第1节 空间和时间（讲义）物理鲁科版必修第一册

本讲义聚焦“运动的描述”核心内容，系统梳理参考系（定义、相对性及选取原则）、坐标系（一维至三维建立方法与要素）、时刻与时间间隔（概念辨析及时间轴表示）等知识点，通过初高衔接明确从定性描述到定量计算的思维跨越，搭建完整学习支架。 资料以物理观念（时空观念）和科学思维（模型建构、易错辨析）为核心，设计空轨列车参考系判断、坐标系坐标计算等实例，课中助力教师突破重难点，课后通过分层练习（基础通关、素养提升）帮助学生巩固知识，培养应用能力与严谨态度。

第1章 运动的描述 1.1 空间和时间 课标要点 1.理解参考系概念，知晓机械运动具有相对性，会合理选取参考系。 2.掌握坐标系搭建方法，能利用坐标系精准描述物体的空间位置。 3.明确时刻与时间的概念差异，可结合时间数轴区分二者。 4.建立初步时空观念，能用时空概念简单描述机械运动过程。 学习重难点 重点：掌握参考系、时刻与时间的核心概念，会用坐标系描述物体位置。 难点：辨析时刻与时间的区别，结合情境运用运动相对性分析问题。 【初高衔接】 摒弃主观感觉，依托参考系、坐标系、时空物理量，定量、精准、规范地描述物体的位置与运动变化。从“看出来的运动”到“算出来的运动”，是初高中物理最核心的跨越，也是高中物理所有力学分析的基础。 知识点 参考系 1.定义：在描述物体的运动时，被选定作为参考、假定为 不动 的其他物体。 2.理解 （1）假定性：被选作参照系的物体，我们都 假定它是静止的 。 （2）任意性：参照系可以 任意选择 ，可以是运动的物体，也可以是静止的物体。 （3）排己性：不能把 被研究的物体本身 作为参照系。因为以 被研究的物体本身 作为参照系，则其永远静止，这样就没有研究的意义了。 （4）方便性：为了更方便的研究物体，一般选取 地面 或 与地面相对静止 的物体为参照系。 （5）差异性：研究同一个物体的运动时，选取 不同 的参照系，其研究结果可能不同。 3.参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果会有所 不同 。 易错提醒 1.绝对误区：不存在绝对静止的参考系！参考系只是“假定不动”，并非真的静止，切勿认为地面、房屋是绝对静止物体。 2.审题陷阱：题目未说明参考系时，默认地面参考系；若题干指定特殊参考系（如行驶的汽车、流动的河水），必须严格按照指定参考系分析，不能凭生活直觉判断。 3.概念混淆：参考系是整体参照物体系，不是单个物体，不能说“以路边一棵树为参考系”，只能以地面、车体等整体为参考系。 随学随练 1．某地空轨是国内首条悬挂式单轨系统，它凭借“人在空中游，景在脚下飞”的独特体验，以及全自动无人驾驶、人脸识别、无感通行等创新应用吸引海内外游客。如图所示，空轨列车正在平稳运行，乘客有“景在脚下飞”的体验，则乘客选取的参考系是（　　） A．列车 B．地面 C．路边的树木 D．空轨的轨道 【答案】A 【详解】A．乘客和列车是一起运动的，两者之间的相对位置没有变化。因此，以列车为参照物，乘客自己是静止的，而脚下的景物和列车的相对位置在不断改变，所以会感觉“景在脚下飞”，故A正确； B．以地面为参考系，景物是静止的，不会出现“景在飞”的感觉，故B错误； C．以树木为参考系，景物是静止的，不会出现“景在飞”的感觉，故C错误； D．以轨道为参考系，景物是静止的，不会出现“景在飞”的感觉，故D错误。 故选A。 2．为庆祝中华人民共和国成立70周年，雄伟的空军飞机编队以整齐的队形“70”从天安门上空飞过接受检阅，如图所示。下列关于运动情况的说法正确的有（　　） A．地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系 B．飞行员看到天安门向后掠过，是以地面为参考系 C．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的 D．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的 【答案】AC 【详解】A．地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系判定飞机的运动，故A正确； B．飞行员看到天安门向后掠过，是以飞机为参考系，故B错误； CD．飞机编队以整齐的队形从天安门上空飞过，飞机之间的位置相对不变，所以以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的，故C正确，D错误。 故选AC。 知识点 坐标系 1.建立目的：定量地描述物体的位置及位置变化。 2.一维坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。如图甲所示，M点位置坐标为x= -2m。 3.二维坐标系，即平面直角坐标系。如图乙所示，M点位置坐标为(2m，1m)。 4.三维坐标系，则需要建立三维直角坐标系来描述物体的位置及位置变化，如图丙所示。 易错提醒 1. 核心误区：坐标系必须依附参考系存在，脱离参考系的坐标系无物理意义，做题时先定参考系，再建坐标系。 2. 读数陷阱：坐标正负不代表大小，只代表方向！切勿认为正数位置一定比负数位置远，位置远近只看坐标绝对值。 3. 惯性错误：默认原点固定不变，坐标系原点、正方向可根据解题需求灵活选取，无需固定在地面初始位置，灵活建系能简化计算。 随学随练 1．桌面离地面的高度是0.8m，坐标系的原点定在桌面上，向上方向为坐标轴的正方向，有A、B两点离地面的距离分别为1.9m和0.4m。那么A、B的坐标分别是（　　） A．1.1m 0.5m B．1.1m -0.4m C．1.1m -0.5m D．0.9m -0.5m 【答案】B 【详解】由题意可知A的坐标为 B的坐标为 故选B。 2．在高中物理学习中一般会用到如图所示的三种坐标系来描述物体的运动。下列说法正确的是（　　） A．无论哪种坐标系，都是为了定量描述物体的运动及运动快慢 B．若研究做直线运动物体的位置，可以用一维直线坐标系来描述 C．若研究沿直线竖直下落物体的位置，必须用三维立体坐标系来描述 D．若研究花样滑冰运动员在冰面上的位置，可以用平面直角坐标系来描述 【答案】BD 【详解】A．坐标系是为定量描述物体位置及位置变化的，故A错误； BCD．研究直线运动和竖直下落物体的运动可以用一维直线坐标系，冰面上运动员的运动可以用平面直角坐标系，故BD正确，C错误。 故选BD。 知识点 时刻和时间间隔 1．时刻：表示某一 瞬间 ，在表示时间的数轴上用点来表示。 2．时间间隔：表示某一 过程 ，在表示时间的数轴上用 线段 来表示。 3.时间间隔与时刻的区别和联系 时间间隔 时刻 区别 物理意义 两时刻间的间隔 某一瞬时 时间轴上的 表示方法 时间轴上的一段线段表示一段时间 时间轴上的点表示一个时刻 表述方法 “3 s内”、“前3 s内”、“后3 s内”、“第1 s内”、“第1 s 到第3 s”等均指时间间隔 “3 s末”、“第3 s末”、“第4 s初”、“八点半”等均指时刻 联系 两个时刻的间隔即为 时间间隔 ，即Δt＝t2－t1 易错提醒 1. 终极易混辨析：专属1s的时间间隔（如第3s内，仅指2s末到3s末，时长1s。） 2. 概念错误：时刻不能说“长短”，时间间隔不能说“瞬间”，语言描述必须贴合物理定义，答题表述不规范会扣分。 3. 计算陷阱：时间间隔是末时刻减初时刻，不可颠倒计算，结果一定为正。 随学随练 1．港珠澳大桥全长49.968公里，2018年10月24日9点正式通车，这座大桥的开通使得香港到珠海和澳门的车程仅需30分钟。文中24日9点指的是___________，30分钟指的是____________。 【答案】 时刻 时间 【详解】[1]2018年10月24日9点正式通车，24日9点指的是某一特定的时间点，是时刻； [2]香港到珠海和澳门车程仅需要30分钟，是指时间。 2．时间轴表示时间和时刻： (1)请在时间轴上表示出第1s、第2s、第3s。 (2)请在时间轴上表示出前1s、前2s、前3s。 (3)请在时间轴上表示出第1s末和第2s初、5s时和第5s末。 【答案】(1)见解析(2)见解析(3)见解析 【详解】（1） （2） （3） 拓展 参考系选取的最优逻辑 1.底层规律：运动绝对，描述相对。一切宏观物体都在永恒运动，不存在绝对静止的物体，参考系只是人为假定静止的标准，是人为建立的观测视角。参考系选取没有对错，只有简便与否。 2.选取通用规律： ①研究地面物体运动，优先地面参考系，最符合日常观测习惯； ②研究两个物体的相对运动（两车、两船），选取其中一个物体为参考系，可把复杂的双运动问题简化为单物体运动； ③不能选择研究对象自身作为参考系，物体相对自身永远静止，失去研究运动的意义。 活学活用 1．复兴号高铁动车组运行在玉林北至南宁东的途中，高铁内静座的乘客发现自己是运动的，则该乘客选取参考系为（　　） A．车厢 B．邻座的乘客 C．远处的山峰 D．窗台上静止的水杯 【答案】C 【详解】如果乘客发现自己是运动的，那么他选择的参考系应该是与他相对位置发生变化的物体。在这种情况下，远处的山峰是与乘客相对运动的，因此乘客会感觉自己是运动的。 故选C。 2．北斗七星有围绕北极星自东向西转的规律，我国古代的星象学家把这种规律形象地叫做“斗转星移”，“斗转星移”所选的参考系为（　　） A．月球 B．北极星 C．地面 D．地心 【答案】B 【详解】“斗转星移” 描述的是北斗七星围绕北极星自东向西转动，这里是把北极星当作静止的参考系，来观察北斗七星的运动，所以所选的参考系为北极星。 故选B。 拓展 坐标系的建模本质 1.初高中思维升级：初中只用文字说清“在哪、往哪动”，高中把空间位置数学化建模，坐标系就是把抽象的空间，转化为可计算的数字坐标，实现定性描述到定量计算的跨越。 2.坐标系层级逻辑：一维直线坐标系是根基，平面、三维坐标系都是一维的延伸。 活学活用 1．某人从A点出发，先向正东走了15m到B点，然后向正北又走了15m到C点，如果以正东方向和正北方向建立二维直角坐标系，如图所示，则最后到达的位置C（图中未画出）的坐标为（　　） A．（3，2） B．（4，2） C．（3，3） D．（2，3） 【答案】C 【详解】某人从A点出发，先向正东走了15m到B点，然后向正北又走了15m到C点，则最后到达的位置C的坐标（3，3）。 故选C。 2．关于物体在空间某点位置的描述，中正确的是（　　） A．在班级管理中，无法用“第几行、第几列”定位某同学的座位； B．可以用平面直角坐标系（二维直角坐标系）精确标定某物体在空间某点的位置； C．可以用空间直角坐标系（三维直角坐标系）精确标定某物体在空间某点的位置； D．在航线管理中，经常借助地理坐标系统（即经纬度）来标定巨轮在大海中的位置。 【答案】CD 【详解】A．在班级管理中，可以用“第几行、第几列”定位某同学的座位，A错误； B．可以用平面直角坐标系（二维直角坐标系）精确标定某物体在某平面某点的位置，不能准确描述空间某点的位置，B错误； C．空间某点的位置需要用三维坐标表示，可以用空间直角坐标系（三维直角坐标系）精确标定某物体在空间某点的位置，C正确； D．在航线管理中，经常借助地理坐标系统（即经纬度）来标定巨轮在大海中的位置，D正确。 故选CD。 拓展 瞬时与过程的物理逻辑 1.辩证关系：时刻是静态“快照”，定格某一瞬间的状态（位置、瞬时速度）；时间间隔是动态“片段”，对应一段完整运动过程。无数连续的时刻，累积成一段时间间隔，二者密不可分。 2.时间轴模型本质：用数轴具象化时间，把抽象的时间直观可视化，是物理数形结合的经典模型，贯穿整个运动学。 活学活用 1．中国高铁是中国呈现给世界的一张靓丽的“名片”。在南京旅游的小帅决定乘高铁回上海，于是查到了如图所示的列车时刻表。他起初觉得G139次列车蛮好的，18:21出发，历时刚好一个半小时到达上海虹桥。但考虑到去南京南车站时间有点紧，遂选择了G141次列车。关于G141次列车的相关信息，下列说法正确的是（　　） A．“18:41”指时间间隔 B．“20:13”指时间间隔 C．“01:32”指时间间隔 D．“01:32”指时刻 【答案】C 【详解】A．“18:41”指经过南京南的时间，描述的是一个状态，可知，“18:41”指时刻，故A错误； B．“20:13”指经过终点站上海虹桥的时间，描述的是一个状态，可知，“20:13”指时刻，故B错误； CD．“01:32”指从南京南到上海虹桥的时间，描述的是一个过程，可知，“01:32”指时间间隔，故C正确，D错误。 故选C。 2．为了让同学们在紧张的学习之余放松身心，锻炼身体，高中部开展了跑操活动。每天下午17：20开始跑操，某天下午1班同学绕跑道跑了两圈用时大约6分钟。下列对这两个生活中的时间说法正确的是（　　） A．“17:20”指时间，“6分钟”指时刻 B．“17:20”指时刻，“6分钟”指时间 C．“17:20”、“6分钟”在时间轴上分别用点和线段来表示 D．“17:20”，“6分钟”在时间轴上均用线段来表示 【答案】BC 【详解】根据题意可知，“17:20”指时刻，“6分钟”指时间；则 “17:20” 、“6分钟”在时间轴上分别用点和线段来表示。 故选BC。 基础通关 1．小宁在运行的电扶梯往下跑，旁边有人提醒：“这样很危险，应该站着不动。”如图所示，小宁“站着不动”是相对于（　　） A．商场里的地面 B．展柜里陈列的商品 C．所站的电扶梯 D．商场里走动的顾客 【答案】C 【详解】A．以商场里的地面为参照物，小宁的相对位置改变，是运动的，故A不符合题意； B．以展柜里陈列的商品为参照物，小宁的相对位置改变，是运动的，故B不符合题意； C．以所站的电扶梯为参照物，小宁的相对位置不变，是静止的，故C符合题意； D．以商场里走动的顾客为参照物，小宁的相对位置改变，是运动的，故D不符合题意。 故选C。 2．小桂每天坚持到公园跑步锻炼身体，跑步过程中小桂感觉绿道旁的树木在不断向后跑，他选择的参考系可能是（　　） A．地面 B．树底的小草 C．绿道旁的路灯 D．小桂自己 【答案】D 【详解】A．地面是静止的，若以地面为参考系，树木应静止，与小桂的观察不符，故A错误。 B．树底的小草与地面同属静止参考系，树木应静止，故B错误。 C．绿道旁的路灯同样静止，若以此为参考系，树木不会向后运动，故C错误。 D．小桂以自己为参考系时，自身静止，周围树木相对于他向后运动，与题意相符，故D正确。 故选D。 3．要确定一辆行驶在北京长安街上汽车的位置，可以沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，汽车的位置就可以用它的坐标准确地描述出来（　　） A．如果汽车的坐标是30m，表示它在岗亭以西30m处 B．如果汽车的坐标是－20m，表示它在岗亭以东20m处 C．如果汽车的坐标由30m变为－20m，表示它由东向西运动了10m D．如果汽车的坐标由30m变为－20m，表示它由东向西运动了50m 【答案】D 【详解】A．如果汽车的坐标是30m，表示它在岗亭以东30m处，故A错误； B．如果汽车的坐标是－20m，表示它在岗亭以西20m处，故B错误； CD．如果汽车的坐标由30m变为－20m，则汽车的坐标变化量为 表示它由东向西运动了50m，故C错误，D正确。 故选D。 4．雅拉香波珠峰修路队为了科考队员顺利登顶珠峰，于2023年5月22日11时05分成功打通登顶之路，并在顶峰停留55分钟。其中（　　） A．“11时05分”和“55分钟”都指的是时刻 B．“11时05分”和“55分钟”都指的是时间间隔 C．“11时05分”指的是时间间隔，“55分钟”指的是时刻 D．“11时05分”指的是时刻，“55分钟”指的是时间间隔 【答案】D 【详解】“11时05分”对应某一瞬间，是时刻；“55分钟”表示停留的时长，是时间间隔，D选项符合题意。 故选D。 5．某一列车从贵阳北站到遵义站的时刻表如下。关于表中数据，下列说法正确的是（　　） 站名 到站时 出发时 停留时 贵阳北站 18:36 18:40 4分钟 遵义站 19:30 19:35 5分钟 A．“4分钟”指时刻 B．“5分钟”指时间间隔 C．“18:36”指时间间隔 D．“19:35”指时间间隔 【答案】B 【详解】A．“4分钟”是列车在贵阳北站停留的时长，属于时间间隔，故A错误； B．“5分钟”是列车在遵义站停留的时长，属于时间间隔，故B正确； C．“18:36”是列车到达贵阳北站的具体时间点，属于时刻，故C错误； D．“19:35”是列车从遵义站出发的具体时间点，属于时刻，故D错误。 故选B。 6．2026年“苏超”联赛期间，徐州奥体中心设有高空平台体验。在一次高空平台体验中，小明在匀速上升的平台上，以平台为参照物，观察到下方场馆（　　） A．逐渐变大 B．静止不动 C．向上运动 D．向下运动 【答案】D 【详解】平台在匀速上升，而场馆是固定在地面上的，是静止的。 以平台为参照物，相当于平台是静止的，那么场馆相对于平台的运动方向是向下运动。 A．逐渐变大描述的是物体的视角大小变化，而不是运动状态。随着平台上升，小明与场馆的距离变大，从视角上看，场馆会逐渐变小，而不是变大，故A不符合题意； B．如果场馆相对于平台静止，那么场馆和平台的运动状态应该相同，但场馆是静止在地面上的，而平台在上升，所以场馆不可能相对于平台静止，故B不符合题意； C．如果以场馆为参照物，平台是向上运动的，但这里是以平台为参照物，所以场馆应该是向下运动，而不是向上运动，故C不符合题意； D．以平台为参照物，平台是静止的，场馆在地面上不动，而平台上升，所以场馆相对于平台是向下运动的，故D符合题意。 故选D。 7．珠江夜游是广州的一大特色，置身于游船内的小明，在波光粼粼的参考系可能是（　　） A．“小蛮腰” B．岸上的行人 C．乘坐的游轮 D．岸上的树 【答案】C 【详解】小明在游轮上，与游轮的相对位置不变，以游轮为参照物，小明是静止的；小明随游轮移动，相对于广州塔和岸上的树的位置不断变化，小明是运动的；游轮在行驶，小明相对于岸上的行人的位置不断变化，小明是运动的。 故选C。 8．某人骑车向正东方向行驶，看到插在车上的小旗向正南方向飘动，假设风速保持不变，骑车人沿正南方向行驶时，小旗的飘动方向不可能的是（　　） A．正东方向 B．正北方向 C．东偏南方向 D．东偏北方向 【答案】B 【详解】由“某人骑车向正东方向行驶，看到插在车上的小旗向正南方向飘动”，说明风向为东南方向；骑车人沿正南方向行驶时，由于风向为东南，则小旗的方向一定会向东，如果偏南的风速与车的速度相同，则小旗飘向正东方向；若偏南的风速小于车的速度，则小旗将飘向东偏北方向；若偏南的风速大于车的速度，则小旗将东偏南的方向。故无论风速如何小旗不可能飘向正北方向。 故选B。 9．国庆期间，小张和妈妈一起自驾去郑州游玩。下列说法正确的是（　　） A．若小张发现妈妈是运动的，而路旁的建筑物是静止的，则小张所选的参考系可能是路边的电线杆 B．若小张发现妈妈是运动的，而路旁的建筑物是静止的，则小张所选的参考系可能是他所乘坐的汽车 C．若小张发现妈妈是静止的，而路旁的建筑物在后退，则小张所选的参考系可能是路边的电线杆 D．若小张发现妈妈是静止的，而路旁的建筑物在后退，则小张所选的参考系可能是他所乘坐的汽车 【答案】AD 【详解】AC．当小张以路边的电线杆为参考系时，妈妈是运动的，而路旁的建筑物是静止的，A正确，C错误； BD．当小张以他所乘坐的汽车为参考系时，妈妈是静止的，而路旁的建筑物在后退，B错误，D正确。 故选AD。 10．为了定量描述物体位置变化，往往要建立坐标系。要准确地描述百米赛跑中运动员的运动情况，可建立______坐标系。如果我们以百米跑道的中点处为直线坐标系的原点，指向终点为坐标系的正方向，那么，起跑点的坐标为________，终点的坐标为______。小华参加百米赛跑，跑了20m时坐标为______；跑了70m时坐标为______。 【答案】 直线 -50m 50m -30m 20m 【详解】[1]由于运动员的轨迹是直线，可建立直线坐标系。 [2][3][4][5]如果以百米跑道的中点处为直线坐标系的原点，指向终点为坐标系的正方向，那么，起跑点在坐标原点的反方向上，距离原点50m，所以坐标为-50m，终点在坐标原点的正方向上，距离原点50m，所以坐标为50m。同理，小华跑了20m时坐标为-30m；跑了70m时坐标为20m。 素养提升 11.．如图所示为一个刻有“热爱中国”四个字的轮子，现该轮子在地面上做无滑滚动，张明明同学在轮子滚动到他正前方时给轮子拍了一张照片，在照片上这四个字中最清晰的是（　　） A．“热” B．“爱” C．“中” D．“国” 【答案】C 【详解】轮子在无滑滚动过程中，图示的热字相对地面向右运动，爱字相对地面向下运动，国字相对地面向上运动，而中字相对地面处于静止状态，即只有中相对于张明明同学处于静止状态，可知，在照片上这四个字中最清晰的是中字。 故选C。 12．在某校举行的创新设计大赛上，某班“科技之光”兴趣小组设计了一种音乐钟，该音乐钟每隔一段相等的时间就发出一段1分钟的美妙乐声。已知上午9时和9时41分发出乐声。下列有关该音乐钟的说法正确的是（　　） A．上午9时和9时41分发出乐声，9时和9时41分指的是时间间隔 B．该音乐钟每隔40分钟发出一次乐声，每隔40分钟指的是时间间隔 C．该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐声，1分钟指的是时刻 D．该音乐钟在上午10时22分时会再次发出乐声，10时22分指的是时间间隔 【答案】B 【详解】A．9时和9时41分在时间轴上对应一个点，所以表示时刻，故A错误； B．40分钟在时间轴上对应一个时间段，所以表示时间间隔，故B正确； C．1分钟对应一个时间段，表示时间间隔，故C错误； D．10时22分对应时间点，表示时刻，故D错误。 故选B。 13．甲、乙、丙三个人各坐在一个热气球上，三个热气球或静止或沿竖直方向运动。已知甲乘坐的气球正在上升，乙看见甲静止不动，丙看见甲正在上升，则以下说法中正确的是（　　） A．甲将会看见地面向他扑面而来 B．甲将会看见地面正在离他而去 C．乙乘坐的气球正在空中静止不动 D．丙乘坐的气球可能在空中静止不动 【答案】BD 【详解】AB．甲乘坐的气球正在上升，甲将会看见地面远他而去，故A错误，B正确； C．甲乘坐的气球正在上升，乙看见甲静止不动，甲与乙相对静止，乙与甲相同速度上升，故C错误； D．甲乘坐的气球正在上升，丙看见甲正在上升，丙乘坐的气球可能在空中静止不动可能向下运动也可能向上运动但不如甲运动的速度大，故D正确。 故选BD。 14．如图所示，一辆车沿着笔直的公路向东做匀速直线运动。某时起，位于车厢中间位置的甲、乙两人分别以不变的速率朝着车厢的前、后壁移动，经过一段时间，甲到达车厢前壁的同时，乙刚好到达车厢后壁，则在这段时间内（　　） A．甲、乙两人相对地面移动的速率相等 B．甲、乙两人相对车厢移动的速率相等 C．站在地面不动的人观察到甲一定向东移动 D．站在地面不动的人观察到乙一定向西移动 【答案】BC 【详解】AB．已知甲、乙两人分别以不变的速率朝着车厢的前、后壁移动，经过一段时间，甲到达车厢前壁的同时，乙刚好到达车厢后壁，说明以车厢为参考系，甲、乙两人的速度大小相等，方向相反。根据题图可知，甲向前，其相对车厢速度方向向东，乙向后，其相对车厢速度方向向西，因此，甲、乙两人相对地面移动的速率不相等，但相对车厢移动的速率相等，故A错误，B正确； C．车速向东，甲相对于车厢的速度方向也向东，则甲相对于地面的速度方向一定向东，站在地面不动的人观察到甲一定向东移动，故C正确； D．车速向东，乙相对于车厢的速度方向向西，由于不知道两个速度的大小关系，则乙相对于地面的速度方向可能向东，可能向西，还可能静止不动，因此，站在地面不动的人观察到乙可能向西移动，可能向东移动，可能静止不动，故D错误。 故选BC。 15．描述高空中飞行的飞机时可建立三维的空间坐标系。如图所示为三种不同的坐标系，其中：（A）中M点位置坐标为____；（B）中N点位置坐标为_____；（C）中P点位置坐标为_____。 【答案】 x＝2m 【详解】[1] M点位置坐标为 [2] N点在平面直角坐标系中，位置坐标为 即 [3] P点在空间三维坐标系中，位置坐标为 即 迁移创新 16．一个木箱漂流在河中，随平稳流动的河水向下游漂去，某时刻，在木箱的上游和下游各有一条小船，两船距木箱距离相同，并同时开始划向木箱，若两船在静水中划行的速度大小相同，那么（　　） A．上游小船先捞到木箱 B．下游小船先捞到木箱 C．两船同时到达木箱处 D．条件不足无法判断 【答案】C 【详解】以河水为参考系，木箱处于静止状态，而两条船速度大小相等，距木箱也相同，因此同时到达木箱处。 故选C。 17．如图，长为L的车厢正以速度v匀速向右运动，车厢底面光滑。现有两只完全相同的小球，从车厢中点以相同的速率分别向前、向后匀速运动（相对于车厢），在车厢内的观察者看来，小球是否同时到达车的前后壁？________；在地上的观察者看来，小球是否同时到达车的前后壁？________。（两条横线上填“是”或者“否”）。 【答案】 是 是 【详解】[1]在车上的观察者看来两小球相对于车都做速率为v0的匀速直线运动，到达车的前后壁的时间均为 即两小球同时到达前后壁。 [2] 设向右为正方向，在地上的观察者看来，车行驶的速度为v，小球B的速度为 小球A的速度为 A球到达后车壁的时间满足 B球到达前车壁的时间满足 联立解得 即两小球同时到达车的前后壁。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1章 运动的描述 1.1 空间和时间 课标要点 1.理解参考系概念，知晓机械运动具有相对性，会合理选取参考系。 2.掌握坐标系搭建方法，能利用坐标系精准描述物体的空间位置。 3.明确时刻与时间的概念差异，可结合时间数轴区分二者。 4.建立初步时空观念，能用时空概念简单描述机械运动过程。 学习重难点 重点：掌握参考系、时刻与时间的核心概念，会用坐标系描述物体位置。 难点：辨析时刻与时间的区别，结合情境运用运动相对性分析问题。 【初高衔接】 摒弃主观感觉，依托参考系、坐标系、时空物理量，定量、精准、规范地描述物体的位置与运动变化。从“看出来的运动”到“算出来的运动”，是初高中物理最核心的跨越，也是高中物理所有力学分析的基础。 知识点 参考系 1.定义：在描述物体的运动时，被选定作为参考、假定为 的其他物体。 2.理解 （1）假定性：被选作参照系的物体，我们都 。 （2）任意性：参照系可以 ，可以是运动的物体，也可以是静止的物体。 （3）排己性：不能把 作为参照系。因为以 作为参照系，则其永远静止，这样就没有研究的意义了。 （4）方便性：为了更方便的研究物体，一般选取 或 的物体为参照系。 （5）差异性：研究同一个物体的运动时，选取 的参照系，其研究结果可能不同。 3.参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果会有所 。 易错提醒 1.绝对误区：不存在绝对静止的参考系！参考系只是“假定不动”，并非真的静止，切勿认为地面、房屋是绝对静止物体。 2.审题陷阱：题目未说明参考系时，默认地面参考系；若题干指定特殊参考系（如行驶的汽车、流动的河水），必须严格按照指定参考系分析，不能凭生活直觉判断。 3.概念混淆：参考系是整体参照物体系，不是单个物体，不能说“以路边一棵树为参考系”，只能以地面、车体等整体为参考系。 随学随练 1．某地空轨是国内首条悬挂式单轨系统，它凭借“人在空中游，景在脚下飞”的独特体验，以及全自动无人驾驶、人脸识别、无感通行等创新应用吸引海内外游客。如图所示，空轨列车正在平稳运行，乘客有“景在脚下飞”的体验，则乘客选取的参考系是（　　） A．列车 B．地面 C．路边的树木 D．空轨的轨道 2．为庆祝中华人民共和国成立70周年，雄伟的空军飞机编队以整齐的队形“70”从天安门上空飞过接受检阅，如图所示。下列关于运动情况的说法正确的有（　　） A．地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系 B．飞行员看到天安门向后掠过，是以地面为参考系 C．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的 D．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的 知识点 坐标系 1.建立目的：定量地描述物体的 。 2.一维坐标系的三要素： 、 和 。如图甲所示，M点位置坐标为x=-2m。 3.二维坐标系，即平面直角坐标系。如图乙所示，M点位置坐标为(2m，1m)。 4.三维坐标系，则需要建立三维直角坐标系来描述物体的位置及位置变化，如图丙所示。 易错提醒 1. 核心误区：坐标系必须依附参考系存在，脱离参考系的坐标系无物理意义，做题时先定参考系，再建坐标系。 2. 读数陷阱：坐标正负不代表大小，只代表方向！切勿认为正数位置一定比负数位置远，位置远近只看坐标绝对值。 3. 惯性错误：默认原点固定不变，坐标系原点、正方向可根据解题需求灵活选取，无需固定在地面初始位置，灵活建系能简化计算。 随学随练 1．桌面离地面的高度是0.8m，坐标系的原点定在桌面上，向上方向为坐标轴的正方向，有A、B两点离地面的距离分别为1.9m和0.4m。那么A、B的坐标分别是（　　） A．1.1m 0.5m B．1.1m -0.4m C．1.1m -0.5m D．0.9m -0.5m 2．在高中物理学习中一般会用到如图所示的三种坐标系来描述物体的运动。下列说法正确的是（　　） A．无论哪种坐标系，都是为了定量描述物体的运动及运动快慢 B．若研究做直线运动物体的位置，可以用一维直线坐标系来描述 C．若研究沿直线竖直下落物体的位置，必须用三维立体坐标系来描述 D．若研究花样滑冰运动员在冰面上的位置，可以用平面直角坐标系来描述 知识点 时刻和时间间隔 1．时刻：表示某一 ，在表示时间的数轴上用点来表示。 2．时间间隔：表示某一 ，在表示时间的数轴上用 来表示。 3.时间间隔与时刻的区别和联系 时间间隔 时刻 区别 物理意义 两时刻间的间隔 某一瞬时 时间轴上的 表示方法 时间轴上的一段线段表示一段时间 时间轴上的点表示一个时刻 表述方法 “3 s内”、“前3 s内”、“后3 s内”、“第1 s内”、“第1 s 到第3 s”等均指时间间隔 “3 s末”、“第3 s末”、“第4 s初”、“八点半”等均指时刻 联系 两个时刻的间隔即为 ，即Δt＝t2－t1 易错提醒 1. 终极易混辨析：专属1s的时间间隔（如第3s内，仅指2s末到3s末，时长1s。） 2. 概念错误：时刻不能说“长短”，时间间隔不能说“瞬间”，语言描述必须贴合物理定义，答题表述不规范会扣分。 3. 计算陷阱：时间间隔是末时刻减初时刻，不可颠倒计算，结果一定为正。 随学随练 1．港珠澳大桥全长49.968公里，2018年10月24日9点正式通车，这座大桥的开通使得香港到珠海和澳门的车程仅需30分钟。文中24日9点指的是___________，30分钟指的是____________。 2．时间轴表示时间和时刻： (1)请在时间轴上表示出第1s、第2s、第3s。 (2)请在时间轴上表示出前1s、前2s、前3s。 (3)请在时间轴上表示出第1s末和第2s初、5s时和第5s末。 拓展 参考系选取的最优逻辑 1.底层规律：运动绝对，描述相对。一切宏观物体都在永恒运动，不存在绝对静止的物体，参考系只是人为假定静止的标准，是人为建立的观测视角。参考系选取没有对错，只有简便与否。 2.选取通用规律： ①研究地面物体运动，优先地面参考系，最符合日常观测习惯； ②研究两个物体的相对运动（两车、两船），选取其中一个物体为参考系，可把复杂的双运动问题简化为单物体运动； ③不能选择研究对象自身作为参考系，物体相对自身永远静止，失去研究运动的意义。 活学活用 1．某人从A点出发，先向正东走了15m到B点，然后向正北又走了15m到C点，如果以正东方向和正北方向建立二维直角坐标系，如图所示，则最后到达的位置C（图中未画出）的坐标为（　　） A．（3，2） B．（4，2） C．（3，3） D．（2，3） 2．关于物体在空间某点位置的描述，中正确的是（　　） A．在班级管理中，无法用“第几行、第几列”定位某同学的座位； B．可以用平面直角坐标系（二维直角坐标系）精确标定某物体在空间某点的位置； C．可以用空间直角坐标系（三维直角坐标系）精确标定某物体在空间某点的位置； D．在航线管理中，经常借助地理坐标系统（即经纬度）来标定巨轮在大海中的位置。 拓展 坐标系的建模本质 1.初高中思维升级：初中只用文字说清“在哪、往哪动”，高中把空间位置数学化建模，坐标系就是把抽象的空间，转化为可计算的数字坐标，实现定性描述到定量计算的跨越。 2.坐标系层级逻辑：一维直线坐标系是根基，平面、三维坐标系都是一维的延伸。 活学活用 1．某人从A点出发，先向正东走了15m到B点，然后向正北又走了15m到C点，如果以正东方向和正北方向建立二维直角坐标系，如图所示，则最后到达的位置C（图中未画出）的坐标为（　　） A．（3，2） B．（4，2） C．（3，3） D．（2，3） 2．关于物体在空间某点位置的描述，中正确的是（　　） A．在班级管理中，无法用“第几行、第几列”定位某同学的座位； B．可以用平面直角坐标系（二维直角坐标系）精确标定某物体在空间某点的位置； C．可以用空间直角坐标系（三维直角坐标系）精确标定某物体在空间某点的位置； D．在航线管理中，经常借助地理坐标系统（即经纬度）来标定巨轮在大海中的位置。 拓展 瞬时与过程的物理逻辑 1.辩证关系：时刻是静态“快照”，定格某一瞬间的状态（位置、瞬时速度）；时间间隔是动态“片段”，对应一段完整运动过程。无数连续的时刻，累积成一段时间间隔，二者密不可分。 2.时间轴模型本质：用数轴具象化时间，把抽象的时间直观可视化，是物理数形结合的经典模型，贯穿整个运动学。 活学活用 1．中国高铁是中国呈现给世界的一张靓丽的“名片”。在南京旅游的小帅决定乘高铁回上海，于是查到了如图所示的列车时刻表。他起初觉得G139次列车蛮好的，18:21出发，历时刚好一个半小时到达上海虹桥。但考虑到去南京南车站时间有点紧，遂选择了G141次列车。关于G141次列车的相关信息，下列说法正确的是（　　） A．“18:41”指时间间隔 B．“20:13”指时间间隔 C．“01:32”指时间间隔 D．“01:32”指时刻 2．为了让同学们在紧张的学习之余放松身心，锻炼身体，高中部开展了跑操活动。每天下午17：20开始跑操，某天下午1班同学绕跑道跑了两圈用时大约6分钟。下列对这两个生活中的时间说法正确的是（　　） A．“17:20”指时间，“6分钟”指时刻 B．“17:20”指时刻，“6分钟”指时间 C．“17:20”、“6分钟”在时间轴上分别用点和线段来表示 D．“17:20”，“6分钟”在时间轴上均用线段来表示 =基础通关 1．小宁在运行的电扶梯往下跑，旁边有人提醒：“这样很危险，应该站着不动。”如图所示，小宁“站着不动”是相对于（　　） A．商场里的地面 B．展柜里陈列的商品 C．所站的电扶梯 D．商场里走动的顾客 2．小桂每天坚持到公园跑步锻炼身体，跑步过程中小桂感觉绿道旁的树木在不断向后跑，他选择的参考系可能是（　　） A．地面 B．树底的小草 C．绿道旁的路灯 D．小桂自己 3．要确定一辆行驶在北京长安街上汽车的位置，可以沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，汽车的位置就可以用它的坐标准确地描述出来（　　） A．如果汽车的坐标是30m，表示它在岗亭以西30m处 B．如果汽车的坐标是－20m，表示它在岗亭以东20m处 C．如果汽车的坐标由30m变为－20m，表示它由东向西运动了10m D．如果汽车的坐标由30m变为－20m，表示它由东向西运动了50m 4．雅拉香波珠峰修路队为了科考队员顺利登顶珠峰，于2023年5月22日11时05分成功打通登顶之路，并在顶峰停留55分钟。其中（　　） A．“11时05分”和“55分钟”都指的是时刻 B．“11时05分”和“55分钟”都指的是时间间隔 C．“11时05分”指的是时间间隔，“55分钟”指的是时刻 D．“11时05分”指的是时刻，“55分钟”指的是时间间隔 5．某一列车从贵阳北站到遵义站的时刻表如下。关于表中数据，下列说法正确的是（　　） 站名 到站时 出发时 停留时 贵阳北站 18:36 18:40 4分钟 遵义站 19:30 19:35 5分钟 A．“4分钟”指时刻 B．“5分钟”指时间间隔 C．“18:36”指时间间隔 D．“19:35”指时间间隔 6．2026年“苏超”联赛期间，徐州奥体中心设有高空平台体验。在一次高空平台体验中，小明在匀速上升的平台上，以平台为参照物，观察到下方场馆（　　） A．逐渐变大 B．静止不动 C．向上运动 D．向下运动 7．珠江夜游是广州的一大特色，置身于游船内的小明，在波光粼粼的珠江河面上，随游轮缓缓前行，可看到地标性建筑广州塔，也叫“小蛮腰”。他说自己是静止的，他选择的参考系可能是（　　） A．“小蛮腰” B．岸上的行人 C．乘坐的游轮 D．岸上的树 8．某人骑车向正东方向行驶，看到插在车上的小旗向正南方向飘动，假设风速保持不变，骑车人沿正南方向行驶时，小旗的飘动方向不可能的是（　　） A．正东方向 B．正北方向 C．东偏南方向 D．东偏北方向 9．国庆期间，小张和妈妈一起自驾去郑州游玩。下列说法正确的是（　　） A．若小张发现妈妈是运动的，而路旁的建筑物是静止的，则小张所选的参考系可能是路边的电线杆 B．若小张发现妈妈是运动的，而路旁的建筑物是静止的，则小张所选的参考系可能是他所乘坐的汽车 C．若小张发现妈妈是静止的，而路旁的建筑物在后退，则小张所选的参考系可能是路边的电线杆 D．若小张发现妈妈是静止的，而路旁的建筑物在后退，则小张所选的参考系可能是他所乘坐的汽车 10．为了定量描述物体位置变化，往往要建立坐标系。要准确地描述百米赛跑中运动员的运动情况，可建立______坐标系。如果我们以百米跑道的中点处为直线坐标系的原点，指向终点为坐标系的正方向，那么，起跑点的坐标为________，终点的坐标为______。小华参加百米赛跑，跑了20m时坐标为______；跑了70m时坐标为______。 素养提升 11.．如图所示为一个刻有“热爱中国”四个字的轮子，现该轮子在地面上做无滑滚动，张明明同学在轮子滚动到他正前方时给轮子拍了一张照片，在照片上这四个字中最清晰的是（　　） A．“热” B．“爱” C．“中” D．“国” 12．在某校举行的创新设计大赛上，某班“科技之光”兴趣小组设计了一种音乐钟，该音乐钟每隔一段相等的时间就发出一段1分钟的美妙乐声。已知上午9时和9时41分发出乐声。下列有关该音乐钟的说法正确的是（　　） A．上午9时和9时41分发出乐声，9时和9时41分指的是时间间隔 B．该音乐钟每隔40分钟发出一次乐声，每隔40分钟指的是时间间隔 C．该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐声，1分钟指的是时刻 D．该音乐钟在上午10时22分时会再次发出乐声，10时22分指的是时间间隔 13．甲、乙、丙三个人各坐在一个热气球上，三个热气球或静止或沿竖直方向运动。已知甲乘坐的气球正在上升，乙看见甲静止不动，丙看见甲正在上升，则以下说法中正确的是（　　） A．甲将会看见地面向他扑面而来 B．甲将会看见地面正在离他而去 C．乙乘坐的气球正在空中静止不动 D．丙乘坐的气球可能在空中静止不动 14．如图所示，一辆车沿着笔直的公路向东做匀速直线运动。某时起，位于车厢中间位置的甲、乙两人分别以不变的速率朝着车厢的前、后壁移动，经过一段时间，甲到达车厢前壁的同时，乙刚好到达车厢后壁，则在这段时间内（　　） A．甲、乙两人相对地面移动的速率相等 B．甲、乙两人相对车厢移动的速率相等 C．站在地面不动的人观察到甲一定向东移动 D．站在地面不动的人观察到乙一定向西移动 15．描述高空中飞行的飞机时可建立三维的空间坐标系。如图所示为三种不同的坐标系，其中：（A）中M点位置坐标为____；（B）中N点位置坐标为_____；（C）中P点位置坐标为_____。 迁移创新 16．一个木箱漂流在河中，随平稳流动的河水向下游漂去，某时刻，在木箱的上游和下游各有一条小船，两船距木箱距离相同，并同时开始划向木箱，若两船在静水中划行的速度大小相同，那么（　　） A．上游小船先捞到木箱 B．下游小船先捞到木箱 C．两船同时到达木箱处 D．条件不足无法判断 17．如图，长为L的车厢正以速度v匀速向右运动，车厢底面光滑。现有两只完全相同的小球，从车厢中点以相同的速率分别向前、向后匀速运动（相对于车厢），在车厢内的观察者看来，小球是否同时到达车的前后壁？________；在地上的观察者看来，小球是否同时到达车的前后壁？________。（两条横线上填“是”或者“否”）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $