模块一 力学
第06讲 机械运动【讲义】(2-4分)(解析版)
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图,知识领航 3
考点精研,易错明晰 4
考点一 长度与时间的测量 4
考点二 运动的描述 11
考点三 运动的快慢 14
考点四 平均速度的测量 19
题型归纳,技巧点拨 19
01 长度与时间的估测 27
02 长度与长度的测量 28
03 时间与时间的测量 29
04 参照物 30
05 运动与静止的相对性 32
06 速度的估测 33
07 速度的概念及应用 34
08 运动图像 35
09 测量小车的平均速度 37
10 频闪法测平均速度、区间测速 38
课标要求 2.1.1知道机械运动,举例说明机械运动的相对性。 2.1.3举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。 2.2.1会选用适当的工具测量长度和时间,会根据生活经验估测长度和时间。 2.2.2能用速度描述物体运动的快慢,并能进行简单计算。会测量物体运动的速度。
考查内容 一、长度与时间的测量; 二、运动的描述; 三、运动的快慢; 四、平均速度的测量
考点分布 考查频率 命题趋势
01 长度与时间的估测 ☆☆☆ 《机械运动》是中考必考内容。本部分的考题一般在1道题,分值一般在1-3分之间;考题题型根据其出现的概率分别是:选择题、填空题、实验题和简单计算题等。 以上考点作为常考内容,在备考过程中应作为主要备考方向加以重视。 备考中,应加强以下内容的练习: (1)长度、时间与速度的估测; (2)在描述物体运动时,命题点有:给定参照物确定物体运动情况、由物体运动情况确定所选择的参照物、物体运动的相对性等; (3)速度是描述物体运动快慢的物理量,对此考点的考查属于常考热点。主要命题点有:速度的概念、速度的简单计算、运动图像的应用、平均速度的概念等; (4)平均速度的测量是必考力学实验之一,虽然考题出现的概率不大,但作为必考内容,同样需要引起考生的注意。命题点有:平均速度测量方法、过程、误差等。
02 长度与长度的测量 ☆☆
03 时间与时间的测量 ☆
04 参照物 ☆☆
05 运动与静止的相对性 ☆☆☆
06 速度的估测 ☆☆
07 速度的概念及应用 ☆
08 运动图像 ☆☆☆
09 测量小车的平均速度 ☆☆
10 频闪法测平均速度、区间测速 ☆
考点一 长度与时间的测量
一、长度与长度单位
1.测量的意义
(1)测量的意义:生活中,我们常常依靠眼睛、耳朵、鼻子等感觉器官去判断外界的事物。但是仅凭感觉去判断,不一定正确,更谈不上准确。
为此,人们发明了很多测量仪器和工具。生活中常见的尺子、钟表等,都是我们熟悉的测量仪器和工具。
(2)国际单位制
测量的本质是比较的过程。测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫单位。为了方便国际交流,国际计量组织制定了一套国际统一的单位,叫叫作际单位制(简称为SI)。
2.长度的单位及其换算关系
(1)在国际单位制中,长度单位是米,符号是m。
(2)常用长度单位及其换算关系
单位 符号 与米的换算关系
千米 km 1km=100m=103m
米 m —
分米 dm 1dm=0.1m=10-1m
厘米 cm 1cm=0.01m=10-2m
毫米 mm 1mm=0.001m=10-3m
微米 μm 1μm=0.000001m=10-6m
纳米 nm 1nm=0.000000001m=10-9m
进行单位换算的步骤:数值不变,乘以原单位与目标单位之间的进率,将原单位改写为目标单位。
二、长度的测量
1.长度的测量工具:长度的测量工具有直尺、卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器等,刻度尺是学习和生活中常用的测量长度的工具。
2.认识刻度尺:刻度尺的零刻度线、量程、分度值如图所示:
(1)零刻度线:刻度尺的起始刻度,使用时要注意刻度尺的零刻度线是否在端,是否磨损。
(2)量程:即测量范围,是指刻度尺一次能测出的最大长度。
(3)分度值:相邻两条刻度线之间的长度,它决定测量的精确程度。
3.刻度尺的使用
正确使用刻度尺测量物体的长度,应做到“五会”:“会选”“会放”“会看”“会读”“会记”。
(1)会选:根据测量对象和测量要求选择适当的测量工具(适当量程和分度值)。
①选量程:测量物体长度时,所选取的刻度尺的量程应尽量大于被测物体的长度,这样可以保证测量能一次完成,与分段多次测量相比可使测量结果更准确。
②选分度值:根据测量精确度的要求选择合适分度值的刻度尺。如安装玻璃时,偏差在“mm”级别不影响安装,选用分度值为1mm刻度尺即可。
(2)会放:将刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一侧要紧靠被测物体,与被测边保持平行,不能歪斜,如图甲是正确放置刻度尺情况,乙图即为错误放置情况。若刻度尺的零刻度线已经磨损,可使其整数刻度线对齐物体的一端,读出长度后再减去这一整数刻度值,就可以得到物体的长度,如图丙所示。
(3)会看:读数时,视线要正对刻度线,即视线与刻度尺垂直,不能斜视,图中,A为错误的视线,B为正确的视线。
(4)会读:读数时,要注意区分大格和小格的数目,读出准确值,并估读到分度值的下一位。如图所示准确值是2.7cm,估读值是0.07cm,所以该物体的长度为2.77cm。
对刻度尺读数时,应估读到分度值的下一位,估读值是“0”时不能省略,如读数时3.50cm,小数点后的“0”是估读的,不能省略。
(5)会记:记录数据时,不但要记录数字,还必须注明测量的单位。没有单位的记录是毫无意义的。
从读数判断测量的精确度
(1)使用分度值不同的刻度尺进行测量时所达到的精确程度不同,如图所示,上面的刻度尺能精确到1厘米(1cm),可以读为3.2cm(也可以读为3.3cm),其中3.0cm是准确值,0.2cm是估读值;下面的刻度尺能精确到1mm,可以读为3.15cm(也可以读为3.14cm-3.16cm),其中3.1cm是准确值,0.05cm(0.04cm-0.06cm)是估读值,显然没有下面的刻度尺精确。
(2)一个准确地长度测量结果,其最后一位数字是估读数字,从右边数第二位数字所在的位数反映了所用刻度尺的分度值。如测量某物体的长度,当测量结果是1.52m时,可知“1”和“5”是从刻度尺上直接读出来的,是准确数字,“2”是估读出来的,是估读数字,进而可推知该次测量所用刻度尺的分度值是1dm。
4.长度的估测
在日常生活和生产中,需要对一些常见物体的长度进行估测,或采用一些简便的方法粗略测量物体的长度,这就要求我们了解一些常见物体的尺度以便于进行估测。例如,一支铅笔的尺度大约是17.5cm,一层住宅楼的高度大约是3m,课桌的高度大约是0.8m等。
5.长度测量的特殊方法:在测量物体长度过程中,经常会遇到一些不易直接测量的问题,这时就需要我们使用特殊的方法测量物体的长度。
(1)积累法:当被测物体的长度太小,不能直接用刻度尺测量时,可把n个相同的长度叠合起来,测出总长度后除以n就可以算出物体的长度。下图就是利用此方法测量一张纸的厚度的示意图。利用此方法还可以测量细铜丝的直径等。
(2)平移法:当待测物体的长度(如球的直径、圆锥的高度等)隐藏在物体内部时,可将其等效平移到物体外部,再用刻度尺测量。如图甲、乙所示,是分别测量硬币直径和圆锥高度的示意图,其中硬币直径为3.10cm-2.00cm=1.10cm。
(3)化曲为直法:测量如图所示曲线长度时,可以用一端易弯曲的但不可伸长的丝线与曲线重合,标号两端的记号,然后轻轻把细线拉直,用刻度尺测量出两记号的长度,这就是曲线的长度。
(4)滚轮法:当所测曲线长度较大,如测量跑道的长度,可用已知周长的滚轮,沿着跑道滚动,用滚轮周长乘以滚动周数即可计算出跑道的长度。
(5)化整为零法:若被测物体的长度远远超过了刻度尺的量程(如测一卷铁丝的长度),或不便于用刻度尺直接测量时,可先选取物体的一小部分,用刻度尺测量其长度,然后设法测出整个物体与这一小部分的倍数关系,最后根据这一倍数关系求出整个物体的长度。
三、时间的测量
1.时间的单位
(1)在国际单位制中,时间的单位是秒,符号是s。
(2)常用的时间单位及其换算关系
物理量 单位 符号 换算关系
时间 时 h 1h=60min=3600s
分 min 1min=60s
秒 s —
毫秒 ms 1ms=0.001s=10-3s
微秒 μs 1μs=0.000001s=10-6s
时间与时刻的区别
时刻为某一时间点,时间表示两个时刻之间的间隔长短。例如:某同学周末从8:30开始做作业,9:40完成作业,这里的8:30、9:40就是时刻,所花费的70min为时间。
2.时间的测量工具
(1)古代测量工具:沙漏、日晷、滴漏等。
(2)现代测量工具:机械停表、机械钟、石英钟、电子停表等。
3.机械停表
(1)认识机械停表:机械停表是测量时间的仪器。它有两个表盘,一个是长针(秒针)和一个短针(分针),常见的型号有两种,15ˊ/30"型(小表盘量程15min,大表盘量程30s)和30ˊ/60"(小表盘量程30min,大表盘量程60s)。如图:
(2)读数方法:读数时,先读出小盘上指针所走的分钟数(按整数读);再观察小表盘上的指针有没有超过两数字之间的半分钟刻度线,如果不超过,则大盘按照0-30s读数,如果超过,则大盘按照30s-60s读数。即读数=小盘分钟数+大盘的秒数。
四、误差
1.误差:进行测量时,由于受所用仪器和测量方法的限制,测量值与真实值之间总会差别,这就是误差。任何测量都存在误差,所以误差是不可避免的。
2.误差与错误的区别
误差 错误
产生原因 (1)与测量人的估读习惯有关; (2)与测量工具的精确度有关; (3)受环境等因素影响 (1)不遵守仪器的使用规则; (2)读数、记录结果时粗心
能否消除 不能消除,只能尽量减小 采用正确的测量方法就可以避免
3.减小误差的方法
(1)多次测量求平均值;
(2)选用精密的测量工具;
(3)改进测量方法。
【例1】(24-25八年级上·重庆·期中)练习使用刻度尺时,小庆用如图方式测量铅笔的长度。下列说法正确的是( )。
A.该图测量方法有误,铅笔尾端没有与0刻度线对齐
B.为了使数据更精确,可以多估读几位
C.读数时,视线可以沿虚线方向
D.多次测量取平均值是为了减小误差
【答案】D。
【解析】A.在测量长度时,可以不从0刻度线量起,可以从某一个整刻度量取,故A错误;
B.测量长度时,需估读到分度值的下一位,不需要多估读几位,故B错误;
C.读数时,视线应与尺面垂直,正对刻度线,不能沿虚线方向读数,故C错误;
D.减小误差,需要多次测量取平均值作为最后测量结果,故D正确。故选D。
【变式1-1】(2024·云南曲靖·模拟预测)如图是杭州第19届亚运会的吉祥物组合——“江南忆”,三个机器人造型的吉祥物分别是琮琮、莲莲和宸宸,下列对吉祥物的高度估测合理的是( )。
A.19 cm B.0.19 mm C.190 cm D.1.9 dm
【答案】C。
【解析】由图可知,吉祥物的高度比成年人身高略高,约为190 cm,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式1-2】(2024·广东·一模)使用秒表前,应观察分度值、量程和指针是否 ;正确操作秒表,得到结果如图所示,请读出秒表的读数 s。
【答案】在零刻度线处;337.5。
【解析】[1]使用任何测量工具都要先观察零刻度线、量程和分度值。使用秒表前,应观察分度值、量程和指针是否在零刻度线处。
[2]正确操作秒表,得到结果如图甲所示,分针指在5~6min之间偏向6min,秒针1s分成10格,分度值为0.1s,读数为37.5s,所以秒表的读数为5min37.5s=337.5s。
【变式1-3】(24-25八年级上·上海·期中)误差是指测量时,测量结果与 的差异,现有A、B两把刻度尺,如图(a)所示。用A刻度尺测量一个物体的长度,如图(b)所示。此次的测量结果为 cm;为了尽量减小测量误差你认为可以: 。
【答案】真实值;3.7;使用B刻度尺测量。
【解析】[1]在测量过程中,由于测量仪器的精度、测量方法、测量环境以及测量者的主观因素等影响,测量结果往往不可能与被测量的真实值完全相等,这个差值就是误差。
[2]A刻度尺的分度值为1cm,读数时要估读到分度值的下一位,此次的测量结果为3.7cm。
[3]A刻度尺的分度值为1cm,B刻度尺的分度值为0.1cm,A刻度尺的分度值较大,测量时误差较大,因此为了减小误差可以选择B刻度尺进行测量。
考点二 运动的描述
一、机械运动
1.机械运动的定义:在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫作机械运动。如飞翔的小鸟、疾驶的列车航行的轮船等。
2.机械运动的两种形式
(1)物体间距离发生变化的运动,如图甲所示。
(2)物体间距离不变,但它们的相对位置发生变化的运动,如图乙所示。
二、参照物
1.参照物的概念
问题 观察图片,思考为什么汽车里的人相对于驾驶员和路旁的小学生来说截然不同呢?
分析 这是由于汽车里的人以驾驶员为自己或汽车为标准,驾驶员的位置没有发生变化,所示说驾驶员没有动;但如果还以汽车为标准,看到小学生的位置发生了变化,所示说路旁的小学生发生了运动
结论 可见,判断物体是运动的还是静止的,总要选取某一物体作为标准。如果一个物体的位置相对于这个标准发生了变化,就说它是运动的;如果没有发生变化,就说它是静止的。这个选做标准的物体叫参照物
2.参照物的选取原则
原则 说明
排己性 参照物不能选择研究对象本身,因为若以研究对象为参照物,则它永远是静止的
假定性 参照物一旦选定,就意味着该物体是静止的
任意性 参照物的选择是任意的,既可以选择静止的物体,也可以选择运动的物体
不唯一性 描述同一物体的运动,可以选择不同物体为参照物,若选择了不同物体作为参照物,该物体的运动状态可能不同
方便性 通常情况下,为了研究方便,一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物,此时可不指明参照物;若选取其他特殊物体为参照物,则必须指明所选取的参照物
具体性 参照物必须是具体的物体,不能是抽象的事物,如“天空、宇宙”等
同一性 当有多个研究对象时,应选取同一参照物,如果选取不同的参照物,就会引起混乱
三、运动和静止的相对性
1.运动和静止的相对性:如图所示,观察列车里的乘客,若以车外地面为参照物,乘客是运动的;若以列车为参照物,乘客和列车之间没有发生位置的变化,乘客是静止的。因此,判断同一个物体运动还是静止,取决于所选取的参照物。可见,物体的运动和静止是相对的。
2.运动的相对性和绝对性分析
运动是绝对的 一切物体都在运动,绝对不动的物体是不存在的 示例:我们说站岗的哨兵是静止的,是以地面或房屋为参照物的,而实际上哨兵随地球的自转和公转在运动
静止是相对的 通常所说的静止,只是被研究的物体相对于某一特定参照物的位置没有发生变化
物体的运动状态取决于所选的参照物 描述某物体的运动状态时,选择的参照物不同,结论有可能不同,但都是正确的。因而,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态做出准确地描述
3.运动与静止相对性的应用
(1)相对运动:影视剧拍摄时,为表现演员向某方向运动,可以让其背景向相反的方向运动,也能达成想要的拍摄效果。
(2)相对静止:地球同步卫星相对于地球是静止的,以方便同步观测和全球通信。
【例2】(2024·湖北武汉·三模)2023年5月11日,全自动无人驾驶的“光谷光子号”空轨列车试乘发车!武汉成为全国首个开通运营“空轨列车”的城市。如图是正在行驶的“光谷光子号”空轨列车,坐在座位上的小钟同学认为空轨列车是静止的,她所选的参照物是( )。
A.空轨列车里静坐的乘客 B.空轨列车上方的轨道
C.干净的路面 D.路边的树木
【答案】A。
【解析】A.以空轨列车里静坐的乘客为参照物,空轨列车的位置没有变化,故空轨列车是静止的,故A符合题意;
B.以空轨列车上方的轨道为参照物,空轨列车的位置变化了,故空轨列车是运动的,故B不符合题意;
C.以干净的路面为参照物,空轨列车的位置变化了,故空轨列车是运动的,故C不符合题意;
D.以路边的树木为参照物,空轨列车的位置变化了,故空轨列车是运动的,故D不符合题意;故选 A。
【变式2-1】(24-25八年级上·全国·假期作业)上海欢乐谷主题公园内有一种大型游戏机叫作“绝顶雄风”,它瞬间下落的速度能够让游客畅享极致的刺激体验。体验游戏的小明被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿轨道提升至高处,再由静止释放。在座椅下降的过程中,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,座椅是静止的
B.以小明为参照物,地面是向上运动的
C.以小明为参照物,座椅是向下运动的
D.以地面上的树作为参照物,座椅是向上运动的
【答案】B。
【解析】A.以地面为参照物,座椅的位置发生了改变,是运动的,故A错误;
B.在座椅下降的过程中,以小明为参照物,地面相对于小明是向上运动的,故B正确;
C.小明与座椅之间没有发生相对位置的改变,因此,以小明为参照物,座椅是静止的,故C错误;
D.在座椅下降的过程中,以地面上的树作为参照物,座椅是向下运动的,故D错误。故选B。
【变式2-2】(2024九年级下·湖南·专题练习)五千年的华夏文明,创造了无数的诗歌辞赋,以下是一些蕴含物理知识——参照物的诗句,其中不正确的是( )。
A.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”——“轻舟”的运动是以山为参照物的
B.“日出雾露余,青松如膏沐”———“日出”是以地面为参照物,描述太阳的升起
C.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”——“人”是以柴门为参照物,描述人是静止的
D.“人在桥上走,桥流水不流”——“桥流”是以水为参照物
【答案】C。
【解析】A.舟行走时,舟和山的位置发生了变化,故以山为参照物,舟是运动的,故A正确,不符合题意;
B.日出时,太阳和地面的距离发生变化,故以地面为参照物,太阳是运动的,故B正确,不符合题意;
C.人在行走时,以柴门为参照物,人的位置发生了变化,人是运动的,故C错误,符合题意;
D.水在桥下流走时,水和桥之间的位置发生了变化,故以水为参照物,桥是运动的,故D不符合题意。
故选C。
【变式2-3】(2024·江苏南京·模拟预测)以下诗句和歌词,能说明“运动的相对性”的是( )。
A.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动
C.牛从桥上过,桥流水不流
D.游云西行,而谓月之东驰
【答案】B。
【解析】A.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走,说明以竹排为参照物,两岸的山是运动的,未体现运动的相对性,故A不符合题意;
B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动,说明以自己为参照物,山是运动的,以河岸为参照物,山是静止的,体现了运动的相对性,故B符合题意;
C.牛从桥上过,桥流水不流,说明以牛为参照物,桥是运动的,河水是静止的,未体现运动的相对性,故C不符合题意;
D.游云西行,而谓月之东驰,说明以向西运动的云为参照物,月亮向东运动,未体现运动的相对性,故D不符合题意。故选B。
考点三 运动的快慢
一、速度
1.比较物体运动快慢的三种方法
(1)在运动路程相同情况下,比较所用时间,所用时间短的运动得快(裁判的比较方法)
如图甲所示,两辆汽车通过相同的路程,红车用时45min,绿车用时30min,说明绿车运动得快。
(2)在运动时间相同情况下,比较经过的路程,经过路程长的运动得快(观众的比较方法)
如图乙所示,百米比赛场上,运动员从同一起点出发,在相同时间内,跑到最前面的运动员(运动路程最长)运动得最快。
(3)在运动路程和时间都不相同时,为了比较物体运动快慢,在物理学中,常采用“相同时间比路程”的方法,也就是将物体运动的路程除以所用时间,即换算成“在单位时间内物体通过的路程”。
2.速度
(1)定义:物理学中,把路程与时间之比叫作物体运动的速度。
(2)公式:。
变形公式:。
(3)物理意义:是描述物体运动快慢的物理量。在数值上,等于物体在单位时间内通过的路程。这个数值越大,表明物体运动得越快;这个数值越小,表明物体运动得越慢。
(4)单位及换算:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s,或者m·s-1,速度单位是由长度单位和时间单位组合而成的组合单位。
在交通运输中,速度的单位常用千米每小时(km/h)表示。这两个单位换算关系是:1m/s=3.6km/h。
(1)速度公式中的v、s和t三个物理量,必须是同一个物体在同一运动过程中的速度、路程和时间。
(2)速度的大小是由路程与时间的比值决定的,不能说“速度与路程成正比”或“速度与时间成反比”。
(3)计算时代入的数据,应包含数字和单位两个部分。
(4)在用公式进行计算时,要注意单位的对应搭配,“千米”和“时”搭配,“米”和“秒”搭配,组合成的速度单位分别是“千米/小时”或“米/秒”。
二、匀速直线运动
1.机械运动的分类
2.匀速直线运动
(1)定义:物体沿直线且速度不变的运动,叫作匀速直线运动。
匀速直线运动是最简单的机械运动,是一种理想状态。在日常生活中,严格意义上的匀速直线运动是不存在的。为了简化问题,便于研究,我们将某些运动,如在平直公路上以某一速度运动的汽车,在平直轨道上以某一速度行驶的列车等,都可以看成匀速直线运动。
(2)特点
①做匀速直线运动的物体,其速度大小和方向都不变;
②做匀速直线运动的物体,在相等的时间内通过的路程相等,或者说通过相等的路程所用的时间相等;
③做匀速直线运动的物体通过的路程与其时间成正比。
(3)匀速直线运动的图像
①速度-时间图像(v-t图像):表示做匀速直线运动的物体运动速度与时间的关系。如图甲所示,做匀速直线运动的物体,速度大小和方向都不变,图像是一条平行于时间轴的直线,图中速度大小是4m/s。
②路程时间图像(s-t图像):表示做匀速直线运动的物体路程与时间的关系,图像是一条直线,图像倾斜程度反映了速度大小,越倾斜速度越大。如图乙所示,乙和丙两物体同时从同地出发,乙的速度大于丙的速度。
三、变速直线运动与平均速度
1.变速直线运动
(1)变速直线运动:物体做直线运动时,其速度大小在发生变化,这种直线运动叫变速直线运动。例如,飞机起飞时速度越来越大,火车进站时速度越来越小等。
(2)变速直线运动的图像:做变速直线运动的物体,其s-t图像不再是一条直线;其v-t图像根据物体运动过程中速度变化情况,图像形状各异。如图所示。
2.平均速度
(1)平均速度:为了粗略描述做变速直线运动的物体在某段时间内(或某一段路程上)运动快慢,我们引入了“平均速度”的概念。平均速度等于物体运动的路程除以通过这段路程所用的时间。
(2)平均速度的公式:。式中,“s”是通过的路程,“t”是通过这段路程所用时间,“v”是这段时间内(或这段路程上)的平均速度。
(1)由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速度一般不相同。
(2)平均速度与速度的平均值:平均速度描述的是物体运动的平均快慢,应该根据公式,用总路程除以总时间求得。当我们说一个物体的平均速度时,必须指明是那段路程上或那段时间内。
速度的平均值是指物体在不同路程(或时间)的速度的平均值。例如,物体从甲地到乙地的速度是v1,从乙地到丙地的速度是v2,这两端路程的速度的平均值是。实际上,物理学中并没有速度平均值的概念,不要把“平均速度”误解为“速度的平均值”。
3.匀速直线运动与变速直线运动的比较
匀速直线运动 变速直线运动
定义 速度保持不变的直线运动 速度变化的直线运动
特点 运动的路线是直线,且速度大小不发生变化 运动的路线是直线,速度的大小发生变化。用常用平均速度来描述做变速直线运动的物体的快慢
实例 汽车在平直公路上匀速行驶;物品随传送带匀速运动 小球从高处自由下落;汽车紧急制动
【例3】(23-24八年级上·重庆万州·期中)下列有关直线运动说法错误的是( )。
A.物体做匀速直线运动,v与s、t无关,是一个定值
B.物体做匀速直线运动,由可知,v与s成正比,与t成反比
C.物体做匀速直线运动,s与t成正比
D.一辆汽车在平直公路上每秒钟通过的路程都是20m,则它可能做变速直线运动
【答案】B。
【解析】A.做匀速直线运动的物体,其速度一定,与路程和时间无关,故A正确,不符合题意;
B.物体做匀速直线运动时路程与时间之比为定值,与路程和时间无关,故B错误,符合题意;
C.由可知,做匀速直线运动的物体,速度一定,路程与时间成正比,故C正确,不符合题意;
D.虽然该汽车每秒钟通过的路程都是20m,但由于不知每一时刻的瞬时速度是否保持不变,故它可能做匀速直线运动,也可能做变速直线运动,故D正确,不符合题意。故选B。
【变式3-1】(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)在水平路面上,甲、乙两车从t=0时由同一起点向同一方向运动,两车运动的路程-时间图像分别如图中的甲、乙所示。下列说法正确的是( )。
A.在0~5s内,甲、乙两车行驶的路程相同
B.在0~5s内,以甲为参照物乙向甲的后方运动
C.在第10s时,甲、乙两车行驶的速度相同
D.在0~10s内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
【答案】B。
【解析】AB.由图像可知,在0~5s内甲、乙两车分别做匀速直线运动,且甲车通过的路程比乙车大,由可知,甲车速度比乙车大,则以甲为参照物乙向甲的后方运动,故A错误,B正确;
C.由图像可知,在第10s时,乙仍然做匀速直线运动,而甲处于静止状态,所以甲、乙两车行驶的速度不相同,故C错误;
D.在0~10s内,甲车与乙车通过的路程相同,均为10m,由可知,甲车的平均速度等于乙车的平均速度,故D错误。故选B。
【变式3-2】(23-24八年级上·陕西渭南·期末)北京时间2023年2月3日凌晨,瑞典哥德堡田径室内赛展开多个项目角逐,在男子60米比赛中,中国“飞人”苏炳添以6秒59夺冠,取得新赛季开门红。以下分析正确的是( )。
A.最终评定苏炳添跑得快,是利用了相同时间比较路程的方法
B.苏炳添的身高约为1.70dm
C.苏炳添全程的平均速度约为9.1m/s
D.在奔跑过程中,苏炳添始终做匀速直线运动
【答案】C。
【解析】A.裁判员是在路程相同的情况下,比较时间判断运动快慢,谁用时间少,谁跑得快,故A错误;
B.苏炳添的身高约为1.70m,故B错误;
C.苏炳添全程的平均速度,故C正确;
D.苏炳添在比赛过程中运动速度大小是在变化的,故D错误。故选C。
【变式3-3】(23-24八年级上·北京西城·期末)如图所示,记录了一辆汽车在平直的公路上从A点行驶到E点的过程中,每隔相同的时间所在的位置。关于汽车的运动情况,下列说法中正确的是( )。
A.汽车做匀速直线运动 B.vDE>vCD
C.汽车行驶得越来越慢 D.vAE>vBE
【答案】B。
【解析】AC.汽车在每个10s内的路程分别是:200m、450m、750m、1200m,由此可知,在相等的时间内,汽车的路程越来越大,则汽车行驶的速度越来越快,故AC错误;
B.汽车在DE段的速度
汽车在CD段的速度,则vDE>vCD,故B正确;
D.汽车在AE段的速度
汽车在BE段的速度;
则vAE<vBE,故D错误。故选B。
考点四 平均速度的测量
一、测量平均速度
【实验原理】。根据公式,用刻度尺测出物体运动的路程s,用停表测出通过这段路程所用时间t,就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。
【实验器材】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。
【实验装置】如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持较小的坡度,在斜面的底端或中部固定金属片。
【实验步骤】(1)使斜面保持较小的坡度,把小车放在斜面的顶端,金属片垂直固定在斜面的底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片所用时间t1,将小车通过的路程s1和所用时间t1填入表格中。
(3)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s2和所用时间t2,将数据填入表格对应的位置。
(4)利用公式,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和通过上半段路程的平均速度v2,即小车通过斜面全程的平均速度为;小车通过上半段路程的平均速度为:。
(5)整理器材
【实验数据】
路程 运动时间 平均速度
s1=1m t1=3s v1=0.33m/s
s2=0.5m t2=1.8s v2=0.28m/s
【分析与论证】
下车经过下半段的路程为s3=s1-s2=1m-0.5m=0.5m,时间为t3=t1-t2=3s-1.8s=1.2s。因此,小车通过下半段的路程的平均速度为。则平均速度的大小关系为:。
【实验结论】小车而在斜面上做变速直线运动,在不同的路程段,小车平均速度大小不同。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
特别提醒:(1)斜面的长度要足够长、坡度要小(注意:坡度也不能过小,否则测出的平均速度大小会过于接近),且测量过程中不能改变斜面的坡度;
(2)要测量哪一段路程的平均速度,就测量其对应的路程及通过这段路程所用时间。
二、现代测速方法
超声测速 声音遇到障碍物会反射回来,根据发射和接收的时间差,可计算出发射点到障碍物的实际距离,并测出物体的速度
频闪摄影法 频闪摄像是研究物体运动时常用的一种实验方法,它借助于电子闪光灯的连续闪光,在一个画面上记录下物体连续的运动过程。因为每一次摄影的时间间隔相等,所以照片上任意相邻影像的时间间隔都相等。如图所示是时间间隔0.2s记录的弹跳小球的运动情况
GPS测速 GPS导航定位系统不仅可为各个运动载体进行定位,还可以测出其速度,目前广泛应用于各种导航软件中
【例4】(23-24八年级上·贵州六盘水·期末)某同学在“测量小车平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置.图中的数字是小车从A处开始计时运动到B、C(B点是AC的中点)处的电子表的示数(数字分别表示“小时∶分∶秒”)。请完成以下内容:
实验报告单
实验名称 测量小车的平均速度
实验原理 (1) (填公式即可)
实验器材 长木板、垫板小木块、秒表、刻度尺、金属挡板等
实验步骤 (2)①按照实验设计的图示安装器材,②让小车从斜面的顶端 释放并开始计时,分别测出小车从A到C所用的时间t1和路程s1;③重复上述实验操作过程分别测出小车从A到B所用的时间t2和路程s2;B到C所用的时间t3和路程s3;④……
实验数据 记录表格 1205603602
实验结论 (3)小车从斜面上由静止开始下滑过程中速度、、的大小关系是 (由大到小的排序);所以小车在下滑过程中速度是越来越 (选填“快或慢”);
实验反思与 交流讨论 (4)有同学说:在某次测量时间的过程中,还没有来得及计时,小车就运动到了底端,请分析造成这一现象的原因: 。
【答案】;由静止;>>;快;见解析。
【解析】(1)[1]实验中需要测量小车运动的路程和时间,根据得到小车的平均速度,实验原理是。
(2)[2]实验中,让小车从斜面的顶端由静止释放并开始计时。
(3)[3][4]由表中数据可知,
、、的大小关系>>
小车在下滑过程中速度是越来越快,做加速运动。
(4)[5]在某次测量时间的过程中,还没有来得及计时,小车就运动到了底端,小车在斜面上滑下的速度较快,在斜面上的运动时间较短,可能斜面的坡度较大。
【变式4-1】(23-24八年级上·江苏无锡·期末)小华用如图甲所示的装置探究玻璃管中气泡的运动规律。实验方案如下:选取O点为计时起点,每隔2s拍摄一次频闪照片,记录气泡所在的位置,计算出气泡运动的路程s,画出对应的s﹣t图像。
(1)上述方案中,计时的起点O点离玻璃管底部有一段距离,你认为这样做的原因除了可以方便于计时外,还因为 。小华比较气泡运动快慢的方法是 ,为方便于小华的测量,应使气泡在管内较 (选填“快”或“慢”)地运动,从而减小测量误差。
(2)拍摄完毕后,小华将刻度尺放在频闪照片旁,结果如图所示。则照片中气泡2s内运动的距离为 cm。若实验中气泡的长度为0.5cm,则气泡在2s内实际运动的路程为 cm,平均速度为 m/s。
(3)实验结束后,将一个直径稍小于试管内径的钢珠从管口由静止开始释放,发现其下落速度越来越快,则他绘制出的s﹣t图像接近图乙中的 (选填“①”或“②”)。
【答案】(1)气泡从静止开始运动,在开始运动的很短时间内是做加速运动;用相同时间比路程的方法 慢;(2)1.00;2.50;0.0125;(3)②。
【解析】(1)[1]气泡从静止开始运动,在开始运动的很短时间内是做加速运动,所以要判断气泡的运动规律需等气泡运动一小段时间后才开始测量比较合适。
[2]每隔2s拍摄一次频闪照片,记录气泡所在的位置,小华比较气泡运动快慢的方法是:用相同时间比路程的方法。
[3]气泡运动越慢,测量时间才越准确,所以使气泡在管内较慢运动可以减小测量误差。
(2)[1]每隔2s拍摄一次频闪照片,由图甲可知,刻度尺的分度值为1mm,照片中气泡2s内运动的距离为1.00cm。
[2]由图甲可知,照片中气泡的长度为0.2cm,若实验中气泡的长度为0.5cm,气泡实际长度是照片中气泡长度的2.5倍,则气泡在2s内实际运动的路程应该为照片中气泡2s内运动的距离2.5倍,即
s=1.00cm×2.5=2.50cm=0.025m
[3]故平均速度为
(3)钢珠从管口由静止开始释放,发现其下落速度越来越快,说明单位时间内通过的路程越来越大,其s-t图像应向上弯曲,接近图乙中的②。
【变式4-2】(23-24八年级上·陕西西安·期末)小明和同学们在游乐场游玩时,看到同学从滑道的顶端冲下来后吓得尖叫。他想知道同学下滑时的速度如何变化,于是利用带有刻度的斜面、秒表以及小车来探究下滑过程中的速度变化情况。
(1)该实验的原理是 ;
(2)斜面的坡度应当较 (选填“大”或“小”),这样可以减小测量 的误差;
(3)图-1中,测得AB段的时间tAB=2s,则AB段的平均速度是vAB= m/s;若小车释放后,小明才开始计时,则测得AB段平均速度将 (选填“偏大”“偏小”或者“无影响”);
(4)选用正确的测量方法后,小明测得的全程时间t=3.2s,作出小车的运动图像如图所示,能正确表示小车下滑的图像是 (填选项);
A.B.C.D.
(5)小明用频闪相机给滑滑梯的同学拍了张频闪照片(相机固定不动,每秒自动拍摄一次,多次曝光拍出一张照片),如图-2所示。小明由此判断出滑滑梯的同学下滑得越来越快,其判断的方法是 。
【答案】;小;时间;0.2;偏大;D;相同的时间运动的路程越来越大。
【解析】(1)[1]实验中,通过测量小车的运动路程以及所需时间即可得出小车的运动速度,因此该实验的原理是。
(2)[2][3]斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,减小测量时间的误差,斜面坡度应小些。
(3)[4]由图可知AB段的路程为
AB段所用的时间为
则AB段的平均速度为
[5]若小车释放后,小明才开始计时,则所测量的AB段的时间会偏小,由可知,AB段的平均速度会偏大。
(4)[6]选用正确的测量方法后,小明测得的全程时间t=3.2s,则BC段的时间为
tBC=3.2s-2s=1.2s
小车通过BC段的路程等于通过AB段的路程,根据可知,小车做加速运动。
AB.由AB两图可知,都是小车做匀速直线运动的图像,故AB不符合题意;
C.图中,相同时间内通过的路程逐渐减小,说明小车做减速运动,故C不符合题意;
D.图中,v-t图像是一条过原点的倾斜向上的直线,说明小车做加速运动,故D符合题意。
故选D。
(5)[7]由图-2可知,相邻两图像的时间间隔相等,相同的时间运动的路程越来越大,所以由此判断出滑滑梯的同学下滑得越来越快。
【变式4-3】(23-24八年级上·江苏泰州·期末)本题有两小题。
从O点开始的路程s/cm 0 10 20 30 40
从O点开始计时的时间t/s 0 5 10 15 20
(一) “研究充水玻璃管中气泡的运动规律”实验时,小明取长50cm的细玻璃管注满水,管中留一小气泡,将玻璃管反转后,观察气泡的运动情况,如图甲所示。
(1)实验时,小明将玻璃管翻转后,他等气泡运动一段路程后才开始计时,好处是 ;(填一点即可)
(2)小明将实验所测得的数据记录表中,请你在图乙的坐标中画出s-t图象;
(3)根据实验数据和所画的图象,可归纳出:一段路程后,气泡运动的路程和时间近似成 (正/反)比,运动速度可以看作是 (改变/不变)的。
(二)取两张等大的圆形纸,分别剪去两个大小不等的扇形(图丙所示),再将它们做成图丁所示的两个锥角不等的纸锥。
运动 物体 下落高 度s/(m) ① 速度 v/(m·s-1)
大纸锥
小纸锥
(1)为了比较纸锥下落的快慢,可将纸锥按如图丁 (A/B)所示的位置释放;
(2)为了测纸锥下落的速度,设计了如图所示的表格,表格中①处填 ;
(3)晓华的同学猜想纸锥从同一高度下落的快慢可能与纸锥的锥角、纸锥的质量有关,并打算用第(1)题中的两个纸锥,研究纸锥下落快慢与锥角的关系,晓华认为不科学,你认为原因可能是: ;
(4)在测量纸锥下落速度的实验中,小明用每隔相等时间曝光一次的相机,拍得如图戊所示的照片,右侧为纸锥从E到F过程的放大图。相机说明书上的描述如下:“……每秒钟曝光2次,像成在同一底片上……”。
①纸锥从A到D速度变化情况是 ,判断的理由是 ;
②从E到F过程中,纸锥运动速度是 m/s;
③若纸锥从E到F匀速运动,它完全通过刻度尺上“70”到“80”段所用的时间是 s。
【答案】方便记录时间(使气泡稳定运动);如图;正;不变;A;下落时间t/s;纸锥的质量不相等;加速;相同时间通过的路程变大;0.4;0.375。
【解析】(一)(1)[1]将玻璃管翻转180°后,等气泡运动一段路程后才开始计时此时气泡的运动趋于稳定,便于计时的方便。
[2]将表中数据,一一对应描点作图,并将点连接起来,如图所示:
[3][4]根据图像可知,气泡通过的路程与时间的关系图像是一条斜向上的倾斜直线,即气泡通过的路程与时间近似成正比,属于匀速直线运动,运动速度可以看成是不变的。
(二)(1)[5]为了比较纸锥下落的快慢,应将两个纸锥放在同一高度处同时释放,A图中两纸锥下端高度相同,B图中两纸锥的下端高度相同,下落高度相同应控制两纸锥的下端高度相同,故A所示位置释放。
(2)[6]为了测纸锥下落的速度,根据可知,在表格①处应填下落时间t/s。
(3)[7]由于选用了两张等大的圆形纸,但是剪去了两个大小不同的扇形,故两个纸锥的质量不相等,要探究纸锥下落快慢与锥角的关系,应控制两个纸锥的质量相同。
(4)①[8][9]根据戊图可知,A至D的过程中,相同的时间间隔内通过的路程越来越大,故A至D的过程中速度逐渐增大。
②[10]根据图戊可知,E到F的路程为
由于照相机1秒曝光2次,故E到F的时间为0.5s,故E到F的速度为
③[11]根据题图可知,纸锥的长度为5.0cm,纸锥完全通过刻度尺上“70”到“80”段通过的路程为
则通过的时间为。
01 长度与时间的估测
【点拨】 提高估测能力应注意以下几点: (1)认识标准:多经历、多体会1cm、1m等长度的概念,奠定估测基础; (2)积累参照物:估测一般需要根据相关参照物进行,参照物越丰富,估测能力越强,所以平时应多熟悉生活中常见物体的尺度。
1. (2024·湖北)我国古代把女子一拃长称为“咫”,男子一拃长称作“尺”,如图。“咫尺之间”用来比喻相距很近,实际“咫”与“尺”长度相差大约为( )。
A. 3mm B. 3cm C. 3dm D. 3m
【答案】B。
【解析】通常情况下,男子的手比女子的手大,一拃的长度也比女子的长一些。一拃长通常是20cm左右,“咫”与“尺”的长度相差不会太大,3mm 过小,3m 过大,3dm 相当于 30cm 也偏大,所以3cm 比较符合实际情况,即“咫”与“尺”的长度相差大约为 3cm。故ACD不符合题意,B符合题意。故选 B。
2. (2024·吉林)生活中处处有物理,根据你的经验,下列描述最符合实际的是( )
A. 一根铅笔的质量约为2kg B. 物理课本宽度约为18cm
C. 人正常体温约为39.5℃ D. 中学生百米赛跑成绩约为5s
【答案】B。
【解析】A.一支铅笔的质量在10g左右,故A不符合题意;
B.物理课本的宽度大约与一张A4纸的宽度相同,而一张A4纸宽约为21cm,所以物理课本的宽度约为18cm是合理的,故B符合题意;
C.一般情况下,人的正常体温为37℃左右,故C不符合题意;
D.中学生百米赛跑的时间在15s左右,故D不符合题意。故选B。
02 长度与长度测量
【点拨】 (1)刻度尺的选择:测量长度若分段测量,然后再将每段长度相加也可测得结果,但误差较大,所以一般情况下,测量物体长度时,在满足测量精度要求的前提下,刻度尺的量程应大于待测物体的长度,以保证可一次完成测量。 (2)刻度尺的放置:放置刻度尺时,零刻度线要对准被测物体的一端,有刻度的一侧要紧贴被测物体,与被测物体保持平行,不能歪斜。 (3)刻度尺的读数(易错) 读取准确值后要估读到分度值的下一位;若所测物体的末端刚好对准某个刻度线,那么估读数为“0”,且不能省略。 (4)刻度尺的分度值(易错) 从测量值推断刻度尺的分度值时应注意,测量值倒数第二位所对应的长度单位就是该刻度尺的分度值。
3.(2024·辽宁)由图(a)读出塑料吸管的长度为 cm,在吸管中间戳个小孔,将其放在转动轴上,通过摩擦使其带电,如图(b),用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管,发现吸管被排斥,说明吸管和橡胶棒带 种电荷。
【答案】①17.55;②同。
【解析】[1]如图,刻度尺的分度值为1mm,读数时要估读到分度值下一位,塑料吸管左端与0刻度线对齐,右端与17.55cm对齐,则塑料吸管的长度为17.55cm。
[2]根据电荷间相互作用规律,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管,发现吸管被排斥,说明吸管和橡胶棒带同种电荷。
4.(2024·江苏宿迁)一节新干电池电压为 V,如图所示测量7号干电池长度,读数方法正确的是 (选填“A”或“B”),长度为 cm。
【答案】①1.5;②A;③4.20。
【解析】[1]一节新干电池电压为1.5V,家庭电路电压为220V,对人的安全电压是不高于36V。
[2]刻度尺读数时,视线要正对刻度线,不能斜视,所以读数方法正确的是A。
[3]刻度尺的分度值为1mm,电池的长度为4.20cm。
03 时间与时间的测量
5.(24-25八年级上·湖北黄冈·阶段练习)早在距今3000多年的周朝,中国民间就开始普遍使用日晷了。日晷由金属质的晷针和石质晷面两部分组成。运行原理是:太阳东升西落,晷针投影的方向也随之移动,打在晷面上的一条线影落在什么区域内,就代表着一天的什么时候。晷针在晷面上的影子转动30°时,大约经过的时间是( )。
A.20s B.200s C.20min D.2h
【答案】D。
【解析】已知转过360°表示24小时,则一度代表的时间为
晷针在晷面上的影子转动30°时,大约经过的时间是
故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
6.(24-25八年级上·四川成都·阶段练习)艾物理同学用秒表测乐探探同学跑完600m所需的时间。如图所示,秒表读数是 。跑步结束的乐探探同学又用了1min钟的时间测量自己的脉搏,发现此时脉搏次数比安静时的脉搏次数 ,乐探探不禁感叹,物理老师果然没有骗人。
【答案】1min39.8s/99.8s;快/多。
【解析】[1]秒表的大表盘数字单位为秒,小表盘数字单位为分钟,大表盘一圈为30s,若小表盘的分针指向一大格过半,大表盘需要读第二圈。小表盘的数值在1~2之间,且偏向刻度2,所以读为1min,大表盘读为39.8s,所以秒表示数为99.8s或1min39.8s。
[2]跑步结束后一分钟脉搏次数大约为100次,而安静时一分钟脉搏次数大约为75次,所以跑步结束后脉搏次数比安静时的脉搏次数快。
04 参照物
【点拨】 判断物体的运动状态的方法 一定确定被研究的物体二选选定参照物三分析分析被研究的物体相对于参照物的位置是否发生变化四判断相对于所选的参照物,若物体位置没有发生变化,则物体是静止的;否则,就是运动的
判断参照物的方法 一定明确研究的物体及其运动状态二找分析被研究的物体相对于哪个物体位置发生了变化,相对于哪个物体位置没有发生变化三断根据题意确定所选的参照物
7. (2024·广东深圳)2024年6月 10日是我国传统节日端午节,端午节划龙舟是传统的习俗,弘扬中国传统文化是我们义不容辞的责任。思考乐月月同学踊跃参加了划龙舟比赛,比赛中,思考乐月月同学判断龙舟尾部的旗杆是静止的,所选的参照物是( )。
A. 龙头 B. 船桨 C. 河岸 D. 鼓槌
【答案】A。
【解析】A.以龙头为参照物,龙舟尾部的旗杆相对于龙头的位置没有改变,龙舟尾部的旗杆是静止的,故A符合题意;
B.以船桨为参照物,龙舟尾部的旗杆相对于船桨的位置改变,龙舟尾部的旗杆是运动的,故B不符合题意;
C.以河岸为参照物,龙舟尾部的旗杆相对于河岸的位置改变,龙舟尾部的旗杆是运动的,故C不符合题意;
D.以鼓槌为参照物,龙舟尾部的旗杆相对于鼓槌的位置改变,龙舟尾部的旗杆是运动的,故D不符合题意。故选A。
8. (2024·广东)如图为珠江两岸景观图。下列相对广州塔静止的是( )
A. 飞行的客机 B. 两岸的高楼
C. 行驶的游船 D. 流动的江水
【答案】B。
【解析】判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化。若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的。
A.飞行的客机与广州塔之间的位置不断发生变化,是运动的,故A不符合题意;
B.两岸的高楼与广州塔之间的位置没有发生变化,是静止的,故B符合题意;
C.行驶的游船与广州塔之间的位置不断发生变化,是运动的,故C不符合题意;
D.流动的江水与广州塔之间的位置不断发生变化,是运动的,故D不符合题意。故选B。
05 运动与静止的相对性
【点拨】 “运动和静止”在物理学中的定义与我们生活中的感受有所区别: (1)物理学中运动和静止的描述是相对的,都需要一个参照物,或者是一个参考点,相对于参考点或者参照物不运动的就是静止; (2)在生活中,我们默认地面就是参照物,所以我们走路或者坐车时感觉是自己在“动”,太阳是“东升西落”的,而我们的眼睛更是以自己为参照物,这也就是为什么乘坐交通工具向前走的时候总是感觉周围的景物在向后倒退的原因。 ★易错警示:在选择参照物时,易把研究对象本身选为参照物,或没有明确研究对象,或没有理解运动和静止的相对性,以至于出错。不会从物体的运动和静止情况来判断所选取的参照物,也容易出错。
9. (2024·广西)如图所示,2024 年广西“民族体育炫”板鞋竞速比赛中,运动员看到广告牌向后退,所选择的参照物是( )。
A. 跑道 B. 板鞋 C. 观众席 D. 广告牌
【答案】B。
【解析】A.以跑道为参照物,广告牌相对于跑道之间的位置没有发生改变,故A不符合题意;
B.以板鞋为参照物,板鞋相对于跑道之间的位置发生改变,板鞋向前运动,以板鞋为参照物,则运动员看到广告牌向后退,故B符合题意;
C.以观众席为参照物,观众席相对于广告牌之间的位置没有发生改变,故C不符合题意;
D.研究物体运动时,不选择物体本身为参照物,故D不符合题意。 故选B。
10.(2024·湖北) 2024年5月28日,神舟十八号航天员圆满完成出舱任务。如图,搭乘机械臂的航天员A已为空间站安装好空间碎片防护装置,航天员B正在出舱。以空间站为参照物,安装好的防护装置是_________的,航天员B是_________的。
【答案】①. 静止;②. 运动。
【解析】[1]以空间站为参照物,安装好的防护装置相对空间站的位置不变,所以,是静止的。
[2]以空间站为参照物,正在出舱的航天员B相对空间站的位置不断发生变化,所以,是运动的。
06 速度的估测
【点拨】 了解常见物体运动的速度是解答速度估测题的关键。常见物体的速度如下: ①人正常步行的速度约为1.2m/s; ②光在真空中传播的速度为3×108m/s; ③自行车的速度约5m/s; ④声音在15℃的空气中传播的速度为340m/s等。
11. (2024·山东滨州)下列估测的数据,符合实际的是( )。
A. 教学楼每层楼高约为3.5m
B. 中学生跑完800米的时间约为1min
C. 中学生步行的速度约为20km/h
D. 九年级物理课本的质量约为2kg
【答案】A。
【解析】A.教学楼每层楼高约为3.5m,比成人身高高一些,故A符合题意;
B.学生跑完800米的时间约为3min,故B不符合题意;
C.中学生步行的速度约为,约合4km/h,故C不符合题意;
D.九年级物理课本的质量约为0.2kg,故D不符合题意。故选A。
12. (2024·黑龙江龙东)以下说法最接近实际的是( )。
A. 播放一首国歌的时间是46min
B. 适合洗澡水的温度是70℃
C. 2B铅笔的长度18cm
D. 家用电热水器功率为100W
【答案】C。
【解析】A.一首国歌播放时间约为46s,故A不符合题意;
B.适合洗澡水的温度约为40℃,故B不符合题意;
C.一支新2B铅笔的长度与筷子的长度接近,约为18cm,故C符合题意;
D.家用电热水器功率约为1000W,故D不符合题意。故选C。
07 速度概念及其应用
【点拨】 ★易错警示:对于匀速直线运动,时间t是原来的几倍,路程s就是原来的几倍,s与t的比值是不变的。 解答计算题的基本步骤: (1)认真审题,找出各运动阶段的已知条件、待求的物理量,用准确的字母符号及下标表示; (2)统一单位。 (3)根据物理概念选用物理公式,并进行公式变换,同时应有必要的文字说明; (4)代入数据进行计算,计算出答案,数值后面要写上准确的单位。
13.(2024·江苏扬州)宁扬城际铁路将于2026年建成,全长约58km,快车全程用时约30min,则快车全程平均速度约为( )
A.54km/h B.77km/h C.116km/h D.190km/h
【答案】C。
【解析】快车全程平均速度约为
故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
14.(2024·新疆)如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩后,鱼漂从露出水面的长度为6cm竖直向下运动到露出水面的长度为2cm的过程,所用时间为0.4s,则该运动过程鱼漂的平均速度为( )。
A.5cm/s B.10cm/s C.15cm/s D.20cm/s
【答案】B。
【解析】该运动过程鱼漂的平均速度为
故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
15. (2024·江苏无锡)如图所示是小球下落过程中每隔相等时间曝光一次所得的照片,其中小球运动的参照物是________,比较小球在相等时间内通过的________,可知小球的速度越来越________.
【答案】①. 地面;②. 路程;③. 大。
【解析】在判断物体是运动还是静止时,要先选取一个标准作为参照物,物体相对于参照物位置变了,就是物体运动了,否则就是静止的,通常我们选择地面为参照物;以地面为参照物,小球的位置发生着变化,所以以地面为参照物,小球是运动的;通过图片可知,球在相等时间内通过的路程越来越大,所以小球的速度越来越大。
08 运动图像
【点拨】 读懂s-t图像的关键 (1)若直线在纵轴上有截距,表示开始计时时物体已经有了一段路程; (2)若直线起始时刻在横轴上有截距,表示物体在开始计时一段时间之后才开始移动; (3)直线的倾斜程度越大,物体的速度越大; (4)若两条直线有交点,则在交点时刻两物体相遇。
16.(2024·江苏宿迁)甲、乙两车同时、同地、向同一方向行驶,图像如图所示,以下说法正确的是( )。
A.甲车速度大于乙车速度 B.乙车速度大于甲车速度
C.以甲车为参照物,乙车是静止的 D.以乙车为参照物,甲车是向后运动的
【答案】A。
【解析】AB.根据上图可知,相同时间甲通过的距离大于乙通过的距离,根据速度公式可知,甲的速度大于乙的速度,故A正确,B错误;
CD.甲、乙两车同时、同地、向同一方向行驶,甲的速度大于乙,以甲车为参照物,乙车向后运动(不是静止的);以乙车为参照物,甲车是向前运动的,故CD错误。故选A。
17.(2024·黑龙江大庆)如图所示为甲乙两物体在同一直线上运动的图像,从0时刻开始计时,则关于它们的运动情况,描述正确的是( )。
A.时,乙在甲的前面,甲运动4s追上乙
B.甲乙同时出发,乙运动2s追上甲
C.甲乙在出发后都做匀速运动,且
D.甲比乙先出发2s,甲运动4s和乙相遇
【答案】D。
【解析】A.当时,甲在乙的前面,乙运动2s追上甲,故A错误;
B.甲出发2s后乙才开始运动,乙运动2s追上甲。故B错误;
C.图像均为倾斜直线,说明甲乙在出发后都做匀速直线运动,且乙图像倾斜程度更大,故
故C错误;
D.甲比乙先出发2s,刚开始运动时,甲在乙前面,甲运动4s和乙相遇,故D正确。故选D。
09 测量小车的平均速度
【点拨】 解答测平均速度实验题要注意: 一明确明确实验原理、实验方法和实验过程二把握准确把握题意,准确从题图或题表中获取正确、有用的信息三计算根据平均速度的计算公式进行计算四结论按题目要求分析数据,得出结论
18. (2024·吉林)如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。
(1)为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持很_____________的坡度。
(2)B为AC中点,,两次实验小车都从A点由静止下滑,到达C点所用时间为2.8s,到达B点所用时间为2s,则小车通过AB段的平均速度为_____________m/s。
(3)由实验可得:小车在下滑过程中速度越来越_____________。
【答案】①. 平缓;②. 0.25;③. 快。
【解析】[1]小车所放的斜面应保持较小的坡度,小车速度变化越慢,这样小车在斜面上运动时间会长些,便于测量时间。
[2]小车通过AB段的平均速度为
[3]由题可知,AB段与BC段路程相等,AB段所用时间为2s,BC段所用时间为
所以BC段的速度大于AB段的速度,故小车在下滑过程中速度越来越快。
19.(2024·北京)如图所示为一个水滴下落过程的示意图,水滴由A位置下落到B位置,A、B之间的距离为 cm,所用的时间为0.2s,依据公式 可计算出这个过程中水滴下落的平均速度为 cm/s。
【答案】20.0;;100。
【解析】[1]由图可知,刻度尺的10cm之间有10小格,分度值为1cm,读数时估读到分度值的下一位。A点与零刻度线对齐,B点与20.0cm对齐,因此A、B之间的距离为20.0cm。
[2][3]由可得这个过程中水滴下落的平均速度为。
10 频闪法测平均速度、区间测速
【点拨】 利用频闪相机测速: (1)利用频闪摄像法测量平均速度时,其隐含的条件是物体两个相邻影像间的时间间隔是相同的,这个时间间隔就是照相机相邻两次拍照的时间间隔; (2)根据图示,用刻度尺测出相邻影像间的距离,如果没有刻度尺,可以根据物体的大小估测相邻影像间的距离; (3)频闪摄影照片中,一般影像较多,就是平均速度时,一定要注意区分计算的是哪段路程的平均速度,不要张冠李戴。 区间测速:区间测速和其他测量平均速度一样,都是依据这一原理。在解答区间测速问题时要注意: (1)判断是否超速时,将求出的平均速度和该区间的最高限速进行比较即可; (2)区间测速计算出来的速度是这一段路程的平均速度,并不是车辆的实际速度。
20.(2024·江西)以下是某同学“测量小球运动的速度”的实验报告,请你将报告内容补充完整。
实验目的 测量小球运动的速度
实验原理
实验器材 小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机
实验步骤 (1)一小球在水平桌面上沿直线运动,下图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹,频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。 (2)分别测出小球通过的路程: ,,;记录这三段路程所对应的时间:。 (3)分别计算小球通过这三段路程的平均速度。
实验结论 (1)小球在这三段路程的平均速度分别为: ,, 。 (2) (选填“>”“<”或“=”),小球在水平桌面上做 (选填“匀速”或“变速”)运动。
安全提示 小球运动时的速度不宜过快,以免小球动能过 ,从桌面掉落时伤人。
【答案】;42.40;42.40;19.70;>;变速;大。
【解析】(1)[1] 测量小球运动的速度,实验原理为。
(2)[2]该刻度尺分度值为0.1cm,故SAB读数为42.40cm。
(3)[3] [4] ,
(4)[5] [6]从上一问中得出,故小球在水平桌面上做变速运动。
(6) [7] 动能与质量和速度有关,小球运动时的速度不宜过快,以免小球动能过大,从桌面掉落时伤人。
21.(2023·新疆)频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10cm。
/mm /mm /mm /mm
A球() 4.9 14.7 24.5 34.3
B球() 1.2 9.8 19.6 29.4
3.7 4.9 4.9 4.9
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是___________(填“A”或“B”)球;
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时,刻度尺的示数如图乙所示,则s5=_______mm。设 A球在空中下落时,通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3,则v2:v3=__________;
(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做________(填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。先开始下落的小球的速度为__________m/s时,后开始下落的小球刚好开始下落。
【答案】①A;②39.0;③3:5;④加速;⑤0.49。
【解析】(1)[1]由表格数据可知,单位时间内A球运动路程长,说明A球的速度大,因此,先由静止下落的是A球。
(2)[2]由刻度尺示数可知,s5的长度s5=9.90cm-6.00cm=3.90cm=39.0mm
[3]有比各种数据可知s2=14.7mm,s3=24.5mm
由题意可知,运动s2和s3所用的时间都是0.1s,则
(3)[4]由表格数据可知,单位时间内A球运动的路程一直大于B球运动的路程,及A球运动的更快。因此以B为参照物,A做加速运动。
[5]由表格数据可知, B球在第一个0.1s内运动1.2mm,则根据题意可知实际运动了1.2cm,即
sB=1.2cm=0.012m
根据公式可得,B球运动10.012m所用的时间
则B球是A球运动了0.05s时开始运动,则B球运动时A球已经运动的时间tA=0.1s-0.05s=0.05s
A球在运动0.05s时的速度vA=gtA=9.8m/s2×0.05s=0.49m/s。
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第06讲 机械运动【讲义】(2-4分)(原卷版)
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图,知识领航 3
考点精研,易错明晰 4
考点一 长度与时间的测量 4
考点二 运动的描述 10
考点三 运动的快慢 12
考点四 平均速度的测量 19
题型归纳,技巧点拨 16
01 长度与时间的估测 22
02 长度与长度的测量 22
03 时间与时间的测量 23
04 参照物 24
05 运动与静止的相对性 25
06 速度的估测 26
07 速度的概念及应用 26
08 运动图像 28
09 测量小车的平均速度 28
10 频闪法测平均速度、区间测速 29
课标要求 2.1.1知道机械运动,举例说明机械运动的相对性。 2.1.3举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。 2.2.1会选用适当的工具测量长度和时间,会根据生活经验估测长度和时间。 2.2.2能用速度描述物体运动的快慢,并能进行简单计算。会测量物体运动的速度。
考查内容 一、长度与时间的测量; 二、运动的描述; 三、运动的快慢; 四、平均速度的测量
考点分布 考查频率 命题趋势
01 长度与时间的估测 ☆☆☆ 《机械运动》是中考必考内容。本部分的考题一般在1道题,分值一般在2-4分之间;考题题型根据其出现的概率分别是:选择题、填空题、实验题和简单计算题等。 以上考点作为常考内容,在备考过程中应作为主要备考方向加以重视。 备考中,应加强以下内容的练习: (1)长度、时间与速度的估测; (2)在描述物体运动时,命题点有:给定参照物确定物体运动情况、由物体运动情况确定所选择的参照物、物体运动的相对性等; (3)速度是描述物体运动快慢的物理量,对此考点的考查属于常考热点。主要命题点有:速度的概念、速度的简单计算、运动图像的应用、平均速度的概念等; (4)平均速度的测量是必考力学实验之一,虽然考题出现的概率不大,但作为必考内容,同样需要引起考生的注意。命题点有:平均速度测量方法、过程、误差等。
02 长度与长度的测量 ☆☆
03 时间与时间的测量 ☆
04 参照物 ☆☆
05 运动与静止的相对性 ☆☆☆
06 速度的估测 ☆☆
07 速度的概念及应用 ☆
08 运动图像 ☆☆☆
09 测量小车的平均速度 ☆☆
10 频闪法测平均速度、区间测速 ☆
考点一 长度与时间的测量
一、长度与长度单位
1.测量的意义
(1)测量的意义:生活中,我们常常依靠眼睛、耳朵、鼻子等感觉器官去判断外界的事物。但是仅凭感觉去判断,不一定正确,更谈不上准确。
为此,人们发明了很多测量仪器和工具。生活中常见的尺子、钟表等,都是我们熟悉的测量仪器和工具。
(2)国际单位制
测量的本质是比较的过程。测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫单位。为了方便国际交流,国际计量组织制定了一套国际统一的单位,叫叫作际单位制(简称为SI)。
2.长度的单位及其换算关系
(1)在国际单位制中,长度单位是 ,符号是 。
(2)常用长度单位及其换算关系
单位 符号 与米的换算关系
千米 km 1km=100m=103m
米 m —
分米 dm 1dm=0.1m=10-1m
厘米 cm 1cm=0.01m=10-2m
毫米 mm 1mm=0.001m=10-3m
微米 μm 1μm=0.000001m=10-6m
纳米 nm 1nm=0.000000001m=10-9m
进行单位换算的步骤:数值不变,乘以原单位与目标单位之间的进率,将原单位改写为目标单位。
二、长度的测量
1.长度的测量工具:长度的测量工具有直尺、卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器等,刻度尺是学习和生活中常用的测量长度的工具。
2.认识刻度尺:刻度尺的零刻度线、量程、分度值如图所示:
(1)零刻度线:刻度尺的起始刻度,使用时要注意刻度尺的零刻度线是否在端,是否磨损。
(2)量程:即测量范围,是指刻度尺一次能测出的最大长度。
(3)分度值:相邻两条刻度线之间的长度,它决定测量的精确程度。
3.刻度尺的使用
正确使用刻度尺测量物体的长度,应做到“五会”:“会选”“会放”“会看”“会读”“会记”。
(1)会选:根据测量对象和测量要求选择适当的测量工具(适当量程和分度值)。
①选量程:测量物体长度时,所选取的刻度尺的量程应尽量大于被测物体的长度,这样可以保证测量能一次完成,与分段多次测量相比可使测量结果更准确。
②选分度值:根据测量精确度的要求选择合适分度值的刻度尺。如安装玻璃时,偏差在“mm”级别不影响安装,选用分度值为1mm刻度尺即可。
(2)会放:将刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一侧要紧靠被测物体,与被测边保持平行,不能歪斜,如图甲是正确放置刻度尺情况,乙图即为错误放置情况。若刻度尺的零刻度线已经磨损,可使其整数刻度线对齐物体的一端,读出长度后再减去这一整数刻度值,就可以得到物体的长度,如图丙所示。
(3)会看:读数时,视线要正对刻度线,即视线与刻度尺垂直,不能斜视,图中,A为错误的视线,B为正确的视线。
(4)会读:读数时,要注意区分大格和小格的数目,读出准确值,并估读到分度值的下一位。如图所示准确值是2.7cm,估读值是0.07cm,所以该物体的长度为2.77cm。
对刻度尺读数时,应估读到分度值的下一位,估读值是“0”时不能省略,如读数时3.50cm,小数点后的“0”是估读的,不能省略。
(5)会记:记录数据时,不但要记录数字,还必须注明测量量的单位。没有单位的记录是毫无意义的。
从读数判断测量的精确度
(1)使用分度值不同的刻度尺进行测量时所达到的精确程度不同,如图所示,上面的刻度尺能精确到1厘米(1cm),可以读为3.2cm(也可以读为3.3cm),其中3.0cm是准确值,0.2cm是估读值;下面的刻度尺能精确到1mm,可以读为3.15cm(也可以读为3.14cm-3.16cm),其中3.1cm是准确值,0.05cm(0.04cm-0.06cm)是估读值,显然没有下面的刻度尺精确。
(2)一个准确地长度测量结果,其最后一位数字是估读数字,从右边数第二位数字所在的位数反映了所用刻度尺的分度值。如测量某物体的长度,当测量结果是1.52m时,可知“1”和“5”是从刻度尺上直接读出来的,是准确数字,“2”是估读出来的,是估读数字,进而可推知该次测量所用刻度尺的分度值是1dm。
4.长度的估测
在日常生活和生产中,需要对一些常见物体的长度进行估测,或采用一些简便的方法粗略测量物体的长度,这就要求我们了解一些常见物体的尺度以便于进行估测。例如,一支铅笔的尺度大约是17.5cm,一层住宅楼的高度大约是3m,课桌的高度大约是0.8m等。
5.长度测量的特殊方法:在测量物体长度过程中,经常会遇到一些不易直接测量的问题,这时就需要我们使用特殊的方法测量物体的长度。
(1)积累法:当被测物体的长度太小,不能直接用刻度尺测量时,可把n个相同的长度叠合起来,测出总长度后除以n就可以算出物体的长度。下图就是利用此方法测量一张纸的厚度的示意图。利用此方法还可以测量细铜丝的直径等。
(2)平移法:当待测物体的长度(如球的直径、圆锥的高度等)隐藏在物体内部时,可将其等效平移到物体外部,再用刻度尺测量。如图甲、乙所示,是分别测量硬币直径和圆锥高度的示意图,其中硬币直径为3.10cm-2.00cm=1.10cm。
(3)化曲为直法:测量如图所示曲线长度时,可以用一端易弯曲的但不可伸长的丝线与曲线重合,标号两端的记号,然后轻轻把细线拉直,用刻度尺测量出两记号的长度,这就是曲线的长度。
(4)滚轮法:当所测曲线长度较大,如测量跑道的长度,可用已知周长的滚轮,沿着跑道滚动,用滚轮周长乘以滚动周数即可计算出跑道的长度。
(5)化整为零法:若被测物体的长度远远超过了刻度尺的量程(如测一卷铁丝的长度),或不便于用刻度尺直接测量时,可先选取物体的一小部分,用刻度尺测量其长度,然后设法测出整个物体与这一小部分的倍数关系,最后根据这一倍数关系求出整个物体的长度。
三、时间的测量
1.时间的单位
(1)在国际单位制中,时间的单位是 ,符号是 。
(2)常用的时间单位及其换算关系
物理量 单位 符号 换算关系
时间 时 h 1h=60min=3600s
分 min 1min=60s
秒 s —
毫秒 ms 1ms=0.001s=10-3s
微秒 μs 1μs=0.000001s=10-6s
时间与时刻的区别
时刻为某一时间点,时间表示两个时刻之间的间隔长短。例如:某同学周末从8:30开始做作业,9:40完成作业,这里的8:30、9:40就是时刻,所花费的70min为时间。
2.时间的测量工具
(1)古代测量工具:沙漏、日晷、滴漏等。
(2)现代测量工具:机械停表、机械钟、石英钟、电子停表等。
3.机械停表
(1)认识机械停表:机械停表是测量时间的仪器。它有两个表盘,一个是长针(秒针)和一个短针(分针),常见的型号有两种,15ˊ/30"型(小表盘量程15min,大表盘量程30s)和30ˊ/60"(小表盘量程30min,大表盘量程60s)。如图:
(2)读数方法:读数时,先读出小盘上指针所走的分钟数(按整数读);再观察小表盘上的指针有没有超过两数字之间的半分钟刻度线,如果不超过,则大盘按照0-30s读数,如果超过,则大盘按照30s-60s读数。即读数=小盘分钟数+大盘的秒数。
四、误差
1.误差:进行测量时,由于受所用仪器和测量方法的限制,测量值与真实值之间总会差别,这就是误差。任何测量都存在误差,所以误差是不可避免的。
2.误差与错误的区别
误差 错误
产生原因 (1)与测量人的估读习惯有关; (2)与测量工具的精确度有关; (3)受环境等因素影响 (1)不遵守仪器的使用规则; (2)读数、记录结果时粗心
能否消除 不能消除,只能尽量减小 采用正确的测量方法就可以避免
3.减小误差的方法
(1)多次测量求平均值;
(2)选用精密的测量工具;
(3)改进测量方法。
【例1】(24-25八年级上·重庆·期中)练习使用刻度尺时,小庆用如图方式测量铅笔的长度。下列说法正确的是( )。
A.该图测量方法有误,铅笔尾端没有与0刻度线对齐
B.为了使数据更精确,可以多估读几位
C.读数时,视线可以沿虚线方向
D.多次测量取平均值是为了减小误差
【变式1-1】(2024·云南曲靖·模拟预测)如图是杭州第19届亚运会的吉祥物组合——“江南忆”,三个机器人造型的吉祥物分别是琮琮、莲莲和宸宸,下列对吉祥物的高度估测合理的是( )。
A.19 cm B.0.19 mm C.190 cm D.1.9 dm
【变式1-2】(2024·广东·一模)使用秒表前,应观察分度值、量程和指针是否 ;正确操作秒表,得到结果如图所示,请读出秒表的读数 s。
【变式1-3】(24-25八年级上·上海·期中)误差是指测量时,测量结果与 的差异,现有A、B两把刻度尺,如图(a)所示。用A刻度尺测量一个物体的长度,如图(b)所示。此次的测量结果为 cm;为了尽量减小测量误差你认为可以: 。
考点二 运动的描述
一、机械运动
1.机械运动的定义:在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫作机械运动。如飞翔的小鸟、疾驶的列车航行的轮船等。
2.机械运动的两种形式
(1)物体间距离发生变化的运动,如图甲所示。
(2)物体间距离不变,但它们的相对位置发生变化的运动,如图乙所示。
二、参照物
1.参照物的概念
问题 观察图片,思考为什么汽车里的人相对于驾驶员和路旁的小学生来说截然不同呢?
分析 这是由于汽车里的人以驾驶员为自己或汽车为标准,驾驶员的位置没有发生变化,所示说驾驶员没有动;但如果还以汽车为标准,看到小学生的位置发生了变化,所示说路旁的小学生发生了运动
结论 可见,判断物体是运动的还是静止的,总要选取某一物体作为标准。如果一个物体的位置相对于这个标准发生了变化,就说它是运动的;如果没有发生变化,就说它是静止的。这个选做标准的物体叫参照物
2.参照物的选取原则
原则 说明
排己性 参照物不能选择研究对象本身,因为若以研究对象为参照物,则它永远是静止的
假定性 参照物一旦选定,就意味着该物体是静止的
任意性 参照物的选择是任意的,既可以选择静止的物体,也可以选择运动的物体
不唯一性 描述同一物体的运动,可以选择不同物体为参照物,若选择了不同物体作为参照物,该物体的运动状态可能不同
方便性 通常情况下,为了研究方便,一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物,此时可不指明参照物;若选取其他特殊物体为参照物,则必须指明所选取的参照物
具体性 参照物必须是具体的物体,不能是抽象的事物,如“天空、宇宙”等
同一性 当有多个研究对象时,应选取同一参照物,如果选取不同的参照物,就会引起混乱
三、运动和静止的相对性
1.运动和静止的相对性:如图所示,观察列车里的乘客,若以车外地面为参照物,乘客是运动的;若以列车为参照物,乘客和列车之间没有发生位置的变化,乘客是静止的。因此,判断同一个物体运动还是静止,取决于所选取的参照物。可见,物体的运动和静止是相对的。
2.运动的相对性和绝对性分析
运动是绝对的 一切物体都在运动,绝对不动的物体是不存在的 示例:我们说站岗的哨兵是静止的,是以地面或房屋为参照物的,而实际上哨兵随地球的自转和公转在运动
静止是相对的 通常所说的静止,只是被研究的物体相对于某一特定参照物的位置没有发生变化
物体的运动状态取决于所选的参照物 描述某物体的运动状态时,选择的参照物不同,结论有可能不同,但都是正确的。因而,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态做出准确地描述
3.运动与静止相对性的应用
(1)相对运动:影视剧拍摄时,为表现演员向某方向运动,可以让其背景向相反的方向运动,也能达成想要的拍摄效果。
(2)相对静止:地球同步卫星相对于地球是静止的,以方便同步观测和全球通信。
【例2】(2024·湖北武汉·三模)2023年5月11日,全自动无人驾驶的“光谷光子号”空轨列车试乘发车!武汉成为全国首个开通运营“空轨列车”的城市。如图是正在行驶的“光谷光子号”空轨列车,坐在座位上的小钟同学认为空轨列车是静止的,她所选的参照物是( )。
A.空轨列车里静坐的乘客 B.空轨列车上方的轨道
C.干净的路面 D.路边的树木
【变式2-1】(24-25八年级上·全国·假期作业)上海欢乐谷主题公园内有一种大型游戏机叫作“绝顶雄风”,它瞬间下落的速度能够让游客畅享极致的刺激体验。体验游戏的小明被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿轨道提升至高处,再由静止释放。在座椅下降的过程中,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,座椅是静止的
B.以小明为参照物,地面是向上运动的
C.以小明为参照物,座椅是向下运动的
D.以地面上的树作为参照物,座椅是向上运动的
【变式2-2】(2024九年级下·湖南·专题练习)五千年的华夏文明,创造了无数的诗歌辞赋,以下是一些蕴含物理知识——参照物的诗句,其中不正确的是( )。
A.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”——“轻舟”的运动是以山为参照物的
B.“日出雾露余,青松如膏沐”———“日出”是以地面为参照物,描述太阳的升起
C.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”——“人”是以柴门为参照物,描述人是静止的
D.“人在桥上走,桥流水不流”——“桥流”是以水为参照物
【变式2-3】(2024·江苏南京·模拟预测)以下诗句和歌词,能说明“运动的相对性”的是( )。
A.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
B.看山恰似走来迎,仔细看山山不动
C.牛从桥上过,桥流水不流
D.游云西行,而谓月之东驰
考点三 运动的快慢
一、速度
1.比较物体运动快慢的三种方法
(1)在运动路程相同情况下,比较所用时间,所用时间短的运动得快(裁判的比较方法)
如图甲所示,两辆汽车通过相同的路程,红车用时45min,绿车用时30min,说明绿车运动得快。
(2)在运动时间相同情况下,比较经过的路程,经过路程长的运动得快(观众的比较方法)
如图乙所示,百米比赛场上,运动员从同一起点出发,在相同时间内,跑到最前面的运动员(运动路程最长)运动的最快。
(3)在运动路程和时间都不相同时,为了比较物体运动快慢,在物理学中,常采用“相同时间比路程”的方法,也就是将物体运动的路程除以所用时间,即换算成“在单位时间内物体通过的路程”。
2.速度
(1)定义:物理学中,把路程与时间之比叫作物体运动的速度。
(2)公式:。
变形公式:。
(3)物理意义:是描述物体运动快慢的物理量。在数值上,等于物体在单位时间内通过的路程。这个数值越大,表明物体运动得越快;这个数值越小,表明物体运动的越慢。
(4)单位及换算:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s,或者m·s-1,速度单位是由长度单位和时间单位组合而成的组合单位。
在交通运输中,速度的单位常用千米每小时(km/h)表示。这两个单位换算关系是:1m/s=3.6km/h。
(1)速度公式中的v、s和t三个物理量,必须是同一个物体在同一运动过程中的速度、路程和时间。
(2)速度的大小时由路程与时间的比值决定的,不能说“速度与路程成正比”或“速度与时间成反比”。
(3)计算时代入的数据,应包含数字和单位两个部分。
(4)在用公式进行计算时,要注意单位的对应搭配,“千米”和“时”搭配,“米”和“秒”搭配,组合成的速度单位分别是“千米/小时”或“米/秒”。
二、匀速直线运动
1.机械运动的分类
2.匀速直线运动
(1)定义:物体沿直线且速度不变的运动,叫作匀速直线运动。
匀速直线运动是最简单的机械运动,是一种理想状态。在日常生活中,严格意义上的匀速直线运动是不存在的。为了简化问题,便于研究,我们将某些运动,如在平直公路上以某一速度运动的汽车,在平直轨道上以某一速度行驶的列车等,都可以看成是匀速直线运动。
(2)特点
①做匀速直线运动的物体,其速度大小和方向都不变;
②做匀速直线运动的物体,在相等的时间内通过的路程相等,或者说通过相等的路程所用的时间相等;
③做匀速直线运动的物体通过的路程与其时间成正比。
(3)匀速直线运动的图像
①速度-时间图像(v-t图像):表示做匀速直线运动的物体运动速度与时间的关系。如图甲所示,做匀速直线运动的物体,速度大小和方向都不变,图像是一条平行于时间轴的直线,图中速度大小是4m/s。
②路程时间图像(s-t图像):表示做匀速直线运动的物体路程与时间的关系,图像是一条直线,图像倾斜程度反映了速度大小,越倾斜速度越大。如图乙所示,乙和丙两物体同时从同地出发,乙的速度大于丙的速度。
三、变速直线运动与平均速度
1.变速直线运动
(1)变速直线运动:物体做直线运动时,其速度大小在发生变化,这种直线运动叫变速直线运动。例如,飞机起飞时速度越来越大,火车进站时速度越来越小等。
(2)变速直线运动的图像:做变速直线运动的物体,其s-t图像不再是一条直线;其v-t图像根据物体运动过程中速度变化情况,图像形状各异。如图所示。
2.平均速度
(1)平均速度:为了粗略描述做变速直线运动的物体在某段时间内(或某一段路程上)运动快慢,我们引入了“平均速度”的概念。平均速度等于物体运动的路程除以通过这段路程所用的时间。
(2)平均速度的公式:。式中,“s”是通过的路程,“t”是通过这段路程所用时间,“v”是这段时间内(或这段路程上)的平均速度。
(1)由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速度一般不相同。
(2)平均速度与速度的平均值:平均速度描述的是物体运动的平均快慢,应该根据公式,用总路程除以总时间求得。当我们说一个物体的平均速度时,必须指明是那段路程上或那段时间内。
速度的平均值是指物体在不同路程(或时间)的速度的平均值。例如,物体从甲地到乙地的速度是v1,从乙地到丙地的速度是v2,这两端路程的速度的平均值是。实际上,物理学中并没有速度平均值的概念,不要把“平均速度”误解为“速度的平均值”。
3.匀速直线运动与变速直线运动的比较
匀速直线运动 变速直线运动
定义 速度保持不变的直线运动 速度变化的直线运动
特点 运动的路线是直线,且速度大小不发生变化 运动的路线是直线,速度的大小发生变化。用常用平均速度来描述做变速直线运动的物体的快慢
实例 汽车在平直公路上匀速行驶;物品随传送带匀速运动 小球从高处自由下落;汽车紧急制动
【例3】(23-24八年级上·重庆万州·期中)下列有关直线运动说法错误的是( )。
A.物体做匀速直线运动,v与s、t无关,是一个定值
B.物体做匀速直线运动,由可知,v与s成正比,与t成反比
C.物体做匀速直线运动,s与t成正比
D.一辆汽车在平直公路上每秒钟通过的路程都是20m,则它可能做变速直线运动
【变式3-1】(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)在水平路面上,甲、乙两车从t=0时由同一起点向同一方向运动,两车运动的路程-时间图像分别如图中的甲、乙所示。下列说法正确的( )。
A.在0~5s内,甲、乙两车行驶的路程相同
B.在0~5s内,以甲为参照物乙向甲的后方运动
C.在第10s时,甲、乙两车行驶的速度相同
D.在0~10s内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
【变式3-2】(23-24八年级上·陕西渭南·期末)北京时间2023年2月3日凌晨,瑞典哥德堡田径室内赛展开多个项目角逐,在男子60米比赛中,中国“飞人”苏炳添以6秒59夺冠,取得新赛季开门红。以下分析正确的是( )。
A.最终评定苏炳添跑得快,是利用了相同时间比较路程的方法
B.苏炳添的身高约为1.70dm
C.苏炳添全程的平均速度约为9.1m/s
D.在奔跑过程中,苏炳添始终做匀速直线运动
【变式3-3】(23-24八年级上·北京西城·期末)如图所示,记录了一辆汽车在平直的公路上从A点行驶到E点的过程中,每隔相同的时间所在的位置。关于汽车的运动情况,下列说法中正确的是( )。
A.汽车做匀速直线运动 B.vDE>vCD
C.汽车行驶得越来越慢 D.vAE>vBE
考点四 平均速度的测量
一、测量平均速度
【实验原理】。根据公式,用刻度尺测出物体运动的路程s,用停表测出通过这段路程所用时间t,就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。
【实验器材】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。
【实验装置】如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持较小的坡度,在斜面的底端或中部固定金属片。
【实验步骤】(1)使斜面保持较小的坡度,把小车放在斜面的顶端,金属片垂直固定在斜面的底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片所用时间t1,将小车通过的路程s1和所用时间t1填入表格中。
(3)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s2和所用时间t2,将数据填入表格对应的位置。
(4)利用公式,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和通过上半段路程的平均速度v2,即小车通过斜面全程的平均速度为;小车通过上半段路程的平均速度为:。
(5)整理器材
【实验数据】
路程 运动时间 平均速度
s1=1m t1=3s v1=0.33m/s
s2=0.5m t2=1.8s v2=0.28m/s
【分析与论证】
下车经过下半段的路程为s3=s1-s2=1m-0.5m=0.5m,时间为t3=t1-t2=3s-1.8s=1.2s。因此,小车通过下半段的路程的平均速度为。则平均速度的大小关系为:。
【实验结论】小车而在斜面上做变速直线运动,在不同的路程段,小车平均速度大小不同。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
特别提醒:(1)斜面的长度要足够长、坡度要小(注意:坡度也不能过小,否则测出的平均速度大小会过于接近),且测量过程中不能改变斜面的坡度;
(2)要测量哪一段路程的平均速度,就测量其对应的路程及通过这段路程所用时间。
二、现代测速方法
超声测速 声音遇到障碍物会反射回来,根据发射和接收的时间差,可计算出发射点到障碍物的实际距离,并测出物体的速度
频闪摄影法 频闪摄像是研究物体运动时常用的一种实验方法,它借助于电子闪光灯的连续闪光,在一个画面上记录下物体连续的运动过程。因为每一次摄影的时间间隔相等,所以照片上任意相邻影像的时间间隔都相等。如图所示是时间间隔0.2s记录的弹跳小球的运动情况
GPS测速 GPS导航定位系统不仅可为各个运动载体进行定位,还可以测出其速度,目前广泛应用于各种导航软件中
【例4】(23-24八年级上·贵州六盘水·期末)某同学在“测量小车平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置.图中的数字是小车从A处开始计时运动到B、C(B点是AC的中点)处的电子表的示数(数字分别表示“小时∶分∶秒”)。请完成以下内容:
实验报告单
实验名称 测量小车的平均速度
实验原理 (1) (填公式即可)
实验器材 长木板、垫板小木块、秒表、刻度尺、金属挡板等
实验步骤 (2)①按照实验设计的图示安装器材,②让小车从斜面的顶端 释放并开始计时,分别测出小车从A到C所用的时间t1和路程s1;③重复上述实验操作过程分别测出小车从A到B所用的时间t2和路程s2;B到C所用的时间t3和路程s3;④……
实验数据 记录表格 1205603602
实验结论 (3)小车从斜面上由静止开始下滑过程中速度、、的大小关系是 (由大到小的排序);所以小车在下滑过程中速度是越来越 (选填“快或慢”);
实验反思与 交流讨论 (4)有同学说:在某次测量时间的过程中,还没有来得及计时,小车就运动到了底端,请分析造成这一现象的原因: 。
【变式4-1】(23-24八年级上·江苏无锡·期末)小华用如图甲所示的装置探究玻璃管中气泡的运动规律。实验方案如下:选取O点为计时起点,每隔2s拍摄一次频闪照片,记录气泡所在的位置,计算出气泡运动的路程s,画出对应的s﹣t图像。
(1)上述方案中,计时的起点O点离玻璃管底部有一段距离,你认为这样做的原因除了可以方便于计时外,还因为 。小华比较气泡运动快慢的方法是 ,为方便于小华的测量,应使气泡在管内较 (选填“快”或“慢”)地运动,从而减小测量误差。
(2)拍摄完毕后,小华将刻度尺放在频闪照片旁,结果如图所示。则照片中气泡2s内运动的距离为 cm。若实验中气泡的长度为0.5cm,则气泡在2s内实际运动的路程为 cm,平均速度为 m/s。
(3)实验结束后,将一个直径稍小于试管内径的钢珠从管口由静止开始释放,发现其下落速度越来越快,则他绘制出的s﹣t图像接近图乙中的 (选填“①”或“②”)。
【变式4-2】(23-24八年级上·陕西西安·期末)小明和同学们在游乐场游玩时,看到同学从滑道的顶端冲下来后吓得尖叫。他想知道同学下滑时的速度如何变化,于是利用带有刻度的斜面、秒表以及小车来探究下滑过程中的速度变化情况。
(1)该实验的原理是 ;
(2)斜面的坡度应当较 (选填“大”或“小”),这样可以减小测量 的误差;
(3)图-1中,测得AB段的时间tAB=2s,则AB段的平均速度是vAB= m/s;若小车释放后,小明才开始计时,则测得AB段平均速度将 (选填“偏大”“偏小”或者“无影响”);
(4)选用正确的测量方法后,小明测得的全程时间t=3.2s,作出小车的运动图像如图所示,能正确表示小车下滑的图像是 (填选项);
A.B.C.D.
(5)小明用频闪相机给滑滑梯的同学拍了张频闪照片(相机固定不动,每秒自动拍摄一次,多次曝光拍出一张照片),如图-2所示。小明由此判断出滑滑梯的同学下滑的越来越快,其判断的方法是 。
【变式4-3】(23-24八年级上·江苏泰州·期末)本题有两小题。
从O点开始的路程s/cm 0 10 20 30 40
从O点开始计时的时间t/s 0 5 10 15 20
(一) “研究充水玻璃管中气泡的运动规律”实验时,小明取长50cm的细玻璃管注满水,管中留一小气泡,将玻璃管反转后,观察气泡的运动情况,如图甲所示。
(1)实验时,小明将玻璃管翻转后,他等气泡运动一段路程后才开始计时,好处是 ;(填一点即可)
(2)小明将实验所测得的数据记录表中,请你在图乙的坐标中画出s-t图象;
(3)根据实验数据和所画的图象,可归纳出:一段路程后,气泡运动的路程和时间近似成 (正/反)比,运动速度可以看做是 (改变/不变)的。
(二)取两张等大的圆形纸,分别剪去两个大小不等的扇形(图丙所示),再将它们做成图丁所示的两个锥角不等的纸锥。
运动 物体 下落高 度s/(m) ① 速度 v/(m·s-1)
大纸锥
小纸锥
(1)为了比较纸锥下落的快慢,可将纸锥按如图丁 (A/B)所示的位置释放;
(2)为了测纸锥下落的速度,设计了如图所示的表格,表格中①处填 ;
(3)晓华的同学猜想纸锥从同一高度下落的快慢可能与纸锥的锥角、纸锥的质量有关,并打算用第(1)题中的两个纸锥,研究纸锥下落快慢与锥角的关系,晓华认为不科学,你认为原因可能是: ;
(4)在测量纸锥下落速度的实验中,小明用每隔相等时间曝光一次的相机,拍得如图戊所示的照片,右侧为纸锥从E到F过程的放大图。相机说明书上的描述如下:“……每秒钟曝光2次,像成在同一底片上……”。
①纸锥从A到D速度变化情况是 ,判断的理由是 ;
②从E到F过程中,纸锥运动速度是 m/s;
③若纸锥从E到F匀速运动,它完全通过刻度尺上“70”到“80”段所用的时间是 s。
01 长度与时间的估测
【点拨】 提高估测能力应注意以下几点: (1)认识标准:多经历、多体会1cm、1m等长度的概念,奠定估测基础; (2)积累参照物:估测一般需要根据相关参照物进行,参照物越丰富,估测能力越强,所以平时应多熟悉生活中常见物体的尺度。
1. (2024·湖北)我国古代把女子一拃长称为“咫”,男子一拃长称作“尺”,如图。“咫尺之间”用来比喻相距很近,实际“咫”与“尺”长度相差大约为( )。
A. 3mm B. 3cm C. 3dm D. 3m
2. (2024·吉林)生活中处处有物理,根据你的经验,下列描述最符合实际的是( )
A. 一根铅笔的质量约为2kg B. 物理课本宽度约为18cm
C. 人正常体温约为39.5℃ D. 中学生百米赛跑成绩约为5s
02 长度与长度测量
【点拨】 (1)刻度尺的选择:测量长度若分段测量,然后再将每段长度相加也可测得结果,但误差较大,所以一般情况下,测量物体长度时,在满足测量精度要求的前提下,刻度尺的量程应大于待测物体的长度,以保证可一次完成测量。 (2)刻度尺的放置:放置刻度尺时,零刻度线要对准被测物体的一端,有刻度的一侧要紧贴被测物体,与被测物体保持平行,不能歪斜。 (3)刻度尺的读数(易错) 读取准确值后要估读到分度值的下一位;若所测物体的末端刚好对准某个刻度线,那么估读数为“0”,且不能省略。 (4)刻度尺的分度值(易错) 从测量值推断刻度尺的分度值时应注意,测量值倒数第二位所对应的长度单位就是该刻度尺的分度值。
3.(2024·辽宁)由图(a)读出塑料吸管的长度为 cm,在吸管中间戳个小孔,将其放在转动轴上,通过摩擦使其带电,如图(b),用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管,发现吸管被排斥,说明吸管和橡胶棒带 种电荷。
4.(2024·江苏宿迁)一节新干电池电压为 V,如图所示测量7号干电池长度,读数方法正确的是 (选填“A”或“B”),长度为 cm。
03 时间与时间的测量
5.(24-25八年级上·湖北黄冈·阶段练习)早在距今3000多年的周朝,中国民间就开始普遍使用日晷了。日晷由金属质的晷针和石质晷面两部分组成。运行原理是:太阳东升西落,晷针投影的方向也随之移动,打在晷面上的一条线影落在什么区域内,就代表着一天的什么时候。晷针在晷面上的影子转动30°时,大约经过的时间是( )。
A.20s B.200s C.20min D.2h
6.(24-25八年级上·四川成都·阶段练习)艾物理同学用秒表测乐探探同学跑完600m所需的时间。如图所示,秒表读数是 。跑步结束的乐探探同学又用了1min钟的时间测量自己的脉搏,发现此时脉搏次数比安静时的脉搏次数 ,乐探探不禁感叹,物理老师果然没有骗人。
04 参照物
【点拨】 判断物体的运动状态的方法 一定确定被研究的物体二选选定参照物三分析分析被研究的物体相对于参照物的位置是否发生变化四判断相对于所选的参照物,若物体位置没有发生变化,则物体是静止的;否则,就是运动的
判断参照物的方法 一定明确研究的物体及其运动状态二找分析被研究的物体相对于哪个物体位置发生了变化,相对于哪个物体位置没有发生变化三断根据题意确定所选的参照物
7. (2024·广东深圳)2024年6月 10日是我国传统节日端午节,端午节划龙舟是传统的习俗,弘扬中国传统文化是我们义不容辞的责任。思考乐月月同学踊跃参加了划龙舟比赛,比赛中,思考乐月月同学判断龙舟尾部的旗杆是静止的,所选的参照物是( )。
A. 龙头 B. 船桨 C. 河岸 D. 鼓槌
8. (2024·广东)如图为珠江两岸景观图。下列相对广州塔静止的是( )
A. 飞行的客机 B. 两岸的高楼
C. 行驶的游船 D. 流动的江水
05 运动与静止的相对性
【点拨】 “运动和静止”在物理学中的定义与我们生活中的感受有所区别: (1)物理学中运动和静止的描述是相对的,都需要一个参照物,或者是一个参考点,相对于参考点或者参照物不运动的就是静止; (2)在生活中,我们默认地面就是参照物,所以我们走路或者坐车时感觉是自己在“动”,太阳是“东升西落”的,而我们的眼睛更是以自己为参照物,这也就是为什么乘坐交通工具向前走的时候总是感觉周围的景物在向后倒退的原因。 ★易错警示:在选择参照物时,易把研究对象本身选为参照物,或没有明确研究对象,或没有理解运动和静止的相对性,以至于出错。不会从物体的运动和静止情况来判断所选取得参照物,也容易出错。
9. (2024·广西)如图所示,2024 年广西“民族体育炫”板鞋竞速比赛中,运动员看到广告牌向后退,所选择的参照物是( )。
A. 跑道 B. 板鞋 C. 观众席 D. 广告牌
10.(2024·湖北) 2024年5月28日,神舟十八号航天员圆满完成出舱任务。如图,搭乘机械臂的航天员A已为空间站安装好空间碎片防护装置,航天员B正在出舱。以空间站为参照物,安装好的防护装置是_________的,航天员B是_________的。
06 速度的估测
【点拨】 了解常见物体运动的速度是解答速度估测题的关键。常见物体的速度如下: ①人正常步行的速度约为1.2m/s; ②光在真空中传播的速度为3×108m/s; ③自行车的速度约5m/s; ④声音在15℃的空气中传播的速度为340m/s等。
11. (2024·山东滨州)下列估测的数据,符合实际的是( )。
A. 教学楼每层楼高约为3.5m
B. 中学生跑完800米的时间约为1min
C. 中学生步行的速度约为20km/h
D. 九年级物理课本的质量约为2kg
12. (2024·黑龙江龙东)以下说法最接近实际的是( )。
A. 播放一首国歌的时间是46min
B. 适合洗澡水的温度是70℃
C. 2B铅笔的长度18cm
D. 家用电热水器功率为100W
07 速度概念及其应用
【点拨】 ★易错警示:对于匀速直线运动,时间t是原来的几倍,路程s就是原来的几倍,s与t的比值是不变的。 解答计算题的基本步骤: (1)认真审题,找出各运动阶段的已知条件、待求的物理量,用准确的字母符号及下标表示; (2)统一单位。 (3)根据物理概念选用物理公式,并进行公式变换,同时应有必要的文字说明; (4)代入数据进行计算,计算出答案,数值后面要写上准确的单位。
13.(2024·江苏扬州)宁扬城际铁路将于2026年建成,全长约58km,快车全程用时约30min,则快车全程平均速度约为( )
A.54km/h B.77km/h C.116km/h D.190km/h
14.(2024·新疆)如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩后,鱼漂从露出水面的长度为6cm竖直向下运动到露出水面的长度为2cm的过程,所用时间为0.4s,则该运动过程鱼漂的平均速度为( )。
A.5cm/s B.10cm/s C.15cm/s D.20cm/s
15. (2024·江苏无锡)如图所示是小球下落过程中每隔相等时间曝光一次所得的照片,其中小球运动的参照物是________,比较小球在相等时间内通过的________,可知小球的速度越来越________.
08 运动图像
【点拨】 读懂s-t图像的关键 (1)若直线在纵轴上有截距,表示开始计时时物体已经有了一段路程; (2)若直线起始时刻在横轴上有截距,表示物体在开始计时一段时间之后才开始移动; (3)直线的倾斜程度越大,物体的速度越大; (4)若两条直线有交点,则在交点时刻两物体相遇。
16.(2024·江苏宿迁)甲、乙两车同时、同地、向同一方向行驶,图像如图所示,以下说法正确的是( )。
A.甲车速度大于乙车速度 B.乙车速度大于甲车速度
C.以甲车为参照物,乙车是静止的 D.以乙车为参照物,甲车是向后运动的
17.(2024·黑龙江大庆)如图所示为甲乙两物体在同一直线上运动的图像,从0时刻开始计时,则关于它们的运动情况,描述正确的是( )。
A.时,乙在甲的前面,甲运动4s追上乙
B.甲乙同时出发,乙运动2s追上甲
C.甲乙在出发后都做匀速运动,且
D.甲比乙先出发2s,甲运动4s和乙相遇
09 测量小车的平均速度
【点拨】 解答测平均速度实验题要注意: 一明确明确实验原理、实验方法和实验过程二把握准确把握题意,准确从题图或题表中获取正确、有用的信息三计算根据平均速度的计算公式进行计算四结论按题目要求分析数据,得出结论
18. (2024·吉林)如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。
(1)为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持很_____________的坡度。
(2)B为AC中点,,两次实验小车都从A点由静止下滑,到达C点所用时间为2.8s,到达B点所用时间为2s,则小车通过AB段的平均速度为_____________m/s。
(3)由实验可得:小车在下滑过程中速度越来越_____________。
19.(2024·北京)如图所示为一个水滴下落过程的示意图,水滴由A位置下落到B位置,A、B之间的距离为 cm,所用的时间为0.2s,依据公式 可计算出这个过程中水滴下落的平均速度为 cm/s。
10 频闪法测平均速度、区间测速
【点拨】 利用频闪相机测速: (1)利用频闪摄像法测量平均速度时,其隐含的条件是物体两个相邻影像间的时间间隔是相同的,这个时间间隔就是照相机相邻两次拍照的时间间隔; (2)根据图示,用刻度尺测出相邻影像间的距离,如果没有刻度尺,可以根据物体的大小估测相邻影像间的距离; (3)频闪摄影照片中,一般影像较多,就是平均速度时,一定要注意区分计算的是哪段路程的平均速度,不要张冠李戴。 区间测速:区间测速和其他测量平均速度一样,都是依据这一原理。在解答区间测速问题时要注意: (1)判断是否超速时,将求出的平均速度和该区间的最高限速进行比较即可; (2)区间测速计算出来的速度是这一段路程的平均速度,并不是车辆的实际速度。
20.(2024·江西)以下是某同学“测量小球运动的速度”的实验报告,请你将报告内容补充完整。
实验目的 测量小球运动的速度
实验原理
实验器材 小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机
实验步骤 (1)一小球在水平桌面上沿直线运动,下图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹,频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。 (2)分别测出小球通过的路程: ,,;记录这三段路程所对应的时间:。 (3)分别计算小球通过这三段路程的平均速度。
实验结论 (1)小球在这三段路程的平均速度分别为: ,, 。 (2) (选填“>”“<”或“=”),小球在水平桌面上做 (选填“匀速”或“变速”)运动。
安全提示 小球运动时的速度不宜过快,以免小球动能过 ,从桌面掉落时伤人。
21.(2023·新疆)频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10cm。
/mm /mm /mm /mm
A球() 4.9 14.7 24.5 34.3
B球() 1.2 9.8 19.6 29.4
3.7 4.9 4.9 4.9
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是___________(填“A”或“B”)球;
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时,刻度尺的示数如图乙所示,则s5=_______mm。设 A球在空中下落时,通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3,则v2:v3=__________;
(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做________(填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。先开始下落的小球的速度为__________m/s时,后开始下落的小球刚好开始下落。
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