2020年新教材高中物理魯科版必修1第1章第1節(jié)空間和時(shí)間教案40

1、-1 -第 1 節(jié)空間和時(shí)間【學(xué)習(xí)素養(yǎng)明目標(biāo)】物理觀念：1.知道運(yùn)動(dòng)有多種類型，機(jī)械運(yùn)動(dòng)是物體最基本的一種運(yùn)動(dòng)形式.2.知道參考系的概念，知道如何選擇參考系.3.學(xué)會(huì)應(yīng)用坐標(biāo)系描述物體的空間位置.科學(xué)思維：知道時(shí)間和時(shí)刻的含義以及它們的區(qū)別，學(xué)會(huì)用時(shí)間數(shù)軸來描述物體運(yùn)動(dòng)過 程中的時(shí)間和時(shí)刻.自主預(yù)習(xí)習(xí)播新Mrj知識(shí)梳理百一、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)：一個(gè)物體相對(duì)其他物體的位置隨時(shí)間的變化，簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)，是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一 種基本形式.2 .參考系(1) 定義：用來描述物體運(yùn)動(dòng)的參照物.(2) 選取原則：參考系的選取是任意的，一般以地面為參考系.二、 空間位置的描述1 .位置的確定：研究物體的運(yùn)動(dòng)，首先應(yīng)

2、該描述物體的空間位置.在物理學(xué)中，通常需 要借助數(shù)學(xué)方法，建立坐標(biāo)系來描述物體的位置.2 .坐標(biāo)系的選?。喝绻矬w做直線運(yùn)動(dòng)，物體的空間位置可以用一維坐標(biāo)系描述；如果 物體在平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，其位置可以采用二維坐標(biāo)系來描述.三、 時(shí)間的描述1 .時(shí)刻是指某一瞬時(shí)，時(shí)間是指兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔，通常用t表示.2 .在表示時(shí)間的軸上，時(shí)刻用點(diǎn)來表示，時(shí)間用線段來表示.3 .在國(guó)際單位制中，表示時(shí)間和時(shí)刻的單位是秒，它的符號(hào)是s.I基礎(chǔ)自測(cè)匚)1.思考判斷(正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“X”)(1) 車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不是機(jī)械運(yùn)動(dòng).(X)(2) 任何物體都可以被選作參考系.(V)(3) 只有靜止的物體才能被選作參

3、考系.(X)(4) 在任何參考系下，同一物體的運(yùn)動(dòng)都相同.(X)(5) 時(shí)間是較長(zhǎng)的一段時(shí)間，時(shí)刻是較短的一段時(shí)間.(X)(6) 第 5 s 內(nèi)和前 5 s 內(nèi)指的是不相等的兩段時(shí)間間隔.(V)2.明代詩(shī)人曾寫下這樣一首詩(shī)：“空手把鋤頭， 步行騎水牛；-2 -人在橋上走，橋流水不流.-3 -其中“橋流水不流”中的“橋流”應(yīng)理解成其選擇的參考系是A.水C.人D.河岸A “水不流”是以水為參考系，而橋相對(duì)于水是運(yùn)動(dòng)的，故A 正確.3.某學(xué)校操場(chǎng)上國(guó)旗平臺(tái)離地面的高度是 0.5 m，將坐標(biāo)系的原點(diǎn)定在平臺(tái)上，取旗桿所在直線向上方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，旗桿上固定國(guó)旗的A、B兩點(diǎn)離地面的距離分別為10.9

4、m 和 9.4 m，那么A B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別是（）A.10.9 m9.4 mB. 11.4 m9.9 mC.10.4 m8.9 mD.10.9 m 9.4 mC 根據(jù)題意，A、B兩點(diǎn)離平臺(tái)（坐標(biāo)原點(diǎn)）的距離分別為 10.9m-0.5 m= 10.4 m 和 9.4m- 0.5m=8.9 m 且A、B兩點(diǎn)都在平臺(tái)上方，故A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為 10.4m 和 8.9 m.選項(xiàng) C 正確.4 .下列說法中指時(shí)間間隔的是（）A.學(xué)校每天 21: 40 準(zhǔn)時(shí)熄燈B.早晨由臨海開往杭州的第一班車，在06 : 20 發(fā)車C.高考理科綜合的考試時(shí)間為150 分鐘D.中央電視臺(tái)的朝聞天下節(jié)目在 6 點(diǎn)開播C

5、選項(xiàng) A、B、D 中的 21 : 40、06 : 20 和 6 點(diǎn)均指時(shí)刻，選項(xiàng) C 中的 150 分鐘指時(shí)間間 隔，故選項(xiàng) C 正確.HJ：Zl l| AMIUl(IN(；NAN機(jī)械運(yùn)動(dòng)參考系_1.選取參考系的必要性只有選取了參考系，物體的運(yùn)動(dòng)才具有實(shí)際意義，也就是說，只有選擇了參考系，物體 的運(yùn)動(dòng)才具有唯一性，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律才能唯一確定.2 .參考系選取的三原則（1）任意：參考系的選取是任意的，任何物體都可以被選作參考系.（2）方便：參考系的選取應(yīng)該遵循方便性原則和簡(jiǎn)單性原則，也就是說，無論將哪一個(gè)物 體選作參考系，應(yīng)該使問題的研究更方便、更簡(jiǎn)單，杜絕使問題復(fù)雜化的情況.（3）實(shí)用：一般選

6、取地面為參考系.【例 1】 如圖所示是某型號(hào)戰(zhàn)斗機(jī)在空中加油的情形，以下列的哪個(gè)物體為參考系，可B.橋-4 -以認(rèn)為加油機(jī)是運(yùn)動(dòng)的（）-5 -A. 戰(zhàn)斗機(jī)B. 地面上的房屋C. 加油機(jī)中的飛行員D. 戰(zhàn)斗機(jī)里的飛行員思路點(diǎn)撥：相對(duì)于參考系位置變化的物體是運(yùn)動(dòng)的，位置不變的物體是靜止的；本題研 究的是加油機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，關(guān)鍵看它相對(duì)所選參考系的位置是否變化.B 加油機(jī)相對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)位置不變，以戰(zhàn)斗機(jī)為參考系，加油機(jī)是靜止的，A 錯(cuò)誤；加油機(jī)相對(duì)于地面上的房屋位置不斷變化，以地面上的房屋為參考系，加油機(jī)是運(yùn)動(dòng)的，B 正確;加油機(jī)相對(duì)于加油機(jī)中的飛行員位置不變，以加油機(jī)中的飛行員為參考系，加油機(jī)是靜止的

7、， C 錯(cuò)誤；加油機(jī)相對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)里的飛行員位置不變，以戰(zhàn)斗機(jī)里的飛行員為參考系，加油機(jī)是 靜止的，D 錯(cuò)誤.規(guī)i1 2 3h也物體運(yùn)動(dòng)情況的判斷方法(1) 確定研究對(duì)象.(2) 根據(jù)題意確定合適的參考系.(3) 分析被研究物體相對(duì)于所選參考系的位置變化情況.1.建立坐標(biāo)系的兩條原則2坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)建立在參考系上.3對(duì)坐標(biāo)方向的選取要使對(duì)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的描述盡量簡(jiǎn)便.2 .坐標(biāo)系的種類針對(duì)訓(xùn)第-6 -1 .(多選)甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看一高樓在向下運(yùn)動(dòng)，乙中乘客看甲在向 下運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)，這三架電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是()A.甲向上、乙向下、丙不動(dòng)B. 甲向上、乙向

8、上、丙不動(dòng)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BCD 先自己畫出情景示意圖，借助圖景分析理解.電梯中的乘客 看其他物體時(shí)，是以自己所乘的電梯為參考系，甲中乘客看高樓向下運(yùn) 動(dòng)，說明甲相對(duì)于地面一定在向上運(yùn)動(dòng)，同理，乙看到甲在向下運(yùn)動(dòng)， 說明乙相對(duì)地面也是向上運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)得比甲更快.丙電梯無論是靜止，還是在向下運(yùn)動(dòng)， 或者以比甲、乙都慢的速度在向上運(yùn)動(dòng)，則丙中乘客看見甲、乙兩電梯都會(huì)感到是在向上運(yùn) 動(dòng).空間位置的描述(1) 一維坐標(biāo)系：如果物體沿直線運(yùn)動(dòng)，以這條直線為X軸，在直線上規(guī)定原點(diǎn)、正方向和標(biāo)度，建立一維坐標(biāo)系，如圖甲所示.(2) 二維坐標(biāo)系：當(dāng)物體

9、在某一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要用兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)確定它 的位置，即二維坐標(biāo)系(平面坐標(biāo))，如圖乙所示.(3) 三維坐標(biāo)系：當(dāng)物體在空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如踢出的足球在空中運(yùn)動(dòng)，需要采用三個(gè)坐標(biāo) 確定它的位置，即三維坐標(biāo)系(空間坐標(biāo))，如圖丙所示.甲.一維坐標(biāo)系乙.二維坐標(biāo)系丙.三維坐標(biāo)系【例 2如圖所示是為了定量研究物體的位置變化作出的坐標(biāo)軸(X軸).在畫該坐標(biāo)軸時(shí)規(guī)定原點(diǎn)在某長(zhǎng)直公路上某廣場(chǎng)的中心，公路為南北走向，規(guī)定向北為正方向.坐標(biāo)軸上 有兩點(diǎn)A和B,A點(diǎn)的位置坐標(biāo)為XA= 5 m,B點(diǎn)的位置坐標(biāo)為XB=3 m，下列說法中正確的 是()BA-4 -3 -2 -I(112 3 4 5x/m1A點(diǎn)

10、位于廣場(chǎng)中心南邊 5 m 處；A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊 5 m 處；B點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心 南邊 3 m處；B點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊 3 m 處.A.B.C.D.思路點(diǎn)撥：在直線坐標(biāo)系上，要明確坐標(biāo)原點(diǎn)、正方向和單位長(zhǎng)度.2根據(jù)位置坐標(biāo)確定所在位置到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離.D 坐標(biāo)值的正、負(fù)只表示方向，正號(hào)表示方向與所規(guī)定的正方向相同，負(fù)號(hào)表示方向-7 -與所規(guī)定的正方向相反.本題中規(guī)定原點(diǎn)在某長(zhǎng)直公路上某廣場(chǎng)的中心，向北為正方向，A點(diǎn)的坐標(biāo)為正值，表示A點(diǎn)位于廣場(chǎng)中心北邊 5 m 處，正確，B點(diǎn)的坐標(biāo)為負(fù)值，表示B點(diǎn)位 于廣場(chǎng)中心南邊 3 m 處，正確，故正確選項(xiàng)為 D.I皿枠仏描述物體空間位置的方法(1) 選定

11、參考系，以參考系為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系，應(yīng)明確坐標(biāo)軸的正方向及其標(biāo)度大 小.(2) 根據(jù)物體相對(duì)參考系的距離及方位，在坐標(biāo)系中找出與物體位置相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn).針對(duì)訓(xùn)藕2 .一個(gè)小球從距地面 4m 高處落下，被地面彈回，在距地面1 m 高處被接住.坐標(biāo)原點(diǎn)定在拋出點(diǎn)正下方 2 m 處，向下方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向.則小球的拋出點(diǎn)、落地點(diǎn)、接住點(diǎn) 的位置坐標(biāo)分別是()-1D 2A. 2 m, 2 m , 1 mB. 2 m,2 m,1 mC. 4 m,0,1 mD. 4 m,0 , 1 mB 根據(jù)題意建立如圖所示的坐標(biāo)系，A點(diǎn)為拋出點(diǎn)，坐標(biāo)為一 2m,B點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，D點(diǎn)為地面，坐標(biāo)為 2 m，C點(diǎn)為接

12、住點(diǎn)，坐標(biāo)為 1 m，所以選項(xiàng) B 正確.3 .如圖所示，某人從學(xué)校門口A處開始散步，先向南走了50 m 到達(dá)B處，再向東走 100m 到達(dá)C處，最后又向北走了 150 m 到達(dá)D處，則A、B C D各點(diǎn)位置如何表示？北解析本題考查坐標(biāo)系的建立方法.可以以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，向東為x軸的正方向，向北為y軸的正方向建立坐標(biāo)系，如圖所示，則各點(diǎn)坐標(biāo)為A(0,0) ,B(0， 50 m), Q100 m50 m) ,D(100 m,100 m)y/m50 100： x/m-50答案見解析時(shí)間的描述-8 -2 點(diǎn)3_1.時(shí)刻與時(shí)間的區(qū)別和聯(lián)系時(shí)刻時(shí)間(間隔)區(qū)別時(shí)刻對(duì)應(yīng)于物體所處的位置或狀態(tài)時(shí)間(間隔)對(duì)

13、應(yīng)于物體所經(jīng)歷的某段過程時(shí)刻只有先與后，而沒 有長(zhǎng)短之分時(shí)間(間隔)沒有先與后的區(qū)別，只有長(zhǎng)短之分在時(shí)間軸上，時(shí)刻用一 個(gè)點(diǎn)表示在時(shí)間軸上，時(shí)間用線段表示聯(lián)(1)兩個(gè)時(shí)刻的間隔即(2)時(shí)間能夠展示物體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過程，好比是一段錄像；系為時(shí)間時(shí)刻可以顯示物體運(yùn)動(dòng)的一個(gè)瞬間，好比是一張照片.由一 張張連續(xù)的照片可以組成錄像，一系列連續(xù)時(shí)刻的積累便構(gòu)成了時(shí)間2.用時(shí)間軸表示時(shí)間和時(shí)刻(1) 第 1 s 內(nèi)、第 2 s 內(nèi)、第 3 s 內(nèi)、第ns 內(nèi)指的都是時(shí)間，都為 1 s.(2) 最初 2 s 內(nèi)、最后 3 s 內(nèi)、最初ns 內(nèi)都是指時(shí)間，在數(shù)值上對(duì)應(yīng)所述值.(3) 第 1 s 末(第 2 s 初

14、)、第 2 s 末(第 3 s 初)、第ns 末，都是指時(shí)刻.如圖所示，第 3 s 末和第 8 s 初都是時(shí)刻，第 5 s 末和第 6 s 初是同一時(shí)刻(在時(shí)間軸上是同一點(diǎn)).第 2 s 初到第 3 s末的時(shí)間間隔為 2 s.樂緘初第，未1111【例 3】 如圖所示是表示時(shí)間的坐標(biāo)軸請(qǐng)思考并討論：_.01234567認(rèn)認(rèn)(1) 圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)的意義是什么？(2)A B之間的線段表示什么？(3) “前 2 s ”在圖中怎么表示？(4) “第 6 s ”在圖中怎么表示？(5) “第 2 s 末”和“第 3 s 初”在圖中怎么表示？它們是同一個(gè)時(shí)刻嗎？思路點(diǎn)撥：仔細(xì)揣摩第幾秒“末”、第幾秒“初”、幾

15、秒“內(nèi)”中關(guān)鍵字眼的含義是區(qū) 分時(shí)間與時(shí)刻的關(guān)鍵.解析時(shí)刻是某個(gè)瞬間，時(shí)刻對(duì)應(yīng)物體所處的某個(gè)狀態(tài)，時(shí)間對(duì)應(yīng)某段過程.時(shí)間與 時(shí)刻可以在表示時(shí)間的坐標(biāo)軸上表示出來，其中時(shí)間對(duì)應(yīng)一段線段，有一定的長(zhǎng)度，時(shí)刻對(duì) 應(yīng)一個(gè)點(diǎn).答案(1)A點(diǎn)和B點(diǎn)表示兩個(gè)時(shí)刻，分別指第3 s 末(第 4 s 初)和第 4 s 末(第 5 s 初)-9 -(2) 時(shí)間，且時(shí)間為 1 s(3) 0 到 2 s 末之間的線段表示前 2 s(4) 5 s 末到 6 s 末之間的線段表示第 6 s(5) “第 2 s 末”和“第 3 s 初”在題圖中均為數(shù)字 2 所在的點(diǎn)，是同一時(shí)刻I IB fl giA怎么區(qū)分時(shí)間間隔與時(shí)刻首先

16、，應(yīng)明確時(shí)刻對(duì)應(yīng)某個(gè)事件或運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)、位置，而時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)事件或運(yùn)動(dòng)的過 程或是位置變化.其次，應(yīng)掌握一些表示時(shí)刻與時(shí)間間隔的關(guān)鍵詞，如時(shí)間數(shù)值后跟“初” “末”“時(shí)”等應(yīng)是時(shí)刻；如時(shí)間數(shù)值后跟“內(nèi)” “中”等一般為時(shí)間間隔.就對(duì)訓(xùn)第-10 -L?AN( i A N Crl 3AJ5IA OC；L；Si ILJ ANC；|1.（多選）下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)的說法正確的是（）A. 物體的位置沒有變化就是不運(yùn)動(dòng)B. 兩物體間的距離沒有變化，兩物體一定都是靜止的C. 自然界中沒有不運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的D. 為了研究物體的運(yùn)動(dòng)，必須先選參考系，平常說的運(yùn)動(dòng)或靜止是相對(duì)于地球而言4.2019 年

17、世界杯預(yù)選賽亞洲區(qū) 12 強(qiáng)賽 A 組第 6 輪中國(guó)國(guó)家隊(duì)與 韓國(guó)國(guó)家隊(duì)的比賽于 3 月 23 日 19 點(diǎn) 35 分開始上半場(chǎng)第 34 分鐘， 于大寶頭球破門經(jīng)過 90 分鐘的角逐，中國(guó)隊(duì)最終以1：0戰(zhàn)勝韓國(guó)隊(duì)則對(duì)以上表述中的“19 點(diǎn) 35 分”“第 34 分鐘”和“90 分鐘”的 說法正確的是（）A.時(shí)間時(shí)刻時(shí)刻B.時(shí)間時(shí)間時(shí)刻C.時(shí)刻時(shí)刻時(shí)間D.時(shí)間時(shí)刻時(shí)間C “19 點(diǎn) 35 分”和“第 34 分鐘”指的是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，表示時(shí)刻.進(jìn)行的總時(shí)間，表示時(shí)間，C 正確.5.關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻，下列說法不正確的是（）A.物體在 5 s 時(shí)指的是物體在 5 s 末時(shí)，指的是時(shí)刻B. 物體在 5 s

18、內(nèi)指的是物體在 4 s 末到 5 s 末這 1 s 的時(shí)間C. 物體在第 5 s 內(nèi)指的是物體在 4 s 末到 5 s 末這 1 s 的時(shí)間90 分鐘”指比賽D.第 4 s 末就是第 5 s 初，指的是時(shí)刻B 畫時(shí)間軸如圖所示，6 L 2 3 4 S 65 s 時(shí)指的是 5 s 末這一時(shí)刻，5 s 內(nèi)指的是 05 s 這一段時(shí)間，第 5 s 內(nèi)指的是在 4 s 末到 5 s 末這 1 s 的時(shí)間，第 4 s 末和第 5 s 初是同一時(shí)刻，故選 B.匚謬堂小務(wù)運(yùn)動(dòng)、空間卻吋間定義建立方法當(dāng)堂達(dá)標(biāo)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性-11 -CD 物體的位置對(duì)某一參考系不變，但對(duì)另一參考系位置可能變化，物體在運(yùn)動(dòng)，故A-12 -錯(cuò)誤；兩物體間距離沒有變化，兩者可能靜止，也可能以相同的速度運(yùn)動(dòng)，故B 錯(cuò)誤；對(duì)于不同的參考系，同一物體可能靜止，也可能運(yùn)動(dòng)，由于參考系的選擇是任意的， 故 CD 正確.2 關(guān)于坐標(biāo)系，下列說法錯(cuò)誤的是()A. 建立坐標(biāo)系是為了定量描述物體的位置和位置變化B. 坐標(biāo)系都是建立在參考系上的C. 坐標(biāo)系的建立與參考系無關(guān)D. 物體在平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)，需要用平面直角坐標(biāo)系才能確定其位置C 坐標(biāo)系是建立在參考系上的，是用來定量描述物體的位置及位置變化的，A、B 正確,C 錯(cuò)誤；做直線運(yùn)動(dòng)的物體的描述需要建立一維直線坐標(biāo)系