第1章 第1节 空间和时间-【金版新学案】2024-2025学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（鲁科版2019）

第1章 运动的描述 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1节　空间和时间 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 新知导学 · 夯实基础 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 位置随时间的变化 参照物 地面 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 二维坐标系 空间位置 坐标系 一维 坐标系 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 s 瞬时 间隔 时刻 线段 秒 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 √ × × × √ × 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 合作探究 · 素能提升 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 随堂演练 · 对点落实 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 课 时 精 练 （一） 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 谢谢观看！ 第1章　运动的描述 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第一册 随 堂 演 练 【核心素养目标】 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_________________，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_______。 (2)选取原则：参考系的选取是任意的，一般以_____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_________。在物理学中，通常需要借助数学方法，建立_______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______ _______描述；如果物体在平面内做曲线运动，其位置可以采用___________来描述。 三、时间的描述 1．时刻是指某一_____，时间是指两个时刻的_____，通常用t表示。 2．在表示时间的轴上，_____用点来表示，时间用_____来表示。 3．在国际单位制中，表示时间和时刻的单位是___，它的符号是___。 1．判断正误 (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。( ) 2．链接实景 出租车里，司机说”我纹丝不动，路上的行人说我快如闪电”。 请思考：同样一个人为什么会有两种不同的运动情况？ 提示：　选择出租车作为参考系，人是静止的，选择地面作为参考系，人是运动的。 知识点一　参考系的理解 中国的动车组列车分为三大级别：高速动车组(标号G，速度250 km/h及其以上，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，速度160 km/h至200 km/h，主要对应快速铁路)、低速动车组(速度140 km/h，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，那动车上站立的两位“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？ 提示：　(1)站立的两位“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行驶，是相对于外面的物体来说的。 1．选取参考系的意义：静止是相对的，运动是绝对的。要描述一个物体的运动时，首先必须选定参考系，之后才能确定物体的位置、研究物体的运动。对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果往往不同。 2．参考系的选取原则 (1)参考系的选取可以是任意的，但在实际问题中，参考系的选取应以使研究问题尽可能方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则。例如研究地面上物体的运动时，一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。 (2)在比较不同物体的运动时，必须选择同一参考系。 (多选)如图所示，有甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看到高楼在向下运动，乙中乘客看到甲在向下运动，丙中乘客看到甲、乙都在向上运动。甲、乙、丙相对于地面的运动情况可能是(　　) A．甲向上运动，乙向下运动，丙不动 B．甲向上运动，乙向上运动，丙不动 C．甲向上运动，乙向上运动，丙向下运动 D．甲、乙、丙都向上运动，且丙比甲、乙都慢 BCD　[在描述物体的运动时要选取参考系，而所选取的参考系不同，对物体运动的描述也不相同。本题中甲、乙、丙三架电梯中的乘客在观察高楼或其他电梯时都是以自己所乘电梯为参考系的，所以甲中乘客看到高楼向下运动，一定是高楼不动，甲向上运动；乙中乘客看到甲在向下运动，说明乙一定向上运动且比甲的速度还大，丙看到甲、乙均向上运动，丙有静止不动、向下运动和比甲、乙都小的速度向上运动三种可能，故B、C、D均正确。] eq \a\vs4\al(方法技巧) 物体运动情况的判断方法 (1)确定研究对象。 (2)根据题意选择合适的参考系。 (3)分析被研究物体相对于所选参考系的位置变化情况。　　 针对练1．(2022·天津塘沽区高一检测)如图所示为反映“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”的山水画，以下有关参考系的判断正确的是(　　) A．“竹排江中游”，以竹排上的人为参考系 B．“竹排江中游”，以竹排为参考系 C．“青山两岸走”，以竹排上的人为参考系 D．“青山两岸走”，以江岸上的树为参考系 C　[“竹排江中游”是竹排相对青山(或江岸上的树)在运动，因此是以青山(或江岸上的树)为参考系的，以竹排上的人为参考系，竹排是静止的，A错误；研究竹排的运动，不能以竹排为参考系，B错误；“青山两岸走”是青山相对竹排(或竹排上的人)在运动，因此是以竹排(或竹排上的人)为参考系的，若以江岸上的树为参考系，青山是静止的，C正确，D错误。] 针对练2．(2022·山东师范大学附中高一月考)钓鱼岛群岛自古以来就是中国领土，其附近海域是渔民祖祖辈辈传统的谋生渔场。我国派出海监编队到钓鱼岛海域护渔。如上图所示，中国海监46船(甲)和中国海监49船(乙)，在钓鱼岛领海内开展例行维权巡航。甲、乙两船并排行驶，甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，乙船内的船员发现甲船没有动。如果以钓鱼岛为参考系，上述事实说明 (　　) A．甲船向西运动，乙船不动 B．乙船向西运动，甲船不动 C．甲船向西运动，乙船向东运动 D．甲、乙两船以相等的速度都向西运动 D　[甲船上的船员看见钓鱼岛向东移，以钓鱼岛为参考系，甲船向西运动，乙船内的船员发现甲船没有动，甲、乙两船的速度、行驶的方向应该是一样的，即甲、乙两船以相等的速度都向西运动。故D项正确。] 知识点二　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？要描述冰场上的花样滑冰运动员的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如要描述空中飞机的位置，又应该怎样建立坐标系？ 提示：　田径场上，在描述百米赛跑运动员的位置时，因运动员是在一条直线上运动，故建立直线坐标系即可。在冰场上要准确地描述运动员的位置，需建立水平面内的二维坐标系。如果要确定飞机的位置，则需要建立三维直角坐标系来描述。 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 (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，如下图甲所示。 (2)二维坐标系：当物体在某一平面内做曲线运动时，需要用两个相互垂直的坐标来确定它的位置，即二维坐标系(平面坐标)，如下图乙所示。 (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，需要采用三个坐标来确定它的位置，即三维坐标系(空间坐标)，如下图丙所示。 湖中O点有一观察站，一小船从O点出发向东行驶4 km，又向北行驶3 km。(已知sin 37°＝0.6) (1)建立一个适当的坐标系，在坐标系中标出小船的初位置和末位置。 (2)在O点的观察员对小船位置的报告最为精确的是(　　) A．小船的位置离O点7 km B．小船向东北方向运动了7 km C．小船向东北方向运动了5 km D．小船的位置在东偏北37°方向距O点5 km处 解析：　(1)如果取O点为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，则小船的初位置坐标为(0，0)，末位置坐标为(4 km，3 km)，如图所示。 (2)小船虽然运动了7 km，但在O点的观察员看来，它离自己的距离是 eq \r(42＋32) km＝5 km，方向要用角度表示，sin θ＝ eq \f(3,5) ＝0.6，θ＝37°，表示小船的位置在东偏北37°方向。 答案：　(1)见解析　(2)D eq \a\vs4\al(方法技巧) 建立坐标系的方法技巧 (1)选定原点、正方向、单位长度； (2)将运动过程各相应位置在坐标系上定量表示出来； (3)利用坐标系解决问题。　　 针对练．如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300 m到达电影院，继续行驶了150 m到达度假村，又向西行驶了950 m到达博物馆，最后回到超市。 (1)以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100 m，请用直线坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置； (2)求轿车从电影院经度假村到博物馆的位置的变化。 解析：　(1)如图所示 (2)轿车从电影院经度假村到博物馆的位置变化为Δx＝－500 m－300 m＝－800 m，负号表示其方向与规定的正方向相反，即方向向西。 答案：　(1)见解析　(2)见解析 知识点三　对时刻和时间的理解 2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，火箭飞行约2 200 s后，顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨道。请问以上实例中，哪些是时间间隔？哪些是时刻？ 提示：　2020年11月24日4时30分指的是时刻，2 200秒指的是时间间隔。 1．时刻和时间在时间数轴上的表示 在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间用线段表示。如图所示，0～3 s表示3 s的时间，即前3 s；4～5 s表示第5 s内，是1 s的时间。1所对应的刻度线记为第1 s末，也为第2 s初，是时刻。 2．时刻和时间的区别与联系 时刻 时间 区 别 (1)时刻指一瞬间，对应于物体的位置或状态 (2)在时间轴上用一个点表示 (3)只有先后、早晚的区分，没有长短之分 (1)时间指两时刻之间的间隔，对应于物体所运动的过程 (2)在时间轴上用线段表示 (3)有长短之分 联系 (1)两个时刻之间的间隔即为时间，即Δt＝t2－t1 (2)时间轴上的两个点无限靠近时，它们间的时间就会趋于零，时间就趋于时刻了 如图所示是表示时间的坐标轴。请思考并讨论： (1)图中A点和B点的意义是什么？ (2)A、B之间的线段表示什么？ (3)“前2 s”在图中怎么表示？ (4)“第6 s”在图中怎么表示？ (5)“第2 s末”和“第3 s初”在图中怎么表示？它们是同一个时刻吗？ [思路点拨]　仔细揣摩第几秒“末”、第几秒“初”、几秒“内”中关键字眼的含义是区分时间与时刻的关键。 解析：　时刻是某个瞬间，时刻对应物体所处的某个状态，时间对应某段过程。时间与时刻可以在表示时间的坐标轴上表示出来，其中时间对应一段线段，有一定的长度，时刻对应一个点。 答案：　(1)A点和B点表示两个时刻，分别指第3 s末(第4 s初)和第4 s末(第5 s初) (2)时间，且时间为1 s (3)0到2 s末之间的线段表示前2 s (4)5 s末到6 s末之间的线段表示第6 s (5)“第2 s末”和“第3 s初”在题图中均为数字2所在的点，是同一时刻 eq \a\vs4\al(方法技巧) 判断时刻与时间间隔的两种方法 (1)根据上下文判断：分析题干，根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一状态，时间间隔对应的是某一过程。 (2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻和时间间隔表示出来，对应一个点的是时刻，对应一段线段的是时间间隔。　　 针对练1．下列关于甲、乙两图中计时数据的说法，正确的是(　　) A．图甲中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时刻 B．图乙中的列车到点“16：30”是指时间间隔 C．图乙中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔 D．甲、乙两图中所列计时数据均指时间间隔 C　[图甲中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时间间隔，选项A错误；图乙中的列车到点“16：30”是指时刻，选项B错误；图乙中的列车“晚点1小时8分”是指时间间隔，选项C正确，D错误。] 针对练2．(多选)北京时间2021年6月17日9时22分27秒，神舟十二号载人飞船成功发射，并于当日15时54分与天和核心舱成功对接，整个交会对接过程历时约6.5小时，之后航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。关于此次航天任务，下列说法正确的是 (　　) A．“2021年6月17日9时22分27秒”是时间间隔 B．“整个过程历时约6.5小时”是时间间隔 C．“整个过程历时约6.5小时”是时刻 D．“当日15时54分”是时刻 BD 1．(多选)关于坐标系，下列说法正确的是(　　) A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化 B．坐标系都是建立在参考系上的 C．坐标系的建立与参考系无关 D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置 ABD　[坐标系是建立在参考系上的，是用来定量描述物体的位置及位置变化的，A、B正确，C错误；描述物体的直线运动需建立一维直线坐标系，在平面内做曲线运动时需建立平面直角坐标系，D正确。] 2．(2022·浙江诸暨中学高一期中)云台山是全球首批世界地质公园，青龙峡景点有“中原第一峡谷”美誉，这里气候独特，水源丰富，植被原始完整，是生态旅游的好去处。乘坐索道缆车除观赏怡人的风景以外，还能感受悬挂在高空的刺激感。对于正在乘坐索道缆车观光的某游客来说，以下说法正确的是(　　) A．以对面的山为参考系，自己静止不动 B．以自己为参考系，看到同一缆车里的人向对面的山不断靠近 C．以自己为参考系，看到对面的山迎面走来 D．以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身前走去 C　[以对面的山为参考系，自己是运动的，选项A错误；以自己为参考系，看到同一缆车里的人是静止不动的，选项B错误；以自己为参考系，看到对面的山迎面走来，选项C正确；以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后走去，选项D错误。] 3．(多选)下列说法正确的是(　　) A．“北京时间8点整”指的是时间间隔 B．第n s内就是(n－1) s末到n s末这1 s时间间隔(n为任意正整数) C．列车在广州停15 min，指的是时间间隔 D．不管是前5 s还是第5 s，都是指时间间隔 BCD　[8点整指的是某一瞬间，是时刻，A错误；第n s内就是(n－1) s末这个时刻到n s末这个时刻间的间隔，时间间隔是1 s，B正确；15 min指一段间隔，为时间间隔，C正确；前5 s指0～5 s这一段时间间隔，第5 s指的是第4 s末至第5 s末这1 s的时间间隔，D正确。] 4．若某同学在操场上从A点开始先向南走了15 m 到B点，接着又向东走了20 m到C点，请你建立合适的坐标系描述该同学的位置及位置的变化(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)。 解析：　建立如图所示的坐标系。 设A点为坐标原点，则B点坐标为(0，15 m)，C点坐标为(20 m，15 m)。 根据几何知识 lAC＝ eq \r(xC2＋yC2) ＝ eq \r(202＋152) m＝25 m， 设AC与y轴夹角为θ，则tan θ＝ eq \f(20,15) ＝ eq \f(4,3) ，得θ＝53°，即南偏东 53°。 答案：　见解析 $$