运动、空间和时间 例题解析
【例1】在分析某事物的发展变化过程时，以某一状态为零时刻（t＝0），则记录事物发展变化的先后各时刻值会出现正、负值吗？正值表示什么物理意义？负值表示什么物理意义？ 解析：记录事物发展变化的先后各时刻值会出现正、负值，正值表示t＝0以后的时刻，负值表示t＝0以前的时刻，就像公元前和公元后． 点评：本题阐述了在描述事物发展变化过程中，对物体状态确定的方法，时刻和时间可以用时间坐标轴来描述．时间轴上各点表示时刻，箭头方向表示物质运动状态出现的先后次序．时间轴上某一段线段表示两个时刻之间的时间间隔． 【例2】当人坐船行驶在河中观看两岸青山时，常有"看山恰似走来迎"的感觉，同时变换一下眼光，又感到"仔细看山山不动"．上述两种情景是否相互矛盾呢？ 解析：不矛盾．第一种现象是以人（船）为参考系，人看到远处的山向人（船）靠近；第二种现象是以河岸为参考系，山是静止的． 点评：描述物体的运动，一定要明确参考系，选不同的参考系，对同一运动的描述可能不同．同时本题是探究古诗词中的物理现象，注意培养对信息的分析能力．
运动、空间和时间 同步练习
1.唐词“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动——是船行。”中有“山迎”、 “船行”这样两种不同的感觉，是因为作者描述运动的参考系分别是（ ）
A.船，流水 B.流水，山 C.山，河岸 D.河岸，船
2.“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”这一句诗表明（ ）
A.坐在地上的人是绝对静止的
B.坐在地上的人相对地球以外的其它星体是运动的
C.人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的
D.地球既在绕太阳公转又在自转
3.甲、乙两辆汽车均以“并肩”行驶，有关参考系，下列说法正确的是（ ）
A.如两辆汽车均向东行驶，若以甲为参考系，乙是静止的
B.如观察结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车
C.如以在甲车中一走动的人为参考系，乙车仍是静止的
D.如以向东行驶的乙车为参考系，突然刹车的甲车往西行驶
4.关于参考系的选取，下列说法正确的是（ ）
A.参考系必须选取静止不动的物体
B.参考系必须是和地面联在一起的
C.在空中运动的物体不能作为参考系
D.任何物体都可以作为参考系
5.如图所示，物体沿x轴做直线运动，从A点运动到B点。由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程。
6.为了确定平面上物体的位置，我们建立平面直角坐标系如图所示，以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正。图中A点的坐标如何表示？其含义是什么？
7.如图所示，在时间轴上表示出下面的时间和时刻。
（1）1s内，（2）第1s，（3）1s初，（4）1s末，（5）第2s初，（6）第3s内，（7）3s内，（8）第3个2s
8.通过人口普查，了解到我国公民平均寿命比原来延长了大约5年，估算平均心跳次数增加多少？
9.甲同学和乙同学第一次乘火车，他们坐在火车站的火车上。突然甲同学看着车窗外另一列火车叫起来：“我们的车开动了！”乙同学盯着车窗外的柱子说：“你看错了，我们的车还没开动。”甲乙同学的说法谁对谁错？并说明理由。
10.手拿系有细线的小铁球，细线的另一端系在手指上。你匀速前进，突然释放小铁球，观察小铁球的运动情况，与站在路边的同学观察小铁球的运动情况比较，二者观察到的运动轨迹相同吗？
参考答案
1.B。 2.BC。 3.ABD。 4.D。
5.A点坐标是-3m，B点坐标是2m；物体走过的路程最小是5m，还可以是大于5m。6.A(3，4)或记为x=3m，y=4m；其含义是物体在坐标原点O所在位置以东3m，以北4m。
7.如图所示。
8.解：5y=5×365d
=5×365×24h
=5×365×24×60min
=5×365×24×60×60s
=157 680 000s
查表可知，人类两次心跳间隔大约1秒，即1次/秒，得平均心跳次数增加
Δn=157 680 000×1
=157 680 000次。
9．解：甲、乙的说法均不完全，描述火车是否运动了，首先要明确参考系。若甲说：“以乙火车为参考系，我们的车开动了！”乙说“以车窗外的柱子为参考系，我们的车还没开动。”这样就完全了。但根据日常习惯，通常认为乙的说法是对的，因为比较运动要选择同一参考系，比较地面上物体的运动一般选地面为参考系。
10．解：不同，自己观察小球的运动是以自己为参考系的，观察小球沿直线下落；路边同学以地面（自己）为参考系，观察小球沿曲线向前下方下落。
第一章 运动的描述
第一节：运动、空间和时间
一、达标测试
1、对于参考系，下列说法正确的是（ ）
A．参考系必须选择地面。
B．研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。
C．选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。
D．研究物体的运动，必须选定参考系。
2、甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体是（ ）
A．一定是静止的。 B．一定是运动的。
C．有可能是静止的或运动的 D．无法判断。
3、关于机械运动和参照物，以下说法正确的有（ ）
A. 研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。
B. 由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。
C. 一定要选固定不动的物体为参照物。
D. 研究地面上物体的运动时，必须选地球为参照物。
4、关于时间和时刻，下列说法正确的是（ ）
A．物体在5s时就是指物体在5s末时，指的是时刻。
B．物体在5s时就是指物体在5s初时，指的是时刻。
C．物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间。
D．物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间。
5、人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_______的。以车厢为参考系，人是__________的。
6、下列说法中指的是时间的有___________________,指的是时刻的有________________。
A．第5秒内 B.第6秒初 C.前2秒内 D.3秒末 E.最后一秒内 F.第三个2秒 G.第五个1秒的时间中点。
二、参考答案
1.CD 2.B 3.A 4.AD 5.运动，静止 6.A C E F , B D G.
三、课后反思
运动、空间和时间 备课资源
一、机械运动 物体之间或同一物体各部分之间相对位置随时间的变化叫做机械运动.它是物质的各种运动形态中最简单、最普遍的一种.例如，地球的转动、弹簧的伸长和压缩等都是机械运动.而其他较复杂的运动形式，例如，热运动、化学运动、电磁运动、生命现象中都含有位置的变化，但不能把它们简单地归结为机械运动.物质的质点或质点组与参考系之间的位置随时间而改变的过程叫机械运动.同一物体的运动以不同参考系看来并不相同.乘车的旅客，以车厢作参考系是静止的，而以地面作参考系则是运动的.因此在具体描述物体的运动时必须先选定一个参考系，通常都以地球作为参考系.有时在一个力学问题中同时采用几个参考系时，把相对于非基本参考系的运动称为相对运动.
二、参照系 又称“参考系”、“参照系”.为了确定物体的位置和描述物体的运动而被选作参考的物体或物体系.如果物体相对于参照系的位置在变化，则表明物体相对于该参照系在运动；如果物体相对于参照系的位置不变，则表明物体相对于该参照系是静止的.同一物体相对于不同的参照系，运动状态可以不同.在运动学中，参照系的选择可以是任意的.研究和描述物体运动，只有在选定参照系后才能进行.如何选择参照系，必须从具体情况来考虑.例如，一个星际火箭在刚发射时，主要研究它相对于地面的运动，所以把地球选作参照系.但是，当火箭进入绕太阳运行的轨道时，为研究方便，便将太阳选作参照系.为研究物体在地面上的运动，选地球作参照系最方便，例如，观察坐在飞机里的乘客，若以飞机为参照系来看，乘客是静止的；如以地面为参照系来看，乘客是在运动.因此，选择参照系是研究问题的关键之一.
三、坐标系 为了说明质点的位置，运动的快慢、方向等，必须选取坐标系.在参照系中，为确定空间一点的位置，按规定方法选取的有次序的一组数，叫做“坐标”.在某一问题中规定坐标的方法，就是该问题所用的坐标系.坐标系的种类很多，常用的坐标系有：笛卡儿直角坐标系、平面极坐标系、柱面坐标系和球面坐标系等.中学物理学中常用的坐标系为直角坐标系，或称为正交坐标系.
四、位置 指物体某一时刻在空间的所在处.物体沿一条直线运动时，可取这一直线作为坐标轴，在轴上任意取一原点O，物体所处的位置由它的位置坐标（即一个带有正负号的数值）确定.
五、时间 量度两个时刻之间的间隔长短的物理量叫做时间.它表征物质运动过程的持续性和顺序性.任何一种周期运动的周期都可作为时间标准，如中国古代的水漏，十二地支（子，丑，寅，卯……）都是利用周期性的计时方法.时间是物理学中的一个基本物理量,一段时间在时间坐标轴上用一线段表示.为了用具体数字说明时间，必须选择某一时刻作为计时起点，这是人为的.计时起点不一定是物体开始运动的时刻.
六、时刻 把短暂到几乎接近于零的时间叫即时，即时表示时刻.时刻与时间不同.例如，事件发生在什么时刻？事件持续了多长时间？这是两个不同的概念，应区别前几秒末,后几秒初、第几秒末、第几秒初等等时刻的概念，和前几秒,后几秒、几秒内、第几秒等等时间的概念.用一根无限长的、只表示先后次序不表示方向的带箭头的线来描述时间和时刻，这条带箭头的线叫做时间轴.时间轴上的每一个点表示一个时刻.时刻是衡量一切物质运动先后顺序的物理量，它没有长短，只有先后，它是一个序数.时间轴上相应两个时刻之间的间隔长短，表示一段时间，时间是一个只有长短而没有方向的物理量.时间具有连续性、单向性、序列性，并且总是不断向前流逝.
七、1 s是怎样确定的？
1年是计量地球围绕太阳旋转一周的时间单位.
月是历法中的一个时间单位，以月球绕地球公转运动为基础.一年分为12个月；中国农历一年也为12个月，农历的闰年为13个月，多出的一个月称为闰月.
时间的单位秒，最早是利用地球自转运动来规定的.天文工作者把太阳连续两次通过观察者所在子午线上空的时间定为24小时，叫做“太阳日”.但是实际上地球自转的周期是不稳定的，太阳日有长有短，因此，国际上就采用一年内各太阳日的平均值作为24小时，称为“平太阳日”.
19世纪末，将一个平太阳日的1/86 400作为1 s，并把这种以地球自转为基础的时间计量系统称为世界时.
随着科学技术的发展,秒的定义曾经作过两次重大修改.
20世纪以来，发现地球的自转运动存在着不规则变化，并有减慢的趋势，这样就使得世界时“秒”逐年变化，不能保持恒定.因此，按此定义发现秒的准确度只能达到1×10-8.1960年第十一届国际计量大会决定采用历书时代替世界时.历书时是以地球的公转运动为基础的.历书时规定从1900年1月0日12时整起算的回归年的1/31 556 925.974 7作为1 s.按此定义发现秒的准确度提高到1×10-9.但是，历书时通常是由长时间的天文观测来测定的，观测精度较低，无法满足科学技术的飞速发展.1967年第十三届国际计量大会决定用原子时取代历书时，原子时的秒定义为：“秒是铯—133原子基态的两个越精细能级之间跃迁所对应的辐射的9 192 631 770 个周期所持续的时间.”按此定义发现秒的准确度已超过1×10-13.
运动、空间和时间 知识探究
合作与讨论
（一）甲、乙、丙三人各乘坐一架直升飞机，他们从各自飞机里往外看．
甲看见丙的飞机匀速上升；
乙看见甲的飞机匀速下降；
丙看见楼房和乙的飞机都匀速上升．
你能判断甲、乙、丙的直升飞机相对地面是什么吗？是升还是降？
我的思路：丙看见楼房匀速上升可以判断丙的飞机相对地面匀速下降．甲又看见丙匀速上升，可判断甲的飞机比丙的飞机相对地面以更快的速度下降；而乙看见甲的飞机匀速下降，乙机可能上升、静止和下降．丙又看见乙的飞机匀速上升，乙机依然可能上升、静止和下降，因而，乙机的运动状态不能判断
（二）下面是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，它为什么不叫《时间表》？
北京西
↓
深 圳
自北京西起千米
站名
北京西
↑
深 圳
22：18
0
北京西
—
6：35
23：30
32
92
霸 州
5：20
我的思路：列车表所列的指的是到站或离开的瞬间，而不是一个过程，所以是时刻表，而不是时间表．
例题思考
1．参考系
研究物体的运动，必须选定参考系．描述一个物体的运动情况时，取不同的参考系，观察和描述的结果可能不同；实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行．
图2—3
2．空间位置的确定
运用坐标系确定空间位置．
3．时间和时刻的区别
时刻对应于物体所处的状态，即时刻为状态量；时间对应于物体所经历的某段过程，即时间为过程量．
【例1】关于参考系的选取以下说法正确的是（ ）
A．研究物体的运动，必须选定参考系
B．描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的
C．实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行，如在研究地面上的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系
D．参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体
思路：本题是考查参考系的相关问题．可根据参考系的概念来分析．
解析：机械运动是物体相对于其他物体的位置变化，简称为运动．故研究物体的运动，必须选定参考系；描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的；故A、B正确而D错．实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行，故C正确．
【例2】以下说法正确的是（ ）
A．学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为8：00”是指时间间隔
B．火车站公布的旅客列车运行表是时刻表
C．体育老师用秒表记录某同学完成百米运动记录值是时间间隔
D．“神舟”五号绕地球飞行14周，耗时21时23分钟是时刻
思路：本题考查的是时间和时刻的区别．时刻是对应于物体所处的状态，即时刻为状态量；时间是对应于物体所经历的某段过程，即时间为过程量．学校作息时间表上的“学生上第一节课的时间为8：00”，火车站公布的旅客列车运行表是指时刻，体育老师用秒表记录某同学完成百米运动记录值，21时23分钟是时间间隔，故B、C正确．
答案：BC
习题讲解
1.选择与它们运动速度相同的另一个汽车作为参考系,它们都是静止的；若以路边的树木作为参考系,则是运动的.
2.在研究运动时，参考系的选取是任意的,但是不可以某一物体作为研究自身运动的参考系.(A)(C)
3.咱们高一同学大都是16周岁.60×60×24×365×16 s=5×108 s.
知识总结
概念：机械运动、参考系、时间和时刻．
知识：（1）机械运动：物体相对于其他物体的位置变化，简称为运动．
（2）参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为参照的物体．
（3）时间和时刻：时刻对应于物体所处的状态，即时刻为状态量；时间对应于物体所经历的某段过程，即时间为过程量．
（4）空间：运用坐标确定物体的位置．
方法：（1）选取参考系的原则：同一个运动，如果选不同的物体作参考系，观察到的运动情况可能不同．在运动学中，参考系的选择是任意的，但通常情况下参考系的选取，应该以研究问题的方便、对运动描述尽可能的简单为原则．研究地面上物体的运动，一般取地面或相对地面静止的各物体作为参考系．当选择相对于地面运动的其他物体作为参考系时，在分析中应作相应的说明，以免造成误会．
（2）时刻和时间：
图2—5
时刻和时间可以在时间轴上表示出来，轴上的每一点都表示一个不同的时刻，每一段线段表示的是时间．
运动、空间和时间 练习与解析
一、选择题
1．“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”．这一句诗表明（ ）
A．坐在地面上的人是绝对静止的
B．坐在地面上的人相对地球以外的其他星体是运动的
C．人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的
D．以上说法都错误
解析：研究物体的运动必须选定参考系．坐地日行八万里，巡天遥看一千河，所取的参考系是地球，故B正确；而运动是绝对的，静止是相对的，故A错C正确．
答案：BC
2．地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的车厢中的乘客看雨滴时（ ）
A．向前运动 B．向后运动
C．倾斜落向前下方 D．倾斜落向后下方
答案：D
3．一人坐在甲船看到乙船在运动，那么相对河岸不可能的是（ ）
A．甲船不动，乙船在运动 B．甲船运动，乙船不动
C．甲乙两船都在运动 D．甲乙两船都以相同速度运动
答案：D
4．下列概念中属于时刻的是（ ）
A．第2s末 B．第2s内 C．前2s内 D．后2s内
解析：时刻对应于物体所处的状态，时间对应于物体所经历的某段过程．
答案：A
5．关于时刻和时间，下列说法中正确的是（ ）
A．时刻表示时间极短，时间表示时间较长
B．时刻对应瞬时，时间对应过程
C．作息时间表上的数字均表示时刻
D．1min只能分成60个时刻
解析：时刻对应于物体所处的状态，但并不是时间极短，时间对应过程，故AD错B正确；作息时间表上的数字对应的是某一瞬间，故均表示时刻，C正确．
答案：BC
6．下列说法中指时刻的有（ ）
A．学校每天上午8点整开始上课
B．学校每节课45min
C．数学测验的时间是100min
D．考试9：40结束
答案：AD
二、非选择题
7．物体相对于其他物体的________，叫做机械运动，常称为________．如果一个物体相对于别的物体而言位置没有发生变化，我们就说这个物体相对于“别的物体”是________的．
答案：位置变化运动静止
8．找出下列物体做机械运动时的参考系．
（1）月亮走，我也走
（2）晚上月亮在云层中穿行
（3）小小竹排江中游，巍巍青山两岸走
答案：（1）我 （2）云层 （3）竹排
9．小明先向正北方向运动了9m，然后向正东方向运动了12m，则小明的具体位置是怎样的？如何描述？
答案：15m，北偏东53°．
10．平常我们说的太阳升起和落下，是用什么作参照系的？我们说地球绕着太阳运动，又是用什么作参照系的？
答案：地球．太阳．
运动、空间和时间 课堂练习
1.甲、乙两辆汽车均以相同速度行驶.有关参考系，下列说法正确的是( )
A.如两辆汽车均向东行驶，若以甲为参考系，乙是静止的
B.如观察结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车
C.如果以在甲车中一走动的人为参考系，乙车仍是静止的
D.如甲车突然刹车停下，乙车向东行驶，以乙车为参考系，甲车向西行驶
2.关于参考系的选取，下列说法正确的是( )
A.参考系必须选取静止不动的物体
B.参考系必须是和地面联系在一起的
C.在空中运动的物体不能作为参考系
D.任何物体都可以作为参考系
3.“坐地日行八万里，巡天遥看一千河.”这一句诗表明( )
A.坐在地上的人是绝对静止的
B.坐在地上的人相对地球以外的其他星体是运动的
C.人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的
D.以上说法都错误
4.地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的车厢中的乘客看雨滴是( )
A.向前运动 B.向后运动
C.倾斜落向前下方 D.倾斜落向后下方
5.如图2-1-5所示，物体沿x轴做直线运动，从A点运动到B点.由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程.
图2-1-5
6.坐在行驶列车里的乘客，看到铁轨两旁树木迅速后退，“行驶着的列车”和“树木迅速后退”的参考系分别是( )
A.地面、地面 B.地面、列车
C.列车、列车 D.列车、地面
7.甲、乙、丙三个观察者，同时观察一个物体的运动.甲说“它在做匀速运动”，乙说“它是静止的”，丙说“它在做加速运动”.则下列说法中正确的是( )
A.在任何情况下都不可能出现这种情况
B.三人中总有一人或两人讲错了
C.如果选同一参考系，那么三人的说法都对
D.如果各自选择不同的参考系，那么三人说法都对
8.在平直的公路上，甲乘汽车以10 m/s的速度运动，乙骑自行车以5 m/s的速度运动，甲、乙的运动方向相同，甲在前，乙在后，则( )
A.甲观察到乙以5 m/s的速度靠近 B.乙观察到甲以5 m/s的速度远离
C.甲观察到乙以15 m/s的速度远离 D.乙观察到甲以15 m/s的速度远离
9.两辆汽车在平直的公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路旁的树木向西移动.如果以大地为参考系，上述观察说明( )
A.甲车不动，乙车向东运动 B.乙车不动，甲车向东运动
C.甲车向西运动，乙车向东运动 D.甲乙两车以相同的速度向东运动
10.为了确定平面上物体的位置，我们建立平面直角坐标系如图2-1-6所示.以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正.图中A点的坐标如何表示?其含义是什么?
图2-1-6
11.（1）平常我们说的太阳升起和落下，是以什么作参考系的?我们说地球绕着太阳运动，又是用什么作参考系的?
（2）研究自行车的车轮绕车轴的运动时，能不能把自行车当作质点?研究马路上行驶的自行车的速度时，能不能把自行车当作质点?
参考答案：
1.ABD 2.D 3.BC 4.D
5. 解析:由图2-1-5知：A点坐标为x＝－3 m
B点坐标为x＝2 m
走过的路程s＝3 m＋2 m＝5 m.
答案:A点坐标:x＝－3 m B点坐标：x＝2 m s＝5 m
6.B 7.D 8.B 9.D
10. 解析:A点的横坐标:x＝2 m
A点的纵坐标:y＝3 m
表示A点在坐标原点东2 m，偏北3 m处.
答案:A点横坐标:x＝2 m 纵坐标:y＝3 m
表示A点在坐标原点东2 m，偏北3 m处
11.（1）我们说的太阳升起和落下以地面作参考系；说地球绕着太阳运动，又是以太阳作参考系的.
（2）不能 能
