2019-2020年新教材高中物理第1章第1节空间和时间教案鲁科版必修1.pdf
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1、第 - 1 - 页 共 8 页 第 1 节 空间和时间第 1 节 空间和时间 【学习素养明目标】 物理观念:1.知道运动有多种类型,机械运动是物体最基本的 一种运动形式.2.知道参考系的概念,知道如何选择参考系.3.学会应用坐标系描述物体的空 间位置 科学思维:知道时间和时刻的含义以及它们的区别,学会用时间数轴来描述物体运动过 程中的时间和时刻 一、机械运动 1机械运动:一个物体相对其他物体的位置随时间的变化,简称运动,是物质运动的一 种基本形式 2参考系 (1)定义:用来描述物体运动的参照物 (2)选取原则:参考系的选取是任意的,一般以地面为参考系 二、空间位置的描述 1位置的确定:研究物体
2、的运动,首先应该描述物体的空间位置在物理学中,通常需 要借助数学方法,建立坐标系来描述物体的位置 2坐标系的选取:如果物体做直线运动,物体的空间位置可以用一维坐标系描述;如果 物体在平面内做曲线运动,其位置可以采用二维坐标系来描述 三、时间的描述 1时刻是指某一瞬时,时间是指两个时刻之间的间隔,通常用t表示 2在表示时间的轴上,时刻用点来表示,时间用线段来表示 3在国际单位制中,表示时间和时刻的单位是秒,它的符号是 s. 1思考判断(正确的打“” ,错误的打“”) (1)车轮的转动不是机械运动() (2)任何物体都可以被选作参考系() (3)只有静止的物体才能被选作参考系() (4)在任何参考
3、系下,同一物体的运动都相同() (5)时间是较长的一段时间,时刻是较短的一段时间() (6)第 5 s 内和前 5 s 内指的是不相等的两段时间间隔() 2明代诗人曾写下这样一首诗 : “空手把锄头,步行骑水牛 ; 人在桥上走,桥流水不流” 第 - 2 - 页 共 8 页 其中“桥流水不流”中的“桥流”应理解成其选择的参考系是( ) A水 B桥 C人 D河岸 A “水不流”是以水为参考系,而桥相对于水是运动的,故 A 正确 3某学校操场上国旗平台离地面的高度是 0.5 m,将坐标系的原点定在平台上,取旗杆 所在直线向上方向为坐标轴的正方向,旗杆上固定国旗的A、B两点离地面的距离分别为 10.9
4、 m 和 9.4 m,那么A、B两点的坐标分别是( ) A10.9 m 9.4 m B11.4 m 9.9 m C10.4 m 8.9 m D10.9 m 9.4 m C 根据题意,A、B两点离平台(坐标原点)的距离分别为 10.9 m0.5 m10.4 m 和 9.4 m0.5 m8.9 m,且A、B两点都在平台上方,故A、B两点的坐标分别为 10.4 m 和 8.9 m选项 C 正确 4下列说法中指时间间隔的是( ) A学校每天 21:40 准时熄灯 B早晨由临海开往杭州的第一班车,在 06:20 发车 C高考理科综合的考试时间为 150 分钟 D中央电视台的朝闻天下节目在 6 点开播 C
5、 选项 A、B、D 中的 21:40、06:20 和 6 点均指时刻,选项 C 中的 150 分钟指时间间 隔,故选项 C 正确 机械运动 参考系 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 2参考系选取的三原则 (1)任意:参考系的选取是任意的,任何物体都可以被选作参考系 (2)方便: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 (3)实用:一般选取地面为参考系 【例 1】 如图所示是某型号战斗
6、机在空中加油的情形,以下列的哪个物体为参考系,可 以认为加油机是运动的( ) 第 - 3 - 页 共 8 页 A战斗机 B地面上的房屋 C加油机中的飞行员 D战斗机里的飞行员 思路点拨:相对于参考系位置变化的物体是运动的,位置不变的物体是静止的;本题研 究的是加油机的运动情况,关键看它相对所选参考系的位置是否变化 B 加油机相对于战斗机位置不变,以战斗机为参考系,加油机是静止的,A 错误;加油 机相对于地面上的房屋位置不断变化,以地面上的房屋为参考系,加油机是运动的,B 正确; 加油机相对于加油机中的飞行员位置不变, 以加油机中的飞行员为参考系, 加油机是静止的, C 错误;加油机相对于战斗机
7、里的飞行员位置不变,以战斗机里的飞行员为参考系,加油机是 静止的,D 错误 物体运动情况的判断方法 (1)确定研究对象 (2)根据题意确定合适的参考系 (3)分析被研究物体相对于所选参考系的位置变化情况 1(多选)甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动,乙中乘客看甲在向 下运动,丙中乘客看甲、乙都在向上运动,这三架电梯相对地面的运动情况可能是( ) A甲向上、乙向下、丙不动 B甲向上、乙向上、丙不动 C甲向上、乙向上、丙向下 D甲向上、乙向上、丙也向上,但比甲、乙都慢 BCD 先自己画出情景示意图,借助图景分析理解电梯中的乘客 看其他物体时,是以自己所乘的电梯为参考系,甲中乘客看高
8、楼向下运 动,说明甲相对于地面一定在向上运动,同理,乙看到甲在向下运动, 说明乙相对地面也是向上运动,且运动得比甲更快丙电梯无论是静止,还是在向下运动, 或者以比甲、乙都慢的速度在向上运动,则丙中乘客看见甲、乙两电梯都会感到是在向上运 动 空间位置的描述 1.建立坐标系的两条原则 (1)坐标原点应建立在参考系上 (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 2坐标系的种类 第 - 4 - 页 共 8 页 (1)一维坐标系:如果物体沿直线运动,以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向 和标度,建立一维坐标系,如图甲所示 (2)二维坐标系:当物体在某一平面内做曲线运动时,需要用两个相互
9、垂直的坐标确定它 的位置,即二维坐标系(平面坐标),如图乙所示 (3)三维坐标系:当物体在空间内运动时,如踢出的足球在空中运动,需要采用三个坐标 确定它的位置,即三维坐标系(空间坐标),如图丙所示 甲一维坐标系 乙二维坐标系 丙三维坐标系 【例 2】 如图所示是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴(x轴)在画该坐标轴 时规定原点在某长直公路上某广场的中心,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点的位置坐标为xA5 m,B点的位置坐标为xB3 m, 下列说法中正确的是( ) A点位于广场中心南边 5 m 处;A点位于广场中心北边 5 m 处;B点位于广场中心南 边 3 m
10、处;B点位于广场中心北边 3 m 处 A B C D 思路点拨:在直线坐标系上,要明确坐标原点、正方向和单位长度 根据位置坐标确定所在位置到坐标原点的距离 D 坐标值的正、负只表示方向,正号表示方向与所规定的正方向相同,负号表示方向 与所规定的正方向相反本题中规定原点在某长直公路上某广场的中心,向北为正方向,A点 的坐标为正值,表示A点位于广场中心北边 5 m 处,正确,B点的坐标为负值,表示B点位 于广场中心南边 3 m 处,正确,故正确选项为 D. 描述物体空间位置的方法 (1)选定参考系,以参考系为坐标原点,建立坐标系,应明确坐标轴的正方向及其标度大 小 (2)根据物体相对参考系的距离及
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