高中物理：1.1運動、空間和時間學(xué)案粵教版必修

1、第1節(jié) 運動、空間和時間名師導(dǎo)航知識梳理質(zhì)點：不考慮物體的大小和形狀，把物體簡化成一個有質(zhì)量的點，稱為 。參考系：描述一個物體運動時，用來做 的另一個物體稱為參考系。描述同一物體的運動時，若以不同的物體作為參考系，觀察的結(jié)果可能不同。參考系的選取原則上是任意的，在實際問題中應(yīng)以研究問題的方便、對運動的描述盡可能簡單為原則。在研究地面上的物體的運動時，通常取地面或相對于地面不動的物體做參考系。坐標系：在選定的參考系上建立適當?shù)淖鴺讼岛螅湍芏康孛枋鑫矬w地位置及位置的變化。答案：1、質(zhì)點；2、參考。疑難突破物體在什么條件下能看作質(zhì)點？質(zhì)點是一種科學(xué)的抽象，是一種理想化的模型，是在研究物體運動時，

2、抓住主要因素，忽略次要因素，對實際問題的近似，在什么條件下物體可以看作質(zhì)點呢？當物體上各部分的運動情況都相同時，物體上任何一點的運動情況都能反映物體的運動，物體可看作質(zhì)點。物體的大小、形狀對所研究的問題可以忽略不計的情況下，可以看作質(zhì)點。同一個物體在不同的問題中，有時可以看作質(zhì)點，有時不能看作質(zhì)點。問題探究1、在什么情況下物體才能被看作質(zhì)點？試分析地球、火車、自行車的運動能否被看成質(zhì)點。探究：我們通過研究不同的問題來說明運動物體能否被看成質(zhì)點。地球：在研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)問題時，因為地球和太陽之間的距離遠大于地球的直徑，地球的大小對其公轉(zhuǎn)幾乎沒有影響，所以此時地球可看作質(zhì)點；在研究地球的自轉(zhuǎn)問

3、題時，則不能看作質(zhì)點，如果此時地球看作質(zhì)點，就談不上自轉(zhuǎn)了。火車：如果是求一列火車從上海到北京所用時間或運行的平均速度，火車的長度遠小于兩地的距離，所以能看作質(zhì)點；如果是求一列火車過一座橋梁所用時間，因火車的長度與橋梁的長度可比擬，所以不能看作質(zhì)點。自行車：如果求自行車行駛的速度或通過兩地所用時間則可以看作質(zhì)點；如果研究自行車車輪上某一點的運動情況，則不能看作質(zhì)點。2、對于在平面上運動的物體，例如冰場上的花樣滑冰運動員，要描述他們的位置，你認為應(yīng)該怎樣建立坐標系？探究：由于花樣滑冰運動員并不是沿直線運動，而是在一平面內(nèi)運動，所以應(yīng)建立二維直角坐標系。典題精講例1、下列情況中的物體可以看作質(zhì)點的

4、是地面上放一只木箱，在上面的箱角處用水平力推它，當研究它是先滑動還是先翻轉(zhuǎn)的時候上述木箱，在外力作用下在水平面上沿直線運動時對于汽車的后輪，在研究車牽引力的來源時人造地球衛(wèi)星，在研究其繞地球運動時【思路解析】 木箱在水平力作用下是否翻轉(zhuǎn)與力的作用點的位置有關(guān)，在這種情況下木箱是不能看作質(zhì)點的。當研究木箱的水平方向上的平動的時候，木箱各點的運動情況是一致的，這時可以把木箱看作質(zhì)點，汽車牽引力的來源與后輪的轉(zhuǎn)動有關(guān)，在研究牽引力的來源時，不能把后輪看作質(zhì)點；衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動時自身的形狀和大小可以忽略不計，因此可以把它看作質(zhì)點。故正確答案為BD。答案：BD例2、甲、乙兩人坐在同一輛沿平直公路行駛的汽車

5、上，下列說法正確的是以乙為參考系，甲是靜止的以地為參考系，甲是運動的以車為參考系，路邊的樹是運動的以車為參考系，樹是靜止的【思路解析】因為甲、乙兩人有相同的運動狀態(tài)，當甲以乙為參考系時它們之間的位置沒有變動，故甲相對乙是靜止的，所以A說法正確。汽車本身相對地面運動，故選地面為參考系時甲是運動的，所以B說法也是正確的。當選運動的汽車為參考系時，是假設(shè)汽車不動，則汽車周圍的樹木都向汽車運動方向相反的方向運動（即后退），所以C說法也是正確的，同時斷定D說法是錯誤的。故正確選項為A、B、C【答案】A、B、C例3、如圖1.12所示，物體沿x軸做直線運動，從A點運動到B點。由圖判斷A點坐標、B點坐標和走過

6、的路程?！舅悸方馕觥坑蓤D1.12知，A點坐標為x3m，B點坐標為x2m，走過的路程s3m2m5m【答案】 A點坐標為x3m，B點坐標為x2m，s5m知識導(dǎo)學(xué)質(zhì)點是高中物理提出地第一個理想模型，是研究物理問題地科學(xué)思維方法，我們在學(xué)習(xí)中，要逐步領(lǐng)悟質(zhì)點的概念和分析，建立質(zhì)點模型地研究過程。初中學(xué)習(xí)的參照物與參考系類似，但參考系是更為科學(xué)的定義。結(jié)合實際問題如何建立坐標系，如何選擇坐標軸和正方向、如何選擇坐標原點，是坐標系的一個實際應(yīng)用問題。疑難導(dǎo)析各部分運動情況都相同的物體可看作質(zhì)點，如沿斜面下滑的物塊。研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時，地球的大小相對太陽到地球的距離可忽略，故可把地球看成質(zhì)點。對于同一個物

7、體，有時可看成質(zhì)點，有時不能看成質(zhì)點，如研究北京開往上海的火車，在計算運行的時間時可忽略車長，把火車看成質(zhì)點。但是同樣這列火車，要計算它通過某座大橋所需要的時間時，不能把它看作質(zhì)點。問題導(dǎo)思提示： 從以上分析可以看出，不論物體是大是小，也不論物體是平動還是轉(zhuǎn)動，只有當研究物體的大小、形狀對所研究的問題沒有影響或影響很小時，才能把物體看作質(zhì)點。同樣對于轉(zhuǎn)動的物體，當我們研究的問題，轉(zhuǎn)動對其無影響時，也可以把物體看成質(zhì)點。例如研究地球的公轉(zhuǎn)時，可以把物體看成質(zhì)點。2、提示： 若物體沿一條直線運動，則建立一維坐標系；若在一平面內(nèi)運動，則建立二維坐標系；若在空間內(nèi)運動，則建立三維坐標系。典題導(dǎo)考【綠色

8、通道】實際物體可視為質(zhì)點的條件：（1）物體的形狀、大小對物體的運動影響可以忽略不計；（2）物體做平動；（3）物體雖然有轉(zhuǎn)動，但因轉(zhuǎn)動而引起的差異對所研究的問題不起主要作用。本題主要考察的是在什么情況下物體能夠看作質(zhì)點，什么情況下物體不能看作質(zhì)點。典題變式1、在下列運動中，研究對象可當作質(zhì)點的有A、做花樣溜冰的運動員B、運行中的人造地球衛(wèi)星C、轉(zhuǎn)動中的砂輪D、沿斜面滑下的木塊答案：BD【綠色通道】描述物體是否運動首先要選擇一個參考系，以此為標準來衡量物體是運動的還是靜止的，參考系一旦選定，物體的運動情況也確定。典題變式2、詩句“滿眼風(fēng)光多閃爍，看山恰似走來迎，仔細看山山不動，是船行”中，“看山恰

9、似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別是A、船和山 B、山和船C、地面和山 D、河岸和流水【答案】A【綠色通道】建立坐標系確定物體的位置，首先要確定原點的位置及坐標軸的方向，再確定研究對象所處的坐標即可。典題變式3、為了確定平面上物體的位置，我們建立平面直角坐標系，如圖1.13所示，以O(shè)點為坐標原點，沿東西方向為x軸，向東為正；沿南北方向為y軸，向北為正。圖中A點的坐標如何表示？其含義是什么？答案：（3m，4m），表示A點在坐標原點東3m，北4m處。自主廣場我夯基，我達標關(guān)于機械運動和參考系，以下說法不正確的是：一個物體相對于別的物體的位置變化，叫做機械運動不選定參考系，就無法研究某一物體是怎

10、樣運動的參考系一定是不動的物體參考系是人們假定不動的物體解析：物體的運動狀態(tài)如何，都有相應(yīng)的參考系，若無參考系，也就無法確定物體怎樣運動。而參考系是假定不動的物體，一般說來，題目中描述的物體的運動，都是相對于參考系的運動，物體的運動狀態(tài)和所選的參考系是同時存在于題目中的答案：C下列說法中正確的是被選作參考系的物體是假定不動的一乘客在車廂內(nèi)走動的時候，他就說車是運動的研究地面上物體的運動，必須選取地面為參考系質(zhì)點運動的軌跡是直線還是曲線，與參考系的選取有關(guān)解析：宇宙間的一切物體都處在永恒的運動中，被選作參考系的物體只是被假定不動，所以選項A正確。物體是運動還是靜止，是相對于參考系而言的，在車廂內(nèi)

11、走動的人，在沒有明確參考系之前就說車是運動的是錯誤的，所以選項B錯。研究物體的運動時，參考系是可以任意選取的，所以選項C錯。同一物體的運動，選擇不同的參考系所觀察到的軌跡不同，D正確。本題考查了機械運動的常識。在研究物體是運動的還是靜止的時，首先要選定參考系；參考系的選取原則時任意的；質(zhì)點的運動軌跡，是以觀察者看到的情況而定的。答案：AD以下關(guān)于質(zhì)點的說法中正確的是質(zhì)量小的物體都能看成質(zhì)點體積小的物體都能看成質(zhì)點各部分運動狀態(tài)完全一致的物體可視為質(zhì)點某些情況下地球也可以看成質(zhì)點解析：能否將物體看作質(zhì)點，取決于所研究的具體問題，而不是取決于這一物體的大小、形狀及質(zhì)量。只有當所研究的物體的大小和形

12、狀對所研究的問題沒有影響或影響很小，可以將其形狀和大小忽略時，才能將物體看作質(zhì)點。同一物體，有時能被看作質(zhì)點，有時不能被看作質(zhì)點。若物體各部分的運動狀態(tài)完全一致，在研究物體的運動規(guī)律時，可以將物體看成質(zhì)點。答案：CD在有云的夜晚，抬頭望月，發(fā)現(xiàn)“月亮在白蓮花般的云朵例穿行”，這是取的參考系是A、月亮 B、云C、地面 D、觀察者解析：月亮在云朵里穿行描述的是月亮相對云的運動，是以云朵為參考系。答案：B兩列火車平行地停在一個站臺上，過了一會兒，甲車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)一窗外的樹木在向西運動，乙車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)甲車仍然沒有動，如以地面為參考系，上述事實說明甲車向東運動，乙車不動乙車向東運動，甲車不動甲車向西運

13、動，乙車向東運動甲、乙兩車以相同的速度向東運動解析：選擇地面為參考系，樹木和地面是連在一起的，樹木相對地面靜止。甲車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)窗外的樹木在向西運動，說明甲車在向東運動。乙車內(nèi)乘客發(fā)現(xiàn)甲車均沒動，說明乙車相對甲車靜止，因而甲、乙兩車的運動情況相同。由于以地面為參考系，甲車向東運動，所以乙車也相對地面向東運動。故正確選項為D。答案：D下列物體或人能看成質(zhì)點的是：在空中做各種翻騰動作的體操運動員研究足球能形成“香蕉球”的原因確定標槍從擲出到落地的水平距離記錄萬米賽跑運動員從起跑到?jīng)_線的時間解析：物體是否能視為質(zhì)點，不能僅僅以它的大小形狀來確定，關(guān)鍵要看物體的大小形狀對所研究的問題的影響大小。選項A

14、中的體操運動員在空中完成各種翻騰動作，充分展示其優(yōu)美的身姿，故不能看成質(zhì)點。選項B中的足球之所以能形成“香蕉球”，是因為足球在空氣中的旋轉(zhuǎn)造成的。如果忽略足球大小，就沒有旋轉(zhuǎn)而言，也就形不成“香蕉球”。所以不能將形成“香蕉球”的足球看成質(zhì)點。選項C中，確定標槍的水平距離時，是測量從拋出點到槍尖落點的距離，這與標槍本身的長度無關(guān)。故可將標槍看作質(zhì)點。D選項中，記錄萬米賽跑運動員的成績，這與運動員本身的身材及跑步動作均無關(guān)，故可將運動員視為質(zhì)點。答案：CD我綜合，我發(fā)展在研究下述運動時，能被看作質(zhì)點的物體是內(nèi)燃機汽缸內(nèi)往復(fù)運動的活塞研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)研究火車從南京到上海所需要的時間研究一列火車通

15、過南京長江大橋所需的時間解析：活塞在汽缸中運動，研究對象是整個活塞，而活塞上各部分的運動情況相同，因此可以看成質(zhì)點。研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，主要是研究旋轉(zhuǎn)，因此不能看成質(zhì)點。火車從南京到上海的運動距離遠大于火車的長度，因此車長對研究時間的影響很小，可以忽略不計，因此火車可看成質(zhì)點。研究火車通過長江大橋的時間時，車長不能忽略，因此火車不能看成質(zhì)點。答案：AC8、甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中的乘客看到一高樓在向下運動；乙中乘客看到甲在向下運動；丙中乘客看到甲、乙都在向上運動，這三架電梯相對地面的可能的運動情況是A、甲向上、乙向下、丙不動B、甲向上、乙向上、丙不動C、甲向上、乙向上、丙向下D、甲向上、

16、乙向上、丙向上解析：甲、乙、丙三個乘客均是以自己本身為參考系，甲看到高樓向下運動，說明甲是向上運動；乙看到甲向下運動，說明乙也向上運動，且比甲運動的快；丙看到甲、乙都向上運動，則丙可能向上運動（比甲、乙運動得慢）、向下或不動。答案：BCD9、田徑場上，要描述百米賽跑運動員在運動中得位置，需建立什么樣得坐標系？要描述800米賽運動員在運動中的位置，需建立什么樣得坐標系？在足球場，要描述足球運動員的位置需建立什么樣的坐標系？要描述足球的位置呢？解析：百米賽運動員沿直線運動，故建立直線坐標系，800米賽，運動員在彎曲的跑道上運動，故建立平面坐標系；足球運動員在平面上運動，應(yīng)建立平面坐標系；足球要在空

17、中、地面上運動，故建立空間坐標系。答案：直線坐標系，平面坐標系，平面坐標系，空間坐標系。我創(chuàng)新 我超越10、一位電腦動畫愛好者設(shè)計了一個“貓捉老鼠”的動畫游戲，如圖1.14所示，在一個邊長為a的立方體木箱的一個頂角G上，老鼠從貓的爪間逃出，選擇了一個較短的短線，沿著木箱的棱角奔向洞口，洞口出在方木箱的另一頂角A處。若老鼠在奔跑中保持速度大小v不變，并不重復(fù)跑過任一條棱邊及不再回到G點。聰明的貓選擇了一條最短的路線奔向洞口。（設(shè)貓和老鼠同時從G點出發(fā)），試分析貓奔跑的速度為多大時，貓恰好能在洞口再次捉住老鼠？共同成長合作共贏 描述物體的運動時，必須先確定好參考系（即假設(shè)為不動的物體）?，F(xiàn)找三位同學(xué)甲、乙、丙，甲步行，乙騎自行車，丙乘坐小汽車，均沿相同的方向運動。運動過程中，甲、乙、丙三人分別以本身和另外兩人為參考系，來觀察另兩人及本身的運動情況。讀書做人發(fā)現(xiàn)源于觀察魏格納有一次生病了，躺在醫(yī)院里百無聊賴。病房里貼著一張世界地圖，身為氣象學(xué)家的他出于職業(yè)習(xí)慣便瀏覽起這張世界地圖來。 突然，他發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象：巴西的版圖凸出的部分，正好和非洲西南部版圖凹