(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置。
一维坐标系
二维直角坐标系
三维直角坐标系
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。
坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。
0
10
20
30
40
50
-10
-20
x/m
东
汽车在岗亭以东30米,汽车坐标是30m
汽车在岗亭以西20m,汽车坐标是-20m
坐标系
(1)一维坐标系
(2)二维直角坐标系
(3)三维立体空间坐标系
1．汽车在市中心正东500 m处，建立一维坐标系。如图所示，选市中心为原点O，以正东方向为正方向，以米为单位，描述汽车的位置。
汽车位置表示为： x=500m
汽车位置表示为： x′=－500m
这里的负号表示与规定的正方向相反，不表示大小。
以市中心为原点，以东为正方向，以m为单位，建立一维坐标。如图
若汽车在市中心正西500 m处呢？
假如汽车从市中心出发，先向正北方向行驶100 m，再向正东方向行驶150 m，怎样描述汽车的位置？
如图所示，取市中心为原点O，以正东方向为x轴正方向，正北方向为y轴正方向，以米为单位，建立二维直角坐标系，x＝150 m，y＝100 m，汽车的位置可记为(150，100)或x＝150 m，y＝100 m。
全球导航卫星系统
在地图上看到的经纬线，实际上就是在地球表面建立的坐标系
常用的全球导航卫星系统有美国的全球定位系统（GPS）、我国的北斗系统（COMPASS）、俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS）和欧盟的伽利略系统（GALILEO）
1．时刻：是指某一瞬时。
2．时间：是指两时刻的间隔，时间间隔简称时间对应于某个过程。
时间与时刻
如：8：00开始上课
如：一节课8：00开始上课，8：45下课，历时45分钟
时间
15日09时0分
15日18时40分
16日06时23分
9小时40分
11小时43分
“神舟五号”飞船飞行的部分重要时刻和时间
“神州五号”飞船的运载火箭点火
航天员杨利伟在太空展示中华人民共和国国旗和联合国旗
飞船返回舱成功着陆
时间
时间
时刻
时刻
时刻
指某一瞬间
指两个时间间隔
3.物理中的“时间”用语
t/s
2
3
5
1
4
0
第1秒末（第2秒初）
第2秒末
（第3秒初）
第3秒末（第4秒初）
第1秒
第2秒
第3秒
第1秒初
前3秒/3秒内
时刻
时间
空间和时间
机械运动
三要素：原点、正方向和单位长度
空间位置的描述
参考系
机械运动：物体相对位置随时间的变化
运动与静止：运动是绝对的，静止是相对的
时间的描述
标准性：物体的运动描述，相对于参考系而言
任意性：选取具有任意性，简洁、方便为原则
差异性：选不同参考系，运动描述不一定相同
统一性：比较不同物体运动，应选同一参考系
坐标系
时刻：某一瞬间，时间轴上用点表示
时间：两个时刻的间隔，时间轴上的线段

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