初中物理 解密运动的快慢
一、学习目标
1. 知道比较物体运动快慢的方法;
2. 理解速度及匀速直线运动;
3. 能够用图象描述物体的运动规律。
二、重难点提示
理解匀速直线运动。
考点精讲:
一、速度
1. 比较物体运动快慢的方法:
(1)相同时间,比较路程;
(2)相同路程,比较时间。
如百米赛跑中,观众采用相同时间比路程的方法来比较快慢;裁判员则采用相同路程比时间的方法来比较快慢。
注意:物理学上采用“相同时间比路程”的方法来比较物体运动的快慢。
2. 速度
定义 物体在单位时间内所通过的路程
意义 描述物体运动快慢的物理量
公式 v=s/t
单位 基本单位 米/秒(m/s)
常用单位 千米/时(km/h)
换算 1米/秒=3.6千米/时
测量 用秒表测出物体运动的时间t,再用刻度尺测出物体运动的路程s,用v=s/t计算出速度。
【重要提示】(1)将求速度的公式v=s/t变形后,可用于求路程s=vt,也可用于求时间t=s/v。
(2)对于匀速直线运动的速度v,它是大小不变的物理量,与s和t无关,千万不能说成“v与s成正比,与t成反比”。
二、运动的分类
1. 匀速直线运动与变速直线运动
定义 说明
匀速直线运动 物体沿着直线运动,在相同的时间里通过的路程始终相等,叫匀速直线运动 ①在“任意一个时间”内速度都是不变的
②在相同的时间里,通过的路程一定相等
③速度的大小是个定值,与路程s和时间t无关
变速直线运动 物体沿着直线运动,在相同的时间里通过的路程不相等,叫变速直线运动 ①可以用“平均速度”来粗略表示物体运动的快慢
②平均速度与路程成正比,与时间成反比
2. 运动的图象
v-t 图象 s-t 图象
匀速直线运动
变速直线运动
【易错点】要特别注意:匀速直线运动的s-t图象与变速直线运动的v-t图象非常相似,极易混淆。
典例精析:
例题1 甲、乙两同学在平直的马路上骑车匀速前进,甲同学的速度比乙同学的大,以下说法中正确的是( )
A. 甲运动的路程比乙长
B. 甲运动的时间比乙短
C. 运动相同的路程甲用的时间比乙长
D. 在相同的时间内甲运动的路程比乙长
思路分析:速度是表示物体运动快慢的物理量,速度大则运动快,但不能说经过的路程多或用时短;根据速度的公式可以推导出速度大的物体,相同时间路程长;相同路程时间短。
答案:D
例题2 某物体做匀速直线运动,关于该物体的速度,下列说法中正确的是( )
A. 物体运动路程越长,速度越大
B. 物体运动时间越短,速度越大
C. 由速度公式v=s/t可知:物体的速度与路程成正比,速度与时间成反比
D 速度大小恒定不变
思路分析:匀速直线运动的特点就是快慢不变,即速度恒定不变:在任意一个时刻,v的大小都是不变的,v与s和t无关。
答案:D
例题3 如图所示,是利用每秒闪光10次的照相装置拍摄到的四个物体运动的闪光照片(友情提示:图中的黑点表示物体),其中可能做匀速直线运动的物体是( )
思路分析:根据匀速直线运动的特点:在任何相等的时间内通过的路程都相同,结合所给频闪照片,只有D照片显示出该物体每秒内通过的路程都相同。
答案:D
技巧点拨:匀速直线运动的特点:运动的路线是直线;速度在任何时刻均不变,即在相等的时间里通过的路程相等;现实生活中,匀速直线运动比较少见。
【高频疑点】
匀速运动与变速运动:
(1)计算公式,是通过s与t来计算v,不能说v与s和t有关;
(2)匀速直线运动中,是指任一时刻的速度相等,即在任意相等的时间内,通过的路程相等。
矫正训练1:小嫒同学看到一个物体沿直线运动,每秒通过的路程都是1m,则这个物体( )
A. 一定做匀速直线运动 B. 一定做变速直线运动
C. 可能做变速直线运动 D. 以上说法都不对
思路分析:匀速直线运动是指在任意相等的时间内,通过的路程相等。本题中我们无法确定这个物体在比1秒更短的时间内是否速度不变,所以可能是匀速也可能是变速。
答案:C
矫正训练2:小聪同学看到某个物体第1秒运动了1米,第2秒运动了2米,第3秒运动了3米,第4秒运动了4米,则这个物体在这4秒内运动的速度最接近( )
A. 1m/s B. 2m/s C. 2.5m/s D. 4m/s
思路分析:特别注意本题中的“第2秒、第3秒、第4秒”都是指一秒钟的时间。所以这个物体在做变速运动(加速),4秒内的速度我们要用平均速度来表示:总的路程s为1m+2m+3m+4m=10m,总的时间t为4s,所以速度最接近2.5m/s。
答案:C
【方法提炼】
同步练习:
(答题时间:10分钟)
1. 小理家准备买新房,他看到某开发商的广告称乘车从新楼盘到一家大型商场的时间只需3分钟。据此你认为从新楼盘到该大型商场比较接近的路程是( )
A. 200 m B. 400 m C. 2000 m D. 10000 m
2. 判断一个物体做匀速直线运动的依据是( )
A. 每隔1s沿直线运动的路程相等
B. 只需物体的速度大小不变
C. 1s内运动5m,2s内运动10m,3s内运动15m
D. 任何相等的时间内,沿直线运动的路程都相等
3.(多选)下列有关匀速直线运动的说法中,不正确的是( )
A. 物体做匀速直线运动的速度大小由运动时间决定
B. 汽车沿平直公路每分钟行驶的路程均为1000米,则汽车一定做匀速直线运动
C. 根据v=可知,物体做匀速直线运动的速度与通过的路程成正比
D. 根据s=vt可知,物体做匀速直线运动通过的路程与所需时间成正比
4. 一辆汽车在上海到南京的高速公路上行驶,汽车上的速度表指针如图所示,则汽车从图中位置行驶到南京还需________h。
5. 飞机在10 min内飞行了180 km,它的速度是__________km/h,合__________m/s。
6. 如图是中国跨海第一桥——东海大桥的雄姿,一辆汽车以60 km/h的速度匀速通过该桥的时间约为33 min,则东海大桥全长约为________km,坐在该车上的小王同学,看到洋山深水港逐渐向他靠近,这是以_________为参照物的。
7. 如图是甲、乙两个物体运动时速度随时间变化的图象,根据该图象,可以获得运动物体的信息:(1)甲物体速度比乙物体速度___________;(2)两物体都做___________运动。
8. 物体沿直线运动的路程—时间图象如图,则第2s内的速度为 m/s,第2至第4秒的速度为 m/s,第5s末的速度为 m/s,物体在前10s内的平均速度为 m/s。
9. 已知普通列车的速度一般为100km/h,而磁悬浮列车的设计速度为500km/h,上海到南京的铁路线长300km,那么,磁悬浮列车从上海到南京需多长时间?行驶时间比普通列车缩短了多少?
答案:
1. C 解析:解题的关键是知道汽车大致的行驶速度,这就需要同学们记住一些常见的速度值,如人步行的速度、骑车的速度等。汽车在市区的行驶速度约40km/h,约合11m/s,则汽车在3min内通过的路程约s=vt=11 m/s×3×60 s=1980 m≈2000 m。
2. D 解析:A. 物体每隔1s沿直线运动的路程相等,我们可以看出相等的时间内路程相等,直接通过速度的计算公式v=认为速度也是相等的,这种判断方法是不对的,这样计算出的速度是1s内的平均速度,可以有先快后慢、先慢后快等很多种情况,因此每隔1s沿直线运动的路程相等,可以是匀速的,也可以是变速的,故A不符合题意;B. 只需物体的速度大小不变,不能判断物体做匀速直线运动,没有考虑运动的路径是否是直线,故B不符合题意;C. 1s内运动5m,2s内运动10m,3s内运动15m,通过速度的计算公式v=认为速度是相等的,这种判断方法是不对的,这样计算出的速度是平均速度,可以有先快后慢、先慢后快等很多种情况;因此每隔1s沿直线运动的路程相等,可以是匀速的,也可以是变速的,故C不符合题意。D. 物体沿着直线快慢不变的运动,叫做匀速直线运动,由公式s=vt可知,任何相等的时间内,沿直线运动的路程都相等,这种说法是正确的,故D符合题意。
3. ABC 解析:A、匀速直线运动的运动速度保持不变,在任意时刻速度不变,与时间无关,故A符合题意;B、在平直公路意在说明是直线运动,每分钟行驶的路程均为1000米,并不能说明该汽车为匀速运动,有可能在这一分钟之中,前半分钟行驶800米,后半分钟行驶200米,则不是匀速运动,故B符合题意;C、匀速直线运动的运动速度保持不变,与路程无关,故C符合题意;D、匀速直线运动的运动速度保持不变,根据s=vt可知,所需时间越长,物体做匀速直线运动通过的路程就越长,则物体做匀速直线运动通过的路程与所需时间成正比,故D不符合题意。
4. 1.2 解析:题图是速度表,指针指在100的位置,单位是km/h。根据公式t=s/v很容易求出相关答案来。由v=s/t可得:t=s/v=120km/(100km/h)=1.2h另外,同学们要了解一些交通路牌的含义,如下图:
5. 1 080 300 解析:由速度公式可知,v==1 080 km/h=300 m/s。本题是对新课程“能用速度公式进行简单计算”目标的落实,是一道基础题,展现物理与生活的广泛联系,使学生从答题中关注现实问题,领悟物理在现实生活中的重要性。
6. 33 汽车 解析:汽车行驶的速度是60 km/h,过桥所用时间是33 min,即h。大桥的长度可根据速度公式v=st求得,s=vt=60 km/h×h=33 km。本题是对新课程“能用速度公式进行简单计算”目标的落实,考查学生运用公式计算的能力。
7.(1)大 (2)匀速 解析:本题是一道图象分析题,是速度v关于时间t的图象,从图象中可以看出二者的速度v随时间t的变化始终没有改变,故二者都是做匀速直线运动;同时可以看出甲物体的运动速度v甲=15 m/s,乙物体运动速度v乙=10 m/s,即v甲>v乙。
8. 5 0 10 3 解析:根据图中的绿线指示读取相关数据。
9. 解:磁悬浮列车从上海到南京需要的时间t1===0.6h,
普通列车从上海到南京需要的时间t2===3h,
磁悬浮列车比普通列车缩短的时间为
t=t2-t1=3h-0.6h=2.4h。
答:磁悬浮列车需0.6h,行驶时间比普通列车缩短了2.4h。