2.1运动、空间和时间 学案 (3)

2.1
运动、空间和时间
学案
学习目标:
1.
知道机械运动的概念2.
知道参考系的概念和如何选择参考系。
学习重点:质点的概念。
学习难点:
质点、参考系的概念。
[概念导思]
【机械运动】
概念：一个物体相对于其他物体的位置变化。
机械运动常称为运动，是最基本、最普遍的自然现象。机械运动有两种基本形式：平动和转动。
（1）平动：又称平行运动，是运动过程中，物体内任意两点的连线始终保持方向不变的机械运动。物体平动时可能做直线运动，也可能做曲线运动。
（2）转动：在运动中，物体的各部分都绕同一固定点或同一固定轴做圆周运动。
【参考系】
概念：参考系是用来描述物体运动的参照物。
注意：参考系的选取可以是任意的；选不同的物体为参考系研究某一物体的运动，得出的结论可能不同；参考一旦确定，所研究的运动情况就是唯一的；选择参考系时，应使物体运动的描述尽量简洁、方便，一般在没有特殊指明的情况下，通常以地面为参考系；要比较两个或多个物体的运动情况，必须选择同一参考系，这样比较才有意义。
【位置概念】
位置是描述质点机械运动的基本状态参量。质点的位置是相对于一定的参考系的，要确定质点的位置，需要先建立坐标系。质点相对于选定的参考系中原点的位置矢量表示。日常生活中所说的物体的位置常是以最初的点、观察者或物体周围某些共同运动的物体为参考系。
【时间时刻】
时刻是事物运动、发展、变化过程中所经历的各个状态先后顺序的标志，只有先于后、早与迟的区别，而没有长短之分，而时间是两个时刻之间的间隔，是用来量度事物运动、发展、变化所经历过程长短的。所以，时间是用长短表达的，它本身没有先后或迟早的涵义，也可以说：时间间隔为零的一瞬间就是时刻。
例如：“5s内”指的时间间隔，即时间；“第3s”也是指时间，其时间间隔为1s，“第3s末”指的是时刻，要注意领悟它们的区别及联系。时刻和是可以在时间轴上表示出来，时间轴上的每一个点都表示一个不同时刻，与状态量相对应。时间轴上的一线段表示的是时间，与过程量相对应。日常生活中所用的“时间”具有双重含义，它有时表示的是时刻，有时则鄙视时间。应当注意日常用语与科学术语的共同点和差异点，不要混淆。
[例题解析]
例1有甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对于地面运动情况可能是：
A.甲向上、乙向下、丙不动
B.甲向上、乙向上、丙不动
C.甲向上、乙向上、丙向下
D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢
解析：电梯中的乘客观看其他物体运动的情况，是以自己所乘的电梯为参考系。甲乘客看高楼向上运动，说明甲相对于地面向上运动同理，乙相对甲在向上运动，说明乙相对于地面也向上运动，且运动得比甲快。丙电梯无论是静止，还是在向下运动，或者以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看见甲、乙两架电梯都会感到他们是向下运动的，所以正确答案是：B、C、D。
说明：在判断物体的运动情况时，应该选准参考系，分清物体的运动是相对于哪一个参考系的，再根据具体情况进行判断，得出结论。
例2∶以下的计时数据指的是时间的是：
A.重庆开往湛江的2232次列车于9∶35从重庆发车
B.某人用7s跑完100m
C.中央电视台新闻联播节目19时开播
D.某足球赛开赛2min后就进了一球
解析：A、C、D都是时刻，而B中的13s与跑完100m这一过程相对应，是时间。正确答案是：B
能力达标
在研究下述运动时，能被看作质点的物体是
内燃机汽缸内往复运动的活塞
研究乒乓球的旋转效应
研究火车从南京到上海所需要的时间
研究一列火车通过南京长江大桥所需的时间
解析：活塞在汽缸中运动，研究对象是整个活塞，而活塞上各部分的运动情况相同，因此可以看成质点。
研究乒乓球的旋转效应，主要是研究旋转，因此不能看成质点。
火车从南京到上海的运动距离远大于火车的长度，因此车长对研究时间的影响很小，可以忽略不计，因此火车可看成质点。
研究火车通过长江大桥的时间时，车长不能忽略，因此火车不能看成质点。
答案：AC
2、甲、乙、丙三架观光电梯，甲中的乘客看到一高楼在向下运动；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，这三架电梯相对地面的可能的运动情况是
A、甲向上、乙向下、丙不动
B、甲向上、乙向上、丙不动
C、甲向上、乙向上、丙向下
D、甲向上、乙向上、丙向上
解析：甲、乙、丙三个乘客均是以自己本身为参考系，甲看到高楼向下运动，说明甲是向上运动；乙看到甲向下运动，说明乙也向上运动，且比甲运动的快；丙看到甲、乙都向上运动，则丙可能向上运动（比甲、乙运动得慢）、向下或不动。
答案：BCD
3、田径场上，要描述百米赛跑运动员在运动中得位置，需建立什么样得坐标系？要描述800米赛运动员在运动中的位置，需建立什么样得坐标系？在足球场，要描述足球运动员的位置需建立什么样的坐标系？要描述足球的位置呢？
解析：百米赛运动员沿直线运动，故建立直线坐标系，800米赛，运动员在弯曲的跑道上运动，故建立平面坐标系；足球运动员在平面上运动，应建立平面坐标系；足球要在空中、地面上运动，故建立空间坐标系。
答案：直线坐标系，平面坐标系，平面坐标系，空间坐标系。