1、第1节 运动 空间和时间要点导学机械运动(简称为运动):是指一个物体相对其他物体的位置变化其中“其他物体”就是指参考系。参考系:为了研究物体的运动,被选来作为对照(参考)的其他物体称为“参考系”。(以前的中学物理教科书上称为“参照物”,也很直观易懂。)研究物体运动时需要参考系的意义: 有了参考系,才能确定物体的位置;选定了参考系后,才能知道和研究物体的运动。试设想,在茫茫的大海里,水天一色,如果没有太阳或星辰作参考,水手根本无法确定自己船舰的位置和向什么方向运动。 参考系选得不同,则对同一个物体的运动作出的结论也不同(见课本和后面例题)。通常在研究地面上物体的运动时,如果不声明参考系,则默认以
2、地面为参考系。坐标系:为了定量研究运动,必须在参考系上建立坐标系,这样才能应用数学工具来研究运动。如果物体沿直线运动,可以在这条直线上规定原点、正方向和单位长度,即以这条直线为坐标轴(x轴)。这样物体的位置就可以用一个坐标值(x)来确定。如果物体在一个平面内运动,则需要建立平面坐标系。用两个坐标值(x,y)来确定物体的位置。“参考系、坐标系”是用来确定物体位置及其变化的。范例精析例1敦煌曲子词中有一首:“满眼风光多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行”请用物理学知识解释“山走来”和“山不动,是船行”。你由此又得到什么看法?解析:作者得出“山走来”是以自己(即船)作为参考系;得出“山不动
3、,是船行”则是以大地为参考系。可见参考系不同,对于物体运动的结论是不同的。拓展:其实,对于不同的参考系,非但得出某物体是运动还是静止的结论可能会不同,其他一些结论(例如运动的方向、速度有多大、是直线运动还是曲线运动等)也会不同。例2 A、B两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶,若以地球为参考系,A速度为6m/s,B速度为10m/s。若以A为参考系,B的速度多大?方向如何?若以B为参考系, A的速度多大?方向如何?以A或B为参考系,地面的运动情况如何?解析:B的速度大小为4m/s(=10m/s - 4m/s),方向向东。A的速度大小也为4m/s(=10m/s - 4m/s),方向向西。(也可以
4、说成A的速度为-4m/s,方向向西。)以A为参考系,地面的运动速度向西,大小6m/s;以B为参考系,地面的运动速度也是向西,大小10m/s。拓展:我们看到,参考系选择不同,结论也不同,为了避免每次都要说明参考系,一般约定,研究地面上物体的运动,如果不指明参考系,就默认地面为参考系。*在例2中,我们已经不加推导的利用了不同参考系的“速度变换关系式”,它很“直观”,但以后我们会知道,在高速运动时(速度接近光速),它不成立。能力训练1、在描述一个物体的运动时,选来作为 的另一个物体叫做参考系。电影“闪闪的红星”中有歌词:“小小竹排江中游,巍巍群山两岸走”,描述竹排的运动是以 为参考系的,描述群山的运
5、动是以 为参考系的。参考 地面 竹排2、一个皮球从2m高处落下,与地面相碰后反弹跳起0.5m,则此过程中皮球通过的路程为 m,位移为 m,该球经过与地面多次碰撞后,最终停在地面上,则在整个运动过程中,皮球的位移是 m 2.5 1.5 23、下列说法中指时刻的有( )A学校每天上午8点整开始上课 B学校每节课40minC某次测验时间是100min钟 D考试940结束4、下列关于位移和路程的说法,正确的是( ) A位移是矢量,路程是标量,但位移的大小和路程总是相等 B位移描述直线运动,路程描述曲线运动 C位移仅取决于始末位置,而路程取决于实际运动路线 D在某一运动过程中,物体经过的路程总大于或等于
6、物体位移的大小5、某人坐在甲船中,他看到乙船在运动,那么相对河岸两船的运动情况不可能是( ) A甲船不动,乙船在运动 B甲船运动,乙船不动 C甲、乙两船都在运动 D甲、乙两船运动方向一样,且运动快慢相同6、美国发射的哈勃望远镜在宇宙空间绕着地球沿一定轨道高速飞行,因出现机械故障,用航天飞机将宇航员送上轨道对哈勃望远镜进行维修以 作参照系,宇航员相对静止时就可以实行维修工作;以 作参照系时,宇航员是在做高速运动哈勃望远镜 地球9、一小物体在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表,则:t/s012345x/m054171 哪个时刻离开坐标原点最远,有多远? 第几秒内位移最大?有多大? 前3s内小物体通过的路程为多大?4秒时刻离坐标原点最远,7m。 第5秒内(即从4s到5s时刻位移最大,为8m。 前3s内小物体通过的路程为11m。