第一章 机械运动（单元知识清单）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（人教版2024）

第一章 机械运动（知识清单） 第1节 长度和时间的测量 一、长度的单位 1. 单位 （1）测量物理量的过程实际上是 的过程，就是将一个待测的物理量与一个公认的 进行比较，这个标准量就是单位。 （2）国际单位制：国际计量组织制定了一套国际统一的单位，叫 （简称SI）。 2. 长度单位 （1）国际单位是 ，符号m。 （2）常用单位有： （km）、 （dm）、 （cm）、 （mm）、 （μm）、 （nm）。 （3）单位换算 1km= m= mm= μm= nm 1m= dm= cm= mm。 二、长度的测量 1. 常用测量工具 （1）常用测量工具 测量长度最常用的基本工具是 。例如，卷尺、直尺、三角尺等。游标卡尺、螺旋测微器等常用于机械加工的精密测量，而激光测距仪通常用于远距离精确测量。 （2）认识刻度尺的“0”刻度线、测量范围、分度值 ①“0”刻度线：刻度尺的 刻度线。 ②测量范围（量程）：是测量范围上限和下限的 。 ③分度值：相邻两刻度线之间的长度，它决定测量的 。不同的刻度尺测量范围与分度值可能不同。如图所示，刻度尺的量程是 ，分度值是 。 （3）刻度尺的选择 我们可根据测量的 选择不同的测量工具。例如，要测量家里门窗的长度或宽度，可以选用 来测量；如果要精确测量螺母的尺寸，可以选用精确度比较高的测量工具进行测量，如游标卡尺等。 2. 刻度尺的使用方法 （1）使用前做到三看 一看零刻度线：看刻度尺的 是否磨损。如已磨损，则应重选一个未磨损的刻度线作为测量的起点。 二看量程：测量长度时要求一次测量出物体的长度，如果测量范围小于物体的实际长度，则肯定要移动刻度尺测量若干次，这样会使测量的结果与物体的长度产生较大的偏差。 三看分度值：分度值反映了刻度尺的 。使用不同分度值的刻度尺进行测量，所达到的精确程度不同。 （2）测量时：使用时做到五会。 ①会“选”：根据测量的要求选取 和 适当的刻度尺。 ②会“放”：刻度尺要放正，即刻度尺与被测长度 ，而且要使刻度尺有刻度的一侧紧贴被测物体（如图甲所示）。零刻度线磨损的，应另选某一刻度线为“零点”，与被测物体长度起始端对齐，读数时应注意要减去“零点”的数值。如图丙所示，物体的长度为 cm. ③会“看”：读数时，视线应该 于被测物体及刻度尺。 ④会“读”：读数时，先读出准确值，再进行 。如图甲所示，刻度尺的分度值为1mm，读出准确值是 cm，估读值是 mm（0.3～0.6 mm均正确），所以该物体的长度为 cm。 甲 乙 读数时，如果物体的长度恰好对准整数刻度线，应该用 补上。图乙中铅笔长度应该记录为 mm或 cm。如果记录为52mm或5.2cm，就是错误的。因为没有估读值，体现不出刻度尺的分度值。 ⑤会“记”：记录的测量结果应由准确值、估读值和 组成。 3. 长度测量的特殊方法 （1）累积法 适用于测量无法直接测量的某些微小量。可把数个相同的微小量加在一起测量，再将测量结果除以微小量的个数，就可得到一个微小量。例如，测量一张纸的厚度、细铜丝的直径、塑料胶带的厚度等。 测量细金属丝的直径的方法：把铜丝紧密绕在铅笔上；数出缠绕在铅笔杆上的圈数n；用刻度尺量出n圈铜丝圈的长度L；则铜丝的直径d= L/n. （2）辅助法 对于用刻度尺无法直接测出的物体长度，可用三角板等进行辅助测量，实质就是将被测长度平移至刻度尺上进行测量。例如测量圆锥体的高、硬币的直径等。如图所示，纪念币的直径约为 cm。 （3）化曲为直法 用不可伸长的细棉线和要测量的曲线重合，在起点和终点做好记号，拉直后用刻度尺测量出两标记之间的距离，有比例尺的利用比例尺可计算出实际长度。测量圆柱体的周长、地图上铁路长度等可以用化曲为直法。例如，用地图测出武汉与广州两地间铁路线长度的方法：用棉线AB与地图上两地间铁路线完全重合，测出棉线AB的长度，根据地图的比例尺n即可求出铁路线的长度s= . （4）化直为曲法 用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测线的长度等于圈数乘以滚轮周长。例如，测量操场的长度，汽车、火车的里程表。如图中测出轮子的周长L，再让轮子沿操场滚一周，记录车轮滚动的圈数n，则操场周长为 。 （5）化暗为明法 有些待测长度不是明显地露在外面，而是隐含在物体的内部，刻度尺不能直接测量，可以选择大小合适的钢针插入孔内，在管口处给钢针做上记号，然后再测出钢针尖端到记号处的长度即可。测量玻璃管的内径，工件的裂缝深度等，如图所示。 三、时间的测量 1. 时间单位 （1）国际单位是 ，符号s。 （2）常用单位有： （h）、 （min）。 （3）单位换算： 1h= min 1min= s 2. 时间的测量工具 （1）古代的测量工具：在古代，人们用圭表、日晷、沙漏等计时仪器来测量时间。 （2）现代生活中测量时间的工具 我们通常使用钟、表来测量时间；在运动场和实验室，经常用 来测量时间。随着科学技术的发展，人们还制造出了更精确的计时仪器，如铯原子钟。 3. 机械秒表的使用 机械秒表的主要组成部分： 表盘、 表盘、分针、 针、启动暂停键等（图甲所示）。 （1）机械秒表的使用 一按：实验开始，需要计时时，用大拇指迅速按下启动暂停键，指针转动，开始计时。 二停：当需要停止计时时，再迅速按一下同一按钮，指针停止走动，停止计时。 三读：停止计时后，先读出小表盘指针指示的“分”，再读出大表盘指针指示的“秒”，将两个时间相加即是所测的时间间隔。 四归零：测量结束后，按一下复位键将指针归零后存放入盒中。 甲 机械秒表的主要组成 乙 机械秒表的读数 （2）机械秒表的读数 示数=小盘读数（min）+大盘读数（s） 在读数时，先读出小表盘上指针所通过的分钟数（按整数读）；再观察小表盘上的指针是否超过两数字之间的半分钟刻度线，若不超过，则大表盘按照 s读数，若超过，则大表盘按照 s读数。如上图乙所示，机械秒表的读数= 四、误差 1. 误差： 值和 值之间的差别叫作误差。[ 2. 产生原因 跟测量工具的 有关；跟测量的人读取的 值不同有关；受 等因素影响。 3. 减小误差的方法 ；使用精密的测量工具；改进测量方法。 4. 误差和错误的区别 （1）误差：在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异，因人的眼睛不能准确地估读，所以误差是存在且 避免的（选填“可以”或“不可以”）。 （2）错误：是由于不遵守测量仪器的使用规则，或读取、记录测量结果时粗心等原因造成的。错误是 避免的（选填“可以”或“不可以”）。 第2节 运动的描述 一、机械运动 1. 定义：把物体 随时间的变化叫作机械运动。 2. 机械运动的特点 （1）机械运动是最普遍的运动形式。宇宙中所有的物体都在运动，绝对静止的物体是不存在的。 （2）机械运动是最简单的一种运动形式。 （3）微观世界里分子、原子的运动，电磁运动，生机盎然的生命运动等 机械运动（选填“ ”或“ ”）。 二、参照物 1. 参照物：描述物体运动时，选做 叫作参照物。 2. 参照物的选择 （1）除研究对象本身外其他任何物体都可以选作参照物。 （2）一般情况下，我们默认选地面为参照物。 （3）参照物选取不同，物体的运动和静止情况也不同。 3. 古诗词中有关运动和静止的描述 （1）“坐地日行八万里，巡天遥看万千河”。 “坐地”指相对于 是静止的，而“日行”则是相对于地轴在运动。 （2）“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”。 “青山相对出”是以 为参照物，“孤帆日边来”是以 为参照物。 （3）“看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”。 “山走来迎”是以 为参照物，而“山不动，是船行”是以 为参照物。 4. 判断物体是运动还是静止的方法 一看选哪个物体作为参照物，二看被判断物体与参照物之间的位置是否发生变化。如果位置变化了，是 的；如果位置没有变化，是 的。 三、运动和静止的相对性 1. 对于同一个物体，选择的参照物不同，它的运动情况就可能不同。这就是运动和静止的 性。 2. 对“运动和静止的相对性”的理解 （1）运动是 的，静止是 的。一切物体都在运动，绝对不动的物体是不存在的。 （2）物体的运动状态取决于所选的 。 3. 运动与静止相对性的应用 （1）相对运动：指研究对象相对于参照物的位置发生了变化。例如，拍摄影视剧时，为表现演员向某方向运动，可以让背景向相反的方向运动。 （2）相对静止：两个物体运动的 相同，运动的 相同，它们的相对位置没有变化，这两个物体就相对静止。例如，空中加油时的加油机和受油机，运动快慢相同，运动方向相同，以其中一个为参照物，另一个是 的，属于相对静止。 第3节 运动的快慢 一、速度 1. 比较物体运动的快慢 相同时间，比较 ；路程越长，运动的越快；相同路程，比较 ；时间越短，运动的越快。 2. 速度 （1）定义：路程与时间 叫作速度。 （2）公式： ，s表示路程，t表示时间，v表示速度。 （3）物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量，在数值上等于物体单位时间内通过的路程，这个数值越大，表示物体运动越快。 （4）单位：速度的单位由路程单位与时间单位组合而成。 ①国际单位制： ，符号是 或m•s-1 ②交通运输中： ，符号是 或km•h-1 ③单位换算： 1 m/s= km/h. （5）路程与时间的计算 根据v＝可以得出路程与时间的计算公式： 路程s= ，时间 t＝ 。 3. 与运动有关的交通标志 （1）速度表 可以直接显示出车辆的运动 。下图中的汽车速度表，它上面的单位是 ，当指针指在哪个位置时，说明此时的速度是多少km/h。如图所示，汽车的速度是 km/h。“136018”是指这辆车总共通过的路程为136018km。 汽车速度表 限速标志 里程标记 在不同的道路或不同的路段，有很多限速的标志牌。如图甲所示为限速标志，限速标志牌的单位是 ，表示机动车在该道路上行驶，速度不得超过 。图乙是公路上的里程标记牌，表示从此标志牌到北海的路程为 。 二、匀速直线运动 1. 机械运动的分类 （1）物体做机械运动，按照运动路线的曲直可分为： 运动和 运动。 （2）在直线运动中，按照速度是否变化分为： 直线运动和 直线运动。 2. 匀速直线运动 （1）定义：物体沿着直线且 不变的运动叫作匀速直线运动。 （2）特点： ①匀速直线运动是最简单的机械运动。 ②物体做匀速直线运动时，速度保持不变，即 的比值不变，速度与路程和时间 关；不能将v＝s/t理解为v与s成正比，与t成反比。 ③做匀速直线运动的物体，在任何一段相等的时间内，通过的路程相等。 3. 变速直线运动 （1）变速直线运动的定义 物体做直线运动时，其速度的大小常常是变化的，即在相等的时间内通过的路程不相等，如图中汽车的运动，这种运动叫作 运动。 （2）平均速度 ①在变速运动中，只做粗略研究，也可用v=s/t来描述运动的快慢，这样算出来的速度叫作 速度。平均速度等于运动的路程与通过这段路程所用时间之比。日常所说的速度，多数情况指的是平均速度。 ②计算公式：v= 。s是总路程，t指总时间。 ③对平均速度的理解 平均速度用来 地描述做变速运动的物体的平均快慢程度，但不能精确地知道它的运动情况。我们说一个物体的平均速度时，必须指出在哪段 内，或在哪段 中，因为在不同的时间或路程中，平均速度一般不同。 平均速度不是速度的算术平均值，全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值。 4. 物体运动图像 在物理中常采用数学图象方法，把物理现象或物理量之间的关系表示出来，这种方法称为图象法。（1）匀速直线运动的s-t图像 用横坐标表示时间t，纵坐标表示路程s，就得到了s-t图象。该图象是过原点的 直线，物体通过的路程与时间成 比，表示物体做匀速直线运动；同一图象中直线的倾斜度越大，表示物体的 越大，如图甲所示，速度va vb。图乙中随时间的增加路程不变，表示物体 。 s-t图像 甲 乙 （2）匀速直线运动的v-t图像 用横坐标表示时间，纵坐标表示速度，就得到了v-t图象。匀速直线运动的v-t图像是一条与t轴 的直线，说明做匀速直线运动的 是不变的。 在v-t图象中，同一坐标系，截距越大，速度越大。如图所示，随时间的增加速度不变，表示物体做匀速直线运动，且v甲 v乙。 （3）s-t或v-t图像的应用 ①读出任一时间内物体通过的路程或通过一段路程所用的时间。 根据如图甲所示的图像，物体甲在5s内通过的路程为 m. ②求出做匀速直线运动物体的速度，比较运动的快慢情况 如图乙所示，甲、乙的速度分别为： v甲＝ m/s v乙＝ m/s 故v甲 v乙。 ③在同一坐标系中比较运动的快慢 如图所示，时间相同t=t2时，比较路程：因为s2＞s1，所以A物体运动的快。路程相同s=s1时，比较时间：因为t1＜t2，所以A物体运动的快。 ④在不同坐标系中比较运动的快慢 如图所示，甲乙的速度分别是： v甲＝ m/s v乙＝ m/s 所以v甲 v乙。 第4节 速度的测量 一、测量平均速度 1. 设计实验 （1）实验原理： 。 （2）需要测量的物理量： 和 。 （3）实验器材：斜面、木块、小车、 、 、金属挡板等。 （4）实验装置图： （5）实验器材的作用 ①斜面的作用：使小车获得动力，能够 。 ②刻度尺的作用：测量小车通过的 。 ③停表的作用：测量小车运动的 。会读停表的示数：示数=小表盘示数（min）+大表盘示数（s），根据小表盘分针是否过半加30s。 ④金属片的作用：让小车停止运动，便于测量 。 （6）实验注意事项： ①斜面的坡度太小，小车可能达不到 ；斜面的坡度太大，小车运动的速度大，所用 短，导致测量难度大、实验误差大。 ②实验过程中，斜面的倾斜程度不能变。 ③测量小车下滑路程时，起点从车头算起，终点也应该是 。 2. 实验步骤 （1）如图，将长木板的一端用小木块垫起，形成一个坡度很小的斜面； （2）将小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车要通过的路程s1，把和后面测得的数据填入实验记录表格中； （3）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1； （4）根据测得的s1、t1，利用公式v1= s1/t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1。 （5）将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离s2； （6）测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段s2所用的时间t2，算出小车通过上半段路程的平均速度v2。 （7）实验记录表格 路程s/cm 时间t/s 平均速度v/（cm·s-1） s1= t1= v1= s2= t2= v2= 3. 分析论证 路程s/cm 时间t/s 平均速度v/（cm·s-1） s1= 70 t1=2.5 v1=28 s2=35 t2=1.6 v2=22 （1）计算全程、上半段的平均速度： 全程的平均速度 v＝= cm/s 上半段的平均速度 v＝ cm/s （2）计算下半段的平均速度 下半段路程 s3=35cm，小车通过下半段路程所用时间 t3=t1-t2=2.5s-1.6s=0.9s，下半段的平均速度 v3＝==39cm/s （3）三次平均速度的大小依次是v3 v1 v2。 （4）实验结论 ①小车沿斜面下滑做 直线运动。 ②各段路程的平均速度 （相等/不相等）。所以讲平均速度或计算平均速度时，必须强调是物体在哪一段 内或哪一段 中的平均速度。 4. 交流与评估 （1）实验成功的关键是测时间。小车开始运动的同时开始计时，小车撞击 的同时停止计时。正式实验之前应该多练习几次，熟练之后会使测量数据更准确。 （2）斜面垫起的一端不要太高，也不要太低（过高会使小车速度过大，不易记录时间，过低时可能会使测出的平均速度太接近）。 （3）误差分析（实验误差主要来自于时间测量的误差） ①当小车过了起始位置才开始计时或小车未达终点就停止计时，会导致测量时间偏小，平均速度偏 ； ②当小车到达终点后才停止计时或小车未开始运动提前计时，会导致测量时间偏大，平均速度偏 ； ③小车没有从静止开始下滑，所测平均速度偏 。 二、拓展性实验：用位置传感器测量物体的速度 【实验目的】测量小车在斜面上运动的速度；测量人的手掌移动时速度的变化情况。 【实验器材】位置传感器、小车、斜面、计算机等。 【实验原理】如图所示，A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的传感器。传感器利用超声波可以测出在不同时刻小车与它的距离，然后计算机再根据时间就可以算出运动的小车在不同位置时的 。 如果将传感器放置在合适的位置，实验者面对传感器，前后行走，就可以在计算机屏幕上观察实验者行走的 。 【进行实验】 （1）调节传感器的位置，使传感器的激光对准小车，让小车从斜面上滑下，观察计算机显示速度波形的变化情况。 （2）将手掌放在位置传感器前，来回移动手掌，观察计算机显示速度波形的变化情况。 【实验结论】通过速度变化图像，我们发现小车的速度不断变 ，后减为 。通过速度变化图像，我们发现手掌移动的速度在不断变化。 【分析论证】传感器测距离配合计算机测速的优点 （1）位移传感器可自动测出各时刻的距离； （2）计算机可以根据距离和对应时间信息，自动算出速度； （3）计算机可以直接显示出速度～时间图像。 三、超声波测距、测速 1. 超声波测距 测距的原理：如图所示，发射器向被测物发射超声波，在发射的同时开始计时。超声波传播过程中遇到被测物会被反射，接收器收到反射波就停止计时。根据计时器记录的时间t及超声波传播的速度v，仪器就能自动计算出发射点与被测物之间的距离 s= 。 如果被测物是运动的物体，超声波测量仪还可测出物体移动的速度。 2. 超声波测速 （1）区间测速 “区间测速”目前在全国大部分高速路实行。原理就是在两监测点安装监控和测速探头，测出一辆车通过两个监测点的 ，再根据两点间的 算出该车在这一区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的 ，即被判为超速。 （2）测速仪（定点测速） 如图所示是在高速公路上常见的测速装置，其主要部分是一个测速仪。其原理如下图所示，汽车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，超声波信号遇见汽车前面板，反射回测速仪。测速仪根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式v=s/t可得出汽车的平均速度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 机械运动（知识清单） 第1节 长度和时间的测量 一、长度的单位 1. 单位 （1）测量物理量的过程实际上是比较的过程，就是将一个待测的物理量与一个公认的标准量进行比较，这个标准量就是单位。 （2）国际单位制：国际计量组织制定了一套国际统一的单位，叫国际单位制（简称SI）。 2. 长度单位 （1）国际单位是米，符号m。 （2）常用单位有：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）。 （3）单位换算 1km=103m=106mm=109μm=1012nm 1m=10dm=102cm=103mm。 二、长度的测量 1. 常用测量工具 （1）常用测量工具 测量长度最常用的基本工具是刻度尺。例如，卷尺、直尺、三角尺等。游标卡尺、螺旋测微器等常用于机械加工的精密测量，而激光测距仪通常用于远距离精确测量。 （2）认识刻度尺的“0”刻度线、测量范围、分度值 ①“0”刻度线：刻度尺的起始刻度线。 ②测量范围（量程）：是测量范围上限和下限的差。 ③分度值：相邻两刻度线之间的长度，它决定测量的精确程度。不同的刻度尺测量范围与分度值可能不同。如图所示，刻度尺的量程是0～15cm，分度值是1mm。 （3）刻度尺的选择 我们可根据测量的要求选择不同的测量工具。例如，要测量家里门窗的长度或宽度，可以选用卷尺来测量；如果要精确测量螺母的尺寸，可以选用精确度比较高的测量工具进行测量，如游标卡尺等。 2. 刻度尺的使用方法 （1）使用前做到三看 一看零刻度线：看刻度尺的零刻度线是否磨损。如已磨损，则应重选一个未磨损的刻度线作为测量的起点。 二看量程：测量长度时要求一次测量出物体的长度，如果测量范围小于物体的实际长度，则肯定要移动刻度尺测量若干次，这样会使测量的结果与物体的长度产生较大的偏差。 三看分度值：分度值反映了刻度尺的精确程度。使用不同分度值的刻度尺进行测量，所达到的精确程度不同。 （2）测量时：使用时做到五会。 ①会“选”：根据测量的要求选取分度值和量程适当的刻度尺。 ②会“放”：刻度尺要放正，即刻度尺与被测长度平行，而且要使刻度尺有刻度的一侧紧贴被测物体（如图甲所示）。零刻度线磨损的，应另选某一刻度线为“零点”，与被测物体长度起始端对齐，读数时应注意要减去“零点”的数值。如图丙所示，物体的长度为6.20cm-4.00cm=2.20cm. ③会“看”：读数时，视线应该垂直于被测物体及刻度尺。 ④会“读”：读数时，先读出准确值，再进行估读（一位）。如图甲所示，刻度尺的分度值为1mm，读出准确值是4.7cm，估读值是0.5mm（0.3～0.6 mm均正确），所以该物体的长度为4.75cm。 甲 乙 读数时，如果物体的长度恰好对准整数刻度线，应该用0补上。图乙中铅笔长度应该记录为52.0mm 或5.20cm。如果记录为52mm或5.2cm，就是错误的。因为没有估读值，体现不出刻度尺的分度值。 ⑤会“记”：记录的测量结果应由准确值、估读值和单位组成。 3. 长度测量的特殊方法 （1）累积法 适用于测量无法直接测量的某些微小量。可把数个相同的微小量加在一起测量，再将测量结果除以微小量的个数，就可得到一个微小量。例如，测量一张纸的厚度、细铜丝的直径、塑料胶带的厚度等。 测量细金属丝的直径的方法：把铜丝紧密绕在铅笔上；数出缠绕在铅笔杆上的圈数n；用刻度尺量出n圈铜丝圈的长度L；则铜丝的直径d= L/n. （2）辅助法 对于用刻度尺无法直接测出的物体长度，可用三角板等进行辅助测量，实质就是将被测长度平移至刻度尺上进行测量。例如测量圆锥体的高、硬币的直径等。如图所示，纪念币的直径约为1.06cm。 （3）化曲为直法 用不可伸长的细棉线和要测量的曲线重合，在起点和终点做好记号，拉直后用刻度尺测量出两标记之间的距离，有比例尺的利用比例尺可计算出实际长度。测量圆柱体的周长、地图上铁路长度等可以用化曲为直法。例如，用地图测出武汉与广州两地间铁路线长度的方法：用棉线AB与地图上两地间铁路线完全重合，测出棉线AB的长度，根据地图的比例尺n即可求出铁路线的长度s=sAB×n. （4）化直为曲法 用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测线的长度等于圈数乘以滚轮周长。例如，测量操场的长度，汽车、火车的里程表。如图中测出轮子的周长L，再让轮子沿操场滚一周，记录车轮滚动的圈数n，则操场周长为nL。 （5）化暗为明法 有些待测长度不是明显地露在外面，而是隐含在物体的内部，刻度尺不能直接测量，可以选择大小合适的钢针插入孔内，在管口处给钢针做上记号，然后再测出钢针尖端到记号处的长度即可。测量玻璃管的内径，工件的裂缝深度等，如图所示。 三、时间的测量 1. 时间单位 （1）国际单位是秒，符号s。 （2）常用单位有：小时（h）、分钟（min）。 （3）单位换算： 1h=60min 1min=60s 2. 时间的测量工具 （1）古代的测量工具：在古代，人们用圭表、日晷、沙漏等计时仪器来测量时间。 （2）现代生活中测量时间的工具 我们通常使用钟、表来测量时间；在运动场和实验室，经常用秒表来测量时间。随着科学技术的发展，人们还制造出了更精确的计时仪器，如铯原子钟。 3. 机械秒表的使用 机械秒表的主要组成部分：大表盘、小表盘、分针、秒针、启动暂停键等（下图甲所示）。 （1）机械秒表的使用 一按：实验开始，需要计时时，用大拇指迅速按下启动暂停键，指针转动，开始计时。 二停：当需要停止计时时，再迅速按一下同一按钮，指针停止走动，停止计时。 三读：停止计时后，先读出小表盘指针指示的“分”，再读出大表盘指针指示的“秒”，将两个时间相加即是所测的时间间隔。 四归零：测量结束后，按一下复位键将指针归零后存放入盒中。 甲 机械秒表的主要组成 乙 机械秒表的读数 （2）机械秒表的读数 示数=小盘读数（min）+大盘读数（s） 在读数时，先读出小表盘上指针所通过的分钟数（按整数读）；再观察小表盘上的指针是否超过两数字之间的半分钟刻度线，若不超过，则大表盘按照0~30s读数，若超过，则大表盘按照31~60s读数。如上图乙所示，机械秒表的读数=3min+37.5s=3min37.5s 四、误差 1. 误差：测量值和真实值之间的差别叫作误差。[ 2. 产生原因 跟测量工具的精确程度有关；跟测量的人读取的估计值不同有关；受环境等因素影响。 3. 减小误差的方法 多次测量取平均值；使用精密的测量工具；改进测量方法。 4. 误差和错误的区别 （1）误差：在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异，因人的眼睛不能准确地估读，所以误差是存在且不可以避免的（选填“可以”或“不可以”）。 （2）错误：是由于不遵守测量仪器的使用规则，或读取、记录测量结果时粗心等原因造成的。错误是可以避免的（选填“可以”或“不可以”）。 第2节 运动的描述 一、机械运动 1. 定义：把物体位置随时间的变化叫作机械运动。 2. 机械运动的特点 （1）机械运动是最普遍的运动形式。宇宙中所有的物体都在运动，绝对静止的物体是不存在的。 （2）机械运动是最简单的一种运动形式。 （3）微观世界里分子、原子的运动，电磁运动，生机盎然的生命运动等不属于机械运动（选填“不属于”或“不属于”）。 二、参照物 1. 参照物：描述物体运动时，选做标准的物体叫作参照物。 2. 参照物的选择 （1）除研究对象本身外其他任何物体都可以选作参照物。 （2）一般情况下，我们默认选地面为参照物。 （3）参照物选取不同，物体的运动和静止情况也不同。 3. 古诗词中有关运动和静止的描述 （1）“坐地日行八万里，巡天遥看万千河”。 “坐地”指相对于地面是静止的，而“日行”则是相对于地轴在运动。 （2）“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”。 “青山相对出”是以船为参照物，“孤帆日边来”是以河岸为参照物。 （3）“看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”。 “山走来迎”是以船为参照物，而“山不动，是船行”是以山为参照物。 4. 判断物体是运动还是静止的方法 一看选哪个物体作为参照物，二看被判断物体与参照物之间的位置是否发生变化。如果位置变化了，是运动的；如果位置没有变化，是静止的。 三、运动和静止的相对性 1. 对于同一个物体，选择的参照物不同，它的运动情况就可能不同。这就是运动和静止的相对性。 2. 对“运动和静止的相对性”的理解 （1）运动是绝对的，静止是相对的。一切物体都在运动，绝对不动的物体是不存在的。 （2）物体的运动状态取决于所选的参照物。 3. 运动与静止相对性的应用 （1）相对运动：指研究对象相对于参照物的位置发生了变化。例如，拍摄影视剧时，为表现演员向某方向运动，可以让背景向相反的方向运动。 （2）相对静止：两个物体运动的快慢相同，运动的方向相同，它们的相对位置没有变化，这两个物体就相对静止。例如，空中加油时的加油机和受油机，运动快慢相同，运动方向相同，以其中一个为参照物，另一个是静止的，属于相对静止。 第3节 运动的快慢 一、速度 1. 比较物体运动的快慢 相同时间，比较路程；路程越长，运动的越快；相同路程，比较时间；时间越短，运动的越快。 2. 速度 （1）定义：路程与时间之比叫作速度。 （2）公式： v＝s/t，s表示路程，t表示时间，v表示速度。 （3）物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量，在数值上等于物体单位时间内通过的路程，这个数值越大，表示物体运动越快。 （4）单位：速度的单位由路程单位与时间单位组合而成。 ①国际单位制：米/秒，符号是m/s或m•s-1 ②交通运输中：千米/小时，符号是km/h或km•h-1 ③单位换算： 1 m/s=3.6km/h. （5）路程与时间的计算 根据v＝可以得出路程与时间的计算公式： 路程s=vt 时间 t＝ 3. 与运动有关的交通标志 （1）速度表 可以直接显示出车辆的运动速度。下图中的汽车速度表，它上面的单位是km/h，当指针指在哪个位置时，说明此时的速度是多少km/h。如图所示，汽车的速度是80 km/h。“136018”是指这辆车总共通过的路程为136018km。 汽车速度表 限速标志 里程标记 在不同的道路或不同的路段，有很多限速的标志牌。如图甲所示为限速标志，限速标志牌的单位是km/h，表示机动车在该道路上行驶，速度不得超过60km/h。图乙是公路上的里程标记牌，表示从此标志牌到北海的路程为24km。 二、匀速直线运动 1. 机械运动的分类 （1）物体做机械运动，按照运动路线的曲直可分为：直线运动和曲线运动。 （2）在直线运动中，按照速度是否变化分为：匀速直线运动和变速直线运动。 2. 匀速直线运动 （1）定义：物体沿着直线且速度不变的运动叫作匀速直线运动。 （2）特点： ①匀速直线运动是最简单的机械运动。 ②物体做匀速直线运动时，速度保持不变，即路程和时间的比值不变，速度与路程和时间无关；不能将v＝s/t理解为v与s成正比，与t成反比。 ③做匀速直线运动的物体，在任何一段相等的时间内，通过的路程相等。 3. 变速直线运动 （1）变速直线运动的定义 物体做直线运动时，其速度的大小常常是变化的，即在相等的时间内通过的路程不相等，如图中汽车的运动，这种运动叫作变速直线运动。 （2）平均速度 ①在变速运动中，只做粗略研究，也可用v=s/t来描述运动的快慢，这样算出来的速度叫作平均速度。平均速度等于运动的路程与通过这段路程所用时间之比。日常所说的速度，多数情况指的是平均速度。 ②计算公式：v=s/t。s是总路程，t指总时间。 ③对平均速度的理解 平均速度用来粗略地描述做变速运动的物体的平均快慢程度，但不能精确地知道它的运动情况。我们说一个物体的平均速度时，必须指出在哪段时间内，或在哪段路程中，因为在不同的时间或路程中，平均速度一般不同。 平均速度不是速度的算术平均值，全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值。 4. 物体运动图像 在物理中常采用数学图象方法，把物理现象或物理量之间的关系表示出来，这种方法称为图象法。（1）匀速直线运动的s-t图像 用横坐标表示时间t，纵坐标表示路程s，就得到了s-t图象。该图象是过原点的倾斜直线，物体通过的路程与时间成正比，表示物体做匀速直线运动；同一图象中直线的倾斜度越大，表示物体的速度越大，如图甲所示，速度va＞vb。图乙中随时间的增加路程不变，表示物体静止。 s-t图像 甲 乙 （2）匀速直线运动的v-t图像 用横坐标表示时间，纵坐标表示速度，就得到了v-t图象。匀速直线运动的v-t图像是一条与t轴平行的直线，说明做匀速直线运动的速度是不变的。 在v-t图象中，同一坐标系，截距越大，速度越大。如图所示，随时间的增加速度不变，表示物体做匀速直线运动，且v甲＞v乙。 （3）s-t或v-t图像的应用 ①读出任一时间内物体通过的路程或通过一段路程所用的时间。 根据如图甲所示的图像，物体甲在5s内通过的路程为20m. ②求出做匀速直线运动物体的速度，比较运动的快慢情况 如图乙所示，甲、乙的速度分别为： v甲＝=＝4m/s v乙＝=＝1m/s 故v甲>v乙。 ③在同一坐标系中比较运动的快慢 如图所示，时间相同t=t2时，比较路程：因为s2＞s1，所以A物体运动的快。路程相同s=s1时，比较时间：因为t1＜t2，所以A物体运动的快。 ④在不同坐标系中比较运动的快慢 如图所示，甲乙的速度分别是： v甲＝=＝0.4m/s v乙＝=＝0.1m/s 所以v甲>v乙。 第4节 速度的测量 一、测量平均速度 1. 设计实验 （1）实验原理：v＝ （2）需要测量的物理量： 路程s和时间t。 （3）实验器材：斜面、木块、小车、刻度尺、停表、金属挡板等。 （4）实验装置图： （5）实验器材的作用 ①斜面的作用：使小车获得动力，能够自由下滑。 ②刻度尺的作用：测量小车通过的路程。 ③停表的作用：测量小车运动的时间。会读停表的示数：示数=小表盘示数（min）+大表盘示数（s），根据小表盘分针是否过半加30s。 ④金属片的作用：让小车停止运动，便于测量时间。 （6）实验注意事项： ①斜面的坡度太小，小车可能达不到底部；斜面的坡度太大，小车运动的速度大，所用时间短，导致测量难度大、实验误差大。 ②实验过程中，斜面的倾斜程度不能变。 ③测量小车下滑路程时，起点从车头算起，终点也应该是车头。 2. 实验步骤 （1）如图，将长木板的一端用小木块垫起，形成一个坡度很小的斜面； （2）将小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车要通过的路程s1，把和后面测得的数据填入实验记录表格中； （3）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1； （4）根据测得的s1、t1，利用公式v1= s1/t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1。 （5）将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离s2； （6）测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段s2所用的时间t2，算出小车通过上半段路程的平均速度v2。 （7）实验记录表格 路程s/cm 时间t/s 平均速度v/（cm·s-1） s1= t1= v1= s2= t2= v2= 3. 分析论证 路程s/cm 时间t/s 平均速度v/（cm·s-1） s1= 70 t1=2.5 v1=28 s2=35 t2=1.6 v2=22 （1）计算全程、上半段的平均速度： 全程的平均速度 v＝==28cm/s 上半段的平均速度 v＝==22cm/s （2）计算下半段的平均速度 下半段路程 s3=35cm，小车通过下半段路程所用时间 t3=t1-t2=2.5s-1.6s=0.9s，下半段的平均速度 v3＝==39cm/s （3）三次平均速度的大小依次是v3＞v1＞v2。 （4）实验结论 ①小车沿斜面下滑做加速直线运动。 ②各段路程的平均速度不相等（相等/不相等）。所以讲平均速度或计算平均速度时，必须强调是物体在哪一段时间内或哪一段路程中的平均速度。 4. 交流与评估 （1）实验成功的关键是测时间。小车开始运动的同时开始计时，小车撞击金属片的同时停止计时。正式实验之前应该多练习几次，熟练之后会使测量数据更准确。 （2）斜面垫起的一端不要太高，也不要太低（过高会使小车速度过大，不易记录时间，过低时可能会使测出的平均速度太接近）。 （3）误差分析（实验误差主要来自于时间测量的误差） ①当小车过了起始位置才开始计时或小车未达终点就停止计时，会导致测量时间偏小，平均速度偏大； ②当小车到达终点后才停止计时或小车未开始运动提前计时，会导致测量时间偏大，平均速度偏小； ③小车没有从静止开始下滑，所测平均速度偏大。 二、拓展性实验：用位置传感器测量物体的速度 【实验目的】测量小车在斜面上运动的速度；测量人的手掌移动时速度的变化情况。 【实验器材】位置传感器、小车、斜面、计算机等。 【实验原理】如图所示，A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的传感器。传感器利用超声波可以测出在不同时刻小车与它的距离，然后计算机再根据时间就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。 如果将传感器放置在合适的位置，实验者面对传感器，前后行走，就可以在计算机屏幕上观察实验者行走的速度。 【进行实验】 （1）调节传感器的位置，使传感器的激光对准小车，让小车从斜面上滑下，观察计算机显示速度波形的变化情况。 （2）将手掌放在位置传感器前，来回移动手掌，观察计算机显示速度波形的变化情况。 【实验结论】通过速度变化图像，我们发现小车的速度不断变大，后减为零。通过速度变化图像，我们发现手掌移动的速度在不断变化。 【分析论证】传感器测距离配合计算机测速的优点 （1）位移传感器可自动测出各时刻的距离； （2）计算机可以根据距离和对应时间信息，自动算出速度； （3）计算机可以直接显示出速度～时间图像。 三、超声波测距、测速 1. 超声波测距 测距的原理：如图所示，发射器向被测物发射超声波，在发射的同时开始计时。超声波传播过程中遇到被测物会被反射，接收器收到反射波就停止计时。根据计时器记录的时间t及超声波传播的速度v，仪器就能自动计算出发射点与被测物之间的距离 s=vt/2。 如果被测物是运动的物体，超声波测量仪还可测出物体移动的速度。 2. 超声波测速 （1）区间测速 “区间测速”目前在全国大部分高速路实行。原理就是在两监测点安装监控和测速探头，测出一辆车通过两个监测点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一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。 （2）测速仪（定点测速） 如图所示是在高速公路上常见的测速装置，其主要部分是一个测速仪。其原理如下图所示，汽车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，超声波信号遇见汽车前面板，反射回测速仪。测速仪根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式v=s/t可得出汽车的平均速度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$