学思堂提优——第1节 机械运动

第3章 运动和力
国家课标
1．举例说明对物体运动的描述与所选的参照物有关。
2．理解速度和平均速度的含义。
3．能列举生活中常见的力(重力、摩擦力、弹力)。并理解其意义，会用弹簧测力计测量力的大小，并用图示方法来表示力的大小和方向。
4．说明二力平衡的条件和物体运动状态变化的原因，了解牛顿第一定律，能用惯性解释有关的常见现象。
5。了解压强的含义，增大和减小压强的方法，感受液体压强的存在。
知识网络



第1节 机械运动
知识结构
参照物
1.运动和静止的相对性 相对运动：相对参照物而言位置发生改变
相对静止：相对参照物而言位置不变
匀速直线运动
2．机械运动的分类 直线运动 变速直线运动
曲线运动
定义：指物体在单位时间内通过的路程，它表示物体运动的快慢
3.速度 公式：v=
单位：米／秒(m／s)、千米／时(km／h)
4．平均速度：对于变速直线运动来说，u=÷表示一段时间内或者一段路程上运动的平均快慢程度。21*cnjy*com
解题指引
例1指出“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”这句歌词所描述的现象。分别是以什么物体为参照物的。
【指引】本题要求学生选取不同的参照物来判断物体的运动情况。前旬竹排在江中游是以
江岸为参照物的，竹排相对岸的位置发生了改变，即竹排运动；而青山走动则是以竹排为参照物的。
【探究】从原则上来说，参照物的选择是任意的，但本题先告诉我们运动现象，让我们从运动现象的分析来找参照物，思维形式与我们常规的恰恰相反。
例2关于匀速直线运动的速度v=，下列说法正确的是 ( )
A．物体的运动速度v越大，通过的路程s就越大
B．物体的运动速度v越大，所用的时间t就越小
C．物体的运动速度v由决定，但与s、f的大小无关
D．上述说法都有道理
【指引】本题考查学生对速度概念的理解。对匀速直线运动而言，运动快慢是恒定不变的，
即速度不变，则路程和时间的比值是不变的，但路程与时间成正比，花的时间越长，通过的路程就越大。本题答案是C。
【探究】 用两个量的比值来测量或计算一个量是科学研究的常用方法。如果一辆汽车在高速公路上做匀速运动，它的速度已经是确定的，我们用一段时间内它跑过的路程来计算速度无非是一种测量方法。当然测量的时间可长可短，路程s与时间t的长短成正比，因而s与t的比值不会变化。
例3爷爷在家里的跑步机上健身，小明饶有兴趣地在旁边看着，还拿了笔在硬纸板上乱涂，
说：“爷爷，我给你写生。”过了一会儿，爷爷满头大汗地从跑步机上下来，并说：“今天痛快，跑了2千米”。小明茫然地问：“我看你就在那里，并没有离开啊，怎么会跑了2千米?”你说这问题该怎么回答呢?
【指引】 宇宙间一切物质都在运动，我们在研究机械运动时，要判断一个物体是否运动、怎样运动，必须选择另一个物体作为标准，然后再来考察运动物体相对这个标准物体的位置变化情况。这个被取作“标准”的物体叫做参照物。选取不同的参照物来观察同一物体的运动，会得出不同的结论。
小明说爷爷“没有离开”，是以他自己为参照物，或以房间为参照物，爷爷在房间里的位置，或相对他自己的位置并未改变，所以说爷爷没有跑。
爷爷说“跑了2千米”，是以跑步机上不断移动的皮带为参照物的。在房间里的其他人看来，跑步的人没有动，而是他让皮带往后移动了。若以皮带为参照物，则跑步者是在向前运动，跑步机上的计数器就是这样计数的，而且跑步者也确实起到了锻炼的效果。
【探究】 小明说爷爷没有“跑了2千米”，是以他自己或房间为参照物的，爷爷相对于小明或房间的位置没有发生变化，因此认为爷爷没有跑了2千米。爷爷说“跑了2千米”，是以跑步机上不断往后移动的皮带为参照物的，爷爷相对皮带而沿向前方向“跑了2千米”。
例4在龟兔赛跑中，众多煦动物看到兔子比乌龟跑得快，这是根据什么得到这样的结论的?
由于兔子骄傲地认为自己肯定比乌龟快，途中轻松地睡了一觉，结果却是乌龟先到达终点，裁判员判定乌龟胜利，他的依据又是什么?
【指引】本题考查学生对速度概念的理解能力。观众看到兔子比乌龟跑得快，依据是：兔子和乌龟同时运动的时候，在相同的某一段时间内进行比较，兔子比乌龟通过的路程大。而裁判员判定乌龟最终胜利的依据是：通过所有(相同的)路程乌龟所用时间比兔子少，因而在整段路程上比较时，乌龟的平均速度比兔子大。
【探究】 比较两个物体运动的快慢可以用距离与时间的比值来确定，但是平均速度的大小是总路程与总时间的比值。比较运动快慢的比赛中往往先确定相同的路程，然后比谁先到达终点，即比较时间的长短。这种比较方法其实是平均速度大小的比较。
例5某课外兴趣小组的同学们为研究蜗牛的运动情况，将蜗牛放在刻度尺上让其沿刻度尺
爬行，并每隔l0秒拍摄记录蜗牛的位置，拍成如图3-1所示的图片。
图3- 1
同学们依据此图片获得数据，如下表：
(1)请你根据图中的情景，把表格中的内容补充完整；21*cnjy*com
(2)据上表的数据，你可得出蜗牛是做 运动，整个50秒内的平均速度是 毫
米／秒。
【指引】本题是通过对图形的观察分析，获取有用的信息来解决问题的，对学生的综合分析能力要求较高。通过对图片的观察，每隔l0秒蜗牛爬行的距离可从刻度尺上直接读出；根据表格中的数据：每l0秒蜗牛爬的路程分别为l 2．0毫米、10．0毫米、12．0毫米、15．00毫米和12．00毫米，由于在相等时间内蜗牛爬行的距离不相等，所以蜗牛是做变速直线运动；平均速度的大小等于通过的总路程除以这段路程所需的总时间，因s=61.0毫米，f=50秒，则v=1.22毫米／秒。本题答案是：(1)34.0 (2)变速直线 1.22
说明 本题应特别注意蜗牛开始爬行的起点在刻度尺的1厘米标度处。
例6 在一次爆破作业中，用了一条90厘米长的导火线来使装在钻孔里的炸药爆炸，导火线燃烧的速度是0．6厘米／秒，点火者在点燃导火线后立即以5米／秒的速度跑开，请你估算一下他能不能在爆炸前跑到离爆炸点700米远的安全区?
【指引】 因为是估算，我们可以认为点火者是匀速跑开的。我们可以用两种方法来判断人是否能到达安全区。21*cnjy*com
方法一：比较距离
导火线燃烧的时间为t==秒=150秒，这就是点火者跑向安全区所应有的时间。
在这个时间内，点火者离开爆炸点所跑的距离为：s=v×t=5米／秒×l50秒=750米>700
米，大于所需要的安全距离。
方法二：比较时间
导火线燃烧的时间为，t==秒=150秒，
点火者跑到安全区所需的时间为t==秒=140秒，说明点火者能够到达安全区。
【探究】从本题可以看到，在运用v=解题时应注意：
t=已知路程和速度，求时间
(1)公式的变形：v=
s=vt已知速度和时间，求路程
(2)要注意各个物理量之间的对应关系，如本题中对导火线和点火者分别有路程、速度和时间三个对应物理量。
例7 某商场有一自动扶梯，一顾客沿开动(上行)的自动扶梯走上楼时，数得走了l6级，当他以同样的速度(相对电梯)沿开动(上行)的自动扶梯走下楼时，数得走了48级，则该自动扶梯的级数为多少级?
【指引】研究一个物体怎样运动，首先要确定参照物，看这个物体的位置相对于参照物怎样变化。以地面为参照物，人在静止的扶梯上走时的速度是v人，自动扶梯的速度为v梯，则人在运动的扶梯上走时的速度是：v上=v人+v梯，v下= v人-v梯。
以地面为参照物：s=（v人+v梯）t上 (1)
s=（v人-v梯 ）t下 (2)
以电梯为参照物：l6(级)= v人t上 (3)
48级=v人 t下 (4)
由(3)、(4)可得：t下=3t上，
则v梯t上= t上v人／2—1／2×16级=8级
代入(2)后，与(1)消去s和t得：v人=2 v梯，
再代人(1)可得自动扶梯的长为s=16级+8级=24级
达标练习
1．人步行的速度是 ( )
A．13米／秒 B．1．3米／秒 C．1．3千米／秒D．0．13米／秒
2．下列运动不属于机械运动的是 ( )
A．分子的运动 B．树木的生长
C．月球绕地球转 D．空气的流动
3．对以下物体运动的描述(加横线的词)是选择地面为参照物的是 ( )
A．月亮在白云中穿行 B．静坐在奔驰的火车里
C．静靠在飞行中的飞机座椅上 D．地球绕太阳公转
4．下列说法正确的是 ( )
A．物体运动的速度越大，其通过的路程越长
B．物体运动时间越短，速度越大
C．物体运动越快，速度越大21*cnjy*com
D．物体运动路程越长，速度越大
5．在风速为3米／秒的北风的情况下，某同学以3米／秒的速度向南跑，他的感觉是 ( )
A．有南风 B．有北风 C．无风 D．无法确定
6．汽车在平直的高速公路上匀速行驶。小胖在车中测试汽车的速度，用手表测得汽车从路程标牌62千米处开到63千米处所花时间是33秒，此时汽车行驶的速度约等于 ( )
A．33千米／时 8．120千米／时 C．35千米／时 D．109千米／时
7．下列运动物体中，平均速度可能为20米／秒的是 ( )
A．正在进行比赛的短跑运动员 B．在高空正常飞行的波音747客机
C．正在快速爬行的蚂蚁 D．正在平直公路上正常行驶的汽车
8．漂流是近几年来一项热门活动，一漂流者坐在橡皮船上顺流而下，下列说法正确的是
( )
A．以岸边的树木为参照物，人是静止的 B．以船为参照物，河水是运动的
C．以河水为参照物，人是静止的 D．以河水为参照物，人是运动的
9．一辆做直线运动的汽车，第1秒内运动了1米，第2秒内运动了2米，第3秒内运动了3米 ……则此汽车的运动是 (21*cnjy*com)
A．匀速直线运动 B．变速直线运动
C．前3秒内是匀速直线运动 D．无法确定
10．做匀速直线运动的物体 21*cnjy*com ( )
A．运动的速度越大，路程就越长 B．运动的路程越短，速度就越小
C．运动的时间越少，速度就越大 D．速度的大小不受路程和时间变化的影响
11．下列例子属于生命运动表现的是 21*cnjy*com ( )
A．蒲公英种子的飞行 B．雷电发生
C．岩石的风化 D．草在水中生长
12．关于机械运动，下列说法正确的有 ( )
A．平常所说的运动和静止都是相对于参照物而言的
B．所谓参照物，就是我们假设不动的物体。以它作为标准来研究其他物体的运动情况
C．选取不同的参照物来描述同一物体的运动，其结果可能是不同的
D．研究物体运动，选取地面作为参照物是最适宜的，因为地面是真正不动的物体
13．一个物体以速度u。通过一段路程的l／3，又以速度u：通过后2／3的路程，则它通过这段路程的平均速度是 ( )
A．3v1v2／(2v1+v2) B．(v1+v2)／2
C．(v1+v2)／(t1十t2) D．s／(t1十t2)
14．某同学乘长途汽车时注意观察路旁的里程碑，并把观察的结果记录于下表：
则平均速度最大的时间段为 ( )
A．在10千米到20千米这一段时间内 B．在20千米到30千米这一段时间内
C．在30千米到40千米这一段时间内 D．在40千米到50千米这一段时间内
15．观察图3-2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 （ ）
A．甲、乙两车一定向左运动
B，甲、乙两车一定向右运动
C．甲车向右运动，乙车可能运动
D．甲车可能静止，乙车向左运动
图3-2
16．(杭州中考题)在一艘做匀速直线运动的游轮上，某同学朝各个方向用相同的力进行立足跳远，则下列说法中正确的是 ( )
A．朝与游轮运动方向一致跳得最远 B．朝与游轮运动方向相反跳得最远
C．朝与游轮运动方向一致跳得最近D．朝各个方向跳得都一样远
17．某商场的自动扶梯在1分钟内，可以把站在扶梯上的顾客送到二楼。如果扶梯不动，人走上去需要3分钟，那么，当人沿着开动的自动扶梯走上去，需要的时间为 ( )
A．2分钟 B．1分钟 C．0．75分钟． D．0.67分钟
18．(南通中考题)甲、乙两列火车在两条平行的铁轨上匀速行驶，两车交汇时，甲车座位上的乘客从车窗看到地面上的树木向北运动，看到乙车向南运动。由此可判断 ( )
A．甲、乙两车都向南运动 B．甲、乙两车都向北运动
C．甲车向南运动、乙车向北运动 D．甲车向北运动，乙车向南运动
19．(临沂中考题)运动会上100m决赛，中间过程张明落后于王亮，冲刺阶段张明加速追赶，结果他们同时到达终点。关于全过程中的平均速度，下列说法中正确的是（ ）
A．张明的平均速度比王亮的平均速度大21*cnjy*com
B．张明的平均速度比王亮的平均速度小21*cnjy*com
C．两者的平均速度相等
D．不是匀速直线运动，无法比较
20．(宁波中考题)如图3-3所示，物体甲静止在水平桌面上，当物体乙轻放到甲上后，下列现象不可能发生的是 ( )
图3-3
A．甲相对于桌面保持静止状态，而乙相对于甲也静止
B．甲相对于桌面保持静止状态，而乙相对于甲沿斜面滑下
C．甲相对于桌面向右运动，而乙相对于甲沿斜面滑下
D．甲相对于桌面向右运动，而乙相对于甲静止
21．(绵阳中考题)某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究，他们记录了小车在某段 时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据 绘制了路程与时间的关系图像，如图3-4所示。根据 图像可以判断 ( )
A．0～5s内，小车的平均速度是0．4m／s
B．0～7s内，小车的平均速度是l．5m／s
C．2s～5 S内，小车受到的合力不为零
D．5s～7s内，小车受到的合力不为零
图3-4
22．某物体做匀速直线运动，l0秒内运动了150米，则它在第3秒内的速度是 。
23．光的速度大约为3 × 108米／秒，人走路的速度大约为1．40米／秒，那么光一秒钟经过的路程让人来走需 。
24．若拖拉机要每小时行驶18千米，运动员跑100米所需时间是l2．5秒，这两种速度比较起来，应是 的速度大。
25．光在真空中的传播速度是3×108米／秒，月球到地球的距离是3.84×105千米，则由地球向月球发射一束激光，经过 秒，可以接收到反射回来的光束。
26．下列运动中，属于直线运动的有 。
①打算盘时，算盘珠子在杆上的运动；②推铅球时，铅球离手后的运动；③没有风时，雨滴的下落；④飞机起飞前在跑道上滑行；⑤地球绕太阳公转。
27．“地球同步卫星”是位于赤道上方绕地球运转的速度和地球自转速度相同的卫星。这类卫星对太阳来说它是 的，对地球来说它是 的。这说明对同一个物体
_______________________________________________________________________。
28．“森林运动会”中龟兔进行赛跑。比赛开始后，“观众”通过比较 ，认为跑在前面的兔子跑得快。由于兔子麻痹轻敌，中途睡觉，“裁判员”通过比较
，判定最先到达终点的乌龟跑得快。科学中用 来表示物体运动的快慢。
29．跳伞表演时，甲、乙两个跳伞员手拉手从飞机上一起跳下，在下降时，如果以飞机为参照物，他们是 的；以地面为参照物，他们是 的；以乙跳伞员为参照物，甲是 的。(填“运动”或“静止”)
30．有一首词写道：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”这里“看山恰似走来迎”选择的参照物是 ，而“仔细看山山不动，是船行”则是选择 为参照物。
31．一辆汽车在沪杭高速公路上行驶，车上的速度表指针始终如图3-5所示，汽车从路牌A行驶到路牌8B所需要的时间为 。
图3-5
32．如图3- 6所示是一张出租车专用发票，读图可知该车运行的时间为 分．车的平均
速度为 千米／小时。21*cnjy*com
图3 -6
33．匀速直线运动是指物体在相同的时间内通过的路程 (填“相等”或“不相等”)的运动。读图3—7，甲图中的小汽车在做匀速直线运动，在①—②，②一③，③④，④一⑤四个相等间距的路段，所用的时间是 (填“相等”或“不相等”)的。乙图中的小汽车也是做匀速直线运动，且通过①一②，②一③，③一④，④一⑤等路段，所用的时间之比是l：3：5：7，则它们之间的路程之比是 。
图3—7
34．毛泽东、周恩来堪称世纪伟人，1960年5月他们在长沙视察时，来到湘江橘子洲，慷慨之余，豪兴勃发，毛泽东即出上联：“橘子洲，洲旁舟，舟走洲不走”，周恩来兴对下联：“天心阁，阁中鸽，鸽飞阁不飞”。诗句中“舟走”是以 为参照物，“洲不走”是以 为参照物，其中“鸽飞”是以 为参照物，“阁不飞”是以 为参照物。
35．(金华中考题)如图3—8所示，2003年元月26日，首架飞临祖国大陆的台湾民航飞机从台北飞经香港在上海浦东机场着陆后，载运200多名台商及眷属返回台北。现经大陆和台湾双方的共同努力实现了直航。已知香港至台北的距离为760千米，香港至上海的距离为ll40千米，上海至台北的距离为550千米。若飞机从上海以500千米／时的速度直飞台北与以相同飞行速度从上海经香港到台北相比，可节约时间为
飞机两地间飞行均为匀速运动)。21*cnjy*com
图3-8
36．(嘉兴中考题)如图3—9所示，2010年10月沪杭高铁正式运行，列车最高设计时速可达350千米／时，从杭州到上海只要38分钟，已知杭州到上海的距离为l58． 7千米，那么列车从杭州到上海的平均速度是 千米／时(保留一位小数)。
图3-9
37．(宁波中考题)轨道交通具有便捷、运量大、污染低、安全性高等优点，有利于减缓城市交通拥挤、减少汽车尾气排放等。宁波市轨道交通工程l号线已开始建设，其部分信息如下表所示：21*cnjy*com
(1)建造单位长度的l号线地铁，地下比地上的成本要 （填“高”或“低”)；
(2)目前我市城区公交车的平均行驶速度约25千米／时，随着私家车数量的增加，这一数值可能将更低。l号线一期(线路接近直线)建成前后，市民乘坐公共交通工具，从高桥西到东外环至少可节省 时；
(3)若1号线全线建成，预计全程的平均速度可达 千米／小时。
38．在环法自行车拉力赛中，一位自行车选手开始2小时骑了32千米，在随后l小时内骑了13千米，则他在整个3小时时间内的平均速度是多少?
39．飞机在半小时内沿直线飞行540千米，一门火炮发射的炮弹在半分钟内可以飞行24000
米，通过计算说明是飞机的速度大还是炮弹的速度大
40．在校田径运动会上，小明和小王在i00米决赛中分别以12.4秒和l3.8秒的成绩获得冠军和亚军，他们的平均速度分别是多少?根据以上数据你能判断在前50米中谁跑在前面吗?
41．一辆客车在沪杭高速公路上匀速行驶，如果司机在路边看到的指示牌如图3-l0所示，则在遵守交通规则的前提下，客车到达杭州至少还要多少时间?
图3 -10
42．一艘快艇匀速航行在海面时，过A点发现正前方有一悬崖，此时快艇鸣笛后l0秒钟听到回声，听到回声后过了32秒快艇又鸣笛一次，则又过6秒听到回声，问：快艇的航行速度是多大?A处离悬崖有多远?
43．一队伍(纵队)长120米．正以某一速度匀速前进。现因有事传达，一通讯员从队尾跑到排头后立即掉头以大小不变的速度从排头跑回队尾。已知在这一过程中队伍前进了1 60米，求通讯员在这一过程中往返共跑了多少米。
44．一辆汽车在甬台温高速公路上匀速行驶，车上的驾驶员在车到如图3—11A处看了一下表，时间正好是8点钟，当车在B处时，他又看了一下表，时间是8点54分，求：
(1)汽车在A、B之间行驶时的速度；
(2)若汽车在B处以同样的速度行驶到温州，还需要多少时间?
图3一11
45．某高速公路上，一驾驶员看到如图3-12所示的标志牌，同时他看到速度计的示数，如汽车以该速度行驶，求：
(1)到达上海需多长时间?
(2)该车在高速公路上每100千米耗油8．8升，如从此处到达杭州共耗油多少升?
图3-12
46．(咸宁中考题)心电图仪(如图3—13所示)通过一系列的传感手段，可将与人心跳对应的生物电流情况记录在匀速运动的坐标纸上。医生通过心电图，可以了解到被检者心跳的情况。例如，测量相邻两波峰的时间间隔，便可计算出lmin内心脏跳动的次数(即心率)。同一台心电图仪正常工作时测得待检者甲、乙的心电图分别如图甲、乙所示。若医生测量时记下被检者甲的心率为60次／min．则：
图3—13
(1)根据甲的心率为60次／min可知，甲每次心跳时间间隔(即甲心电图纸带相邻波峰走纸所用时间)为 s。
(2)这台心电图仪输出坐标纸的走纸速度大小为多少毫米每秒?
(3)乙的心率为多少次每分钟? 21*cnjy*com
参考答案：
1．B 2．B 3．B 4．C 5．C 6．D 7．D 8．C 9．B l0．D ll．D l2．ABC l3．A l4．D 15．C 16．D l7．C l8．A l9.C 20．D
21．A 22．15米／秒 23．6．795年 24．运动员 25．2．56 26．①③④
27．运动静止选择的参照物不同，结果可能是不同的
28．相同的时间内通过的路程长短通过相同的路程所用的时间多少 速度
29．运动 运动 静止 30．船 山 31．48min 32．20 34 33．相等 相等 1：3：5：7 34．洲；湘江岸；阁；地面 35．2.7小时 36．25 0.6
37．(1)高 (2)0.21 (3)37.2 38．15千米／时 39．飞机的速度为300米／秒，炮弹的速度为800米／秒，所以炮弹的速度大
40．8.1米／秒 7.2米／秒 不能 41．0.5时 42．17米／秒 1785米
43．320m 44．(1)27.8米／秒 (2)36分 45．(1)1.4小时 (2)7.04升
46．(1)1 (2)25mm／s (3)75次／min