教材必修1部分
第1章 绪论(略)
第2章 运动的描述
第1节 运动、空间和时间
【二维选题表】
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任
机械运动与参考系
1(易),2(易),
3(易),4(易)
11(中),12(中)
11(中),12(中)
坐标系
5(易)
6(中)
时间与
时刻
7(易),8(中),
9(易),10(中)
7(易)
基础训练
1.(2017·济南高一检测)下列哪些现象不是机械运动( C )
A.月亮绕着地球转
B.鱼在水中游
C.煤燃烧的过程
D.“神舟十号”飞船绕着地球运转
解析:煤燃烧的过程是化学能转化为内能的过程,不是机械运动;选项A,B,D属于机械运动.
2.(2017·湖南省张家界市高一期末)如图是国庆60周年阅兵式上的空中飞行梯队,其中空中加油机正在对我国自主生产的、性能优越的“歼10”战斗机进行空中加油,以下关于它们的说法中正确的是( B )
A.相对于地面来说,战斗机是静止的
B.选战斗机为参照物,加油机是静止的
C.相对于加油机来说,战斗机是运动的
D.选地面为参照物,加油机是静止的
解析:相对于地面来说,战斗机和加油机都是运动的;选战斗机为参照物,加油机是静止的;相对于加油机来说,战斗机是静止的,故选项B正确.
3.(2017·重庆一中检测)有一个“形影不离”的成语,意思是人的身体和影子分不开,形容关系密切,经常在一起.在晴天的早上,某同学在操场上跑步,下列说法正确的是( B )
A.以地面为参考系,影子是静止的
B.以人为参考系,影子是静止的
C.以人为参考系,影子是运动的
D.无论以人还是地面为参考系,影子都是运动的
解析:该同学在操场上跑步时,人的身体和影子相对静止,选项B 正确.
4.(2017·平阴高一检测)(多选)描述一个物体的运动时,总要找参考系,以下说法正确的是( AD )
A.无风的雨天,坐在行驶的汽车里的人看到雨斜向下落向地面,是以汽车作为参考系的
B.“地球绕太阳运动”是以地球为参考系的
C.坐在向东以8 m/s行驶的汽车里的人,以自己乘坐的汽车为参考系看向东以8 m/s行驶的汽车是运动的
D.乘客坐在停在站台上的一列火车中,通过窗口看另一列火车时,以为自己的火车在运动,这是由于他选择了另一列火车为参考系的缘故
解析:汽车里的人看到雨斜向下落向地面,是以自己乘坐的汽车为参考系,选项A正确;地球绕太阳运动是以太阳为参考系的,选项B错误;两辆车以相同的速度沿同一方向行驶时,相对静止,选项C错误;乘客通过窗口看另一列火车时,以为自己的火车运动,这是他选择另一列火车为参考系,故选项D正确.
5.关于坐标系,下列说法不正确的是( C )
A.建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置的变化
B.坐标系都是建立在参考系上
C.坐标系的建立与参考系无关
D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定物体的位置
解析:坐标系必须建立在参考系上,否则无法确定物体的具体位置及位置变化,物体在平面内做曲线运动时,一维坐标系不能反映其位置,需用平面直角坐标系.
6.(多选)如图是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴(x轴).在画该坐标轴时规定原点在某长直公路上某广场的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向.坐标轴上有两点A和B,A的位置坐标为xA= 5 m,B的位置坐标为xB=-3 m.下面说法中正确的是( BC )
A.A点位于广场中心南边5 m处
B.A点位于广场中心北边5 m处
C.B点位于广场中心南边3 m处
D.B点位于广场中心北边3 m处
解析:本题中规定原点在某长直公路上某广场的中心,向北为正方向,点A的坐标为正值,表示A点位于广场中心北边5 m处,选项B正确;点B的坐标为负值,表示B点位于广场中心南边3 m处,选项C正确.
7.(2017·河北定州高一检测)下列计时数据指时间的是( C )
A.北京时间8月6日07:00巴西里约奥运会正式开幕
B.2016年法国欧洲杯决赛于北京时间7月11日03:00开赛
C.国际田径室内赛纽约站男子60米比赛中,中国短跑名将苏炳添以6秒62夺得银牌
D.据新华社消息,6月12日23时30分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射了第二十三颗北斗导航卫星
解析:北京时间8月6日07:00巴西里约奥运会正式开幕,“8月6日07:00”是时刻,选项A错误;2016年法国欧洲杯决赛于北京时间7月11日03:00开赛,“7月11日03:00”是时刻,选项B错误;国际田径室内赛纽约站男子60米比赛中,中国短跑名将苏炳添以6秒62夺得银牌,“6秒62”是时间,选项C正确;据新华社消息,6月12日23时30分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射了第二十三颗北斗导航卫星,“6月12日23时30分”是时刻,选项D错误.
8.下列说法表示同一时刻的是( A )
A.第2 s末和第3 s初 B.前3 s内和第3 s内
C.第3 s末和第2 s初 D.第1 s内和第1 s末
解析:同一时刻在时间轴上对应同一个点,所以仅选项A正确.
9.下列计时数据,指时刻的是( B )
A.高考数学考试的时间是2 h
B.某学校上午放学时间为11:45
C.人造卫星绕地球一圈的时间为14 h
D.由青岛开往通化的1406次列车在德州站停车3 min
解析:2 h是所用的时间的长度,不是指时刻,所以选项A错误;11:45指的是一个时间点,是时刻,所以选项B正确;14 h是指时间的长度,不是时刻,所以选项C错误;3 min是指时间的长度,不是时刻,所以选项D错误.
素养提升
10.关于时间和时刻,下列说法中正确的是( C )
A.第5 s末是时间的概念,已经历了5 s
B.第4 s是时间的概念,共经历了4 s
C.最后2 s是时间的概念,共经历了2 s
D.3 s末是时间的概念,共经历了3 s
解析:第5 s末是时刻,所以选项A错误;第4 s是时间的概念,共经历了1 s,所以选项B错误;最后2 s是时间的概念,共经历了2 s,所以选项C正确;3 s末是时刻,所以选项D错误.
11.(2017·安徽省六安市高一检测)(多选)如图所示,甲、乙、丙3人乘不同的热气球,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,那么,从地面上看甲、乙、丙的运动可能是( ABD )
A.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙停在空中
B.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速下降且v丙>v甲
D.甲、乙匀速下降,且v乙>v甲,丙匀速下降且v丙解析:甲看到楼房匀速上升,说明甲相对于地面匀速下降;乙看到甲匀速上升,说明乙匀速下降,而且v乙>v甲,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙可能停在空中,也可能匀速上升,故A,B正确;甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,丙可能匀速下降,且v丙12.有这样一则新闻,有一天下午,某城区中心广场行人拥挤,有一个人突然高喊:“楼要倒了”,其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒,便纷纷奔向出口,引起交通混乱,但过了好长时间,高楼并没有倒塌,人们再仔细观望时,楼依然稳如泰山.对这一现象的原因下列探究你认为最合理的是( C )
A.这个人头在摇晃,所以看到大楼也在摇晃了
B.这个人观望时以大楼中走动的人作为参照物
C.这个人观望时刚巧有一朵云飘过,以云为参照物
D.这个人观望时以广场上走动的人作为参照物
解析:“楼要倒了”,被研究的物体是楼房,楼房和地面没有发生位置的改变,以地面为参照物,大楼是静止的.一大片云彩飞快地飘过大楼上空,大楼和云彩之间发生了位置的改变,以云彩为参照物,大楼是运动的,所以有人说“楼要倒了”.因此选项C正确,A,B,D均错误.
第1节 运动、空间和时间
教学目标
核心提炼
1.认识机械运动、理解参考系的概念，知道物体的运动具有相对性。
4个概念——参考系、坐标系、时间、时刻
1个区别——时间与时刻的区别
2.理解坐标系概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化。
3.理解时间和时刻的区别。
一、机械运动
阅读教材第13页“机械运动”部分，了解机械运动和参考系的概念，体会物体的运动具有相对性。
1．机械运动：指一个物体相对其他物体的位置变化。
2．参考系
(1)定义：在描述物体的运动时，被选定做参考、假定为不动的其他物体。
(2)选取原则：参考系的选取是A(A.任意的 B．唯一的)。
(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，观察结果是不同的。
思考判断
1．参考系一定要选静止不动的物体(×)
2．一个物体的运动情况与参考系的选择无关(×)
3．“抬头望明月，月在云中行”，诗句中描述的运动选取的参考系是月(×)
二、空间位置的描述
阅读教材第13～15页“空间位置的描述”部分，知道坐标系的概念，初步了解用一维坐标系描述物体位置以及位置的变化。
1．建立目的：为了定量描述物体的位置及位置变化。
2．坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。
思维拓展
描述下列三种运动需要建立怎样的坐标系呢？
(1)描述百米运动员在跑动中的位置；
(2)描述滑冰场上花样滑冰运动员的位置；
(3)描述翱翔在蓝天上的飞机的位置。
答案 (1)以起点为坐标原点，建立一维直线坐标系；
(2)以滑冰场中心为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立二维平面直角坐标系；
(3)确定一点(如机场所在位置)为坐标原点，建立三维空间直角坐标系。
三、时间的描述
阅读教材第16页“时间的描述”部分，能区分时刻与时间间隔。
1．时刻：表示某一瞬间，在时间轴上用点来表示。
2．时间间隔：表示某一过程，在时间轴上用线段来表示。
3．二者的联系：两个时刻之间的间隔即为时间间隔。
思维拓展
如图1甲、乙所示：“上午8时上课、8时45分下课”、“每节课45分钟”、“第2 s初”、“第5 s末”、“第6 s内”……
图1
(1)以上说法中，哪些表示时刻？哪些表示时间间隔？
(2)“第2 s初”、“第5 s末”、“第6 s内”分别对应时间轴上的哪一点或哪一段？在图乙上标明。
答案 (1)时刻有“8时”、“8时45分”、“第2 s初”、“第5 s末”；时间间隔有“45分钟”、“第6 s内”。
(2)
预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
参考系的理解和选取
[要点归纳]
1．坐标系选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。
2．对参考系的理解
(1)标准性：选做参考系的物体都假定不动，被研究的物体都以参考系为标准。
(2)任意性：参考系的选择具有任意性，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系。
(3)统一性：在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时，必须选择同一参考系。
(4)相对性：同一运动选择不同的参考系，观察结果可能不同。例如，坐在行驶的车中的乘客，若以地面为参考系，则乘客是运动的；若以车为参考系，则乘客是静止的。
[精典示例]
[例1] 如图2所示，由于风，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的A、B两船上的旗帜分别向右、向左飘，则两条船的运动状态是( )
图2
A．A船肯定是向左运动的
B．A船肯定是静止的
C．B船肯定是向右运动的
D．B船可能是静止的
思路探究
(1)河岸上的旗帜向右飘，说明什么问题？
(2)船上旗帜的飘动方向只和船的运动方向有关吗？
解析 从河岸上的旗帜的飘动方向，可以判断风向右吹，由此可以判断B船一定向右运动且比风速快；A船可能静止，也可能向左运动，还有可能向右运动，但是比风速慢。
答案 C
判断物体是否运动的一般思路
(1)根据参考系的选取原则选取参考系。
(2)看物体与所选参考系之间的位置是否发生变化。
(3)若变，则物体是运动的；若不变，则物体是静止的。
[针对训练1] 如图3所示是体育摄影中“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，摄影师用自己的方法表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是( )
图3
A．大地 B．太阳 C．摄影师 D．步行的人
解析 摄影师与滑板运动员以相同的速度运动，摄影师以自己为参考系观察，这样滑板运动员就是静止的，背景就是“运动”的。
答案 C
空间位置的描述
[要点归纳]
1．将物体抽象为质点，确定参考系，建立坐标系，都是为了更好地描述物体的位置和运动。可以用下面的流程图来表示：
2．常见的坐标系
种类
适用的运动
建立方法
直线
坐标系
物体沿直线运动，即做一维运动
在直线上规定原点、正方向和单位长度，物体位置由一个坐标值表示
平面直角
坐标系
物体在某一平面内做曲线运动
在平面内画两条相互垂直的数轴(x轴和y轴)即可组成平面直角坐标系，物体的位置由两个数来确定
三维
坐标系
物体在空间运动
在空间画三个相互垂直的数轴(x轴、y轴、z轴)即可组成三维坐标系，这时物体的位置由三个数来确定
[精典示例]
[例2] 一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
－4
－1
－7
1
(1)请在图4中的x轴上标出质点在各时刻的位置。
图4
(2)哪个时刻离开坐标原点最远？有多远？
解析 (1)以运动路径所在的直线为x轴，标出各时刻质点的位置坐标如图所示。
(2)由图可知第4 s末质点离开坐标原点最远，有7 m。
答案 (1)见解析 (2)4 s末 7 m
物体在坐标系中坐标值的正、负不表示大小，而是表示在原点的哪一侧。正号表示在原点的正方向一侧，负号表示在原点的负方向一侧。
[针对训练2] 若某同学在操场上从A点开始先向南走了15 m 到B点，接着又向东走了20 m到C点，请你建立合适的坐标系描述该同学的位置及位置的变化。
答案 建立如图所示的坐标系。
设A点为坐标原点，则B点坐标为(0,15 m)，
C点坐标为(20 m,15 m)。
根据几何知识lAC＝
＝ m＝25 m，
设AC与y轴夹角为θ，
则tan θ＝＝，得θ＝53°。
时刻与时间间隔
[要点归纳]
1．时刻和时间间隔的表示方法的不同
在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示。如图所示，0～3 s表示3 s的时间间隔，即前3 s；4～5 s 表示第5 s内，是1 s的时间间隔。时间轴上“1”所对应的刻度线记为第1 s末，也为第2 s初，是时刻。
2．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
[精典示例]
[例3] (多选)关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是( )
A．物体在5 s时指的是物体在5 s末时，指的是时刻
B．物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔
C．物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔
D．第4 s末就是第5 s初，指的是时刻
解析 画出时间轴
从坐标轴上分析，选项A、C、D正确。
答案 ACD
区分时刻和时间间隔的方法
(1)利用上下文判断：分析所给的说法，根据题意体会。
(2)利用时间轴判断：画出时间轴，把所给的时刻或时间间隔标出来，时刻对应一个点，时间间隔对应一条线段。
[针对训练3] (多选)“北京时间6月13日凌晨2点15分，第20届国际足联世界杯开幕式在圣保罗的科林蒂安竞技场举行，此次开幕式耗时仅仅25分钟……”下列说法正确的是( )
A．6月13日凌晨2点15分表示时间间隔
B．25分钟表示时间间隔
C．6月13日凌晨2点15分表示时刻
D．25分钟表示时刻
解析 A项表示时刻，D项表示时间间隔，故选B、C。
答案 BC
1．下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是( )
A．诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的
B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的
C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的
D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的
解析 A项以静止的地面为参考系；B项以观众为参考系；D项是以地面或相对地面静止的物体为参考系；故只有C正确。
答案 C
2．第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2 000 m高空飞行时，发现脸旁有一个小东西，他以为是一只小昆虫。敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓到子弹，是因为( )
A．飞行员的反应快
B．子弹相对于飞行员静止
C．子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了
D．飞行员的手有劲
解析 子弹相对于飞行员速度为零，所以飞行员抓子弹就像我们用手拿桌子上的笔一样容易。
答案 B
3．(多选)下列计时数据指时间的是( )
A．《爸爸去哪儿》每周五晚10点播出
B．“嫦娥三号”于北京时间2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心成功发射
C．第六届东亚运动会女子100米自由泳决赛中，中国选手唐奕以54秒66的成绩夺得冠军
D．“嫦娥三号”历经13天在月球表面虹湾区实现软着陆
解析 每周五晚10点，北京时间2013年12月2日1点30分都是指具体某一时刻，A、B错误；自由泳决赛成绩54秒66、13天指的都是一段时间，C、D正确。
答案 CD
4．下列关于时间的两种说法意义相同的是( )
A．第2 s末和第3 s初 B．前3 s和第3 s内
C．第3 s末和第2 s初 D．第1 s内和第1 s末
答案 A
5．(2017·湖南长沙检测)湖中O点有一观察站，一小船从O点出发向东行驶4 km，又向北行驶3 km，则O点的观察员对小船位置的报告最为精确的是( )
A．小船的位置变化了7 km
B．小船向东北方向运动了7 km
C．小船向东北方向运动了5 km
D．小船的位置在东偏北37 °方向，5 km处
解析
如果取O点为坐标原点向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，则小船的位置坐标为(4 km,3 km)，小船虽然运动了7 km，但在O点的观察员看来，它离原点的距离是 km＝5 km，方向要用角度表示，sin θ＝＝0.6，因此θ＝37°，如图所示。
答案 D
