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学案 走近运动
[学习目标定位].知道参考系的概念，知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同.理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法．知道把物体看成质点的条件.理解位移的概念，知道位移是矢量，会用有向线段表示位移的大小和方向.了解时刻与时间的区别和联系，会在具体的情景下区分时间和时刻．
一、参考系
．参考系：物体的运动和静止都是相对的，所以描述物体运动时，需要选取另外一个物体作为标准．这个作为标准的物体叫做参考系．
．机械运动：一个物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动．
注：机械运动是自然界最普遍、最基本的运动形式．
二、质点
．定义：在物理学中，用来代替物体的有质量的点叫做质点．
．把物体看成质点的条件：如果在研究物体运动时，可以不考虑物体的大小和形状，或者物体上各点的运动情况完全相同，那么就可以把这个物体看成质点．
．理想模型：在原型的基础上，经过科学抽象而建立起来的一种理想化客体，叫做理想模型．质点就是一个理想模型．
三、位移与路程
．位移：描述物体相对位置变化的物理量，它可以用一根由初位置指向末位置的有向线段来表示，这根有向线段的长度表示位移的大小，位移的方向是从初位置指向末位置．
．路程：指物体运动轨迹的长度，它只有大小，没有方向．
四、用坐标表示位置和位移
．用坐标可以表示物体运动的位置和位移．
．物体做一维、二维、三维运动时，分别用一个、两个、三个坐标来确定它的位置．
五、时间和时刻
时光流逝过程中的每一瞬间叫做时刻，它没有长短，两个时刻之间的间隔叫做时间.
一、怎样判断动与静
[问题设计]
天宫一号空间站绕地球飞行时，以地球为参考系，坐在其中的宇航员如何运动？以空间站为参考系呢？
答案以地球为参考系，宇航员在绕地球做近似圆周运动．以空间站为参考系，宇航员处于静止状态．
[要点提炼]
．参考系的选取原则：参考系的选取可以是任意的．在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．如果题目不做特殊说明，都是选地面为参考系．
．参考系对观察结果的影响
()对一个物体运动情况的描述，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也不同．
()相对静止：如果一个物体相对参考系位置不变，我们就说这两个物体是相对静止的．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．
二、怎样对物体进行简化
[问题设计]
北京时间月日，年田径世锦赛男子米飞人大战，牙买加选手博尔特在大雨和逆风的不利天气条件下，以秒逆转摘金．博尔特身上各部分(头、手臂、腿、脚等)运动情况相同吗？在研究博尔特百米决赛所用时间时，能否忽略他的大小和形状，把他看成一个“点”呢？
答案不相同；能．
[要点提炼]
．质点的特点
()质点是用来代替物体的有质量的物质点，它忽略了物体的大小和形状等次要因素，而突出了物体具有质量这个主要因素．它与几何中的“点”有本质区别．
()质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上不存在(填“存在”或“不存在”)．
．物体可以看成质点的条件：物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时．
[延伸思考]
是不是很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以看做质点？请举例说明．
答案不是．研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点，而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看做质点．
三、位移与路程有什么不同
[问题设计]
．中考结束后，爸爸带小明去深圳旅游．出发前，爸爸让小明设计出行路线，路线起点：北京，终点：深圳．他有三种方式可供选择：一是乘长途汽车；二是坐高铁；三是乘飞机．三种出行方式的路程是否相同？位置的变化是否相同？如何描述位置的变化？
答案三种方式路程不同，但结果是一样的，即都是从北京到深圳，初位置一样，末位置一样，即位置的变化一样．可以用一条从北京到深圳的有向线段，即位移来描述位置的变化．
．分析下列两种情况下的位移和路程，并说明：一般情况下，位移的大小等于路程吗？什么情况下相等？
()一位同学参加百米比赛；()一位同学沿着400m的跑道跑一圈．
答案()参加百米比赛的同学，从起点到终点的位移是100m，路程是100m.
()沿着400m的跑道跑一圈的同学，位移是，路程是400m.
一般情况下，位移的大小不等于路程．
只有物体在一条直线上运动且运动方向不变时，位移的大小才等于路程．
[要点提炼]
路程和位移的区别与联系
比较项目
路程
位移
意义
表示物体运动轨迹的长度
表示物体位置的变化
大小
等于轨迹的长度
等于从初位置到末位置的有向线段的长度
方向
无方向
从初位置指向末位置
联系
()二者单位相同，都是长度单位
()同一运动过程的路程不小于位移的大小，在单向直线运动中，位移的大小等于路程
四、用坐标表示位置和位移
[问题设计]
如图所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m到达电影院，继续向东行驶了150m到达度假村，又向西行驶了950m到达博物馆，最后回到超市．
图
()以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用个单位长度表示100m，请用直线坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置；
()求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？
答案()如图所示
()轿车从电影院经度假村到博物馆的位移为＝－500m－300m＝－800m，负号表示其方向与规定的正方向相反，即方向向西．
其路程为＝150m＋450m＋500m＝ 100m.
[要点提炼]
．物体做直线运动(一维运动)时，只需用一个坐标就可以确定物体的位置．
．物体做直线运动时，位移可以用末位置的坐标()和初位置的坐标()差来表示，即＝－.
五、时间和时刻有什么不同
[问题设计]
爸爸和小明乘坐的火车∶准时从北京西站出发，经小时分于第二天∶到达山东菏泽站，停分钟后出发，于∶到达安徽阜阳站……
()上一段话中各个时间的含义一样吗？哪些是时刻，哪些是时间？
()时刻和时间的区别是什么？在时间轴上如何表示时刻和时间？
答案()不一样∶、∶、∶是时刻；小时分、分钟为时间．
()时刻是指一个瞬间，时间是两个时刻之间的间隔．在时间轴上用点表示时刻，用两点之间的线段表示时间．
[要点提炼]
．时刻只能表示某一瞬间，比如一张照片，对应某个时刻．时间表示两个时刻之间的间隔，比如一段录相，对应某个时间．
．时刻体现在时间轴上为一个点；时间体现在时间轴上为一段线段．
[延伸思考]
如图所示，结合所给时间轴，请体会以下几个表述指的是时刻还是时间：第末，末，内，第内．
图
答案由题图可知，“第末”和“末”都与时间轴上＝ 那一点相对应，所以指的是时刻；“内”是从计时开始到末的时间，时间为 ；“第内”是第末或者说第初到第末的时间，时间为 (如图所示)．
一、参考系与相对运动
例观察图中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是( )
图
．甲、乙两车一定向左运动
．甲、乙两车一定向右运动
．甲车可能运动，乙车向右运动
．甲车可能静止，乙车向左运动
解析题图中房子相对于地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左(相对于地面而言)．甲车上的小旗向左飘，则有三种可能的情况：一是甲车不动，风把小旗向左吹；二是甲车向右运动，风相对甲车向左，风把小旗向左吹；三是甲车向左运动但速度小于风速，因此风仍能把小旗向左吹．对于乙车，则只有乙车向左运动并且速度大于风速时，风才能把小旗向右吹．故只有选项正确．
答案
二、对质点的理解
例分析研究下列物体的运动时，研究对象能看做质点的是( )
．研究“嫦娥三号”“奔月”的过程
．研究奥运冠军邓琳琳在平衡木上的动作
．研究从斜面上滑下的木块的滑行时间
．研究运动员发出的弧旋乒乓球的旋转情况
解析研究“嫦娥三号”“奔月”的过程，其形状、大小可以忽略不计，可以把它看成质点．对邓琳琳在平衡木上的动作进行技术分析，不能把她看做质点．从斜面上滑下的木块，其各部分的运动情况都相同，故可把木块看做质点．弧旋乒乓球在转动，其各点的运动情况不同，研究其旋转情况时不能把它看做质点．
答案
三、位移和路程的理解及计算
例某人向东行6km，再向北行10km，又向南行2km，试计算他的路程和位移．(以初始位置为原点，画出坐标图加以说明)
解析坐标图如图所示
路程为6km＋10km＋2km＝18km
位移是指向的有向线段，
大小为：＝＝10km
设与的夹角为θ，则：θ＝＝，所以θ＝°
故方向为东偏北°.
答案见解析
四、利用坐标系求位移
例一质点沿轴运动，如图所示，时刻质点位于＝－3m处，时刻质点到达＝5m处，时刻到达＝－7m处，则：
图
()质点在到这段时间内位移的大小和方向如何？
()质点在到这段时间内位移的大小和方向如何？
()质点在到这段时间内位移的大小和方向如何？
解析()Δ＝－＝[－(－)]＝8m，大小为8m，方向由指向，沿轴正方向．
()Δ＝－＝(－－) ＝－12m，大小为12m，方向由指向，沿轴负方向(负号可以用来表示方向)．
()Δ＝－＝[－－(－)]＝－4m，或Δ＝Δ＋Δ＝[＋(－)]＝－4m，大小为4m，方向由指向，沿轴负方向．
答案见解析
五、时间和时刻的理解
例如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间的说法中正确的是( )
图
．表示时刻，称为第末或第初，也可以称为内
．～表示时间，称为第内
．～表示时间，称为最初内或第内
．－～表示时间，称为第(－) 内
解析此题首先要注意时刻和时间分别对应于时间轴上的一个点和一段距离．其次要注意：()第末等于第(＋) 初；() 内不等于第内，内指的是从至末共的时间，而第内指的是从(－) 末至末共的时间．故只有正确．
答案
走近运动
．(参考系与相对运动)如图所示，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，摄影师用自己的方法表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是( )
图
．大地．太阳
．滑板运动员．步行的人
答案
解析摄影师与运动员以相同的速度运动，并且以运动员为参考系拍摄，这样背景上其他物体看起来就是“运动”的，因而模糊不清．
．(对质点的理解)在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是( )
．研究撬棒撬物体时用力大小与支点位置关系
．研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀抱中“走”出来，即两器分离过程中“玉兔”一连串技术含量极高的“慢动作”
．研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨迹
．研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素
答案
解析质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体，它是我们为了研究问题方便而引入的一种理想模型．情景中物体的大小和形状能忽略，因而可看成质点；支点位置影响撬棒用力大小，撬棒不可以看做质点；研究“嫦娥”、“玉兔”两器分离过程中的技术动作时，不能把“玉兔”看成质点；扇叶所受阻力与扇叶的形状、大小有关，不能看做质点．故选.
．(时间和时刻的理解)“嫦娥三号”于年月日凌晨时分在西昌卫星发射中心成功发射，她在太空跋涉约天后，于日时分在月球虹湾以东区域成功软着陆．以上记录时间的数据分别指的是( )
．时刻、时间、时刻．时间、时刻、时间
．都是时刻．都是时间
答案
解析年月日凌晨时分和日时分都指的是时刻；天是时间，故正确．
．(路程和位移的计算)如图所示，某同学沿平直路面由点出发前进了100m到达斜坡底端的点，又沿倾角为°的斜面前进了100m到达点，求此同学的位移和路程．
图
答案173m，方向由指向200m
解析画出该同学的位移矢量图如图所示，
该同学的位移为，方向由指向
由直角三角形知识＝°＝×＝50m
＝°＝×＝50
所以＝＝＝100m≈173m，方向由指向，路程＝＋＝200m.
题组一 参考系与相对运动
．关于参考系的选取，下列说法中正确的是( )
．研究物体的运动，必须选定参考系
．描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的
．研究地面上物体的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系
．参考系必须选取地面或相对于地面静止的其他物体
答案
解析描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的，但对于不同的参考系，物体的运动情况往往不同，实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行．
.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( )
图
．甲、乙两人的说法中必有一个是错误的
．他们的争论是由于选择的参考系不同而引起的
．研究物体运动时不一定要选择参考系
．参考系的选择只能是相对于地面静止的物体
答案
解析甲、乙两人的争论是由于选择的参考系不同而引起的，错，对；研究物体的运动一定要选择参考系，错；参考系的选择具有任意性，错．
．甲、乙两辆汽车在同一条平直的公路上向东行驶，已知甲车运动得比乙车快，则下列说法正确的是( )
．以甲车为参考系，乙车在向东行驶
．以甲车为参考系，乙车在向西行驶
．以乙车为参考系，甲车在向东行驶
．以乙车为参考系，甲车在向西行驶
答案
解析以地面为参考系，甲、乙两车都向东运动，且甲运动得较快．若以甲车为参考系，乙车后退，即向西运动；若以乙车为参考系，甲车向前，即向东运动．
题组二 质点的理解
．关于质点，下列说法中正确的是( )
．质点是一个理想模型，实际上不存在
．因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的
．凡是小的物体，皆可以看成质点；凡是大的物体，皆不能看成质点
．如果物体的形状和大小对于所研究的问题属于无关或次要因素时，可把物体看成质点
答案
解析质点是一个理想的物理模型，尽管不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似反映，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化．
．年月日：时许．由中航工业沈阳飞机设计研究所设计的“利剑”无人作战攻击机，在西南某试飞中心成功完成首飞．下列可将“利剑”无人作战攻击机视为质点的是( )
．研究人员测试无人战斗机的飞行速度时
．研究人员观察无人战斗机飞行姿式、测各项技术参数时
．研究人员确定无人战斗机位置时
．研究人员对无人战斗机进行控制时
答案
解析观察无人战斗机飞行速度或确定其位置时，无需考虑其形状和大小，可将其看成质点，、正确．而观察无人战斗机飞行姿式或进行控制时，都必须考虑其形状和大小，不能看成质点，、错误．
．下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是( )
．在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时
．帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时
．跆拳道比赛中研究运动员的动作时
．铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时
答案
题组三对时刻和时间的理解
．以下的计时数据中指时间的是( )
．天津开往德州的次列车于点分从天津发车
．某人用跑完100m
．我们早上：开始上第一节课
．列车到站时间晚点分钟
答案
．下列关于时间和时刻的说法正确的是( )
．时间是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间
．第内和前内指的是不相等的两段时间
．“北京时间点整”指的是时刻
．时光不能倒流，因此时间有方向是矢量
答案
解析时刻不是一段时间，故错；第秒内的时间是，前秒的时间是，故对；点整是指时刻，故对；时间是标量，故错．
．下列叙述中表示时刻的是( )
．第初．第末
．第内．前内
答案
解析当出现“初”、“末”等字时往往表示时刻，“内”一般指时间，故选项、表示时刻．
题组四 位移和路程，利用坐标系求位移
．关于位移与路程，下列说法中正确的是( )
．在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的
．在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的
．在直线运动中，物体的位移大小一定等于其路程
．在曲线运动中，物体的位移大小可能大于其路程
答案
解析物体从某位置出发，经一段时间又返回到该位置，此过程位移为零，但它运动了，错．物体运动的路程为零，说明它未动，反之物体若静止不动，它运动的路程一定为零，对．只有在单向直线运动中，物体的位移大小才等于路程，错．曲线运动中，物体的位移大小一定小于路程，错．
．某学校田径运动场跑道示意图如图所示，其中点是所有跑步项目的终点，也是400m、800m赛跑的起跑点；点是100m赛跑的起跑点，在校运动会中，甲、乙、丙三个同学分别参加了100m、400m和800m比赛，则( )
图
．甲的位移最小．丙的位移最大
．乙、丙的路程相等．丙的路程最大
答案
．关于位移和路程，以下说法正确的是( )
．出租汽车按路程收费
．出租汽车按位移的大小收费
．在曲线运动中，同一运动过程的路程一定大于位移的绝对值(即大小)
．在直线运动中，位移就是路程
答案
解析出租汽车按路程收费，曲线运动路程一定大于初、末位置间线段的长度，所以曲线运动路程一定大于位移的大小，所以、正确，错误．只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，而位移是矢量，路程是标量，任何情况下位移都不能是路程，所以错误．
．某人站在楼房顶层点竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为20m，然后落回到抛出点下方25m的
点，则小球在这一运动过程中通过的路程和位移分别为(规定竖直向上为正方向)( )
．25m,25m．65m,25m
．25m，－25m．65m，－25m
答案
解析如图所示，整个过程小球的路程为20m＋20m＋25m＝65m，但其位移为－25m，“－”表示其方向竖直向下．
．如图所示，某人沿半径＝50m的圆形跑道跑步，从点出发逆时针跑过圆周到达点，试求由到的过程中，此人跑步的路程和位移．
图
答案235.5m70.7m，方向由→，与半径的夹角为°
解析此人运动的路程等于所对应的弧长，即路程＝×π＝×××50m＝235.5m
此人从点运动到点的位移大小等于由指向的有向线段的长度，即＝＝×50m＝70.7m，位移的方向由→，与半径的夹角为°.
人生最大的幸福，莫过于连一分钟都无法休息 零碎的时间实在可以成就大事业 珍惜时间可以使生命变的更有价值 时间象奔腾澎湃的急湍，它一去无返，毫不流连 一个人越知道时间的价值，就越感到失时的痛苦 得到时间，就是得到一切 用经济学的眼光来看，时间就是一种财富 时间一点一滴凋谢，犹如蜡烛漫漫燃尽 我总是感觉到时间的巨轮在我背后奔驰，日益迫近 夜晚给老人带来平静，给年轻人带来希望 不浪费时间，每时每刻都做些有用的事，戒掉一切不必要的行为 时间乃是万物中最宝贵的东西，但如果浪费了，那就是最大的浪费 我的产业多么美，多么广，多么宽，时间是我的财产，我的田地是时间 时间就是性命，无端的空耗别人的时间，知识是取之不尽，用之不竭的。只有最大限度地挖掘它，才能体会到学习的乐趣。 新想法常常瞬息即逝，必须集中精力，牢记在心，及时捕获。 每天早晨睁开眼睛，深吸一口气，给自己一个微笑，然后说：“在这美妙的一天，我又要获得多少知识啊！” 不要为这个世界而惊叹，要让这个世界为你而惊叹！ 如果说学习有捷径可走，那也一定是勤奋。 学习犹如农民耕作，汗水滋润了种子，汗水浇灌了幼苗，没有人瞬间奉送给你一个丰收。 藏书再多，倘若不读，只是一种癖好；读书再多，倘若不用，只能成为空谈。 学习好似一片沃土，只要辛勤耕耘，定会有累累的硕果；如若懒于劳作，当别人跳起丰收之舞时，你已是后悔莫及了。 不渴望能够一跃千里，只希望每天能够前进一步，学习的成功与失败原因是多方面的，要首先从自己身上找原因，才能受到鼓舞，找出努力的方向
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