
考點1:機械運動 參考系
1.選取參考系的必要性
只有選取了參考系,物體的運動才具有實際意義,也就是說,只有選擇了參考系,物體的運動才具有唯一性,物體的運動規(guī)律才能唯一確定.
2.參考系選取的三原則
(1)任意:參考系的選取是任意的,任何物體都可以被選作參考系.
(2)方便:參考系的選取應該遵循方便性原則和簡單性原則,也就是說,無論將哪一個物體選作參考系,應該使問題的研究更方便、更簡單,杜絕使問題復雜化的情況.
(3)實用:一般選取地面為參考系.
【例1】 如圖所示是某型號戰(zhàn)斗機在空中加油的情形,以下列的哪個物體為參考系,可以認為加油機是運動的( )
A.戰(zhàn)斗機
B.地面上的房屋
C.加油機中的飛行員
D.戰(zhàn)斗機里的飛行員
【解析】B 加油機相對于戰(zhàn)斗機位置不變,以戰(zhàn)斗機為參考系,加油機是靜止的,A錯誤;加油機相對于地面上的房屋位置不斷變化,以地面上的房屋為參考系,加油機是運動的,B正確;加油機相對于加油機中的飛行員位置不變,以加油機中的飛行員為參考系,加油機是靜止的,C錯誤;加油機相對于戰(zhàn)斗機里的飛行員位置不變,以戰(zhàn)斗機里的飛行員為參考系,加油機是靜止的,D錯誤.
【技巧與方法】
物體運動情況的判斷方法
1 確定研究對象.
2 根據(jù)題意確定合適的參考系.
3 分析被研究物體相對于所選參考系的位置變化情況.
【針對訓練】
1.(多選)甲、乙、丙三架觀光電梯,甲中乘客看一高樓在向下運動,乙中乘客看甲在向下運動,丙中乘客看甲、乙都在向上運動,這三架電梯相對地面的運動情況可能是( )
A.甲向上、乙向下、丙不動
B.甲向上、乙向上、丙不動
C.甲向上、乙向上、丙向下
D.甲向上、乙向上、丙也向上,但比甲、乙都慢
【解析】BCD 先自己畫出情景示意圖,借助圖景分析理解.電梯中的乘客看其他物體時,是以自己所乘的電梯為參考系,甲中乘客看高樓向下運動,說明甲相對于地面一定在向上運動,同理,乙看到甲在向下運動,說明乙相對地面也是向上運動,且運動得比甲更快.丙電梯無論是靜止,還是在向下運動,或者以比甲、乙都慢的速度在向上運動,則丙中乘客看見甲、乙兩電梯都會感到是在向上運動.
考點2:空間位置的描述
1.建立坐標系的兩條原則
(1)坐標原點應建立在參考系上.
(2)對坐標方向的選取要使對物體運動規(guī)律的描述盡量簡便.
2.坐標系的種類
(1)一維坐標系:如果物體沿直線運動,以這條直線為x軸,在直線上規(guī)定原點、正方向和標度,建立一維坐標系,如圖甲所示.
(2)二維坐標系:當物體在某一平面內(nèi)做曲線運動時,需要用兩個相互垂直的坐標確定它的位置,即二維坐標系(平面坐標),如圖乙所示.
(3)三維坐標系:當物體在空間內(nèi)運動時,如踢出的足球在空中運動,需要采用三個坐標確定它的位置,即三維坐標系(空間坐標),如圖丙所示.
甲.一維坐標系 乙.二維坐標系 丙.三維坐標系
【例2】 如圖所示是為了定量研究物體的位置變化作出的坐標軸(x軸).在畫該坐標軸時規(guī)定原點在某長直公路上某廣場的中心,公路為南北走向,規(guī)定向北為正方向.坐標軸上有兩點A和B,A點的位置坐標為xA=5 m,B點的位置坐標為xB=-3 m,下列說法中正確的是( )
①A點位于廣場中心南邊5 m處;②A點位于廣場中心北邊5 m處;③B點位于廣場中心南邊3 m處;④B點位于廣場中心北邊3 m處.
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
【點撥】①在直線坐標系上,要明確坐標原點、正方向和單位長度.
②根據(jù)位置坐標確定所在位置到坐標原點的距離.
【解析】D 坐標值的正、負只表示方向,正號表示方向與所規(guī)定的正方向相同,負號表示方向與所規(guī)定的正方向相反.本題中規(guī)定原點在某長直公路上某廣場的中心,向北為正方向,A點的坐標為正值,表示A點位于廣場中心北邊5 m處,②正確,B點的坐標為負值,表示B點位于廣場中心南邊3 m處,③正確,故正確選項為D.
【技巧與方法】
描述物體空間位置的方法
1 選定參考系,以參考系為坐標原點,建立坐標系,應明確坐標軸的正方向及其標度大小.
2 根據(jù)物體相對參考系的距離及方位,在坐標系中找出與物體位置相對應的坐標點.
【針對訓練】
2.一個小球從距地面4 m高處落下,被地面彈回,在距地面1 m高處被接?。鴺嗽c定在拋出點正下方2 m處,向下方向為坐標軸的正方向.則小球的拋出點、落地點、接住點的位置坐標分別是( )
A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 m
C.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m
【解析】B 根據(jù)題意建立如圖所示的坐標系,A點為拋出點,坐標為-2 m,B點為坐標原點,D點為地面,坐標為2 m,C點為接住點,坐標為1 m,所以選項B正確.
3.如圖所示,某人從學校門口A處開始散步,先向南走了50 m到達B處,再向東走100 m到達C處,最后又向北走了150 m到達D處,則A、B、C、D各點位置如何表示?
【解析】本題考查坐標系的建立方法.可以以A點為坐標原點,向東為x軸的正方向,向北為y軸的正方向建立坐標系,如圖所示,則各點坐標為A(0,0),B(0,-50 m),C(100 m,-50 m),D(100 m,100 m).
考點3:時間的描述
1.時刻與時間的區(qū)別和聯(lián)系
2.用時間軸表示時間和時刻
(1)第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)、…、第n s內(nèi)指的都是時間,都為1 s.
(2)最初2 s內(nèi)、最后3 s內(nèi)、…、最初n s內(nèi)都是指時間,在數(shù)值上對應所述值.
(3)第1 s末(第2 s初)、第2 s末(第3 s初)、…、第n s末,都是指時刻.如圖所示,第3 s末和第8 s初都是時刻,第5 s末和第6 s初是同一時刻(在時間軸上是同一點).第2 s初到第3 s末的時間間隔為2 s.
【例3】 如圖所示是表示時間的坐標軸.請思考并討論:
(1)圖中A點和B點的意義是什么?
(2)A、B之間的線段表示什么?
(3)“前2 s”在圖中怎么表示?
(4)“第6 s”在圖中怎么表示?
(5)“第2 s末”和“第3 s初”在圖中怎么表示?它們是同一個時刻嗎?
【點撥】仔細揣摩第幾秒“末”、第幾秒“初”、幾秒“內(nèi)”中關鍵字眼的含義是區(qū)分時間與時刻的關鍵.
【解析】時刻是某個瞬間,時刻對應物體所處的某個狀態(tài),時間對應某段過程.時間與時刻可以在表示時間的坐標軸上表示出來,其中時間對應一段線段,有一定的長度,時刻對應一個點.
【答案】(1)A點和B點表示兩個時刻,分別指第3 s末(第4 s初)和第4 s末(第5 s初)
(2)時間,且時間為1 s
(3)0到2 s末之間的線段表示前2 s
(4)5 s末到6 s末之間的線段表示第6 s
(5)“第2 s末”和“第3 s初”在題圖中均為數(shù)字2所在的點,是同一時刻
【技巧與方法】
怎么區(qū)分時間間隔與時刻
首先,應明確時刻對應某個事件或運動的狀態(tài)、位置,而時間間隔對應事件或運動的過程或是位置變化.其次,應掌握一些表示時刻與時間間隔的關鍵詞,如時間數(shù)值后跟“初”“末”“時”等應是時刻;如時間數(shù)值后跟“內(nèi)”“中”等一般為時間間隔.
【針對訓練】
4.2019年世界杯預選賽亞洲區(qū)12強賽A組第6輪中國國家隊與韓國國家隊的比賽于3月23日19點35分開始.上半場第34分鐘,于大寶頭球破門.經(jīng)過90分鐘的角逐,中國隊最終以1∶0戰(zhàn)勝韓國隊.則對以上表述中的“19點35分”“第34分鐘”和“90分鐘”的說法正確的是( )
A.時間 時刻 時刻 B.時間 時間 時刻
C.時刻 時刻 時間 D.時間 時刻 時間
【解析】C “19點35分”和“第34分鐘”指的是一個時間點,表示時刻.“90分鐘”指比賽進行的總時間,表示時間,C正確.
5.關于時間和時刻,下列說法不正確的是( )
A.物體在5 s時指的是物體在5 s末時,指的是時刻
B.物體在5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s的時間
C.物體在第5 s內(nèi)指的是物體在4 s末到5 s末這1 s的時間
D.第4 s末就是第5 s初,指的是時刻
【解析】B 畫時間軸如圖所示,
5 s時指的是5 s末這一時刻,5 s內(nèi)指的是0~5 s這一段時間,第5 s內(nèi)指的是在4 s末到5 s末這1 s的時間,第4 s末和第5 s初是同一時刻,故選B.
考點達標
一、選擇題
1.下列各種運動中,不屬于機械運動的是( )
A.列車在飛馳 B.運動員在奔跑
C.信號在傳遞 D.水滴在下落
【解析】C 物質(zhì)的運動一般分為機械運動、熱運動、電磁運動等類型.機械運動是指一個物體相對于其他物體的位置變化,簡稱運動.選項A、B、D列舉的運動都屬于機械運動,信號在傳遞則屬于電磁運動,選項C符合題意.
2.如圖所示,一架執(zhí)行救援任務的直升飛機懸停在鉆井平臺的上空,救生員抱著傷病員,纜繩正在將他們拉上飛機.若以救生員為參考系,則處于靜止狀態(tài)的是( )
A.傷病員 B.直升飛機
C.鉆井平臺 D.直升飛機駕駛員
【解析】A 以救生員為參考系,則處于靜止狀態(tài)的救生員抱著的傷病員,直升飛機、鉆井平臺、直升飛機的駕駛員都相對于救生員向下運動.故選項A正確,選項B、C、D錯誤.
3.要描述在水平地面上爬行的螞蟻的位置時,應選用的坐標系是( )
A.直線坐標系 B.二維坐標系
C.三維坐標系 D.以上坐標系無法描述
【解析】B 由于螞蟻在水平地面爬行時位置的變動在平面內(nèi),所以應選擇平面直角坐標系(二維坐標系)描述其位置,選項B正確.
4.如圖所示,一條繩子長1.5 m,放在高0.8 m的桌子上,有一部分懸在桌外,留在桌面上的部分長1.2 m,以桌邊上的一點O′為坐標原點,豎直向下為正方向建立坐標系,則繩的最低端B的坐標為( )
A.x=0.3 m B.x=0.5 m
C.(0,0.3 m) D.(0,-0.3 m)
【解析】A 以桌邊上的一點O′為坐標原點,豎直向下為正方向建立坐標系,建立的是一維坐標系,選項C、D錯誤;繩的最低端B在正方向上,且距坐標原點的距離為0.3 m,所以B的坐標為x=0.3 m,選項A正確,選項B錯誤.
5.以下的計時數(shù)據(jù)屬于時間的是( )
A.某場足球賽開賽15 min時甲隊攻入一球
B.某人用15 s跑完100 m
C.中央電視臺新聞聯(lián)播節(jié)目19時開播
D.列車在9時45分到達途中的南京站
【解析】B 判定本題各項說法指的是時刻還是時間,應該采用上下文分析法,A項中的開賽15 min時指的是時刻,足球被攻入是一個瞬間就完成的,而B項中跑完100 m是一個運動過程,需要一段時間,C項說法指的是節(jié)目的開始,19時是一個時刻,同理D項中的9時45分是指一個時刻,故選項B正確.
6.(多選)以下說法正確的是( )
A.參考系就是不動的物體
B.任何情況下,只有地球才是最理想的參考系
C.不選定參考系,就無法研究某一物體是怎樣運動的
D.同一物體的運動,對不同的參考系可能有不同的觀察結果
【解析】CD 參考系的選取是任意的,故A錯誤;一般取地球為參考系,并不是任何情況下都取地球,故B錯誤;故答案選C、D.
二、非選擇題
7.一物體沿x軸運動,各個時刻的位置坐標如下表所示:
(1)請在下圖中的x軸上標出物體在各時刻的位置;
(2)哪個時刻物體離坐標原點最遠?有多遠?
【解析】 (1)根據(jù)各個時刻的位置坐標對應情況,標出物體在各時刻位置如圖所示.
(2)物體在1 s末、2 s末、3 s末、4 s末、5 s末離坐標原點的距離分別為5 m、4 m、1 m、7 m、1 m,所以4 s末物體離坐標原點最遠,有7 m.
【答案】 (1)見解析圖 (2)4 s末 7 m
時刻
時間(間隔)
區(qū)別
時刻對應于物體所處的位置或狀態(tài)
時間(間隔)對應于物體所經(jīng)歷的某段過程
時刻只有先與后,而沒有長短之分
時間(間隔)沒有先與后的區(qū)別,只有長短之分
在時間軸上,時刻用一個點表示
在時間軸上,時間用線段表示
聯(lián)系
(1)兩個時刻的間隔即為時間
(2)時間能夠展示物體運動的一個過程,好比是一段錄像;時刻可以顯示物體運動的一個瞬間,好比是一張照片.由一張張連續(xù)的照片可以組成錄像,一系列連續(xù)時刻的積累便構成了時間
t/s
0
1
2
3
4
5
x/m
0
5
-4
-1
-7
1
位置點
A
B
C
D
E
F
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