21-22版 空间和时间

1、第1节空间和时间第1章 运动的描述学习目标要求核心素养和关键能力1.理解机械运动的定义。2.掌握描述运动的方法，学会用坐标轴确定物体的位置。3.知道时间、时刻的区别。1.科学思维能创新运用数学思维来描述位置信息，科学推理得出参考系对运动描述的意义。2.关键能力能根据实际问题选择合适的参考系并对运动进行准确地描述的能力。教材知识梳理知识方法探究随堂对点自测目录CONTENTS/课时定时训练/1.机械运动：指一个物体相对于其他物体的_随时间的变化。2.参考系(1)定义：确定一个参照物来描述物体的运动，这种_称为参考系。(2)选取原则：参考系的选取是_。(3)参考系对观察结果的影响：对于同一个运动，

2、选择的参考系不同，描述运动的结果就_相同。若参考系选择_，则可使研究的问题简化。一、机械运动位置参照物任意的不一定恰当【想一想】对于车上坐着的乘客的运动情况的描述中，司机和路旁的观察者为什么有不同的看法？答案同一物体，选择的参考系不同，对该物体运动的描述一般不同。1.建系目的：为了定量描述物体的位置及_。2.坐标系的三要素：_、_和单位长度。3.常用坐标系的种类有：一维坐标系、_和_。二、空间位置的描述位置变化原点正方向二维直角坐标系三维直角坐标系【想一想】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

3、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，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。1.时刻：表示某一_，在表示时间的数轴上，用点表示。2.时间：是指两个时刻的_，在表示时间的数轴上，用_表示。三、时间的描述瞬间间隔线段【想一想】小明休息的时间为21：00，睡醒的时间为6：30，睡眠时间为9.5小时。请问这些“时间”，哪些是时刻？哪个是时间？答案21：00和6：30为时刻，9.5小时为时间。探究1对参考系的理解情境导入中国的动车组列车分为三大级别：高速动车组(时速250公里及其以上，标号G，主要

4、对应高速铁路，还没有上限时速)、一般动车组或中速动车组(标号D，时速160公里至200公里，主要对应快速铁路)、低速动车组(时速140公里，以适应城市轻轨)。如图是正高速行驶的动车中站立的“动姐”。(1)在火车站上的人来看，她们随动车以很大的速度快速运动，那动车上站立的三位“动姐”感觉自己在高速运动吗？(2)她们若观察窗外的景色，能感觉自己在高速运动吗？(3)她们为什么会有上述两种不同的感觉呢？答案(1)站立的三位“动姐”，感觉自己是不动的。(2)她们看窗外的景色，能感觉自己在高速运动。(3)她们感觉自己是静止的，是相对于自己的同伴或座椅来说的，在看窗外的景色时感觉自己在高速运动，是相对于外面

5、的物体来说的。归纳拓展1.参考系选取的原则(1)以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。(2)研究地面上物体的运动时，常选地面或相对地面静止的物体作为参考系。2.参考系的四性(1)标准性：被选为参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。(2)任意性：参考系的选取是任意的，任何物体都可以作为参考系。(3)统一性：比较不同物体的运动应选择同一个参考系。(4)差异性：对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果一般不同。【例1】 (多选)中国人民解放军在南海海域举行海上大阅兵，共有48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“辽宁

6、舰”上歼15 战机的起飞表演。下列说法正确的是 ()ACA.若以大海为参考系，图甲中各艘舰艇都是运动的B.若以一字舰队为参考系，图甲中各艘舰艇都是运动的C.若以 “辽宁舰”为参考系，图乙中正在起飞的歼15战机是运动的D.若以 “辽宁舰”为参考系，图乙中准备起飞的歼15战机是运动的解析若以大海为参考系，图甲中各艘舰艇都是运动的，若以一字舰队为参考系，图甲中各艘舰艇都是静止的，故A正确，B错误；若以“辽宁舰”为参考系，图乙中正在起飞的歼15战机是运动的，准备起飞的歼15战机是静止的，故C正确，D错误。【针对训练1】 “刻舟求剑”的故事家喻户晓，如图，“舟已行矣，而剑不行”这句话所选用的参考系是()

7、A.舟 B.舟上的人C.地面 D.流动的水解析舟已行是说船相对于地面在运动，而剑落水后相对地面不再移动，故此句选用的参考系是地面。选项C正确。C情境导入根据图中情景，回答下列问题。探究2描述空间位置的数学方法田径场上，要描述百米赛跑运动员在运动中的位置，需要建立什么样的坐标系？要描述800米赛跑运动员在运动中的位置，需要建立什么样的坐标系？在足球场上，要描述足球的位置，需要建立什么样的坐标系？答案田径场上，在描述百米赛跑运动员的位置时，因运动员是在一条直线上运动，故建立一维坐标系即可；在描述800米赛跑运动员的位置时，因800米跑道是弯曲的，运动员在平面内运动，此时应建立二维直角坐标系；足球场

8、上，足球并非在同一平面内运动，故应建立三维空间直角坐标系才能描述足球的位置。归纳拓展1.确定参考系，建立坐标系，都是为了更方便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一维(直线)坐标系物体沿直线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二维(平面)直角坐标系物体在某一平面内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，物体的位置由两个坐标值来确定三维(空间)直角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坐标值来确定【例2】 有一口井，水面距

9、井口4 m，现用水桶从井中提水(如图)，水桶出井后又将其提升了1 m。选井口处为坐标原点，以水桶竖直向上提升的路线为x轴，向上为正方向，则水桶在水面时的位置和最后的位置坐标分别是()BA.4 m，1 m B.4 m，1 mC.5 m，0 D.5 m，1 m解析选井口处为原点，向上为正；则水桶在水面时在井口的下方，离井口的距离为4 m，所以坐标值为4 m；出井后，在井口上方离井口1 m，所以坐标值为1 m，故B正确，A、C、D错误。【针对训练2】 如图所示，从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5 m后回落，最后到达地面。以抛出点为原点建立坐标系，以竖直向上为正方向，则小球末位置坐标

10、为()BA.3 m B.3 mC.0 m D.13 m解析以抛出点为原点建立坐标系，以竖直向上为正方向，则小球末位置坐标为3 m，故A、C、D错误，B正确。1.时刻和时间的比较探究3时间的描述时刻时间区别在时间轴上用点表示，时刻与物体的位置相对应，表示某一瞬时在时间轴上用线段表示，时间间隔与物体的路程相对应，表示某一段时间联系两个时刻的间隔即为时间，即tt2t12.时刻和时间在时间轴上的表示(1)时刻(如图所示)(2)时间(如图所示)3.区分时刻和时间的方法常用来表示时刻的关键词是“初”“末”“时”等；常用来表示时间的关键词是“内”“经历”“历时”等，并且要在具体情景中区分。【例3】 (202

11、1北京昌平高一期末)如图所示，小张和小王同学家都住在锦祥秋实大厦，一天早上他们均是7：15出小区大门，经过不同路径(小张沿东环路、小王经燕平路)到达昌平一中校门口；路上所用时间均为15分钟。材料中所涉及的7：15和15分钟()DA.都是指时间B.都是指时刻C.7：15指时间，15分钟指时刻D.7：15指时刻，15分钟指时间解析7：15出小区大门，即表示动作的发生，为时刻；路上所用时间均为15分钟，即对应一个过程，为时间，所以D正确，A、B、C错误。【针对训练3】 (多选)关于时间和时刻，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

12、末到5 s末这1 s的时间C.物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s初这1 s的时间D.第4 s末和第5 s初，指的是时刻解析物体在5 s时指的是物体在5 s末时，指的是时刻，故A正确；物体在5 s内指的是物体在0到第5 s末这5 s的时间，故B错误；物体在第5 s内指的是物体在第4 s末到第5 s末这1 s的时间，故C错误；第4 s末就是第5 s初，指的是时刻，故D正确。AD1.(参考系的理解)(2021甘肃临夏中学期中)观察如图所示的漫画，图中司机说乘车人“你没动”，而路上的小女孩说他(指乘车人)运动得“真快”。关于司机和小女孩对乘车人运动状态的描述所选取的参考系分别为()AA.汽车

13、、地面 B.地面、汽车C.地面、地面 D.汽车、汽车解析司机说乘车人你没动，是乘车人相对于汽车来说没有动，而路上的小女孩说乘车人真快这是乘车人相对于地面来说的，故A正确，B、C、D错误。ACD2.(参考系的理解)(多选)(2021浙江金华曙光学校高一月考)摄影师抓拍到了一个有趣的场面：一只乌鸦站在飞翔的老鹰背上休憩，下列说法正确的是( )A.以乌鸦为参照物，老鹰是静止的B.以地面为参照物，乌鸦是静止的C.乌鸦、老鹰飞行的快慢相同，它们相对静止D.以地面为参照物老鹰是运动的解析以乌鸦为参照物，老鹰的位置没有发生变化，因此老鹰是静止的，故A项正确；以地面为参照物，乌鸦的位置发生变化，因此乌鸦是运动

14、的，故B项错误；乌鸦、老鹰飞行的快慢相同，他们的相对位置没有发生变化，因此他们相对静止，故C项正确；以地面为参照物，老鹰的位置发生变化，因此老鹰是运动的，故D项正确。B3.(位置的描述)在六十周年国庆盛典上，游行的队伍和彩车依次从天安门经过，以北京长安街为坐标轴，向西为正方向，以长安街中心为原点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。这辆彩车的最初位置和最终位置坐标分别是()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，则位置在坐标原点以西为正，在坐标原点以东为负，汽车最初在

15、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，A、C、D错误。C4.(时间的描述)(2021浙江嘉兴一中高一上学期检测)关于下列甲、乙两图中计时数据的说法，正确的是()A.甲图中博尔特百米夺冠成绩“9.58”是指时刻B.乙图中的列车到点“16：30”是指时间C.乙图中的列车“晚点1小时8分”是指时间D.甲、乙两图中所列计时数据均指时间解析甲图中的“9.58”指时间；乙图中的“16：30”指时刻，“晚点1小时8分”指的是时间，故A、B、D三项错误，C项正确。题组一对参考系的理解1.(2020山东济南月考)如图所示，两架歼10A战机组成双机编队伴飞时，甲飞机

16、上的飞行员发现乙飞机是“静止的”，则其选取的参考系是()BA.地面上的观众 B.甲飞机C.远处的地面 D.乙飞机解析飞机相对于地面上的观众、远处的地面都是运动的，所以以地面上的观众、远处的地面为参考系，乙飞机都是运动的，故A、C错误；因为两架飞机在空中以相同速度同向飞行，以甲飞机为参照物，甲与乙飞机之间的相对位置没有发生变化，所以认为乙是静止的，故B正确；研究乙的运动情况，不能以乙自身为参考系，故D错误。2.(2020浙江省东阳中学高一月考)如图是特技跳伞运动员的空中造型图。当运动员保持该造型向下落时，下列说法正确的是()DA.某运动员以对面运动员为参考系，自己向下运动B.某运动员以自己为参考

17、系，对面运动员向上运动C.某运动员以地面为参考系，自己是静止的D.某运动员以对面运动员为参考系，地面向上运动解析某运动员以对面运动员为参考系，因运动员保持该造型，自己是静止的，A错误；某运动员以自己为参考系，因运动员保持该造型，对面运动员是静止的，B错误；某运动员以地面为参考系，他们与地面间的位置在靠近，自己是运动的，C错误；某运动员以对面运动员为参考系，他们与地面间的位置在靠近，因此地面向上运动，D正确。3.(2020浙江学军中学开学考试)小明在蹦极运动中从高处轻轻一跳，如图所示。在下落过程中他感到“大地扑面而来”，还差10米就要和大地来一次亲密接触。小明感到“大地扑面而来”，他所选的参考系

18、是()DA.天空 B.塔台C.地面 D.自己解析小明向地面俯冲，看到大地扑面而来。所以现在描述大地的运动状态是以小明自己为参照物的，故D正确，A、B、C错误。4.(2020杭州高级中学钱塘学校期中)如图所示，飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动状况的争论，下列说法正确的是()DA.研究物体运动时不一定要选取参考系B.甲、乙两人的说法中必有一个是错误的C.参考系只能选择相对于地面静止的物体D.他们的争论是由于参考系的选取不同而引起的解析研究物体运动时一定要选取参考系，才能描述物体的运动，A错误；甲、乙两人的说法中都是正确的，他们的争

19、论是由于参考系的选取不同而引起的，选地面为参考系，飞行员做曲线运动，选飞机为参考系，飞行员做直线运动，B、C错误，D正确。题组二描述空间位置的数学方法5.(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。坐标上有两点A和B，A的位置坐标为xA4 m，B的位置坐标为xB2 m。下面说法中正确的是()BCA.A点位于广场中心南边4 m处B.A点位于广场中心北边4 m处C.B点位于广场中心南边2 m处D.B点位于广场中心北边2 m处解析由位置坐标的意义可知，A点在原点的正方向4 m处，即在广场中心北方4

20、m处，A错误，B正确；B点在原点的负方向2 m处，即在广场中心南方2 m处，C正确，D错误。6.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，则在O点的观察员对小船位置的报告最为精确的是(sin 370.6)()A.小船的位置变化了7 kmB.小船向东北方向运动了7 kmC.小船向东北方向运动了5 kmD.小船的位置在东偏北37 方向，距离O点5 km处D题组三时间的描述7.下列关于民间俗语中所说的时间，理解正确的是()A.用“做一天和尚，撞一天钟”表示做事得过且过，“一天”指时间间隔B.用“三分钟热度”形容做事没有持久性，“三分钟”指时刻C.用“冰冻三尺非一日之寒

21、”形容做事情不能一蹴而就，“一日”指时刻D.用“宁停三分，不抢一秒”进行交通安全教育，“三分”和“一秒”均指时刻解析时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。“一天”表示一个过程，所以是时间间隔，A正确；“三分钟”表示持续的时间，为时间间隔，B错误；“一日”表示寒冷持续的过程，为时间间隔，C错误；“三分”对应一个过程，“一秒”对应一个过程，均为时间间隔，D错误。A8.(2021江苏桃州中学高一月考)关于时间间隔与时刻下列说法正确的是()A.一个极小的时间间隔就是一个时刻B.第4 s末到第5 s初经历了1 s的时间间隔C.前2 s内的时间间隔为2

22、sD.物体第3 s内运动了4 m，其中第3 s内指的是时刻解析时间间隔在时间轴上对应于一段线段，而时刻对应一个点，则一个极小的时间间隔也不是一个时刻，选项A错误；第4 s末与第5 s初是相同的时刻，选项B错误；前2 s内的时间间隔为2 s，选项C正确；物体第3 s内运动了4 m，其中第3 s内指的是时间间隔，选项D错误。C9.(多选)如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间的说法中正确的是()ABA.t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初B.t2t3表示时间，称为第3 s内C.t0t2表示时间，称为前2 s或第2 s内D.tn1tn表示时间，称为第(n1)s内解析t2表示时间轴上的一个点，所以表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，选项A正确；t2t3表示时间轴上的一段距离，所以为时间，称为第3 s内，选项B正确；t0t2表示时间轴上的一段距离，所以为时间，称为前2 s，t1t2表示第2 s内，选项C错误；tn1tn表示时间，称为第n s内，选项D错误。10.(2021元氏县第四中学月考)观察图中的烟囱冒出的烟和车上的小旗，关于甲、乙两