第1章 第1节 空间和时间（word）-2021秋高一物理鲁科版必修第一册【创新设计】同步学考笔记（鲁琼闽）

　　运动的描述 第1节　空间和时间 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.理解机械运动的定义。 2.掌握描述运动的方法，学会用坐标轴确定物体的位置。 3.知道时间、时刻的区别。 1.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。 2.关键能力 能根据实际问题选择合适的参考系并对运动进行准确地描述的能力。 一、机械运动 1．机械运动：指一个物体相对于其他物体的位置随时间的变化。 2．参考系 (1)定义：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。 (2)选取原则：参考系的选取是任意的。 (3)参考系对观察结果的影响：对于同一个运动，选择的参考系不同，描述运动的结果就不一定相同。若参考系选择恰当，则可使研究的问题简化。 【想一想】 对于车上坐着的乘客的运动情况的描述中，司机和路旁的观察者为什么有不同的看法？ 答案　同一物体，选择的参考系不同，对该物体运动的描述一般不同。 二、空间位置的描述 1．建系目的：为了定量描述物体的位置及位置变化。 2．坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。 3．常用坐标系的种类有：一维坐标系、二维直角坐标系和三维直角坐标系。 【想一想】 描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？ (1)描述百米运动员在跑动中的位置； (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。 答案　(1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系； (2)以滑冰场中心为坐标原点，建立二维平面直角坐标系； (3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系。 三、时间的描述 1．时刻：表示某一瞬间，在表示时间的数轴上，用点表示。 2．时间：是指两个时刻的间隔，在表示时间的数轴上，用线段表示。 【想一想】 小明休息的时间为21：00，睡醒的时间为6：30，睡眠时间为9.5小时。请问这些“时间”，哪些是时刻？哪个是时间？ 答案　21：00和6：30为时刻，9.5小时为时间。 探究1　对参考系的理解 ■情境导入 中国的动车组列车分为三大级别：高速动车组(时速250公里及其以上，标号G，主要对应高速铁路，还没有上限时速)、一般动车组或中速动车组(标号D，时速160公里至200公里，主要对应快速铁路)、低速动车组(时速140公里，以适应城市轻轨)。如图是正高速行驶的动车中站立的“动姐”。 (1)在火车站上的人来看，她们随动车以很大的速度快速运动，那动车上站立的三位“动姐”感觉自己在高速运动吗？ (2)她们若观察窗外的景色，能感觉自己在高速运动吗？ (3)她们为什么会有上述两种不同的感觉呢？ 答案　(1)站立的三位“动姐”，感觉自己是不动的。 (2)她们看窗外的景色，能感觉自己在高速运动。 (3)她们感觉自己是静止的，是相对于自己的同伴或座椅来说的，在看窗外的景色时感觉自己在高速运动，是相对于外面的物体来说的。 ■归纳拓展 1．参考系选取的原则 (1)以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。 (2)研究地面上物体的运动时，常选地面或相对地面静止的物体作为参考系。 2．参考系的四性 (1)标准性：被选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的。 (2)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。 (3)统一性：比较不同物体的运动应选择同一个参考系。 (4)差异性：对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果一般不同。 【例1】 (多选)中国人民解放军在南海海域举行海上大阅兵，共有48艘战舰接受检阅。图甲是正在接受检阅的一字排列的舰队，图乙是正在接受检阅的“辽宁舰”上歼－15 战机的起飞表演。下列说法正确的是 (　　) A．若以大海为参考系，图甲中各艘舰艇都是运动的 B．若以一字舰队为参考系，图甲中各艘舰艇都是运动的 C．若以 “辽宁舰”为参考系，图乙中正在起飞的歼－15战机是运动的 D．若以 “辽宁舰”为参考系，图乙中准备起飞的歼－15战机是运动的 答案　AC 解析　若以大海为参考系，图甲中各艘舰艇都是运动的，若以一字舰队为参考系，图甲中各艘舰艇都是静止的，故A正确，B错误；若以“辽宁舰”为参考系，图乙中正在起飞的歼－15战机是运动的，准备起飞的歼－15战机是静止的，故C正确，D错误。 【针对训练1】 “刻舟求剑”的故事家喻户晓，如图，“舟已行矣，而剑不行”这句话所选用的参考系是(　　) A．舟 　　 B．舟上的人 C．地面 　　 D．流动的水 答案　C 解析　舟已行是说船相对于地面在运动，而剑落水后相对地面不再移动，故此句选用的参考系是地面。选项C正确。 探究2　描述空间位置的数学方法 ■情境导入 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？