2020学年高中物理第1章、第2章第1节运动、空间和时间讲义+测试(含解析)鲁科版必修1(最新整理

2019-2020学年高中物理第1章、第2章第1节运动、空间和时间讲义+测试（含解析）鲁科版必修1
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第1节运动、空间和时间
1．知道机械运动和参考系的概念，知道对物体运动的描述具有相对性。

2．知道坐标系的种类，会用坐标系描述物体的位置。

3．知道时间和时刻的区别和联系，能用时间数轴表示时刻和时间。

1.撩开物理学的神秘面纱
(1）物理学与自然规律
物理学是研究错误!物质性质、错误!相互作用和错误!运动规律的自然科学.
（2）物理学与社会发展
04亚里士多德首次提出了物理学。

物理学经历了经典力学、热力学理论和错误!分子物理、□
电磁学理论、量子论和错误!相对论阶段，是自然科学和技术科学的基础,它使人类对自然的认
识一步步深入，为人类社会的发展做出了巨大贡献.
2．机械运动
(1)机械运动：是指一个物体相对其他物体的□07位置变化，简称运动，是物质运动的一种
基本形式。

（2)参考系：用来描述物体运动的错误!参照物。

对于同一个运动，选择的参考系不同,观
察和描述的结果错误!不同。

3．空间位置的描述
（1）建立坐标系的目的:描述物体的错误!位置.
(2）坐标系的分类
①一维坐标系:描述物体在一条错误!直线上的位置.
②二维直角坐标系:描述物体在一个错误!平面上的位置。

（3)坐标系的构成：选定的参考点作为错误!原点O,选定坐标轴的错误!正方向，选定坐标
的单位长度（如1 km）。

4．时间的描述
（1）时刻:指某一瞬间，在时间数轴上用错误!点来表示。

(2）时间:指两个时刻之间的错误!间隔，在时间数轴上用错误!线段来表示。

时刻和时间通
常用t表示。

(3)时刻和时间的单位：秒、分、时等，符号分别为错误!s、错误!min、错误!h.飞秒(fs)和
阿秒（as）是很小的时间单位，1 fs＝错误!10－15 s,1 as＝错误!10－18 s.
想一想
作为参考系的物体一定是静止在地面上的物体吗?
提示:不是;参考系的选取是任意的，根据需要和方便选择.
判一判
（1）参照物就是静止不动的物体.（)
(2)参考系可以任意选取,对同一运动,选择不同的参考系，观察的结果一定相同。

( )
(3)描述直线运动时，一般建立一维坐标系。

( )
（4)天津开往德州的K625次列车于13点35分从天津发车，13点35分指时间。

( )（5）一分钟可分成60个时刻。

( ）
提示：（1）×（2）×（3）√(4）×(5)×
课堂任务参考系
1．运动的相对性
（1）描述一个物体的运动情况，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述可能不同。

（2）相对静止:如果两个物体运动的快慢相同，方向相同,我们就说这两个物体是相对静止的。

（3）平时人们所说的静止的物体,都是指相对静止,绝对静止是没有的。

2．参考系的四个性质
（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：任何物体都可以作为参考系.
（3）统一性:比较多个物体的运动或研究同一物体在不同阶段运动时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,观察结果可能不同。

3．参考系的选取原则
（1）参考系的选取一般以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。

（2）通常在研究地面上物体的运动时，如果不加说明，则默认以地面为参考系。

例1 如图所示，由于风,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船的运动状态是（）
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
(1)河岸上的旗帜向右飘,说明风向哪个方向吹？
提示：向右吹。

（2)该问题除了考虑船的运动方向，还需要考虑什么？
提示:还需要考虑船速与风速的大小关系。

[规范解答］(1）A船运动情况的确定：由题图知A船与河岸的旗帜均向右飘，所以A 船可能相对河岸静止,也可能以任意速度向左运动,还有可能以比风速小的速度向右运动。

A、B 错误.
(2)B船运动情况的确定:B船中旗帜向左飘，表明B船只能向右运动,且速度大于风速，C 正确，D错误。

［完美答案] C
描述物体的运动，首先确定研究对象，并根据题意确定参考系，然后分析所研究物体相对参考系的位置变化情况。

错误!某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。

两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。

如果以地面为参考系,那么,上述观察说明( )
A．甲车不动，乙车向东运动
B．乙车不动,甲车向东运动
C．甲车向西运动,乙车向东运动
D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动
答案D
解析甲车内同学看到乙车不动,说明甲车和乙车运动情况相同，乙车内同学看到树木向
西运动，说明乙车在向东运动。

故D正确，A、B、C错误.
课堂任务坐标系
1．一维坐标系(直线坐标系）
描述物体在一条直线上运动（如甲壳虫在直藤条上爬行），即物体做一维运动时，可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系.如图所示，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标x A＝3 m，若它运动到B点，则此时它的坐标x B＝－2 m（“－"表示沿x轴负方向）.
2．二维坐标系（平面直角坐标系)
描述物体在一平面内运动（如湖面上小船的运动)，即二维运动时，需采用两个坐标确定它的位置。

如图喷出的某滴水的运动定位,可以认为是质点A沿轨迹运动，位置在发生变化，通过坐标可以显示出来.
3．三维坐标系(立体坐标系)
描述物体在三维空间的运动(例如:飞机的运动）。

需采用x轴、y轴、z轴立体坐标系中三个坐标来确定它的位置，如图所示。

例2 以某十字路口的交通岗亭为坐标原点,向东为x轴正方向,向南为y轴正方向,画出坐标系来描述坐标为(－60 m,80 m)的建筑物相对交通岗亭的位置,并求该建筑物距岗亭的距离。

（1)怎么画坐标图？
提示:坐标系的构成要素（原点、单位长度、数字、物理量、单位、正方向)一个都不能少.
（2）求距离要注意什么？
提示：首先是定位，根据坐标定好位置，然后采用数学方法求解。

［规范解答］二维坐标系的坐标值顺序为x坐标、y坐标，故该建筑物的坐标x＝－60 m、y＝80 m，该建筑物位于交通岗亭西60 m、南80 m处,即先向西走60 m，再向南走80 m就到达该建筑物处.由勾股定理可知该建筑物距交通岗亭100 m。

[完美答案] 如图所示，100 m
建立坐标系确定物体位置时,首先要确定原点的位置及坐标轴的正方向,再确定研究对象所处的位置坐标.坐标的绝对值表示沿坐标轴离原点的距离,坐标中的“＋”“－"号表示方向，即“＋”表示位于坐标轴的正方向一侧，“－”表示位于坐标轴的负方向一侧.
[变式训练2］一人在100 m高的楼房顶边缘处做实验，将一质量为m的小球以5 m/s的速度水平向右抛出，当小球在水平方向上运动10 m时，在竖直方向上运动了20 m.
（1)如果以抛出点为坐标原点，怎样表示小球现在所处的位置？
（2)如果以抛出点竖直投影到地面上的点为坐标原点，怎样表示小球现在所处的位置？
答案见解析
解析（1)因为小球在二维空间运动，需建立平面直角坐标系，以抛出点为坐标原点，向右为x轴正方向，向上为y轴正方向，那么小球现在的位置为:x＝10 m，y＝－20 m,用坐标表示为(10 m，－20 m）。

（2)以抛出点竖直投影到地面上的点为坐标原点，向右为x轴正方向，向上为y轴正方向，小球现在的位置为：x＝10 m，y＝80 m，用坐标表示为（10 m，80 m)。

课堂任务时间和时刻
1．时刻和时间的表示方法
（1)时刻:时刻在时间数轴上，用一个点来表示，如第2 s末、第2 s初等是状态量。

如图所示。

（2)时间：时间指的是两时刻之间的间隔，在时间数轴上用一段线段来表示，如2 s内、第2 s内等是过程量。

如图所示。

（3）为了便于记忆把两个图有机结合，如图所示，0～3 s表示3 s的时间，即前3 s；4～5 s表示第5 s内，是1 s的时间。

时间数轴上的数字“1"所对应的刻度线为第1 s末，也为第2 s初,是时刻。

2．时刻和时间的区别与联系
注意：生活中所谓的时间有双重含义，既有可能指时间，也可能指时刻，要注意体会、区分。

如：“你什么时间到的”“什么时间吃饭？”“什么时间开始上班”等所说的“时间"是指时刻。

例3 下列关于时间和时刻的说法中,正确的是（)
A．时间和时刻的区别在于长短不同，长的是时间，短的是时刻
B．3秒内和第3秒的时间一样长
C．第3秒末和第4秒初是两个不同的时刻
D．第3秒内和第4秒内经历的时间相等
(1)时间和时刻是同一物理量吗？
提示:不是.
(2）第几秒和几秒是一回事吗？
提示：前者是第几个1秒，后者是有几秒。

[规范解答] 时间和时刻的区别不是在于长短的不同，时间在时间数轴上是一段线段，时刻在时间数轴上是一个点，点是没有长度的，A错误；3秒内时间是3秒，第3秒是第3个1秒，时间是1秒，时间长短不一样,B错误;第3 s末和第4 s初是同一时刻，所以C错误；第3秒内和第4秒内经历的时间都是1秒，D正确。

故选D。

［完美答案］D
时间在时间数轴上对应的是一段线段，时刻在时间数轴上对应的是一个点；时刻具有瞬时性的特点，与变化中的某一状态对应，时间具有连续性的特点，与某一过程相对应。

错误!在图中所示的时间数轴上标出的是下列哪些时间或时刻（）
A．第4 s初B．第6 s末
C．第3 s D．前3 s
答案D
解析从图中所示时间数轴来看，标出的是从0到3 s的一段时间，即前3 s的时间，所以D正确.
A组:合格性水平训练
1．（参考系）观察如图所示的漫画,图中司机对乘车人说：“你没动.”而路边的小女孩说：“真快!"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( )
A．地面，地面B．地面，汽车
C．汽车,地面D．汽车，汽车
答案C
解析司机以车为参考系，乘车人保持相对静止，而小女孩以地面为参考系,乘车人在运动。

故C正确,A、B、D错误。

2．（时间、时刻)关于时刻和时间，下列说法正确的是( )
A．1秒很短,所以1秒表示时刻
B．时刻对应物体的位置，时间对应物体的一段运动
C．火车站大屏幕上显示的是列车时间表
D．1分钟只能分成60个时刻
答案B
解析1秒在时间数轴上是一段线段,表示的是时间，所以A错误；时刻对应物体的位置,时间对应物体的一段运动,B正确；火车站大屏幕上显示的是列车时刻表，不是时间表，C错误；1分钟能分成无数个时刻，D错误。

3．(参考系)诗句“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动,是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（）
A．船和山B．山和船
C．地面和山D．河岸和流水
答案A
解析当以船为参考系时,山是运动的，当以山为参考系时，船是运动的，故A正确。

4. (参考系)如图是体育摄影中“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，摄影师用自己的方式表达了运动的美。

摄影师选择的参考系是（）
A．大地B．太阳
C．滑板运动员D．步行的人
答案C
解析“追拍法”是跟踪运动的物体,将运动的物体看成是静止的,该图片是运动的滑板运动员被摄影师当作静止的，而用镜头跟踪，故参考系是滑板运动员，C正确.
5．（时间、时刻）关于时间和时刻，下列说法正确的是( ）
A．时间很长,时刻很短
B．“第2 s内”和“2 s"是指同一段时间
C．手表上指针指示的是时间
D．“北京时间12点整”其实指的是时刻
答案D
解析时刻具有瞬时性，对应时间数轴上的一点,没有长度,时间是指时刻之间的间隔,对应时间数轴上的一段线段,不一定很长，A错误；“第2 s内"的时间为1 s,“2 s”的时间为2 s，B错误；手表上指针指示的是时刻，C错误；“北京时间12点整”指的是时刻,D正确。

6．（时间、时刻）（多选）下列说法正确的是( )
A．“北京时间8点整”指的是时间
B．第n s内就是第（n－1） s末到第n s末这1 s时间(n为任意正整数)
C．列车在广州停15分钟,指的是时间
D．不管是前5 s还是第5 s，都是指时间
答案BCD
解析8点整指的是时刻,不是时间,A错误；第n s内指第(n－1) s末到第n s末这1 s 时间，B正确；15分钟指一段时间，C正确;前5 s指第1 s初到第5 s末这一段时间，第5 s 指的是第5 s初至第5 s末这1 s的时间，D正确。

7．（坐标系）(多选）关于坐标系，下列说法正确的是( ）
A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置
B．坐标系与参考系都是为了研究物体的运动而引入的
C．物体做直线运动时必须建立平面直角坐标系
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其位置
答案ABD
解析坐标系是用来定量描述物体的位置的，坐标系和参考系都是为了研究物体的运动而引入的，A、B正确；描述做直线运动的物体的位置时需要建立一维直线坐标系，描述在平面内做曲线运动的物体的位置时需建立平面直角坐标系,C错误，D正确。

8．(参考系)平直公路上一汽车甲中的乘客看见窗外树木向东移动,恰好此时看见另一汽车乙从旁边匀速向西行驶，此时公路上两边站立的人观察的结果是（）
A．甲车向东运动，乙车向西运动
B．乙车向西运动，甲车不动
C．甲车向西运动，乙车向东运动
D．两车均向西运动，乙车速度大于甲车
答案D
解析平直公路上一汽车甲中的乘客看见窗外树木向东移动,说明甲车向西运动，A错误；而发现另一辆车乙向西运动，说明乙车比甲车的速度大，B、C错误;D正确。

9．(坐标系)一个小球从离地面5 m高处落下，当它运动到离地面的高度为1 m时被人用手接住，然后一直保持静止，坐标原点取在小球开始下落的位置，且选竖直向下为坐标轴的正方向，怎样描述小球现在所处的位置?
答案在坐标为4 m处
解析如图所示，小球离原点距离4 m,位于坐标原点下方，坐标为正值。

所以小球处于坐标为4 m处。

B组:等级性水平训练
10．（坐标系）一个小球从距地面6 m高处落下，被地面弹回，在距离地面3 m处被接住。

坐标原点定在抛出点正下方4 m远处，选向下为坐标轴的正方向，则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别为（）
A．4 m，－2 m,－1 m B．－6 m,0，3 m
C．－4 m,2 m，－1 m D．－4 m，0，3 m
答案C
解析抛出点在距地面6 m高处，在距离地面3 m高处被接住，坐标原点定在抛出点正下方4 m远处，选向下为坐标轴的正方向,由题意建立如图所示坐标系:
则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别为－4 m、2 m、－1 m,C正确。

11．(时间、时刻）在如图所示的时间数轴中,下列关于时刻和时间的说法中正确的是( ）
A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内
B．t2～t3表示时间，称为第3 s内
C．t0～t2表示时间，称为最初2 s内或第2 s内
D．t n－1~t n表示时间，称为第（n－1） s内
答案B
解析t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，但不能称为2 s内，2 s内表示时间,故A 错误；t2～t3表示时间，称为第3 s内，故B正确；t0～t2表示时间，称为最初2 s内或2 s 内，不是第2 s内，故C错误;t n－1～t n表示时间，称为第n s内，故D错误.
12．（参考系）（多选)各乘一辆观光缆车的甲、乙、丙三人,甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降，甲看到丙匀速上升，则甲、乙、丙相对于地面的运动可能是（）
A．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙停在空中
B．甲、乙匀速下降,v乙〉v甲，丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，v乙〉v甲，丙匀速下降，且v丙〈v甲
D．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速下降,且v丙>v甲
答案ABC
解析由于甲看到楼房匀速上升,故甲一定在匀速下降；又由于乙看到甲匀速上升，故乙一定也在匀速下降，且其下降的速度比甲要大，即v乙〉v甲；丙看到乙匀速下降,说明丙静止或下降或上升，且下降时的速度小于乙的速度；因为甲又看到丙匀速上升，说明丙可能静止或上升，也可能下降,且其下降速度小于甲的速度，故A、B、C正确，D错误.
13。

(坐标系）为了确定一放在乒乓桌上拍子的位置，我们在桌子上建立平面直角坐标系如图所示。

以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴,向东为正;沿南北方向为y轴，向北为正。

图中A点的坐标如何表示?其含义是什么？
答案（2 m，3 m）拍子在这一时刻的位置
解析A点的横坐标x＝2 m，A点的纵坐标y＝3 m，即A点的坐标为(2 m，3 m）。

表示A 点在坐标原点偏东2 m且偏北3 m处，就是拍子的位置。