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第1节 机械运动
考点一、机械运动
跳水运动员相对于跳台的空间位置在不断发生变化；蒲公英的种子相对于蒲公英的空间位置在不断发生变化；候鸟相对于地面的空间位置也在不断发生变化。像这样物体的空间位置不断发生着改变，这种运动叫做机械运动。
典例1：“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法，下面四幅图是小严同学利用频闪照相机拍摄的不同物体运动时的频闪照片(黑点表示物体的像)，其中可能做匀速直线运动的是( )
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】匀速直线运动，即速度不变且沿着直线的运动，据此分析判断。
A.相同的时间内通过的距离越来越大，则做加速运动，故A不合题意；
B.相同的时间内通过的距离越来越小，则做减速速运动，故B不合题意；
C.运动轨迹为曲线，故C不合题意；
D.运动轨迹为之间，且相同的时间内通过的距离相等，因此为匀速直线运动，故D符合题意。
变式1：机械运动是自然界最普遍的一种运动。下列各种运动中，不属于机械运动的是（ ）
A．行星转动 B．鲜花怒放 C．骏马奔腾 D．枯叶飘落
【答案】B
【解析】在物理学中，将物体之间的位置改变叫做机械运动，据此分析判断。
行星相对于自己的中轴位置不断改变，则行星在自转，做机械运动，故A不合题意；
鲜花怒放是一种生命现象，与机械运动无关，故B符合题意；
骏马相对地面的位置不断改变，即骏马在做机械运动，故C不合题意；
枯黄的落叶相对树尖的位置不断改变，即树叶做机械运动，故D不合题意。
变式2：根据机械运动的含义，下列说法中正确的是（ ）
A．机械运动就是物质的一切运动
B．机械运动就是一切机械的运动，空气的流动不属于机械运动
C．一个物体相对于别的物体的位置的改变叫机械运动
D．物体做怎样的运动跟选择的参照物无关
【答案】C
【解析】（1）物理学中，机械运动是指物体位置的变化，是宇宙中的一种普遍运动形式；（2）一切物体都在运动，而静止只是相对的，所以研究物体运动时，首先要选择好参照物．
【解答】A、机械运动是物体的位置的变化，不是物质的运动，该选项说法不正确；
B、机械运动是指物体位置的变化，不能简单理解成是一切机械的运动，空气的流动发生了位置的变化应属于机械运动，该选项说法不正确；
C、当物体间发生了位置的变化时，则两物体间发生了机械运动，该选项说法正确；
D、由运动和静止的相对性可知，要判断物体的运动首先要选定某个其他物体做参照物，所选的参照物不同，物体的运动情况也会不同，该选项说法不正确．
考点二、参照物
（一）参照物
(1)概念:人们判断物体是运动还是静止，总是先选取某一物体作为标准，这个被选作标准的物体叫做参照物。
(2)物体运动状态的判断
①相对于参照物，如果物体的位置发生了改变，就认为它是运动的；
②相对于参照物，如果物体的位置不变，就认为它是静止的。
（二）选择参照物的原则
(1)假定性:参照物一旦被选定，我们就假定该物体是静止的。
(2)任意性:参照物的选取可以是任意的，但不能将研究的物体本身作为参照物，因为以研究的物体本身作为参照物，则物体的位置是永远不变的，也就是说，这一物体永远处于静止状态。
(3)方便性:为了便于研究机械运动，科学中一-般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物，且可以不加以说明；若选取其他合适的物体作为参照物研究机械运动时，则要作出说明。
（三）运动和静止的相对性
同一物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。同一物体，相对于不同的参照物，它的运动情况可能不同。被研究的物体相对于这个物体是静止的，相对于另一个物体可能是运动的，这就是运动和静止的相对生。因此，判断一个物体是运动还是静止时，首先要确定一个参照物。对现实中的所有物体来说，运动是绝对的，静止是相对的。
判断参照物的步骤:
A.确定研究对象。
B.根据题干所提出的情景，进行分析:若研究对象是运动的，判断它相对于哪一个物体位置发生了变化；若研究对象是静止的，判断它相对于哪一个物体位置没有发生变化。
C.作出判断结论:此“相对”物体便是参照物。
典例1：（2021七下·杭州期末）关于参照物，下列说法不正确的是（ ）
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.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
D.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
【答案】C
【解析】A.平常所说的运动和静止都是相对于参照物而言的，故A正确不合题意；
B.所谓参照物，就是假设不动的物体，以它作为标准来研究其他物体的运动情况，故B正确不合题意；
C.宇宙间没有真正不动的物体，以太阳为参照物，地球在不停的绕太阳高速旋转，故C错误符合题意；
D.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，故D正确不合题意。 故选C。
变式1：（2021七下·吴兴期末）中国自主研发的“海斗一号”，在马里亚纳海沟完成样本抓取后，抛弃原有重物，实现上浮。对于上浮过程，下列说法正确的是（ ）
A.以“海斗一号”为参照物，海面是静止的
B.以“海斗一号”为参照物，海底是运动的
C.以样本为参照物，“海斗一号”是运动的
D.以抛掉的重物为参照物，“海斗一号”是静止的
【答案】B
【解析】如果物体相对参照物的位置发生改变，则它是运动的；如果物体相对参照物的位置不变，则它是静止的，据此分析判断。
A.以“海斗一号”为参照物，海面到它的距离不断减小，则海面是运动的，故A错误；
B.以“海斗一号”为参照物，海底到它的距离不断增大，则海底是运动的，故B正确；
C.以样本为参照物，“海斗一号”的位置保持不变，是静止的，故C错误；
D.以抛掉的重物为参照物，“海斗一号”到它们的距离不断增大，是运动的，故D错误。
变式2：公路边有一农舍，它的烟囱正冒着烟，插有旗帜的a、b两车在农舍旁的公路上。观察图中旗与烟的情况，判断以下关于a、b两车相对于房子的运动情况的说法中，正确的是（ ）
A．a、b两车一定向左运动
B．a、b两车一定向右运动
C．a车可能运动，b车向右运动
D．a车可能静止，b车向左运动
【答案】D
【解析】由图中的信息可以判断出：因为房子的烟向左飘，所以风是向左吹
所以a车运动状态有三种可能 1、向右运动 2、静止 3、向左运动，车速小于风速；
因为b车旗向右飘，所以b车只能向左运动，且速度要大于风的速度。
变式3：“神舟八号”飞船与“天宫一号”对接前沿同一方向运动，并且‘神舟八号”飞船飞向“天宫一号”缓慢地靠近，最后实现连接，如图所示，由此可知，“神舟八号”飞船是以 为参照物，其中速度较大的是 。（填“神州八号飞船”“天宫一号”）
【答案】天宫一号；神州八号飞船。
【解析】（1）“神舟八号”飞船与“天宫一号”对接的过程中，它们之间的位置保持不变，因此以天宫一号为参照物，“神舟八号”飞船是静止的；
（2）因为是“神舟八号”飞船飞向“天宫一号”缓慢地靠近，后实现连接，所以其中速度较大的是神州八号飞船。
考点三、机械运动的分类
根据物体运动的路线,可以将物体的运动分为直线运动和曲线运动；对于直线运动，根据物体运动的快慢的变化，又可以将物体的运动分为匀速直线运动和变速直线运动。
（一）匀速直线运动
物体沿直线运动时，如果在相等的时间内通过的路程相等，运动快慢保持不变，这种运动叫做匀速直线运动。
（二）变速直线运动
物体沿直线运动时，如果在相等的时间内通过的路程不相等，运动快慢发生了变化，这种运动叫做变速直线运动。如在现实生活中，运动员的100 米赛跑,50米游泳，飞机降落时在跑道上滑行，都可以看成直线运动，但运动快慢是变化的，这些运动都是变速直线运动。
典例1：（2022七下·新昌期末）甲、乙两物体同时由同一位置开始在水平面上向东运动，它们的s-t图像如图所示。
（1）5秒时，以物体甲为参照物，物体乙的运动方向是 (选填“向东"或“向西”)。（2）物体甲的速度为 米/秒。
（3）运动2秒，两物体相距 米。
【答案】（1）向西 （2）2 （3）4
【解析】（1）根据参照物的知识分析；
（2）根据公式计算出甲的运动速度；
（3）根据图像计算出2s时二者到出发点的距离，然后相减即可。
【解答】（1）根据图片可知，5s时，乙到出发点的距离为8m，且保持静止状态；甲继续以相同的速度继续向东运动。以甲为参照物，乙在向西的方向上位置不断改变，因此乙的运动方向是向西的。
（2）根据图像可知，甲的速度为：；
（3）根据图像可知，运动2s时，乙到出发点的距离为8m，甲到出发点的距离为：s甲=v甲t甲=2m/s×2s=4m，那么二者相距：8m-4m=4m。
变式1：甲、乙两车在平直的公路上同方向直线运动，一段时间内两车相对公路上某参照物的距离与时间关系如图所示。前20s内两车相对参照物的运动情况，错误的是（ ）
A.甲车在靠近，而乙车在远离 B.两车都在作变速运动
C.两车速度一直相等 D.两车之间的距离一直不变
【答案】B
【解析】A.根据图像可知，甲到参照物的距离不断减小，即甲车在靠近；乙车到参照物的距离不断增大，即乙车在远离，故A正确不合题意；
B.根据图像可知，甲和乙的图像都是一条斜线，即路程与时间成正比，那么二者都在做匀速直线运动，故B错误符合题意；
C.甲和乙在20s通过的路程都是100m，根据公式可知，两车的速度相同，故C正确不合题意；
D.甲和乙的运动方向相同，二者速度大小相同，那么在相同的时间内通过相同的路程，即二者的距离保持不变，故D正确不合题意。
变式2：为了探究小球自由下落时的运动，某物理实验小组的同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次，拍下小球下落时的运动状态，如图所示。
（1）可以看出小球在做 直线运动（选填“匀速”或“变速”），其理由是
（2）下列四个速度随时间变化的关系图象，能正确反映出该小球下落运动的是 。（选填图中的选项字母）
【答案】（1）变速；在相等的时间内通过的路程不等；（2）C。
【解析】（1）相机拍照间隔的时间是相同的，由图可知：在相等的间隔时间内，小球运动的距离逐渐变大，小球的运动速度逐渐变大，做的是变速直线运动；
（2）由照片中小球的运动轨迹可知，小球运动的速度随着时间的推移逐渐变大，图C符合题意；
变式3：如图所示为两物体做直线运动的图像，据图回答下列问题：
（1）如图甲所示，0~2秒内，物体做 运动，第3秒时，物体处于 状态，在0~4秒内，甲物体通过的路程为 米。
（2）如图乙所示，在 秒内物体处于加速直线运动状态，在2~4秒内，物体通过的路程为 米。
【答案】（1）匀速直线；静止；40 （2）0~2；80
【解析】（1）根据甲图中的图像形状确定物体的运动状态和0~4s内的运动距离。
（2）根据乙图确定物体的运动状态以及运动速度，再根据s=vt计算运动距离。
【解答】（1）根据甲图可知，0~2s内，路程随时间的变化图像为一条倾斜的直线，即做匀速直线运动。2~4s内时，物体的距离保持40m不变，即第3秒时，物体处于静止状态。0~4s内，甲物体通过的路程为40m。
（2）根据图乙可知，该物体0~2s内的速度随时间的变化图像为一条倾斜的直线，即二者成正比，因此处于加速直线运动状态。2~4s内物体的运动速度为40m/s，物体通过的路程为：s=vt=40m/s×2s=80m。
考点四、速度
（一）比较物体运动的快慢
通常我们比较物体运动快慢的方法:
(1)比较相同时间内通过的路程，在相同的时间内，运动路程远的物速直线运动体运动得快。
(2)比较通过相同的路程所用的时间，运动相同的路程，用的时间短的物体运动得快。
（二）速度
(1)意义:表示物体运动的快慢。物体运动得越快，则速度越大；物体运动得越慢，则速度越小。
(2)定义:物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
(3)公式:速度=路程/时间
用v表示速度，s表示路程，t表示时间，计算速度的公式可表示为v=s/t。
(4)单位:常用的速度单位是米/秒和千米/时。“1 米/秒”的意义:如果物体在1秒内通过的路程是1米，它的速度就是1米/秒。换算关系:1米/秒=3.6千米/时。
（三）速度公式及其变形公式
根据速度公式v=s/t可变形为s=vt、t=v=s/v,如果知道速度、路程、时间三个量中的任意两个量，利用公式可计算出第三个量。
（四）物体运动的图像
常见的描述物体运动的图像有s -t 图像和v-t图像。
静止 匀速直线运动 匀速直线运动 变速直线运动
【能力拓展】
比较物体运动快慢时运用了控制变量法，即相同的时间比较路程或相同的路程比较时间。
运用速度公式及其变形公式解题时的注意事项:
①公式中速度、路程、时间三个量的单位必须统一为国际单位制中的单位。
②如果问题比较复杂，可以画示意图，明确运动过程以及量与量之间的关系。
③计算时，各量一定带单位:先进行字母运算，再代入数值进行计算
典例1：（2021七下·越城期中）甲乙两物体的运动图像如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙两物体始终同向运动
B．4s 内甲的平均速度大于乙的平均速度
C．4s 时甲、乙两物体间的距离最大
D．甲、乙两物体之间的最大距离为 4m
【答案】B
【解析】位移时间图线的斜率的正负表示运动的方向，结合物体的位移大小和时间比较平均速度．结合位移时间图线确定两者之间的最大距离。
【解答】A.位移时间图线斜率的正负表示速度的方向，可知甲图线的斜率先为正值后为负值，可知甲先向正方向运动，然后向负方向运动。对于乙，图线的斜率一直为正，则一直向正方向运动，故A错误；
B.前4s内，甲乙位移相等，可知甲乙的平均速度相等，故B正确；
C.4s时，甲乙位置坐标相同，即甲乙相遇，此时距离最小为零，故C错误；
D.在0-6s内，由图线可知，在2s时，两者相距最远，甲乙两物体的最大距离为：4m-m=3m，故D错误。
变式1：（2021七下·上虞期末）小李和小王两同学进行跑步比赛，他们讨论比赛方案。小李说：“我们跑相同的路程，看谁用的时间短，短者为胜。”小王说：“我们都跑相同的时间，看谁跑的路程长，长者为胜。”对他们说的方案你认为（ ）
A.只有小李方案可行 B.只有小李方案可行 C.两个方案都行 D.两个方案都不行
【答案C
【解析】根据速度公式可知，当路程相同时，时间越短，速度越大，故小李的说法正确；
根据速度公式可知，当时间相同时，路程越长，速度越大，故小王的说法正确。
故C正确，而A、B、D错误。
变式2：（2022七下·诸暨期末）一艘科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】根据公式分析海底的深度变化即可。
【解答】在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s，根据公式可知，几个点的深度大小依次为：hA=hC=hE>hB>hD，故C正确，而A、B、D错误。
变式3：（2022七下·椒江期末）杭绍台高铁已正式通车，打造了浙江一小时交通圈。杭绍台高铁连接杭州东站与温岭站，全线总长约271公里。
G7436次高铁的运行时刻表
停靠站序 站名 进站时间 出站时间
1 温岭 …… 06：30
2 台州 06：39 06：41
3 天台 07：01 07：03
4 嵊州新昌 07：18 07：20
5 上虞南 07：36 07：38
6 杭州东 08：04 ……
（1）高铁在下列运行状态中，处于平衡状态的是 。
A．加速起动 B．进站前减速
C．在平直轨道上匀速前进 D．在弧形轨道上匀速前进
（2）上表为G7436次高铁某天的运行时刻表。请根据表中数据分析计算，高铁从温岭站开到杭州东站的平均速度为多少？
【答案】（1）C
（2）从温岭站到杭州东站的时间t=08：04-06：30=94min≈1.57h；
则平均速度为：。
【解析】（1）当物体保持静止状态或匀速直线运动状态时，它处于平衡状态；
（2）根据公式计算即可。
【解答】（1）加速启动、进站前减速和在弧形轨道上匀速前进，它们的运动状态都发生改变，即不处于平衡状态，故A、B、D不合题意；
在平直轨道上匀速前进，即做匀速直线运动时，处于平衡状态，故C符合题意。
1．下列图像中表示物体做匀速直线运动的是( )
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】当物体做匀速直线运动时，它的速度保持不变，根据可知，该物体的路程与时间成正比。
A.路程随时间变化的图像为一条倾斜的直线，则二者成正比，故A符合题意；
B.速度随时间变化的图像为一条倾斜的直线，即速度与时间成正比，故B不合题意；
C.时间变化，而路程不变，物体保持静止状态，故C不合题意；
D.速度随时间的增大而增大，故D不合题意。
2．甲、乙两车并排停着，当甲车司机看着乙车时，忽然感觉自己的车正在缓慢运动，但当他看地面时，却发现自己的车并没动。对此下列判断正确的是( )
A．以地面为参照物，甲车是运动的
B．以乙车为参照物，甲车是静止的
C．以地面为参照物，乙车是静止的
D．以甲车为参照物，乙车是运动的
【答案】D
【解析】如果物体相对参照物的位置变化，那么物体是运动的；如果物体相对参照物的位置保持不变，那么物体是静止的。
甲车司机发现自己的车相对地面没有位置变化，因此以地面为参照物时，甲车是静止的，故A错误；
当甲车司机看着乙车时，忽然感觉自己的车正在缓慢运动，即甲和乙之间的相对位置在发生改变，因此以乙车为参照物时，甲车是运动的，故B错误；
乙车相对甲车的位置在发生改变，而甲车相对地面的位置保持不变，那么乙车相对地面的位置改变，因此以地面为参照物时，乙车是运动的，故C错误；
甲和乙之间的相对位置发生改变，因此以甲车为参照物时，乙车是运动的，故D正确。
3．（2022七下·柯桥期末）50米是体育中考的自选项目之一，某考生在该测试中 表现优秀，以下图像符合他在测试中的实际情况的是( )
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】根据运动过程中的速度变化分析判断。
【解答】在50m比赛中，运动员的速度应该在不断增大，即在相同的时间内，运动员通过的距离不断增大，那么路程随时间的变化图像应该逐渐向上弯曲，故B正确，而A、C、D错误。
4．（2022七下·新昌期末）如图所示记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时，在相同时间内的运动过程。在下列v-t图像中，与两辆汽车的运动情况可能符合的是( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】根据公式分析甲和乙的速度变化即可。
【解答】根据图片可知，甲车在相同的时间内通过的距离也相等，根据可知，甲的速度保持不变。而乙车在相同的时间内通过的距离逐渐增大，根据可知，乙车的速度不断增大，故C正确，而A、B、D错误。
5．（2022七下·杭州期末）甲、乙两物体在水平面上做直线运动，路程与时间关系（s-t）图像如图所示。在 t=5秒时两线相交。由图像可知（ ）
A．两物体在 t=5秒时一定相遇
B．两物体在5秒内通过的路程甲大于乙
C．6秒时，甲通过的路程小于乙
D．甲物体做变速直线运动，乙物体做匀速直线运动
【答案】D
【解析】从图像中提取相关信息，然后根据速度公式s=vt分析判断即可。
【解答】A.根据图像可知，如果甲、乙两个物体做相向运动，那么二者路程相同时它们也可能没有相遇，故A错误；
B.根据图像可知，两个物体在5s内通过的路程都是3m，故B错误；
C.6s时，甲通过的路程为5m，乙通过的路程为4m，则甲通过的路程大于乙，故C错误；
D.甲的s-t图像为一条曲线，则甲物体做变速直线运动；乙的s-t图像为一条通过坐标原点的斜线，那么乙物体做匀速直线运动，故D正确。
6.（2021七下·柯桥期末）小柯和小桥从同一地点出发，同时开始向东运动，小柯运动的距离与时间关系图像如图中实线部分 ABCD 所示， 小桥运动的距离与时间的关系图像如图中虚线部分 AD 所示。则小柯和小桥在出发后第 秒时第一次相遇，在第 4-5 秒内，小柯相对于小桥向 （填“东”或“西”）运动。
【答案】4；西
【解析】（1）两个图像相交，说明两人相遇，确定交点所对的时间即可；
（2）根据图像，确定以小桥为参照物时小柯的运动方向即可。
【解答】（1）根据图片可知，两个图像在t=4s时相交，则小柯和小桥在出发后第4s时第一次相遇。
（2）当t=4s时，两人都距离起点4s；当t=5s时，小柯仍然距离起点4m，而小柯距离起点5m。以小桥为参照物，小柯在向西的方向上通过1m，则小柯相对小桥向西运动。
7.（2021七下·越城期末）经测定，某志愿者的刹车反应时间(即图中“反应过程”所用时间)是0.4s。在某次试验中，该志愿者驾车以72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离33m，则经过m距离后汽车才开始减速；若志愿者边打电话边驾车，以72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，在发现情况到汽车停止，行驶距离39m，此时志愿者的刹车反应时间是s。由此研究可知，驾驶员驾驶时打电话，驾驶员的刹车反应会。(填“变快”、“变慢”或“不变”)
【答案】8；0.7；变慢
【解析】（1）已知反应时间和汽车的速度，根据公式s=vt计算出反应过程汽车通过的路程即可；
（2）汽车刹车距离是不变的，当不打电话时，根据s刹车=s总-s反应计算出；当打电话时，根据s反应'=s总'-s刹车计算出反应距离，再根据公式计算出反应时间。通过比较反应时间的大小解答。
【解答】（1）驾驶员的反应距离：s=vt=20m/s×0.4s=8m；
（2）当不打电话时刹车距离为：s刹车=s总-s反应=33m-8m=25m；
当打电话时反应距离为：s反应'=s总'-s刹车=39m-25m=14m；
反应时间为：；
因为0.7s>0.4s；
所以驾驶员接打电话，会使刹车反应变慢。
8．（2022七下·金东期末）“区间测速”目前在全国大部分高速公路实行。所谓的“区间测速"，就是在两监测点安餐度控和测速探头，测出同一辆车通过两个监测点的时间， 再根据两点间的距高算出该车在这区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的最高限速，即被判为超速。如图所示，监测点A、B相距30km，一辆轿车通过监测点A的速度为10kmh通过监测点B的速度为110km/h， 通过两个监测点的时间如图所示，该路段最高限速120km/h．
（1）某驾驶员坐在这辆行驶的轿车中，他看到远处的监控装置正在向他靠近，这是以 为参照物得出的结果：
（2）通过计算说明，采用“区间测速”，这辆轿车从监测点A运动到监测点B是否超速。
【答案】（1）轿车（或车内物体）
（2）由图可知，轿车的行驶时间：t＝10：43－10：31＝12min＝0.2h，
则轿车的平均速度：v＝30 km/h÷0.2h＝150km/h＞120km/h ，该轿车超速
【解析】（1）如果物体是运动的，那么它相对参照物的位置不断改变；如果物体是静止的，那么它相对参照物的位置保持不变。
（2）将轿车通过两个监测点的时间相减得到轿车的行驶时间，然后根据计算出这段时间内的平均速度，最后与限速标注比较即可。
【解答】（1）某驾驶员坐在这辆行驶的轿车中，他看到远处的监控装置正在向他靠近，即监控装置在运动，因为监控装置相对这辆轿车的位置不断变化，因此以轿车（或车内物体）为参照物。
9．（2022七下·乐清期末）阅读材料，回答问题。
超声波测速
测距：如图甲所示，固定不动的超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号）同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，计算出汽车与测速仪之间的距离。图乙可表示信号传播过程的s—t图象，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。
测速：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号的时间段内所通过的距离，计算得出汽车的平均速度。（超声波速度取340m/s)
（1）小科乘坐汽车在公路上行驶时，发现测速仪向他驶来，选定的参照物为 .
（2）如图乙，若t0=0.8s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为 米。
（3）某次对汽车进行测速时，向匀速驶来的汽车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0秒，第一次发射信号到接收用时0.4秒，第二次发射信号到接收用时0.2秒，如图丙。请通过计算说明汽车在限速100千米/小时的高速路段行驶时是否超速。
【答案】（1）汽车或自己
（2）136
（3）根据图丙可知，两次测速仪与汽车之间的距离差S=68m-34m=34m
两次信号接触汽车的时间差t=1.1s-0.2s=0.9s
136km/h＞100km/h所以超速
【解析】（1）如果物体是运动的，那么它相对参照物的位置发生改变；如果物体是静止的，那么它相对参照物的位置保持不变。
（2）根据计算汽车到测速仪之间的距离。
（3）根据图像可知，第一次信号与汽车相遇时，汽车到测距仪的距离为64m，第二次到测距仪的距离为34m，二者相减计算出汽车行进的距离。这段距离对应的时间等于两次信号的相隔时间+第二次发射到接收时间的一半-第一次发射到接收时间的一半，最后根据计算即可。
【解答】（1）小科乘坐汽车在公路上行驶时，发现测速仪向他驶来，因为测速仪相对汽车的位置不断改变，因此选定的参照物为汽车或自己。
（2）静止的汽车与测速仪之间的距离为：。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第1节 机械运动
考点一、机械运动
跳水运动员相对于跳台的空间位置在不断发生变化；蒲公英的种子相对于蒲公英的空间位置在不断发生变化；候鸟相对于地面的空间位置也在不断发生变化。像这样物体的空间位置不断发生着改变，这种运动叫做机械运动。
典例1：“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法，下面四幅图是小严同学利用频闪照相机拍摄的不同物体运动时的频闪照片(黑点表示物体的像)，其中可能做匀速直线运动的是( )
A． B． C． D．
变式1：机械运动是自然界最普遍的一种运动。下列各种运动中，不属于机械运动的是（ ）
A．行星转动 B．鲜花怒放 C．骏马奔腾 D．枯叶飘落
变式2：根据机械运动的含义，下列说法中正确的是（ ）
A．机械运动就是物质的一切运动
B．机械运动就是一切机械的运动，空气的流动不属于机械运动
C．一个物体相对于别的物体的位置的改变叫机械运动
D．物体做怎样的运动跟选择的参照物无关
考点二、参照物
（一）参照物
(1)概念:人们判断物体是运动还是静止，总是先选取某一物体作为标准，这个被选作标准的物体叫做参照物。
(2)物体运动状态的判断
①相对于参照物，如果物体的位置发生了改变，就认为它是运动的；
②相对于参照物，如果物体的位置不变，就认为它是静止的。
（二）选择参照物的原则
(1)假定性:参照物一旦被选定，我们就假定该物体是静止的。
(2)任意性:参照物的选取可以是任意的，但不能将研究的物体本身作为参照物，因为以研究的物体本身作为参照物，则物体的位置是永远不变的，也就是说，这一物体永远处于静止状态。
(3)方便性:为了便于研究机械运动，科学中一-般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物，且可以不加以说明；若选取其他合适的物体作为参照物研究机械运动时，则要作出说明。
（三）运动和静止的相对性
同一物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。同一物体，相对于不同的参照物，它的运动情况可能不同。被研究的物体相对于这个物体是静止的，相对于另一个物体可能是运动的，这就是运动和静止的相对生。因此，判断一个物体是运动还是静止时，首先要确定一个参照物。对现实中的所有物体来说，运动是绝对的，静止是相对的。
判断参照物的步骤:
A.确定研究对象。
B.根据题干所提出的情景，进行分析:若研究对象是运动的，判断它相对于哪一个物体位置发生了变化；若研究对象是静止的，判断它相对于哪一个物体位置没有发生变化。
C.作出判断结论:此“相对”物体便是参照物。
典例1：（2021七下·杭州期末）关于参照物，下列说法不正确的是（ ）
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.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
D.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
变式1：（2021七下·吴兴期末）中国自主研发的“海斗一号”，在马里亚纳海沟完成样本抓取后，抛弃原有重物，实现上浮。对于上浮过程，下列说法正确的是（ ）
A.以“海斗一号”为参照物，海面是静止的
B.以“海斗一号”为参照物，海底是运动的
C.以样本为参照物，“海斗一号”是运动的
D.以抛掉的重物为参照物，“海斗一号”是静止的
变式2：公路边有一农舍，它的烟囱正冒着烟，插有旗帜的a、b两车在农舍旁的公路上。观察图中旗与烟的情况，判断以下关于a、b两车相对于房子的运动情况的说法中，正确的是（ ）
A．a、b两车一定向左运动
B．a、b两车一定向右运动
C．a车可能运动，b车向右运动
D．a车可能静止，b车向左运动
变式3：“神舟八号”飞船与“天宫一号”对接前沿同一方向运动，并且‘神舟八号”飞船飞向“天宫一号”缓慢地靠近，最后实现连接，如图所示，由此可知，“神舟八号”飞船是以 为参照物，其中速度较大的是 。（填“神州八号飞船”“天宫一号”）
考点三、机械运动的分类
根据物体运动的路线,可以将物体的运动分为直线运动和曲线运动；对于直线运动，根据物体运动的快慢的变化，又可以将物体的运动分为匀速直线运动和变速直线运动。
（一）匀速直线运动
物体沿直线运动时，如果在相等的时间内通过的路程相等，运动快慢保持不变，这种运动叫做匀速直线运动。
（二）变速直线运动
物体沿直线运动时，如果在相等的时间内通过的路程不相等，运动快慢发生了变化，这种运动叫做变速直线运动。如在现实生活中，运动员的100 米赛跑,50米游泳，飞机降落时在跑道上滑行，都可以看成直线运动，但运动快慢是变化的，这些运动都是变速直线运动。
典例1：（2022七下·新昌期末）甲、乙两物体同时由同一位置开始在水平面上向东运动，它们的s-t图像如图所示。
（1）5秒时，以物体甲为参照物，物体乙的运动方向是 (选填“向东"或“向西”)。（2）物体甲的速度为 米/秒。
（3）运动2秒，两物体相距 米。
变式1：甲、乙两车在平直的公路上同方向直线运动，一段时间内两车相对公路上某参照物的距离与时间关系如图所示。前20s内两车相对参照物的运动情况，错误的是（ ）
A.甲车在靠近，而乙车在远离 B.两车都在作变速运动
C.两车速度一直相等 D.两车之间的距离一直不变
变式2：为了探究小球自由下落时的运动，某物理实验小组的同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次，拍下小球下落时的运动状态，如图所示。
（1）可以看出小球在做 直线运动（选填“匀速”或“变速”），其理由是
（2）下列四个速度随时间变化的关系图象，能正确反映出该小球下落运动的是 。（选填图中的选项字母）
变式3：如图所示为两物体做直线运动的图像，据图回答下列问题：
（1）如图甲所示，0~2秒内，物体做 运动，第3秒时，物体处于 状态，在0~4秒内，甲物体通过的路程为 米。
（2）如图乙所示，在 秒内物体处于加速直线运动状态，在2~4秒内，物体通过的路程为 米。
考点四、速度
（一）比较物体运动的快慢
通常我们比较物体运动快慢的方法:
(1)比较相同时间内通过的路程，在相同的时间内，运动路程远的物速直线运动体运动得快。
(2)比较通过相同的路程所用的时间，运动相同的路程，用的时间短的物体运动得快。
（二）速度
(1)意义:表示物体运动的快慢。物体运动得越快，则速度越大；物体运动得越慢，则速度越小。
(2)定义:物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
(3)公式:速度=路程/时间
用v表示速度，s表示路程，t表示时间，计算速度的公式可表示为v=s/t。
(4)单位:常用的速度单位是米/秒和千米/时。“1 米/秒”的意义:如果物体在1秒内通过的路程是1米，它的速度就是1米/秒。换算关系:1米/秒=3.6千米/时。
（三）速度公式及其变形公式
根据速度公式v=s/t可变形为s=vt、t=v=s/v,如果知道速度、路程、时间三个量中的任意两个量，利用公式可计算出第三个量。
（四）物体运动的图像
常见的描述物体运动的图像有s -t 图像和v-t图像。
静止 匀速直线运动 匀速直线运动 变速直线运动
【能力拓展】
比较物体运动快慢时运用了控制变量法，即相同的时间比较路程或相同的路程比较时间。
运用速度公式及其变形公式解题时的注意事项:
①公式中速度、路程、时间三个量的单位必须统一为国际单位制中的单位。
②如果问题比较复杂，可以画示意图，明确运动过程以及量与量之间的关系。
③计算时，各量一定带单位:先进行字母运算，再代入数值进行计算
典例1：（2021七下·越城期中）甲乙两物体的运动图像如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙两物体始终同向运动
B．4s 内甲的平均速度大于乙的平均速度
C．4s 时甲、乙两物体间的距离最大
D．甲、乙两物体之间的最大距离为 4m
变式1：（2021七下·上虞期末）小李和小王两同学进行跑步比赛，他们讨论比赛方案。小李说：“我们跑相同的路程，看谁用的时间短，短者为胜。”小王说：“我们都跑相同的时间，看谁跑的路程长，长者为胜。”对他们说的方案你认为（ ）
A.只有小李方案可行 B.只有小李方案可行 C.两个方案都行 D.两个方案都不行
变式2：（2022七下·诸暨期末）一艘科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的( )
A． B． C． D．
变式3：（2022七下·椒江期末）杭绍台高铁已正式通车，打造了浙江一小时交通圈。杭绍台高铁连接杭州东站与温岭站，全线总长约271公里。
G7436次高铁的运行时刻表
停靠站序 站名 进站时间 出站时间
1 温岭 …… 06：30
2 台州 06：39 06：41
3 天台 07：01 07：03
4 嵊州新昌 07：18 07：20
5 上虞南 07：36 07：38
6 杭州东 08：04 ……
（1）高铁在下列运行状态中，处于平衡状态的是 。
A．加速起动 B．进站前减速
C．在平直轨道上匀速前进 D．在弧形轨道上匀速前进
（2）上表为G7436次高铁某天的运行时刻表。请根据表中数据分析计算，高铁从温岭站开到杭州东站的平均速度为多少？
1．下列图像中表示物体做匀速直线运动的是( )
A． B． C． D．
2．甲、乙两车并排停着，当甲车司机看着乙车时，忽然感觉自己的车正在缓慢运动，但当他看地面时，却发现自己的车并没动。对此下列判断正确的是( )
A．以地面为参照物，甲车是运动的
B．以乙车为参照物，甲车是静止的
C．以地面为参照物，乙车是静止的
D．以甲车为参照物，乙车是运动的
3．（2022七下·柯桥期末）50米是体育中考的自选项目之一，某考生在该测试中 表现优秀，以下图像符合他在测试中的实际情况的是( )
A． B．
C． D．
4．（2022七下·新昌期末）如图所示记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时，在相同时间内的运动过程。在下列v-t图像中，与两辆汽车的运动情况可能符合的是( )
A． B． C． D．
5．（2022七下·杭州期末）甲、乙两物体在水平面上做直线运动，路程与时间关系（s-t）图像如图所示。在 t=5秒时两线相交。由图像可知（ ）
A．两物体在 t=5秒时一定相遇
B．两物体在5秒内通过的路程甲大于乙
C．6秒时，甲通过的路程小于乙
D．甲物体做变速直线运动，乙物体做匀速直线运动
6.（2021七下·柯桥期末）小柯和小桥从同一地点出发，同时开始向东运动，小柯运动的距离与时间关系图像如图中实线部分 ABCD 所示， 小桥运动的距离与时间的关系图像如图中虚线部分 AD 所示。则小柯和小桥在出发后第 秒时第一次相遇，在第 4-5 秒内，小柯相对于小桥向 （填“东”或“西”）运动。
7.（2021七下·越城期末）经测定，某志愿者的刹车反应时间(即图中“反应过程”所用时间)是0.4s。在某次试验中，该志愿者驾车以72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离33m，则经过m距离后汽车才开始减速；若志愿者边打电话边驾车，以72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，在发现情况到汽车停止，行驶距离39m，此时志愿者的刹车反应时间是s。由此研究可知，驾驶员驾驶时打电话，驾驶员的刹车反应会。(填“变快”、“变慢”或“不变”)
8．（2022七下·金东期末）“区间测速”目前在全国大部分高速公路实行。所谓的“区间测速"，就是在两监测点安餐度控和测速探头，测出同一辆车通过两个监测点的时间， 再根据两点间的距高算出该车在这区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的最高限速，即被判为超速。如图所示，监测点A、B相距30km，一辆轿车通过监测点A的速度为10kmh通过监测点B的速度为110km/h， 通过两个监测点的时间如图所示，该路段最高限速120km/h．
（1）某驾驶员坐在这辆行驶的轿车中，他看到远处的监控装置正在向他靠近，这是以 为参照物得出的结果：
（2）通过计算说明，采用“区间测速”，这辆轿车从监测点A运动到监测点B是否超速。
9．（2022七下·乐清期末）阅读材料，回答问题。
超声波测速
测距：如图甲所示，固定不动的超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号）同时开始计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，计算出汽车与测速仪之间的距离。图乙可表示信号传播过程的s—t图象，s表示信号与测速仪之间的距离，t表示信号传播的时间。
测速：测速仪向运动的汽车先后发射两次信号，根据汽车在两次遇到信号的时间段内所通过的距离，计算得出汽车的平均速度。（超声波速度取340m/s)
（1）小科乘坐汽车在公路上行驶时，发现测速仪向他驶来，选定的参照物为 .
（2）如图乙，若t0=0.8s，则静止的汽车与测速仪之间的距离为 米。
（3）某次对汽车进行测速时，向匀速驶来的汽车发射两次信号，两次发射信号的时间间隔是1.0秒，第一次发射信号到接收用时0.4秒，第二次发射信号到接收用时0.2秒，如图丙。请通过计算说明汽车在限速100千米/小时的高速路段行驶时是否超速。
思维导图
典例分析
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典例分析
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典例分析
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