第1节 空间和时间（导学案）物理鲁科版2019必修第一册

本文围绕空间和时间展开，承接机械运动相关知识，为后续物理学习奠基。通过理解参考系、坐标系等核心知识点，构建空间位置与时间的物理观念。借探究活动、物理学史等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于结合生活实例引导思考。特色教法能提升学生批判性思维，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性，助力学生理解抽象概念。

第1节 空间和时间 导学案 物理观念 让学生理解参考系、坐标系，构建空间位置与时间的基础物理观念。 科学思维 引导学生运用数学方法，借坐标系分析物体空间位置，培养科学思维。 科学探究 组织探究活动，促使学生用不同方式描述空间时间，提升创新能力。 科学态度 与责任 借物理学史，培养学生严谨探索的科学态度与应用物理知识的责任感。 1.理解空间、时间概念，会根据问题情境选择参考系。（重点） 2.领会空间和时间的抽象性及在不同情境下的相对性。（难点） 【知识回顾】 1.机械运动：是宇宙中的普遍现象，物理学中把物体位置随时间的变化叫机械运动. 2．机械运动的特点： （1）机械运动是一种常见的运动，一切物体都在运动，绝对静止的物体是不存在的， （2）机械运动是最简单的一种运动形式。 3.参照物的概念： （1）要描述一个物体是运动的还是静止的，要看选定哪个物体作为标准,被选择标准的物体叫做参照物. （2）同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物．这也说明了物体的运动和静止是相对的。 4.参照物的选择： （1）参照物的选定可以是任意的，运动和静止的物体都可以作为参照物，物体本身不能做参照物. 判断物体是运动还是静止，有两个步骤，一看选哪个物体作为参照物，二看被判断物体与参照物之间是否发生位置变化。如果位置变化了，是运动的；如果位置没有变化，是静止的。 （2）被选作参照物的物体，就假定该物体是静止的。 （3）一般选地面或地面上静止的物体作为参照物。生活中一般以地面为参照物时，往往不说明。 （4）描述同一物体的运动时，选择的参照物不同，结论一般不同。 【自主预习】 1．静止与运动：自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的，而运动是绝对的。 2．运动的相对性：描述某个物体的位置随时间的变化时，是相对于其他物体而言的。 3．参考系：描述物体的运动时，选定的作为参考的物体。 4．参考系的选取 (1)在描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择。 (2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同。 (3)通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以地面为参考系。 5.坐标系：物体做机械运动时，其位置会随时间发生变化，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的 坐标系 ．如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立 一维 坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立 二维 坐标系来描述物体的位置。 6.时刻：表示某一时间点，即瞬间，在时间轴上用点来表示。 7.时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用线段来表示。 8.时刻与时间间隔的联系：两个时刻之间的过程即为时间间隔。 为什么时间的流逝是单向的？在物理学中，空间是否真的是绝对“平直”的？ 一．参考系 【思考与交流1】 甲同学和乙同学第一次乘高铁列车，把一枚硬币立于窗台上。甲同学说：“硬币静止不动！”乙同学却说：“你看错了，硬币是运动的。”你认为甲乙同学的说法谁对谁错？ 要点提炼： （1）可以任意选取； （2）应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则； （3）常选择地面或相对地面静止的物体为参考系； （4）参考系的选取不同，对物体运动的描述可能不同； （5）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义。 注意：以后凡是说到运动，都应该首先选择参考系，常默认为地面或相对地面静止的物体为参考系。 二．坐标系 【思考与交流2】 以黑色的将为原点建立一个一维坐标轴确定黑色车的位置，试试能不能确定红色车的位置，再以黑色的将为原点建立一个二维坐标轴确定黑色车和红色车的位置，比一比两个坐标轴有什么不同？ 三．时间与时刻 【思考与交流3】 如图所示，你能从航班信息截图中找出哪些是表述的时刻？哪些是表述的是时间间隔吗？ 1.下列计时数据指时刻的是（　　） A．在整个90分钟的比赛中，甲、乙两足球队“互交白卷” B．他每天都看电视节目“新闻早8点” C．列车到站时间晚点5分钟 D．高考数学考试的时间是 【答案】B 【详解】A. 时刻是一个状态量，时间间隔是一个过程量，90分钟是指时间的长度，是时间间隔，A错误； B. 八点是指时间点，是时刻，B正确； C．5分钟是指时间的长度，是时间间隔，C错误； D．2小时是指时间的长度，是时间间隔，D错误；故选B。 2.第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2 月 4 日20时在北京“鸟巢”隆重开幕，运动员入场仪式上中国代表团21时24 分入场，开幕式共用时约 100 分钟。整个竞赛过程历时16 天圆满结束，于2 月20日闭幕。则（　　） A．“20时”指的是时间间隔 B．“21 时24分”指的是时间间隔 C．“约100分钟”指的是时刻 D．“16 天”指的是时间间隔 【答案】D 【详解】A．“20时”指的是时刻，故A错误； B．“21 时24分”指的是时刻，故B错误； C．“约100分钟”指的是时间间隔，故C错误； D．“16 天”指的是时间间隔，故D正确。 故选 D。 3.地面发射场竖直向上发射火箭。固定在火箭上的摄像头拍摄的直播视频里，显示地面正向下运动，这是由于参考系为（　　） A．地面 B．火箭 C．发射架 D．发射场 【答案】B 【知识点】已知物体运动情况判断参考系 【详解】在题目中，火箭在发射阶段，火箭上的摄像头观察到地面正在向下运动，这意味着我们是以运载火箭为参考系。因为运载火箭在发射时是向上运动的，所以从运载火箭的角度看，地面会显得向下运动，故选B。 4.热气球运动起源于18世纪的法国，随着球皮材料和致热燃料的普及，热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目。在一次观光游览中，甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降。从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是（　　） A．甲、乙匀速下降，v乙<v甲 B．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙>v甲 C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升 D．以上说法均不对 【答案】C 【详解】楼房和地面相当于同一参考系，所以，甲是匀速下降。乙看到甲匀速上升，说明乙也是匀速下降，且 v乙＞v甲 甲看到丙匀速上升，有三种可能：丙静止；丙匀速上升；丙匀速下降，且 v丙＜v甲 丙看到乙匀速下降，也有三种可能：丙静止；丙匀速上升；丙匀速下降，且 v丙＜v乙 故选C。 5．如图所示，一架执行救援任务的直升机悬停在钻井平台的上空，救生员抱着伤病员，缆绳正在将他们拉上飞机。若以救生员为参考系，则处于静止状态的是（　　） A．伤病员 B．直升机 C．钻井平台 D．直升机驾驶员 【答案】A 【详解】若以救生员为参考系，则处于静止状态的是伤病员；直升机、钻井平台和直升机驾驶员都是运动的。故选A。 6．图示是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是（　　） A．大地 B．摄影师 C．运动员 D．背景 【答案】BC 【详解】摄影师采用的是“追拍法”，摄影师和滑板运动员是同速运动的，所以运动的背景所选用的参考系是摄影师或运动员。故选BC。 7.如图，某演员为某汽车做广告，他在高速行驶的卡车之间气定神闲摆出“一字马”姿势，下列说法正确的是（　　）    A．以演员为参考系，卡车运动得很慢 B．以地面为参考系，演员没有动 C．以卡车为参考系，演员没有动 D．以地面为参考系，卡车是静止的 【答案】C 【详解】A．以演员为参考系，卡车是静止，故A错误； BD．以地面为参考系，演员和卡车是运动的，故BD错误； C．以卡车为参考系，演员相对卡车静止，相对卡车没有动，故C正确。故选C。 8.（2023·浙江·高考真题）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（　　） A．选地球为参考系，“天和”是静止的 B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的 C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的 D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的 【答案】C 【详解】AB．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨绕地球做圆周运动，选地球为参考系，二者都是运动的，AB错误； CD．“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，二者相对静止，C正确，D错误。 故选C。 知识梳理与关联 方法与能力提升 疑问与拓展 自我评估 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节 空间和时间 导学案 物理观念 让学生理解参考系、坐标系，构建空间位置与时间的基础物理观念。 科学思维 引导学生运用数学方法，借坐标系分析物体空间位置，培养科学思维。 科学探究 组织探究活动，促使学生用不同方式描述空间时间，提升创新能力。 科学态度 与责任 借物理学史，培养学生严谨探索的科学态度与应用物理知识的责任感。 1.理解空间、时间概念，会根据问题情境选择参考系。（重点） 2.领会空间和时间的抽象性及在不同情境下的相对性。（难点） 【知识回顾】 1.机械运动：是宇宙中的 ，物理学中把物体位置随 叫机械运动. 2．机械运动的特点： （1）机械运动是一种常见的运动，一切物体都在 ，绝对静止的物体是 的， （2）机械运动是 的一种运动形式。 3.参照物的概念： （1）要描述一个物体是运动的还是静止的，要看选定哪个物体作为标准,被选择标准的物体叫做 . （2）同一个物体是运动还是静止，取决于所选的 ．这也说明了物体的运动和静止是 的。 4.参照物的选择： （1）参照物的选定可以是 的，运动和静止的物体都可以作为参照物， 不能做参照物. 判断物体是运动还是静止，有两个步骤，一看选哪个物体作为参照物，二看被判断物体与参照物之间是否发生位置变化。如果位置变化了，是运动的；如果位置没有变化，是静止的。 （2）被选作参照物的物体，就假定该物体是 的。 （3）一般选 作为参照物。生活中一般以地面为参照物时，往往不说明。 （4）描述同一物体的运动时，选择的参照物 ，结论一般不同。 【自主预习】 1．静止与运动：自然界的一切物体都处于永恒的运动中， 的物体是不存在的，而运动是 。 2．运动的相对性：描述某个物体的位置随时间的变化时，是 其他物体而言的。 3．参考系：描述物体的 时，选定的作为 的物体。 4．参考系的选取 (1)在描述一个物体的运动时，参考系可以 选择。 (2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会 。 (3)通常情况下，在讨论地面上物体的运动时，都以 为参考系。 5.坐标系：物体做机械运动时，其位置会随时间发生变化，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的 ．如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立 坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立 坐标系来描述物体的位置。 6.时刻：表示某一时间点，即瞬间，在时间轴上用 来表示。 7.时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用 来表示。 8.时刻与时间间隔的联系：两个时刻之间的过程即为 。 为什么时间的流逝是单向的？在物理学中，空间是否真的是绝对“平直”的？ 一．参考系 【思考与交流1】 甲同学和乙同学第一次乘高铁列车，把一枚硬币立于窗台上。甲同学说：“硬币静止不动！”乙同学却说：“你看错了，硬币是运动的。”你认为甲乙同学的说法谁对谁错？ 要点提炼： （1）可以任意选取； （2）应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则； （3）常选择地面或相对地面静止的物体为参考系； （4）参考系的选取不同，对物体运动的描述可能不同； （5）比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义。 注意：以后凡是说到运动，都应该首先选择参考系，常默认为地面或相对地面静止的物体为参考系。 二．坐标系 【思考与交流2】 以黑色的将为原点建立一个一维坐标轴确定黑色车的位置，试试能不能确定红色车的位置，再以黑色的将为原点建立一个二维坐标轴确定黑色车和红色车的位置，比一比两个坐标轴有什么不同？ 三．时间与时刻 【思考与交流3】 如图所示，你能从航班信息截图中找出哪些是表述的时刻？哪些是表述的是时间间隔吗？ 1.下列计时数据指时刻的是（　　） A．在整个90分钟的比赛中，甲、乙两足球队“互交白卷” B．他每天都看电视节目“新闻早8点” C．列车到站时间晚点5分钟 D．高考数学考试的时间是 2.第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2 月 4 日20时在北京“鸟巢”隆重开幕，运动员入场仪式上中国代表团21时24 分入场，开幕式共用时约 100 分钟。整个竞赛过程历时16 天圆满结束，于2 月20日闭幕。则（　　） A．“20时”指的是时间间隔 B．“21 时24分”指的是时间间隔 C．“约100分钟”指的是时刻 D．“16 天”指的是时间间隔 3.地面发射场竖直向上发射火箭。固定在火箭上的摄像头拍摄的直播视频里，显示地面正向下运动，这是由于参考系为（　　） A．地面 B．火箭 C．发射架 D．发射场 4.热气球运动起源于18世纪的法国，随着球皮材料和致热燃料的普及，热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目。在一次观光游览中，甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降。从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是（　　） A．甲、乙匀速下降，v乙<v甲 B．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙>v甲 C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升 D．以上说法均不对 5．如图所示，一架执行救援任务的直升机悬停在钻井平台的上空，救生员抱着伤病员，缆绳正在将他们拉上飞机。若以救生员为参考系，则处于静止状态的是（　　） A．伤病员 B．直升机 C．钻井平台 D．直升机驾驶员 6．图示是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是（　　） A．大地 B．摄影师 C．运动员 D．背景 7.如图，某演员为某汽车做广告，他在高速行驶的卡车之间气定神闲摆出“一字马”姿势，下列说法正确的是（　　）    A．以演员为参考系，卡车运动得很慢 B．以地面为参考系，演员没有动 C．以卡车为参考系，演员没有动 D．以地面为参考系，卡车是静止的 8.（2023·浙江·高考真题）“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后，在轨运行如图所示，则（　　） A．选地球为参考系，“天和”是静止的 B．选地球为参考系，“神舟十五号”是静止的 C．选“天和”为参考系，“神舟十五号”是静止的D．选“神舟十五号”为参考系，“天和”是运动的 知识梳理与关联 方法与能力提升 疑问与拓展 自我评估 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$