1、第一章 运动的描述1质点 参考系 空间 时间基础认知自主学习一、机械运动和质点1机械运动：一个物体相对于另一个物体_。2质点：用来代替物体的_。3理想化方法：_的思维方法。位置的改变有质量的点保留主要因素而忽略次要因素二、参考系【情境思考】敦煌曲子词中有一首是“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”。“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系是什么？提示：“看山恰似走来迎”，是说山在运动，因此选择的参考系是船；“是船行”，船相对于人是静止的，相对于地面或山是运动的，因此选择的参考系是地面或山。1参考系：被选作_的物体。2参考系对观察结果的影响：选择的参考系不同，对同一研究对象
2、运动情况的描述就可能不同。参考三、空间、时间、时刻(1)任何物体的运动都是在_和_中进行的。(2)关于时间、时刻的解释符合科学实际的有_。时刻指某一瞬时。时间指两个时刻之间的间隔。时间可以在表示时间的时间轴上表示出来，时间轴上的点表示时间。时间轴上的一段距离表示的是时刻。空间时间能力形成合作探究知识点一 质点及物体看作质点的条件1研究质点的方法：(1)质点是一种科学的抽象，是一种理想化的物理模型，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似处理。(2)在物理学中，突出问题的主要因素，忽略次要因素，通过对事物的抽象，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用
3、的一种科学研究方法。2质点的三个特点：(1)没有大小和形状。(2)具有物体的全部质量。(3)是一种理想化的物理模型，实际生活中并不存在。3将物体看成质点的四种情况：情境：2021 年 3 月 20 日，2020 年全国竞走锦标赛暨奥运会选拔赛男子 20 公里竞走决赛，广东选手王凯华走出 1 小时 16 分 54 秒的成绩获得冠军。讨论：(1)教练在研究竞走运动员的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把运动员看成一个“点”？提示：不能。研究运动员的摆臂和步幅对速度的影响时，运动员的大小和动作对研究的问题有影响，则不能看作质点。(2)若研究运动员全程的速度变化时，能否把运动员看成一个“点”？提示：能。若
4、研究运动员全程的速度变化时，运动员的大小和动作对研究的问题没有影响，则能看作质点。【典例】(2021浙江 1 月选考)2020 年 11 月 10 日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度 10 909 m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是()A.估算下降总时间时B用推进器使其转弯时C在海沟中穿越窄缝时D科学家在其舱内进行实验时【解析】选 A。“奋斗者”号能否看作质点的关键是其大小和形状对所研究问题有无影响，估算下降时间时大小和形状对其无影响，可以看作质点，A 正确；用推进器使其转弯时需要考虑其大小和形状，不能看作质点，B 错误；在海沟中
5、穿越窄缝时需要考虑其大小和形状，不能看作质点，C 错误；科学家在其舱内进行实验时同样需要考虑其大小和形状，也不能看作质点，D 错误。判断一个物体能否看成质点的思路(1)判断研究问题的性质，即题中关注的要素是什么，分析、求解的物理量是什么。(2)假设物体的形状、大小被忽略，思考要求解的物理量、关注的要素是否受影响。(3)若要求解的物理量不受影响，物体就能被看成质点；若受影响，则物体不能被看成质点。1观察所示四幅图，对图中各运动物体的描述正确的是()A图中研究投出的篮球运动路径时不能将篮球看成质点B图中观众欣赏体操表演时不能将运动员看成质点C图中研究地球绕太阳公转时不能将地球看成质点D图中研究子弹
6、头射穿苹果的时间时可将子弹看成质点【解析】选 B。研究投出的篮球运动路径的时候，可以将篮球看成质点，故 A 错误；观众欣赏体操表演时，不可以把运动员看成质点，否则无法欣赏其动作，故 B 正确；研究地球绕太阳公转时，可以忽略地球的大小，可以看作质点，故 C 错误；研究子弹头穿过苹果的时间时，不能把子弹看作质点，故 D 错误。2在以下几个奥运会比赛项目中，研究对象可视为质点的是()A在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时B确定马拉松运动员在比赛中的位置时C跆拳道比赛中研究运动员动作时D乒乓球比赛中研究乒乓球的旋转时【解析】选 B。能否把某物体视为质点，关键要看忽略物体的
7、大小和形状后，对所研究的问题是否有影响。显然 A、C、D 项中的研究对象的大小和形状忽略后，所研究的问题将无法继续，故 A、C、D 项不符合题意；而 B 项中的研究对象的大小和形状忽略后，所研究的问题不受影响，故 B 项符合题意。【加固训练】1在研究物体的运动时，下列物体可以当作质点处理的是()A研究一端固定并绕该端转动的木杆的运动时B在大海中航行的船，要确定它在大海中的位置时C研究在走钢丝的杂技演员的表演时D研究地球的自转时【解析】选 B。在研究木杆的转动、杂技演员的表演和地球的自转时，需要研究物体每一部分的运动情况，所以不能将上述物体作为质点来处理，故选项 A、C、D 错。而在确定船在大海
8、中的位置时就不需要考虑船的形状及船体每一部分的运动情况，可以将其视为质点，选项 B 正确。2以下运动物体可以视为质点的是()A体操比赛中的运动员B研究火车轮子上某一点的运动C火车通过隧道的时间D绕太阳公转的地球，研究其运动轨迹【解析】选 D。体操运动员身体各部分的姿态动作是裁判员打分的依据，不能将体操运动员视为质点，A 错；火车轮子的大小对研究的问题有影响，B 错误；火车长度相对于隧道的长度不能忽略，研究火车通过隧道的时间时，不能将其看成质点，C 错；地球的大小相对于绕太阳公转的轨迹的长度可以忽略，研究其运动轨迹时可以将其看成质点，D 正确。知识点二 参考系1参考系的选取原则：(1)任意原则：
9、参考系的选取是任意的，在实际问题中，参考系的选择应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则。(2)一般原则：研究地面上物体的运动时，一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系，此时参考系可以省略不写。(3)统一原则：要比较不同物体的运动情况时，必须选择同一个参考系。2参考系的四性：情境：关于机械运动，同学们来围绕几个常见的场景进行讨论。(1)坐火车旅行；(2)飞机投弹。讨论：(1)你和一位同伴正坐在这辆火车上，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情景，而同伴认为你是怎样的？提示：不能。研究运动员的摆臂和步幅对速度的影响时，运动员的大小和动作对研究的问题有影响，则不能看作质点。(2)地面上
10、的人观察炸弹是怎样下落的，而飞机驾驶员看炸弹是怎样下落的？提示：地面上的人看到炸弹倾斜着飘落向地面，而飞机驾驶员看到炸弹沿直线竖直落向地面。【典 例】如 图 所 示，由 于 有 风，河岸上的旗帜向右飘，在 河 面 上 的A、B两船上的旗帜分别向右、向左飘，则两条船的运动状态是()A.A 船肯定是向左运动的 BA 船肯定是静止的CB 船肯定是向右运动的 DB 船可能是静止的【审题关键】序号信息提取河岸上的旗帜向右飘，说明风向右刮船上旗帜的飘动方向与船相对风速的大小有关【解析】选 C。从河岸上的旗帜的飘动方向，可以判断风向右刮，由此可以判断 B船一定向右运动且比风速快；A 船可能静止，也可能向左运
11、动，还有可能向右运动，但是比风速慢。则 C 正确，A、B、D 错误。判断物体是否运动的一般思路(1)根据参考系的选取原则选取参考系。(2)看物体与所选参考系之间的位置是否发生变化。(3)若变，则物体是运动的；若不变，则物体是静止的。1图 1 为两架轰油6 空中加油机拖着长长的加油管，与 4 架歼10B 歼击机组成加受油机梯队飞过天安门广场上空，以预加油状态演绎“长空之吻”。如图 2 是加油状态，以下列的哪个物体为参考系，可以认为加油机是运动的()A“歼10B”战斗机 B加油机中的飞行员C.地面上的房屋D“歼10B”战斗机里的飞行员【解析】选 C。以地面上的房屋或者与大地相对静止的物体为参考系，
12、加油机是运动的；以“歼10B”歼击机、加油机中的飞行员、“歼10B”歼击机里的飞行员为参考系，加油机是静止的。故本题选 C。2下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是()A诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的B“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的C“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的D升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的【解析】选 C。诗句“飞流直下三千尺”中水在流，是以“山”作为参考系的；“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，潮水在动，是以“人”为参考系的；“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”中，轻舟在运动
13、，是以“万重山”为参考系的；升国旗时，观察到国旗冉冉升起，国旗在动，观察者是以“地面”为参考系的。故只有选项 C 正确。【加固训练】1关于参考系，下列说法正确的是()A参考系必须是静止不动的物体B参考系必须是静止不动或正在做直线运动的物体C研究物体的运动，可选择不同的参考系，但选择不同的参考系观察结果是一样的D研究物体的运动，可选择不同的参考系，但选择不同的参考系对于研究同一物体的运动而言，一般会出现不同的结果【解析】选 D。参考系的选取是任意的，A、B 错误；选择不同的参考系，对于同一物体运动的描述一般是不同的，C 错误、D 正确。2.电视连续剧西游记里，常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头(如图
14、所示)。这通常是采用“背景拍摄法”：让“孙悟空”站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果。摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起拍入镜头。放映时，观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”。这里，观众所选的参考系是()A飘动的白云 B平台 C“孙悟空”D烟雾【解析】选 A。由题意知，以地面为参考系，孙悟空、烟雾、平台是静止的，飘动的白云是运动的，故以平台、烟雾为参考系，孙悟空是静止的，以飘动的白云为参考系，孙悟空是运动的；不能选研究对象本身为参考系。知识点三 时间和时刻1时间与时刻的区别和联系：时间时刻区别物理意义两时刻间的间隔某一瞬时时间轴上的表示
15、方法时间轴上的一段线段表示一段时间时间轴上的点表示一个时刻表述方法“3 s内”“前3 s内”“后3 s内”“第1 s内”“第1 s到第3 s”等均指时间“3 s末”“第3 s末”“第4 s初”“8点半”等均指时刻联系两个时刻的间隔即为时间，即tt2t12.直观解读：(1)时间：如图所示，03 s 表示 3 s 的时间，即前 3 s；45 s 表示第 5 s 内，是 1 s的时间。(2)时刻：坐标“1”所对应的刻度线记为第 1 s 末，也为第 2 s 初，是时刻。情境：2020 年 7 月 25 日 11 时 13 分，我国长征系列运载火箭在太原卫星发射中心完成了发射，成功利用“长征四号乙”运载
16、火箭将“资源三号”资源探测卫星送入太空，卫星进入预定轨道。该卫星定点于东经 130 度，服务寿命 50 年。请问以上实例中，表示时间的数字有什么特点？提示：2020 年 7 月 25 日 11 时 13 分指的是一个时间点；50 年指的是一段时间。【典例】墨经中对时间概念下了正确的定义：“久，弥异时也”。下列关于时间和时刻的说法正确的是()A上午 8：30 上第一节课，上午 8：30 表示的是时间B时钟指针所指的某一位置表示的是时刻C3 s 内与第 3 s 内指的是同一段时间D第 2 s 指的是从第 2 s 末到第 3 s 初【解析】选 B。上午 8：30 指的是一个时间点，是时刻，所以 A
17、错误；时钟上指针所指的某一位置表示的是时刻，所以 B 正确；3 s 内的时间间隔为 3 s，第 3 s 内的时间间隔为 1 s，它们不是同一段时间，所以 C 错误；第 2 s 指的是从第 2 s 初到第 3 s初，所以 D 错误。判断时间与时刻的方法(1)常用来表示时刻的关键词是“初”“末”“时”等。(2)常用来表示时间的关键词是“内”“经历”“历时”等。1(多选)关于时间和时刻，下列说法正确的是()A时间是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间B“第 2 s 内”和“前 2 s 内”指的是不相等的两段时间C“北京时间 12 点整”指的是时刻D“1 min”只能分成 60 个时刻【解析】选 B、
18、C。时刻不是较短的一段时间，而是一瞬间，是一个时间点，A 错误；“第 2 s 内”指从 1 s 末到 2 s 末的一段时间，“前 2 s 内”指从开始到 2 s 末的一段时间，两者是不同的，B 正确；“12 点整”是一个时间点，是时刻，C 正确；“1 min”能分成无数个时刻，D 错误。2.(多选)在如图所示的时间轴中，下列关于时刻和时间的说法中正确的是()At2 表示时刻，称为第 2 s 末或第 3 s 初Bt2t3 表示时间，称为第 3 s 内Ct0t2 表示时间，称为前 2 s 或第 2 s 内Dtn1tn 表示时间，称为第(n1)s 内【解析】选 A、B。t2 表示时间轴上的一个点，所
19、以表示时刻，称为第 2 s 末或第 3 s初，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，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，第 2 s 内表示 t1t2，C错误；tn1tn 表示时间，称为第 n s 内，D 错误。【加固训练】1(多选)高一(5)班上午第一节课上化学，第二节课上英语，若每节课为 40 min，课间为 10 min，下列说法正确的是()A英语课和化学课起、止时刻相同B英语课和化学课的时间相同C化学课的末时刻即英语课初时刻D化学课的末时刻与英语课的初时刻的间隔是时间【解析】选 B、D。英语课和化学课起、止时刻不同
20、，相差 50 min，A 错。英语课和化学课都是用时 40 min，时间相同，B 对。化学课的末时刻比英语课的初时刻早10 min，C 错。化学课的末时刻与英语课的初时刻的间隔是 10 min，是时间，D 对。2下列说法表示同一时刻的是()A第 2 s 末和第 3 s 初 B前 3 s 内和第 3 s 内C第 3 s 末和第 2 s 初 D第 1 s 内和第 1 s 末【解析】选 A。第 2 s 末和第 3 s 初都对应时间轴上的 2 s，A 正确；前 3 s 内对应 0到 3 s，第 3 s 内对应 2 s 到 3 s，B 错误；第 3 s 末对应 3 s，第 2 s 初对应 1 s，C 错
21、误；第 1 s 内指时间，第 1 s 末指时刻，D 错误。【拓展例题】考查内容：巧选参考系简化物体运动的计算【典例】在匀速直线运动的火车上，一旅客不慎将公文包遗忘在餐车里，经 1 min旅客从餐车回到座位，发现公文包忘拿了，立即返回餐车找到包，设旅客相对火车的速度大小不变，问：他从发现丢包到找到包所用的时间是多少？【解析】解法一：以地面为参考系，设火车的速度大小为 v，公文包随火车运动的速度也为 v，旅客在车上相对于火车速度的大小是 v，餐车与座位的间距为 x。从餐车到座位的时间为 t，有 xvt从座位返回餐车的时间为 t，则x(vv)tvt由得 tt1 min。解法二：以火车为参考系，公文包
22、相对于火车静止，人从餐车到座位和从座位到餐车在车上移动的距离相等，人相对于车移动的速度大小相等，故往返所用时间是相同的，即从座位到餐车的时间也为 1 min。答案：1 min 学情诊断课堂测评1(多选)下列关于时间和时刻的说法中，正确的是()A两个时刻之间的间隔是时间B在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间C第 3 s 末和第 4 s 初是同一时刻D第 3 节下课和第 4 节上课是同一时刻【解析】选 A、C。一段时间间隔为时间，即两个时刻之间的间隔，A 正确；有些情况下，我们说的“时间”既可能是时刻，也可能是时间，B 错误；第 3 s 末和第 4 s 初是同一时刻，C 正确；第 3 节下课和
23、第 4 节上课之间间隔一段时间，故二者不是同一时刻，D 错误。2如图所示是一架正在进行航拍的四旋翼无人机。则下列情况下能将无人机看作质点的是()A调节无人机旋翼的转速B调整无人机上摄像机镜头的方向C调整无人机在空中飞行的姿态D地面观察者观察无人机在空中的位置【解题指南】解答本题可以从以下两个方面考虑：(1)如果把无人机看作质点，则无人机旋翼转速、姿态等还能否研究。(2)研究无人机的位置时，它的大小和形状对研究问题有无影响。【解析】选 D。调节无人机旋翼的转速时，无人机旋翼各部分的运动情况不一定相同，不能将无人机看成质点，故 A 错误；调整无人机上摄像机镜头的方向时，摄像机的大小与形状不能忽略，
24、不能将无人机看成质点，故 B 错误；调整无人机在空中飞行的姿态，无人机各部分运动情况不同，不可以将无人机看成质点，故 C 错误；观察无人机在空中的位置，无人机的大小可忽略，可以将无人机看成质点，故 D 正确。3宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾写下了一首诗，其中的两句是“卧看满天云不动，不知云与我俱东”，表达了他对运动相对性的理解。这两句诗涉及的参考系分别是()A岸和船 B船和岸C都是岸 D都是船【解析】选 B。“卧看满天云不动”是以船为参考系的，“不知云与我俱东”是以岸为参考系的。则 B 正确，A、C、D 错误。【加固训练】如图为加受油机梯队保持在预对接状态，飞越天安门接受检阅。下列说法中正确的是()A选地面为参考系，受油机是静止的B选加油机为参考系，受油机是静止的C选加油机为参考系，广场上的观众是静止的D参考系必须选静止不动的物体【解析】选 B。参考系的选取是任意的，若选择地面为参考系，受油机是运动的；若选择加油机为参考系，受油机是静止的，观众是运动的，故此题选择 B。4如图所示，在时间轴上表示出下面的时间和时刻。(1)1 s 内 (2)第 1 s(3)1 s 初 (4)1 s 末(5)第 2 s 初 (6)第 3 s 内(7)3 s 内 (8)第 3 个 2 s【解析】如图所示。答案：见解析
