第一章 机械运动 复习学案（含答案）

原理
器材
刻度尺,停表,小车,斜面等
装置
如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持很小的坡度,在斜面底端固定金属片
步骤
（1）把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1;
(2)释放小车,用停表测量出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1;
（3）根据测得的s1、t1,利用公式v1= 算出小车通过斜面全程的平均速度v1;
（4）将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s2和小车从顶端滑到金属片所用的时间t2,利用公式算出小车通过上半段路程的平均速度v2
结论
小车在斜面上做变速直线运动,在不同的路段,小车的平均速度大小不同
注意事项
实验成功的关键是准确测量时间,小车开始运动时开始计时,小车撞击金属片时停止计时。正式实验之前应该多练习几次,熟练之后测量的数据会更准确;
斜面垫起不要太高,也不要太低,过高会使小车速度过大,不易记录时间;过低会造成各段测出的平均速度太接近;
(3)要保证每次测量都从同一高度处由静止释放小车;
(4)测小车通过的路程时,应从开始计时的车头位置测量到计时结束时的车头位置,不是斜面的长度
第五课时 机械运动复习
知识点一 测量平均速度
【拓展】 从斜面上滑下的小车,速度会越来越快,其速度的变化情况与斜面的倾斜程度有关,斜面倾斜程度越大,同样的长度,用的时间越短。
【练习】在“测量物体运动的平均速度”实验中, 当小车自斜面顶端滑下时开始计时,滑至斜面底端时停止计时。如图所示,此过程中小车的平均速度是 。

解析 由图可知,小车通过的路程s=45 cm,运动时间t=5 s,故小车的平均速度= =0.09 m/s。
答案 0.09 m/s
题型一 “测量平均速度”实验的考查
【例1】 在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
（1）图中AB段的路程sAB= cm,如果测得时间tAB=1.6 s,则AB段的平均速度vAB= cm/s。
（2）在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏 。
（3）为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程 中下半程的平均速度。他的做法正确吗? ,理由是: 。

【练习】
1.小华在学习了“速度的变化”的相关知识以后,想探究一下从斜面上滑下的物体在不同阶段的平均速度的情况,设计了如图3所示的实验装置:小车从带刻度(分度值为1 cm)的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示,则:
图3
(1)该实验是根据公式　　　　进行测量的;?
(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较　　　　(填“大”或“小”);?
(3)请根据图中所给信息回答:sAB=　　　　cm;tBC=　　　　s;vAC=　　　　m/s。?
(4)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏　　　　(填“大”或“小”)。?
答案　(1)v=　(2)小　(3)40.0　1　0.3　(4)大
解析　如果小车过了A点后才开始计时,则测得的小车通过AC段所用的时间短了,故会使AC段的平均速度vAC偏大。
2.某物理兴趣小组利用带有刻度尺的斜面、小车和停表测量小车的平均速度,如图所示,图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时间的情形,显示时间的格式是“时:分:秒”
(1)该实验是根据公式　　　　进行测量的;?
(2)请你根据图示完成下表
小车由甲至乙
小车由乙至丙
小车由甲至丙
路程s/cm
26.0
64.0
时间t/s
4
平均速度v/(cm/s)
13
15
(3)实验中,为了方便计时,应使斜面的坡度较　　　(填“大”或“小”);若小车到达丙还没有停止计时,则会使所测量的速度偏　　　　。?
(4)通过分析图中所给的信息可以判断,小车从斜面顶端运动到底端的过程中　　　　(填“是”或“不是”)做匀速直线运动,因为　 。?
答案　(1)v=s/t　(2)见解析　(3)小　小　(4)不是　小车速度越来越大
解析　(1)在该实验中,测出小车的路程与通过该路程所用的时间,然后由平均速度公式求出小车的平均速度,因此该实验是根据公式v=s/t进行测量的;
(2)由图可知,小车从甲到乙用时t1=00:05:06-00:05:04=2 s。小车从乙到丙用时4 s,通过的路程s2=64.0 cm,v2=s2/t2=64.0 cm/4 s=16 cm/s;小车从甲到丙用时t=00:05:10-00:05:04=6 s,通过的路程s=90.0 cm,故表格补充如下:
小车由甲至乙
小车由乙至丙
小车由甲至丙
路程s/cm
26.0
64.0
90.0
时间t/s
2
4
6
平均速度v/(cm/s)
13
16
15
　　(3)根据v=s/t可知,若小车到达丙后还没有停止计时,这样时间记录偏大,则会导致所测量的速度偏小。
(4)因为小车前段路程运动慢、后段路程运动快,小车全程做的不是匀速直线运动。
题型二 测量速度的其他方法
【例2】如图 所示为两个小球运动过程的频闪照片,闪光时间间隔为1 s,图上数字为闪光时刻编号,请按提示描述这两个小球的运动,图中每一个小格的长度为0.2 m。
（1）求出小球B在编号3至编号7这段时间间隔内的平均速度vB= m/s。
（2）分别求出小球A在编号1至编号3这段时间间隔内的平均速度v1= m/s;小球A在编号5至编号7这段时间间隔内的平均速度v2= m/s;
（3）小球A在编号1至编号7这段时间间隔内的速度逐渐 (选填“变大”或“变小”)。
答案 (1)0.8 (2)0.5 1.3 (3)变大
点拨 “频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法,照片上每两个相邻的物像之间的距离所对应的实际距离就是物体在 t时间内运动的距离。利用速度公式就可以算出物体的速度。如果各个物像之间的距离不同,说明物体做变速运动,这是因为物体在相同的时间内通过的路程不相同。
【练习】
1.如图是苹果下落过程中拍摄的频闪照片,相机每隔0.1 s曝光一次,由此可判断苹果的运动是　　　　运动(选填“匀速”或“变速”)。照片上A与B的间距,所对应的苹果的实际运动路程为57 cm,则苹果在这段路程上的平均速度是　　　　 m/s。?
答案　变速　1.9
解析　由频闪照片可以看出,苹果在相同时间内通过的路程越来越大,所以它做的是变速运动;A到B之间有3个时间间隔,即从A到B所用时间为t=0.3 s,苹果在这段路程上的平均速度:v=s/t=0.57 m/0.3 s=1.9 m/s。
2.如图是利用每秒闪光10次的照相装置拍摄到的同一个小球从左向右运动的频闪照片。关于小球各段路程上的平均速度,下列说法正确的是(　　)
A.小球在A、B两点间运动的平均速度最大
B.小球在B、C两点间运动的平均速度最大
C.小球在C、D两点间运动的平均速度最大
D.小球在D、E两点间运动的平均速度最大
答案　A　由题意可知图中相邻两点间的时间间隔是相等的,由图可知sAB>sBC>sCD>sDE,由平均速度公式v=可知,小球在A、B两点间运动的平均速度最大,D、E两点间运动的平均速度最小。
3.一个小球从斜面滚下,用照相机每隔0.1 s拍摄一次,记录运动情况的照片如图所示。则实验中小球从A点运动到D点的平均速度为　　　　m/s。小球在整个运动过程中做　　　　　　　(选填“匀速直线运动”或“变速直线运动”)。该实验所用的斜面坡度应　　　　些较好(选填“大”或“小”)。?
答案　1　变速直线运动　小
解析　由图知A与D间有3个间隔,则小球从A点运动到D点的时间t=3×0.1 s=0.3 s。由图可知,A与D间的距离s=30 cm=0.3 m,则平均速度v===1 m/s。图上每相邻两点的时间间隔相等,在整个运动过程中,每相邻两点间的距离越来越大,由v=知小球的速度越来越大,所以小球做变速直线运动。斜面坡度越大,小球沿斜面向下加速运动越快,计时会越困难,所以为了计时方便,斜面坡度应小些。
4.小方用频闪相机探究纸锥竖直下落的运动情况,相机每隔0.2 s曝光一次,拍下的照片如图所示,由照片可以判断纸锥做的是　　　　(选填“匀速”或“变速”)直线运动。若测得A、B间的实际距离为5.20 cm,则在A、B两位置之间,纸锥下落的平均速度为　　　　m/s。?
答案　变速　0.13
解析　由图示照片可以看出,在相等时间内纸锥的路程越来越大,因此纸锥做变速直线运动;由A到B纸锥的运动时间t=2×0.2 s=0.4 s,纸锥的平均速度v===0.13 m/s。
机械运动综合练习
一、选择题
1.北魏著名地理学家、散文家郦道元在脍炙人口的《三峡》名篇中曾写到“至于夏水襄陵,沿溯阻绝。或王命急宣,有时朝发白帝,暮到江陵,其间千二百里(1里=0.5公里=0.5 km),虽乘奔御风,不以疾也。”则可估算出船的平均速度大约为(　　)
A.25 km/h B.50 km/h C.100 km/h D.150 km/h
答案　B　从诗句“有时朝发白帝,暮到江陵,其间千二百里”,可以找出船行驶的路程是“一千二百里”、对应的时间是“一白天”。故船的平均速度大约为:v=s/t=（1200×0.5 km）/12 h=50 km/h。
2.在物理学中我们是以“单位时间内物体通过路程的多少”来描述物体运动快慢的。而在文学作品中常常用一些成语来描述物体运动的快慢,下面的成语中与物理学描述运动快慢的方法最相近的是(　　)
A.一日千里 B.风弛电掣 C.姗姗来迟 D.离弦之箭
答案　A　“一日千里”中既有时间又有路程,“一日”指的是时间,“千里”指的是路程,故它与物理学描述运动快慢的方法最相近。
3.据观察,教室的宽度最接近于(　　)
A.60 mm B.8 dm C.8 m D.60 m
答案　C　一般教室的长度在10 m左右,宽度在8 m左右,故选C。
4.自行车是节能环保的交通工具,为了方便市民,某市在市区不同位置设立了自行车停取处。一天,小明用卡取自行车去上学,如图所示,在行驶途中,他说自己是“静止”的,他所选择的参照物是(　　)
A.公路两旁的房屋 B.公路两旁的树
C.他骑的自行车 D.对面驶来的汽车
答案　C　小明相对于公路两旁的房屋,位置不断变化,是运动的,故A错误;小明相对于公路两旁的树木,位置不断变化,是运动的,故B错误;小明相对于自己所骑的自行车,位置没有变化,是静止的,故C正确;小明相对于对面驶来的汽车,位置不断变化,是运动的,故D错误。
5.小明同学对物理课本进行了测量,记录如下:长为25.91 cm,宽为18.35 cm,那么他所用的刻度尺的分度值为(　　)
A.1 mm B.1 cm C.1 dm D.1 m
答案　A　由记录结果可知,倒数第二位的数字9和3所对应的单位为毫米,即刻度尺的分度值为1 mm。
6.运动和静止的相对性是指(　　)
A.运动和静止都取决于人的主观感觉
B.同一物体不可以说它既是运动的,又是静止的
C.选择的参照物不同,描述物体运动的结果可能不同
D.选择运动的物体作参照物,研究的对象就是静止的
答案　C　同一物体是运动还是静止取决于所选的参照物,与人的主观感觉无关,选择的参照物不同,描述物体运动的结果可能不同,所以同一物体可以说它既是运动的,又是静止的,故A、B错误,C正确;选择运动的物体作参照物,研究的对象不一定是静止的,故D错误。
7.下列说法中正确的是(　　)
A.房屋、树木随地球转动不属于机械运动
B.在匀速直线运动中速度与路程成正比,与时间成反比
C.对同一物体选用不同的参照物,其运动情况一定不相同
D.用t/s可以表示物体运动的快慢,且t/s越小,表示物体运动越快
答案　D　房屋、树木随地球转动都是位置的改变,都属于机械运动,故A错误;在匀速直线运动中速度保持不变,与路程和时间无关,故B错误;对同一物体选用不同的参照物,其运动情况可能相同,也可能不同,故C错误;根据速度公式v=s/t可知,t/s=1/v,所以越小说明v越大,物体运动越快,故D正确。
8.甲、乙两个物体都做匀速直线运动,他们通过的路程之比为1∶2,所用时间之比为2∶1,则速度之比为(　　)
A.4∶1 B.1∶1 C.1∶4 D.3∶2
答案　C　由速度公式v=s/t得v甲/v乙=（s甲/t甲）/（s乙/t乙）=(s甲/s乙)×(t乙/t甲)=1/2×1/2=1/4。
9.一个人骑自行车前进,开始以2 m/s的速度匀速走了40 m,然后又以5 m/s的速度匀速走了50 m,则他在整段路程的平均速度是(　　)
A.4 m/s B.4 m/s C.3 m/s D.2.5 m/s
答案　C　走40 m所用的时间:t1=s1/t1=40 m/2 m/s=20 s;走50 m所用的时间:t2=s2/t2=50 m/5 m/s=10 s;全程的平均速度:v=s/t=(40 m+50 m)/(20 s+10 m)=3 m/s。
10.骑自行车的人自西向东运动,固定在路旁的摄像系统两次拍照分别如图甲、乙,以下判断错误的是　(　　)
A.以小轿车为参照物,货车与自行车都向东运动
B.以地面为参照物,货车、小轿车、自行车均在运动
C.以自行车为参照物,小轿车向西行驶的速度大于货车
D.以货车为参照物,小轿车向西运动,自行车也向西运动
答案　D　由题图可知,以小轿车为参照物,货车与自行车均向东运动;以地面为参照物,货车、小轿车和自行车的位置均发生了变化,即在运动;以自行车为参照物,相同时间内小轿车通过的路程比货车的大,即运动快,故A、B、C项均正确。以货车为参照物,小轿车向西运动,自行车向东运动,故D项错误,符合题意。
11.甲、乙两物体先后从同地沿同方向做匀速直线运动。甲比乙先运动2秒,甲运动6秒时通过的路程为6米,此时甲、乙间的距离为2米。在图1-5-3所示的a、b、c三条图线中,乙的s-t图(　　)
图1-5-3
A.一定是图线a B.一定是图线b
C.可能是图线b D.可能是图线c
答案　D　根据题意,甲运动6 s时通过的路程为6 m,而乙比甲晚2 s开始运动,则乙运动了4秒,甲、乙间的距离为2米,则乙的路程为4 m或8 m,故乙的s-t图可能为图线a,也可能为图线c,故选D。
二、填空题(每小题2分,共26分)
12.新型汽车的研制中,将汽车模型放在风洞中不动,让风高速迎面吹来,真实地模拟了汽车在空气中高速行驶的情形,若以地面为参照物汽车是　　　　,以　　　　　为参照物汽车是运动的。?
答案　静止的　流动的空气
解析　汽车模型相对于地面位置没有发生改变,所以是静止的;以流动的空气为参照物,汽车模型相对于空气位置在不断发生改变,是运动的。
13.一千多年前,唐朝的大诗人李白曾在芜湖感叹长江的壮美景观:“天门中断楚江开,碧水东流至此回。两岸青山相对出,孤帆一片日边来”。从物理学的角度看,“两岸青山相对出”和“孤帆一片日边来”所选的参照物分别是　　　　和　　　　。?
答案　行船　太阳
解析　“两岸青山相对出”描述的是青山是运动的,参照物选择的是行驶的船,青山和船之间的位置发生了改变,所以青山是运动的;“孤帆一片日边来”描述的是船是运动的,参照物选择的是太阳,船和太阳之间的位置发生了改变,所以船是运动的。
14.坐在温馨的物理考场,仔细想想:你平时走路的步幅约为50　　　　,上体育课时你跑100 m所需时间约为16　　　　。(填上合适的物理量单位)?
答案　 cm　s
提示　根据生活经验及所学物理知识进行估测即可。
15.下表是某次列车的运行时刻表,列车准点运行时,由曲靖到安顺这段路程的平均速度为　　　　km/h(保留一位小数),这个速度　　　(填“大于”“小于”或“等于”)20 m/s。?
站次
车站
到达日
到时
发时
停留时间
运行时间
里程
1
昆明
当日
始发站
21:04
..
..
0公里
2
曲靖
当日
22:37
22:41
4分钟
1小时33分钟
157公里
3
宜威
第二日
00:07
00:13
6分钟
3小时3分钟
258公里
4
六盘水
第二日
03:25
03:35
10分钟
6小时21分钟
389公里
5
安顺
第二日
05:41
05:44
3分钟
8小时37分钟
541公里
6
贵阳
第二日
07:02
07:12
10分钟
9小时58分钟
638公里
答案　54.9　小于
解析　由列车时刻表可知曲靖到安顺的路程:s=541 km-157 km=384 km,列车从曲靖到安顺的时间:t=7 h,列车从曲靖到安顺的平均速度:v=s/t=384 km/7 h≈54.9 km/h=15.25 m/s<20 m/s。
三、实验探究题
16.某同学用毫米刻度尺测量一课本每张纸的厚度(不计封面,共300页),由图1-5-7甲可知每张纸的厚度大约是　　　　毫米。在测金属丝直径时,采用了如图乙方法进行测量,根据图示情况,回答:细金属丝的直径是　　　　毫米。?
答案　0.04　1.6
解析　图甲中,刻度尺的分度值是1 mm,课本的总厚度是0.60 cm=6.0 mm,课本有300页,即150张,故一张纸的厚度:6.0 mm/150=0.04 mm;图乙中,起点刻度是50.0 mm,末端示数为75.0 mm,金属丝线圈的总长度是75.0 mm-50.0 mm=25.0 mm,金属丝的匝数是16,每根金属丝的直径:25.0 mm/16≈1.6 mm。
17.体育课上测得甲、乙、丙三位同学一百米赛跑成绩如下表所示:
参赛者
甲
乙
丙
成绩 (s)
14.3
13.9
15.1
根据表中成绩可知,跑得最快的是　　　　同学,这里比较三人运动的快慢采用的是在相同　　　　条件下,比较所用时间的方法。?
答案　乙　路程
解析　三名同学所经过的路程是相同的,都是100 m,所以用时最短的,跑得最快,速度最大。
四、计算题
18.宜昌快速公交“BRT”预计于2015年6月建成试运营。该项目北起夷陵客运站,南至宜昌东站,全长约为24 km。如图所示是宜昌首批“BRT”公交样车,据测算,它全程平均速度约为30 km/h。车辆配备了智能化的车辆调度和信息服务中心,通过GPS全球定位功能全程跟踪记录并实时传递每台营运车辆的各种信息。
(1)“BRT”从起点夷陵客运站至终点宜昌东站需要多长时间?
(2)若“BRT”在某一地段运行时,先以60 km/h的速度运行60 s,停车12 s,再以50 km/h的速度运行36 s,求“BRT”在这一地段的平均速度是多少km/h?
答案　(1)0.8 h　(2)50 km/h
解析　(1)从起点夷陵客运站至终点宜昌东站需要的时间:t总=s总/v总=24 km/30 km/h=0.8 h;
(2)“BRT”在这一地段所用时间:t=t1+t2+t3= 60/3600 h+12/3600 h+36/3600 h=0.03 h,通过的路程:s=s1+s2=v1t1+v2t2=60 km/h×60/3600 h+50 km/h×36/3600 h=1.5 km,在这一地段的平均速度:v=s/t=1.5 km/0.03 h=50 km/h。