第1章 第1节 空间和时间-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（鲁科版）

第1章　运动的描述 第1节　空间和时间 核心素养 知识导图 物理观念 能根据实际问题选择合适的参考系并对运动进行准确的描述。 科学思维 能创新运用数学思维来描述位置信息，科学推理得出参考系对运动描述的意义。 科学态度与责任 培养勤于思考问题。留心自然，勇于探索的习惯。 一、机械运动 1．机械运动：一个物体相对于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)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。(√) 　参考系的选取以处理问题方便为目的，如下图所示，以地球为参考系，火星的运动很复杂。以太阳为参考系，火星的运动比较简单。 　坐标系的建立要结合实际情况，以明确位置为目的，如图中两同学的对话，应建立的是二维坐标系。 　时间的描述要注意上下文，如文中“五点钟”是对应时间轴上的一个点，是时刻，“半小时”对应时间轴上的一段长度，是时间。 探究点一　参考系的理解 如图所示，火车上的乘客正在平稳的火车里聊天。在火车站上的人来看，他们随动车以很大的速度快速运动，那动车上的正在面对面的乘客能感到自己在高速运动吗？他们若观察看窗外的景色，能感到自己在高速运动吗？ 提示：　正在面对面的乘客感觉不到自己在高速运动。他们看窗外的景色，能感觉到自己在随火车飞速的行驶。 1．参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。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。 2．参考系的两个要点 (1)任何物体(运动的或静止的)均可作为参考系。 (2)选作参考系后，就认为该物体是静止的。 3．参考系的四性 标准性 做参考系的物体都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准 任意性 参考系的选取是任意的，任何物体都可以作为参考系 统一性 比较不同物体的运动应选择同一个参考系 相对性 对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同 (2021·广东佛山高一期中)我们描述某个物体的运动时，总是相对于一定的参考系来说。下列说法中正确的是(　　) A．参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体 B．我们说“日落西山”，是以太阳为参考系 C．我们说“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系 D．坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木迎面向他飞奔而来，乘客是以自己为参考系 D　[参考系的选择可以是任意的，以研究问题方便为原则，不一定选取地面，A错误；我们常说“日落西山”，是以地球为参考系描述太阳的运动，B错误；我们说“地球围绕太阳转”，是以太阳为参考系，C错误；坐在火车上的乘客以自己为参考系，自己不动，铁路旁的树木向自己运动，D正确。] 参考系选取及应用的两点注意 (1)参考系的选择可以是任意的，一般情况下我们选择相对于地面静止的物体为参考系，如果选定为参考系，这个物体就假定为不动。 (2)判断一个物体的运动和静止，首先确定一个参考系，再判断被研究的物体和参考系之间的位置是否变化。　　 [练1]　(2021·贵州铜仁高一期中)诗句“满眼波光多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是(　　) A．船和山　　　　　　　　　 B．山和船 C．地面和山　　　　　　　　　 D．河岸和流水 A　[参考系是为了研究问题方便而假定不动的物体，在本题中作者和山之间的距离逐渐减小，而作者认为自己静止不动，从而“看山恰似走来迎”，故此现象选择的参考系是自己或者船与船上静止不动的物体，但实际上船是运动的，所谓是“船行”选择的参考系是河岸、山或者地球上相对地球静止不动的其它物体，故A正确。] 探究点二　对坐标系的理解和应用 根据图中情景，回答下列问题。田径场上，要描述百米赛跑运动员在运动中的位置，需要建立什么样的坐标系？要描述