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高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第1章 运动的描述第1节 空间和时间课文配套课件ppt
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第1章 运动的描述第1节 空间和时间课文配套课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了基础探究，合作探究，实践应用，知识梳理，形成概念掌握新知，参照物，参考系，坐标系，坐标系的种类，正方向等内容，欢迎下载使用。
一、机械运动1.机械运动:是指一个物体相对于其他物体的 随时间的变化,是自然界最基本、最普遍的运动形式,简称 。2.参考系:描述物体运动的 称为参考系。3.参考系对观察结果的影响:同一个运动,选择的 不同,描述运动的结果就不一定相同。二、空间位置的描述1.坐标系的物理意义在物理学中,通常需要借助数学方法,通过建立 来描述物体的位置。
三、时间的描述1.时刻:是指某一瞬时,在表示时间的数轴上,用 来表示。2.时间:是指两个时刻的 ,在表示时间的数轴上,用 来表示。3.单位:时刻和时间的主要单位有 、分(min)、时(h)。
(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)自然界中没有绝对静止的物体。( )(4)描述汽车在弯道上运行的位置变化要建立二维坐标系。( )(5)时刻就是时间间隔,两者都是时间,没有本质区别。( )(6)第2 s内和前2 s内指的是同一段时间间隔。( )
(1)宇宙飞船是目前重要的载人航天工具。当宇宙飞船绕地球飞行时,以地球为参考系,坐在宇宙飞船中的宇航员如何运动?以宇航舱为参考系呢?
答案:以地球为参考系,宇航员在绕地球做近似圆周的运动;以宇航舱为参考系,宇航员处于静止状态。
(2)如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从A点运动到B点,怎样描述汽车向前沿直线行驶的位置变化?
答案:找坐标表示位置:A点x1、B点x2;位置变化用坐标变化量表示:Δx=x2-x1=30 m-10 m=20 m。
(3)电台报时一般这样说:“现在是北京时间八点整。”播放《新闻联播》大约要半小时的时间。这里两个“时间”的含义相同吗?
答案:不同,第一个“时间”指一个时刻,第二个“时间”指一段时间间隔。
要点一 对参考系的理解及应用
地面上的人看到飞机在高空飞行,若此时飞机中的乘务员与乘客正在交流,但他们彼此看对方却是静止的。为什么人们的看法会不一样?
答案:地面上的人看到飞机在高空飞行,是以地面作为参考系;飞机中正在交流的乘务员与乘客彼此看对方却是静止的,他们是以飞机作为参考系。
1.选择参考系的意义要描述一个物体的运动,首先必须选取参考系,只有选定参考系后,才能研究物体做怎样的运动。2.选取参考系的方法研究物体的运动时,参考系是可以任意选取的,但一般根据研究问题的方便性来选取。在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。
[例1] (多选)2019年4月23日上午,中国人民解放军在青岛海域举行海上大阅兵,共有32艘战舰接受检阅。图甲是正在接受检阅的一字排列的舰队,图乙是正在接受检阅的航母上某战机的起飞表演。下列说法正确的是( )A.若以大海为参考系,图甲中各艘舰艇是运动的B.若以一字舰队为参考系,图甲中各艘舰艇是运动的C.若以航母为参考系,图乙中正在起飞的战机是运动的D.若以航母为参考系,图乙中准备起飞的战机是运动的
解析:若以大海为参考系,图甲中各艘舰艇是运动的,若以一字舰队为参考系,图甲中各艘舰艇是静止的,A正确,B错误;若以航母为参考系,图乙中正在起飞的战机是运动的,准备起飞的战机是静止的,C正确,D错误。
[针对训练1] 观察图中屋顶的炊烟和同学头发的飘动方向,可知风与同学的运动情况。下列说法正确的是( )A.风是向左吹的,同学向左运动的速度比风的小B.风是向左吹的,同学向左运动的速度比风的大C.风是向右吹的,同学是向左运动的D.风是向左吹的,同学是向右运动的
解析:选地面为参考系,由屋顶的炊烟方向可知风向左吹。因为同学的头发向右飘,所以同学一定向左运动且速度比风速大,故选项B正确。
要点二 对坐标系的理解及应用
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:
答案:(1)A点坐标是x=-3 m。
(1)A点坐标是多少?
(2)B点坐标是多少?
答案:(2)B点坐标是x=2 m。
(3)A、B两点间的距离是多少?
1.坐标系的种类(1)一维坐标系。(2)二维直角坐标系。(3)三维坐标系:当物体在空间内运动时,需采用三个坐标确定它的位置,即三维坐标系(空间坐标系)。如图所示为三种不同的坐标系,其中:甲中M点位置坐标为x=2 m;乙中N点位置坐标为x=3 m,y=4 m;丙中P点位置坐标为x=3 m,y=4 m,z=2 m。
2.建立坐标系的原则(1)坐标原点要相对坐标系静止。(2)对坐标方向的选取要使对物体运动规律的描述尽量简便。
[例2] 国庆盛典上,游行的队伍和彩车依次从天安门前经过(如图),以北京长安街为坐标轴x,向西为正方向,以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O,建立一维坐标系,一辆彩车最初在原点以东3 km处,一段时间后行驶到原点以西2 km处。这辆彩车最初位置和最终位置分别是( )A.3 km 2 km B.-3 km 2 kmC.3 km -2 km D.-3 km -2 km
解析:坐标轴的正方向向西,则位置在原点以西为正,在原点以东为负,彩车最初在原点以东且距原点3 km处,所以最初位置是-3 km,同理,最终位置是2 km,故B正确。
[针对训练2] 质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点后静止。如图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标系,则出发点的位置坐标为 m,B点位置坐标为 m,C点位置坐标为 m;A点到B点的位置变化为 m,方向 ;C点到B点的位置变化为 m,方向 。
解析:质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止。如题图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标系,则出发点A的位置坐标为-70 m,B点位置坐标是0 m,C点位置坐标为30 m;A到B位置变化为70 m,方向由西向东,C到B位置变化为-30 m,方向由东向西。
答案:-70 0 30 70 由西向东 -30 由东向西
要点三 时刻和时间间隔的区别与联系
2018年12月8日2时23分,“嫦娥四号”探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射,12月12日16时45分,“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行,到达月球附近,成功实施近月制动,顺利完成“太空刹车”,被月球捕获,进入了近月点约100千米的环月轨道。2019年1月3日10时26分,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。
答案:(1)时刻:2018年12月8日2时23分、12月12日16时45分、2019年1月3日10时26分。时间间隔:110小时。
(1)上述有关时间的数据,哪些表示时刻?哪些表示时间间隔?
(2)在表示时间的数轴上,大致画出描述“嫦娥四号”的时间数据。
答案:(2)如图所示。
2.在时间轴上的表示(1)时刻只能显示运动的一瞬间,好比一张照片。常用来表示时刻的关键词有:初、末、时等。如图所示,E点表示第4 s末或第5 s初。
(2)时间间隔能展示运动的一个过程,好比一段录像。常用来表示时间的关键词有:内、经历、历时等。如图所示,2 s内、第2 s内等指的是时间间隔。
[例3] (2022·福建宁德测试)(多选)下列说法正确的是( )A.“北京时间8点整”指的是时间间隔B.第n s内就是(n-1) s末到n s末这1 s时间间隔(n为任意正整数)C.列车在南京站停15分钟,指的是时间间隔D.不管是前5 s还是第5 s,都是指时间间隔
[思路点拨] 解答本题可以通过画出时间轴的方法来区分时刻与时间间隔。主要把握以下两点:(1)时刻在时间轴上用一个点来表示。(2)时间间隔在时间轴上用一条线段来表示。
解析:8点整指的是某一瞬间,是时刻,A错误;第n s 指的是(n-1) s末到n s末这段时间间隔,B正确;停站15分钟,指一段时间,是时间间隔,C正确;前5 s指0到5 s的时间间隔,第5 s指的是第5 s 初至第5 s末这1 s的时间间隔,都是指时间间隔,D正确。
时间和时刻的两种判断方法(1)根据上下文判断:分析所给的说法,根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一事件或运动的状态,时间对应的是事件或运动的发生过程。(2)利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻和时间表示出来,对应一个点的是时刻,对应一段线段的是时间。
[针对训练3] 为迎接国庆节,某校高一和高二的学生组织了一场足球比赛。下列关于比赛表述中涉及的计时数据,指时间间隔的是( )A.比赛于9月27日下午2点20分开始B.开场9分20秒时,高一队率先进球C.比赛进行到30分,高二队换人D.整场比赛共踢了90分钟
解析:“下午2点20分”是比赛开始的时刻,“开场9分20秒”“进行到30分”均为相对于开始的时刻,在时间轴上,它们均是对应某个点;“90分钟”是比赛进行的过程,在时间轴上对应一条线段,指的是时间间隔,故D正确。
模型·方法·结论·拓展
“数形结合”法在物理学中的应用在物理学中,表达物理概念和物理规律有其特有的科学思维和科学方法,如表达物体的位置变化,生活中可能更多的是对自然运动的静观、思辨的一种定性的表达,而物理学科则是对运动做定量的数学推演,甚至要设计实验来验证。为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要运用数形结合思想,如在参考系上建立适当的坐标系,建立坐标系时,还可以用坐标系来表示时刻和时间。
[示例] 如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为第2 s内B.t2～t3表示时间间隔,称为第3 s内C.t0～t2表示时间间隔,称为最初2 s内或第 2 s内D.tn-1～tn表示时间间隔,称为第(n-1)s内
解析:t2是时刻,第2 s内是t1～t2的时间间隔,故A错误;t2～t3是第3 s内这1 s的时间间隔,故B正确;t0～t2是最初2 s内的时间间隔,而第2 s内是1 s的时间间隔,故C错误;tn-1～tn是第n s内这1 s的时间间隔,故D错误。
科学·技术·社会·环境
一、机械运动1.机械运动:是指一个物体相对于其他物体的 随时间的变化,是自然界最基本、最普遍的运动形式,简称 。2.参考系:描述物体运动的 称为参考系。3.参考系对观察结果的影响:同一个运动,选择的 不同,描述运动的结果就不一定相同。二、空间位置的描述1.坐标系的物理意义在物理学中,通常需要借助数学方法,通过建立 来描述物体的位置。
三、时间的描述1.时刻:是指某一瞬时,在表示时间的数轴上,用 来表示。2.时间:是指两个时刻的 ,在表示时间的数轴上,用 来表示。3.单位:时刻和时间的主要单位有 、分(min)、时(h)。
(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)自然界中没有绝对静止的物体。( )(4)描述汽车在弯道上运行的位置变化要建立二维坐标系。( )(5)时刻就是时间间隔,两者都是时间,没有本质区别。( )(6)第2 s内和前2 s内指的是同一段时间间隔。( )
(1)宇宙飞船是目前重要的载人航天工具。当宇宙飞船绕地球飞行时,以地球为参考系,坐在宇宙飞船中的宇航员如何运动?以宇航舱为参考系呢?
答案:以地球为参考系,宇航员在绕地球做近似圆周的运动;以宇航舱为参考系,宇航员处于静止状态。
(2)如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从A点运动到B点,怎样描述汽车向前沿直线行驶的位置变化?
答案:找坐标表示位置:A点x1、B点x2;位置变化用坐标变化量表示:Δx=x2-x1=30 m-10 m=20 m。
(3)电台报时一般这样说:“现在是北京时间八点整。”播放《新闻联播》大约要半小时的时间。这里两个“时间”的含义相同吗?
答案:不同,第一个“时间”指一个时刻,第二个“时间”指一段时间间隔。
要点一 对参考系的理解及应用
地面上的人看到飞机在高空飞行,若此时飞机中的乘务员与乘客正在交流,但他们彼此看对方却是静止的。为什么人们的看法会不一样?
答案:地面上的人看到飞机在高空飞行,是以地面作为参考系;飞机中正在交流的乘务员与乘客彼此看对方却是静止的,他们是以飞机作为参考系。
1.选择参考系的意义要描述一个物体的运动,首先必须选取参考系,只有选定参考系后,才能研究物体做怎样的运动。2.选取参考系的方法研究物体的运动时,参考系是可以任意选取的,但一般根据研究问题的方便性来选取。在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。
[例1] (多选)2019年4月23日上午,中国人民解放军在青岛海域举行海上大阅兵,共有32艘战舰接受检阅。图甲是正在接受检阅的一字排列的舰队,图乙是正在接受检阅的航母上某战机的起飞表演。下列说法正确的是( )A.若以大海为参考系,图甲中各艘舰艇是运动的B.若以一字舰队为参考系,图甲中各艘舰艇是运动的C.若以航母为参考系,图乙中正在起飞的战机是运动的D.若以航母为参考系,图乙中准备起飞的战机是运动的
解析:若以大海为参考系,图甲中各艘舰艇是运动的,若以一字舰队为参考系,图甲中各艘舰艇是静止的,A正确,B错误;若以航母为参考系,图乙中正在起飞的战机是运动的,准备起飞的战机是静止的,C正确,D错误。
[针对训练1] 观察图中屋顶的炊烟和同学头发的飘动方向,可知风与同学的运动情况。下列说法正确的是( )A.风是向左吹的,同学向左运动的速度比风的小B.风是向左吹的,同学向左运动的速度比风的大C.风是向右吹的,同学是向左运动的D.风是向左吹的,同学是向右运动的
解析:选地面为参考系,由屋顶的炊烟方向可知风向左吹。因为同学的头发向右飘,所以同学一定向左运动且速度比风速大,故选项B正确。
要点二 对坐标系的理解及应用
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:
答案:(1)A点坐标是x=-3 m。
(1)A点坐标是多少?
(2)B点坐标是多少?
答案:(2)B点坐标是x=2 m。
(3)A、B两点间的距离是多少?
1.坐标系的种类(1)一维坐标系。(2)二维直角坐标系。(3)三维坐标系:当物体在空间内运动时,需采用三个坐标确定它的位置,即三维坐标系(空间坐标系)。如图所示为三种不同的坐标系,其中:甲中M点位置坐标为x=2 m;乙中N点位置坐标为x=3 m,y=4 m;丙中P点位置坐标为x=3 m,y=4 m,z=2 m。
2.建立坐标系的原则(1)坐标原点要相对坐标系静止。(2)对坐标方向的选取要使对物体运动规律的描述尽量简便。
[例2] 国庆盛典上,游行的队伍和彩车依次从天安门前经过(如图),以北京长安街为坐标轴x,向西为正方向,以天安门中心所对的长安街中心为坐标原点O,建立一维坐标系,一辆彩车最初在原点以东3 km处,一段时间后行驶到原点以西2 km处。这辆彩车最初位置和最终位置分别是( )A.3 km 2 km B.-3 km 2 kmC.3 km -2 km D.-3 km -2 km
解析:坐标轴的正方向向西,则位置在原点以西为正,在原点以东为负,彩车最初在原点以东且距原点3 km处,所以最初位置是-3 km,同理,最终位置是2 km,故B正确。
[针对训练2] 质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点后静止。如图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标系,则出发点的位置坐标为 m,B点位置坐标为 m,C点位置坐标为 m;A点到B点的位置变化为 m,方向 ;C点到B点的位置变化为 m,方向 。
解析:质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止。如题图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标系,则出发点A的位置坐标为-70 m,B点位置坐标是0 m,C点位置坐标为30 m;A到B位置变化为70 m,方向由西向东,C到B位置变化为-30 m,方向由东向西。
答案:-70 0 30 70 由西向东 -30 由东向西
要点三 时刻和时间间隔的区别与联系
2018年12月8日2时23分,“嫦娥四号”探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射,12月12日16时45分,“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行,到达月球附近,成功实施近月制动,顺利完成“太空刹车”,被月球捕获,进入了近月点约100千米的环月轨道。2019年1月3日10时26分,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。
答案:(1)时刻:2018年12月8日2时23分、12月12日16时45分、2019年1月3日10时26分。时间间隔:110小时。
(1)上述有关时间的数据,哪些表示时刻?哪些表示时间间隔?
(2)在表示时间的数轴上,大致画出描述“嫦娥四号”的时间数据。
答案:(2)如图所示。
2.在时间轴上的表示(1)时刻只能显示运动的一瞬间,好比一张照片。常用来表示时刻的关键词有:初、末、时等。如图所示,E点表示第4 s末或第5 s初。
(2)时间间隔能展示运动的一个过程,好比一段录像。常用来表示时间的关键词有:内、经历、历时等。如图所示,2 s内、第2 s内等指的是时间间隔。
[例3] (2022·福建宁德测试)(多选)下列说法正确的是( )A.“北京时间8点整”指的是时间间隔B.第n s内就是(n-1) s末到n s末这1 s时间间隔(n为任意正整数)C.列车在南京站停15分钟,指的是时间间隔D.不管是前5 s还是第5 s,都是指时间间隔
[思路点拨] 解答本题可以通过画出时间轴的方法来区分时刻与时间间隔。主要把握以下两点:(1)时刻在时间轴上用一个点来表示。(2)时间间隔在时间轴上用一条线段来表示。
解析:8点整指的是某一瞬间,是时刻,A错误;第n s 指的是(n-1) s末到n s末这段时间间隔,B正确;停站15分钟,指一段时间,是时间间隔,C正确;前5 s指0到5 s的时间间隔,第5 s指的是第5 s 初至第5 s末这1 s的时间间隔,都是指时间间隔,D正确。
时间和时刻的两种判断方法(1)根据上下文判断:分析所给的说法,根据题意去体会和判断。时刻对应的是某一事件或运动的状态,时间对应的是事件或运动的发生过程。(2)利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻和时间表示出来,对应一个点的是时刻,对应一段线段的是时间。
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解析:“下午2点20分”是比赛开始的时刻,“开场9分20秒”“进行到30分”均为相对于开始的时刻,在时间轴上,它们均是对应某个点;“90分钟”是比赛进行的过程,在时间轴上对应一条线段,指的是时间间隔,故D正确。
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“数形结合”法在物理学中的应用在物理学中,表达物理概念和物理规律有其特有的科学思维和科学方法,如表达物体的位置变化,生活中可能更多的是对自然运动的静观、思辨的一种定性的表达,而物理学科则是对运动做定量的数学推演,甚至要设计实验来验证。为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要运用数形结合思想,如在参考系上建立适当的坐标系,建立坐标系时,还可以用坐标系来表示时刻和时间。
[示例] 如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,也可以称为第2 s内B.t2～t3表示时间间隔,称为第3 s内C.t0～t2表示时间间隔,称为最初2 s内或第 2 s内D.tn-1～tn表示时间间隔,称为第(n-1)s内
解析:t2是时刻,第2 s内是t1～t2的时间间隔,故A错误;t2～t3是第3 s内这1 s的时间间隔,故B正确;t0～t2是最初2 s内的时间间隔,而第2 s内是1 s的时间间隔,故C错误;tn-1～tn是第n s内这1 s的时间间隔,故D错误。
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