第1章 第1节 空间和时间（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（鲁科版）

第1节　空间和时间

[学习目标]　1.知道机械运动的定义，理解参考系的概念，并知道物体的运动具有相对性(难点)。2.掌握描述运动的方法，会建立一维坐标系，并在坐标系中表示物体的位置。3.知道时刻和时间的区别和联系(重点)。

一、机械运动

如图，在运行的观光电梯中，站在电梯里的人观察电梯是静止的；而地面上的人却观察到电梯正在上升，对此你有什么看法？

答案　运动的描述是相对的，选择不同的参照物，对同一物体的运动的描述可能不同。若以电梯里的乘客为参照物，电梯是静止的，若以地面为参照物，电梯是运动的。

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，是自然界最基本、最普遍的运动形式，简称运动。

2.运动与静止

(1)自然界的一切物体都处于永恒的运动中，运动是绝对的。

(2)描述某个物体的位置随时间的变化，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的相对性。

3.参考系

动与静是相对的，人们必须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。

4.参考系的四个特性：

(1)标准性：用来作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。

(2)任意性：参考系的选取具有任意性，但应以观察方便和运动的描述尽可能简洁、方便为原则。

(3)差异性：选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，其结果不一定相同(填“一定相同”或“不一定相同”)。

(4)统一性：比较不同物体的运动时，应该选择同一(填“同一”或“不同”)参考系。

注意：在没有特别指明参考系时，通常是以地面为参考系。

(1)自然界中没有绝对静止的物体。(　√　)

(2)研究物体的运动时，必须选取地面作为参考系。(　×　)

(3)物体运动情况的描述与所选取的参考系有关。(　√　)

(4)任何物体(除研究对象本身外)都可以被选作参考系。(　√　)

例1　(来自教材)在“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”这两句歌词中，前半句所选取的参考系是　　　；后半句所选取的参考系是　　　　。(均填字母代号) 

A.江岸 B.竹排

答案　A　B

例2　下列四种现象(或运动)中分别是说什么物体相对什么参考系在运动？

 

答案　春水　陆地　地球　太阳　时针　表盘　太阳　地球

例3　(2024·福建西山学校高一月考)“轰油-6”是我国研制的第一款空中加油机。如图所示是它给战斗机空中加油的情景。以下列哪个物体为参考系，可以认为它是静止的(　　)

A.大地 B.战斗机

C.天空中的云朵 D.地面上的建筑

答案　B

解析　加油机相对于地面或地面上建筑物的位置不断变化，以地面或地面上的建筑物为参考系，加油机是运动的，故A、D错误；加油机相对于战斗机位置不变，以战斗机为参考系，加油机是静止的，故B正确；加油机和云朵的运动都不明确，故二者不一定相对静止，故以云朵为参考系，加油机不一定是静止的，故C错误。

二、空间位置的描述

1.如果要准确地描述一辆行驶在东西方向的大街上的汽车所处的位置，你认为应该采用什么方法？

答案　可以沿东西方向建立一维坐标系，x轴的正方向指向东，选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O，就可以准确地描述汽车的位置。

2.描述下列三种运动的空间位置需要建立怎样的坐标系呢？

(1)描述百米运动员在运动中的位置。

(2)描述800米赛跑运动员的位置。

(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置。

答案　(1)一维坐标系　(2)二维直角坐标系

(3)三维直角坐标系

1.在物理学中，通常需要借助数学方法，通过建立坐标系来描述物体的位置。

2.坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。

3.确定参考系，建立坐标系，都是为了更方便描述物体的位置和运动。可以用下面的流程图来操作：