2020年新教材高中物理魯科版必修1第2章第1節(jié)運動空間和時間教案45

1、- 1 - 第 1 節(jié)運動、空間和時間 學(xué)習(xí)目標(biāo) 自主預(yù)習(xí)播新Ml 一、 機械運動 1 .機械運動：一個物體相對其他物體的位置變化，簡稱運動，是物質(zhì)運動的一種基本形 式. 2 .參考系 (1) 定義：用來描述物體運動的參照物. (2) 選取原則：參考系的選取是任意的，一般以地面為參考系. 二、 空間位置的描述 1 .位置的確定：研究物體的運動，首先應(yīng)該描述物體的空間位置.在物理學(xué)中，通常需 要借助數(shù)學(xué)方法，建立坐標(biāo)系來描述物體的位置. 2 .坐標(biāo)系的選?。喝绻矬w做直線運動，物體的空間位置可以用一維坐標(biāo)系描述；如果 物體在平面內(nèi)做曲線運動，其位置可以采用二維坐標(biāo)系來描述. 三、時間的描述 1.

2、時刻是指某一瞬時，時間是指兩個時刻之間的間隔，通常用 t表示. 2 .在表示時間的軸上，時刻用點來表示，時間用線段來表示. 3 .在國際單位制中，表示時間和時刻的單位是秒，它的符號是 S. ri基礎(chǔ)自測口 1 .思考判斷(正確的打“2”，錯誤的打“ X”) (1)車輪的轉(zhuǎn)動不是機械運動. (X) (2)任何物體都可以被選作參考系. (2) (3)只有靜止的物體才能被選作參考系. (X) 在任何參考系下，冋一物體的運動都相冋. (X) 定遼 1.知道運動有多種類型， 機械運動是物體最簡 單的一種運動形式. 2 .知道參考系的概念， 知道如何選擇參考 系.(重點、難點) 3 學(xué)會應(yīng)用坐標(biāo)系描述物體

3、的空間位置. 4 .知道時間和時刻的含義以及它們的區(qū)別， 學(xué)會用時間數(shù)軸來描述物體運動過程中的時 間和時刻.(重點) 運動、 空間 和吋間 機械 運動 運動的 相對性 知識脈絡(luò) XI乂HVIX】I A - 2 - （5） 時間是較長的一段時間，時刻是較短的一段時間. （X） （6） 第 5 s 內(nèi)和前 5 s內(nèi)指的是不相等的兩段時間間隔. （V） 2 .宋代詩人陳與義乘著小船在風(fēng)和日麗的春日出游時寫下詩句“飛花兩岸照船紅，百里 榆堤半日風(fēng)，臥看滿天云不動，不知云與我俱東”.請問詩句中的“云與我俱東”所對應(yīng)的 參考系是（ ） A. 兩岸 B.船 C.云 D.詩人 A 本詩所描述的情景中船、詩人和

4、云是相對靜止的，“云與我俱東”是以兩岸為參考 系的，故選 A. 3某學(xué)校操場上國旗平臺離地面的高度是 0.5 m，將坐標(biāo)系的原點定在平臺上，取旗桿 所在直線向上方向為坐標(biāo)軸的正方向， 旗桿上固定國旗的 A、B兩點離地面的距離分別為 10.9 m 和 9.4 m，那么A B兩點的坐標(biāo)分別是（ ） A. 10.9 m 9.4 m B. 11.4 m 9.9 m C. 10.4 m 8.9 m D. 10.9 m 9.4 m C 根據(jù)題意，A B兩點離平臺（坐標(biāo)原點）的距離分別為 10.9 m- 0.5 m= 10.4 m 和 9.4 m- 0.5 m= 8.9 m 且 A B兩點都在平臺上方，故

5、A B兩點的坐標(biāo)分別為 10.4 m 和 8.9 m.選 項 C 正確. 4 .下列說法中指時間間隔的是 （ ） A. 學(xué)校每天 21: 40 準(zhǔn)時熄燈 B. 早晨由臨海開往杭州的第一班車，在 06 : 20 發(fā)車 C. 高考理科綜合的考試時間為 150 分鐘 D. 中央電視臺的朝聞天下節(jié)目在 6 點開播 C 選項 A、B、D 中的 21 : 40、06 : 20 和 6 點均指時刻，選項 C 中的 150 分鐘指時間間 隔，故選項 C 正確. 合作探究 機械運動參考系 1.選取參考系的必要性 只有選取了參考系，物體的運動才具有實際意義，也就是說，只有選擇了參考系，物體 的運動才具有唯一性，物

6、體的運動規(guī)律才能唯一確定. 2 .參考系選取的三原則 （1）任意：參考系的選取是任意的，任何物體都可以被選作參考系. - 3 - (2) 方便：參考系的選取應(yīng)該遵循方便性原則和簡單性原則，也就是說，無論將哪一個物 體選作參考系，應(yīng)該使問題的研究更方便、更簡單，杜絕使問題復(fù)雜化的情況. (3) 實用：一般選取地面為參考系. 【例 1】 如圖所示是某型號戰(zhàn)斗機在空中加油的情形，以下列的哪個物體為參考系，可 以認(rèn)為加油機是運動的( ) A. 戰(zhàn)斗機 B. 地面上的房屋 C. 加油機中的飛行員 D. 戰(zhàn)斗機里的飛行員 思路點撥：相對于參考系位置變化的物體是運動的，位置不變的物體是靜止的；本題研 究的是

7、加油機的運動情況，關(guān)鍵看它相對所選參考系的位置是否變化. B 加油機相對于戰(zhàn)斗機位置不變，以戰(zhàn)斗機為參考系，加油機是靜止的， A 錯誤；加油 機相對于地面上的房屋位置不斷變化，以地面上的房屋為參考系，加油機是運動的， B 正確; 加油機相對于加油機中的飛行員位置不變，以加油機中的飛行員為參考系，加油機是靜止的， C 錯誤；加油機相對于戰(zhàn)斗機里的飛行員位置不變，以戰(zhàn)斗機里的飛行員為參考系，加油機是 靜止的，D 錯誤. 規(guī)徉衣梏 物體運動情況的判斷方法 (1) 確定研究對象. (2) 根據(jù)題意確定合適的參考系. (3) 分析被研究物體相對于所選參考系的位置變化情況. 働針對訓(xùn)練 1 .兩列火車平行

8、地停在一站臺上，過了一會兒，甲車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)窗外樹林在向西移動， 乙車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)甲車沒有動，如以地面為參考系，上述事實說明 ( ) A. 甲車向東運動，乙車不動 B. 乙車向東運動，甲車不動 C. 甲車向西運動，乙車向東運動 D. 甲、乙兩車以相同的速度向東運動 D 物體的運動是相對參考系而言的，同一物體，參考系不同，其運動情況一般不同， 本題中，樹林相對地面靜止，甲車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)窗外樹林在向西移動，說明甲車在向東運動；- 4 - 乙車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)甲車沒有動，說明乙車相對甲車靜止，由于甲車相對地面向東運動，所以 乙車相對地面也向東運動. CM空間位置的描述 1 .建立坐標(biāo)系的兩條原則 (1)

9、 坐標(biāo)原點應(yīng)建立在參考系上. (2) 對坐標(biāo)方向的選取要使對物體運動規(guī)律的描述盡量簡便. 2 .坐標(biāo)系的種類 (1) 一維坐標(biāo)系：如果物體沿直線運動，以這條直線為 x軸，在直線上規(guī)定原點、正方向 和標(biāo)度，建立一維坐標(biāo)系，如圖甲所示. (2) 二維坐標(biāo)系：當(dāng)物體在某一平面內(nèi)做曲線運動時，需要用兩個相互垂直的坐標(biāo)確定它 的位置，即二維坐標(biāo)系(平面坐標(biāo))，如圖乙所示. (3) 三維坐標(biāo)系：當(dāng)物體在空間內(nèi)運動時，如踢出的足球在空中運動，需要采用三個坐標(biāo) 確定它的位置，即三維坐標(biāo)系 (空間坐標(biāo))，如圖丙所示. L/m I I ：23 甲.一維坐標(biāo)系 乙.二維坐標(biāo)系 丙.三維坐標(biāo)系 【例 2】 如圖所示是

10、為了定量研究物體的位置變化作出的坐標(biāo)軸 (x軸).在畫該坐標(biāo)軸 時規(guī)定原點在某長直公路上某廣場的中心，公路為南北走向，規(guī)定向北為正方向.坐標(biāo)軸上 有兩點A和B, A點的位置坐標(biāo)為 XA= 5 m, B點的位置坐標(biāo)為 XB= 3 m,下列說法中正確的 是() B A 4-3 -2 40 J 2 3 4 5x/m A點位于廣場中心南邊 5 m 處；A點位于廣場中心北邊 5 m 處；B點位于廣場中心 南邊 3 m處；B點位于廣場中心北邊 3 m 處. A. B. C. D. 思路點撥：在直線坐標(biāo)系上，要明確坐標(biāo)原點、正方向和單位長度. -2-101234 - 5 - 根據(jù)位置坐標(biāo)確定所在位置到坐標(biāo)原

11、點的距離. D 坐標(biāo)值的正負只表示方向，正號表示方向與所規(guī)定的正方向相同，負號表示方向與 所規(guī)定的正方向相反.本題中規(guī)定原點在某長直公路上某廣場的中心，向北為正方向， A點的- 6 - 坐標(biāo)為正值，表示 A點位于廣場中心北邊 5 m 處，正確，B點的坐標(biāo)為負值，表示 B點位于 廣場中心南邊 3 m 處，正確，故正確選項為 D. we ft n JA 描述物體空間位置的方法 (1) 選定參考系，以參考系為坐標(biāo)原點，建立坐標(biāo)系，應(yīng)明確坐標(biāo)軸的正方向及其標(biāo)度大 小. (2) 根據(jù)物體相對參考系的距離及方位，在坐標(biāo)系中找出與物體位置相對應(yīng)的坐標(biāo)點. 針對訓(xùn)練 2 一個小球從距地面 4m 高處落下，被地

12、面彈回，在距地面 1 m 高處被接住坐標(biāo)原點 定在拋出點正下方 2 m 處，向下方向為坐標(biāo)軸的正方向則小球的拋出點、落地點、接住點 的位置坐標(biāo)分別是( ) D. 4 m,0， 1 m B 根據(jù)題意建立如圖所示的坐標(biāo)系， A點為拋出點，坐標(biāo)為一 2m, B點為坐標(biāo)原點，D 點為地面，坐標(biāo)為 2 m, C點為接住點，坐標(biāo)為 1 m,所以選項 B 正確. 3 .如圖所示，某人從學(xué)校門口 A處開始散步，先向南走了 50 m 到達B處，再向東走 100 m 到達C處，最后又向北走了 150 m 到達D處，則A B C、D各點位置如何表示？ 解析本題考查坐標(biāo)系的建立方法.可以以 A點為坐標(biāo)原點，向東為 x

13、軸的正方向， 向北為y軸的正方向建立坐標(biāo)系，如圖所示，則各點坐標(biāo)為 A(0,0) , B(0， 50 m), C(100 m 50 m) , D(100 m,100 m). 100 50 A 1 j/m -節(jié)D 1 1 I 1 1 1 i 0 50 100； z/m -50 B 1 -00 - 答案見解析 A. 2 m, 2 m , 1 m B. 2 m,2 m,1 m C. 4 m,0,1 m 北 - 7 - g 點 3 時間的描述 1.時刻與時間的區(qū)別和聯(lián)系 時刻 時間(間隔) 區(qū) 別 時刻對應(yīng)于物體所處的位置或狀態(tài) 時間(間隔)對應(yīng)于物體所經(jīng)歷的某段 過程 時刻只有先與后，而沒有長短之分

14、 沒有先與后的區(qū)別，只有長短之分 在時間軸上，時刻用一個點表示 在時間軸上，時間用線段表示 聯(lián) 系 (1) 兩個時刻的間隔即為時間 (2) 時間能夠展示物體運動的一個過程，好比是一段錄像；時刻可以顯示物體運動的一 個瞬間，好比是一張照片.由一張張連續(xù)的照片可以組成錄像，一系列連續(xù)時刻的積 累便構(gòu)成了時間 2.用時間軸表示時間和時刻 (1) 第 1 s 內(nèi)、第 2 s 內(nèi)、第 3 s 內(nèi)、第n s 內(nèi)指的都是時間，都為 1 s. 最初 2 s 內(nèi)、最后 3 s 內(nèi)、最初 n s內(nèi)都是指時間，在數(shù)值上對應(yīng)所述值. (3) 第 1 s 末(第 2 s 初)、第 2 s 末(第 3 s 初)、第n s

15、 末，都是指時刻.如圖所示， 第 3 s 末和第 8 s 初都是時刻，第 5 s 末和第 6 s 初是同一時刻(在時間軸上是同一點).第 2 s 初到第 3 s末的時間間隔為 2 s. 第5 &初) 第咿第節(jié)末 第乳初 -T ，r 0 1 2 3 4 5 6 7 爲(wèi)9 爲(wèi) 【例 3】 如圖所示是表示時間的坐標(biāo)軸.請思考并討論： A B 0 12 3 4 5 6 7 必 (1) 圖中A點和B點的意義是什么？ (2) A、B之間的線段表示什么？ (3) “前 2 s ”在圖中怎么表示？- 8 - 第 6 s ”在圖中怎么表示？ “第 2 s 末”和“第 3 s 初”在圖中怎么表示？它們是同

16、一個時刻嗎？ 思路點撥：仔細揣摩幾秒“末”、幾秒“初”、幾秒“內(nèi)”中關(guān)鍵字眼的含義是區(qū)分時 間與時刻的關(guān)鍵. 解析時刻是某個瞬間，時刻對應(yīng)物體所處的某個狀態(tài)，時間對應(yīng)某段過程時間與 時刻可以在表示時間的坐標(biāo)軸上表示出來，其中時間對應(yīng)一段線段，有一定的長度，時刻對 應(yīng)一個點. 答案 A點和B點表示兩個時刻，分別指第 3 s 末（第 4 s 初）和第 4 s 末（第 5 s 初） 時間，且時間為 1s （3） 0 到 2 s 末之間的線段表示前 2 s （4） 5 s 末到 6 s 末之間的線段表示第 6 s （5） “第 2 s末”和“第 3 s初”在題圖中均為數(shù)字 2 所在的點，是同一時刻 針

17、對訓(xùn)練 4.2018 年世界杯預(yù)選賽亞洲區(qū) 12 強賽 A 組第 6 輪中國國家隊與韓國國家隊的比賽于 3 月 23 日 19 點 35 分開始上半場第 34 分鐘，于大寶頭球破門經(jīng)過 90 分鐘的角逐，中國隊最 法正確的是（ ） 進行的總時間，表示時間， C 正確. 5.下列說法表示同一時刻的是 （ A.第 2 s 末和第 3 s 初 C. 第 3 s 末和第 2 s 初 A 同一時刻是指在時間軸上對應(yīng)同一個點，所以僅選項 A 正確. 當(dāng)堂達標(biāo) t)ANGTAN ；l JABIAOCUSHUANG 1 .（多選）下列說法正確的是（ ） A. 參考系就是絕對不動的物體 終以 1 ：0戰(zhàn)勝韓國隊

18、.則對以上表述中的“ 19 點 35 分”“第 34 分鐘”和“ 90 分鐘”的說 A. 時間 時刻時刻 C.時刻時刻時間 B. 時間 時間時刻 C “19 點 35 分”和“第 34 分鐘”指的是一個時間點，表示時刻. 90 分鐘”指比賽 ） B.前 3 s 內(nèi)和第 3 s 內(nèi) D.第 1 s 內(nèi)和第 1 s 末 - 9 - B. 只有選好參考系以后，物體的運動性質(zhì)才能確定- 10 - C. 同一物體的運動，相對于不同的參考系，觀察的結(jié)果可能不同 D. 我們平常所說的樓房是靜止的，是以地面為參考系 BCD 參考系是為了描述物體的運動，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的物體，可以是運動的，也可以是 靜止的，故 A

19、 錯誤；運動和靜止是相對的，要描述物體的運動，必須選擇參考系，故 B 正確; 描述同一運動時，若以不同物體作為參考系，觀察結(jié)果可能不同， C 正確；參考系的選取，原 則上是任意的，但在實際問題中應(yīng)以對運動的描述盡可能簡單為原則，一般以地面為參考系， D 正確. 2 關(guān)于坐標(biāo)系，下列說法錯誤的是 （ ） A. 建立坐標(biāo)系是為了定量描述物體的位置和位置變化 B. 坐標(biāo)系都是建立在參考系上的 C. 坐標(biāo)系的建立與參考系無關(guān) D. 物體在平面內(nèi)做曲線運動，需要用平面直角坐標(biāo)系才能確定其位置 C 坐標(biāo)系是建立在參考系上的，是用來定量描述物體的位置及位置變化的， A、B 正確, C 錯誤；做直線運動的物體的描述需要建立一維直線坐標(biāo)系， 做平面曲線運動時需建立平面直 角坐標(biāo)系，D 正確. 3 下列各選項表述中，