内容正文:
第5章 机械运动的描述
01 思维导图
02 考点速记
【考点1 】长度和时间的测量
一、长度单位
1.国际单位:米(m)。
2.常用单位:千米(km),分米(dm),厘米(cm),毫米(mm),
微米 (μm),纳米(nm)。
3.单位换算:
1 km=103m 1m=10dm 1dm=10cm
1cm=10mm 1mm=103μm 1μm=103nm
1m=106μm 1m=109nm
▲敲桌子:(1)大单位→小单位,乘以进率。
(2)小单位→大单位,除以进率。
(3)规范使用科学计数法。
(4)单位使用字母符号书写。
4.光年:指光在真空中一年沿直线传播的距离。
光年是一个长度单位。
5.常见长度估测(约):
黑板的长度2.5m、宽约1.5 m、课桌高0.7m、 篮球直径24cm、
指甲宽度 1cm、铅笔芯的直径1mm 、一只新铅笔长度1.75dm、
手掌宽度1dm 、成年人走两步的距离约1.5 m、
初中物理课本长约 26 cm,宽约18 cm、
教学楼每层高约3 m、一张纸的厚度约为70μm、
二、长度的测量
1.测量工具:刻度尺。
(还有:卷尺、游标卡尺、螺旋测微器等)
2.认识刻度尺:
(1)量程:刻度尺的测量范围。
(2)零刻度线: 刻度尺的起始刻度。
(3)分度值:相邻两条刻度线之间的距离。
3.刻度尺的使用:
(1)“选”:根据实际需要选择合适的刻度尺。
(指量程和分度值都合适)
(2)“放”:零刻度或某一整数刻度线要与被测物体一端对齐,有刻度的一边紧贴物体,并且与所测边平行。
(3)“看”:读数时视线要与尺面垂直。
(4)“读”:在精确测量时,要估读到分度值的下一位。
(5)“记”:测量结果由准确值、估读值和单位组成。
4.长度的特殊测量:
(1)累积法:当被测长度较小,测量工具精度不够时可将较小的物体累积起来,用刻度尺测量总长度,之后再求得单一长度。
如:测量细铜丝的直径、一张纸的厚度。
(2)化曲为直法:测量曲线长度时,把不易拉长的软线重合待测曲线上,标出起点终点,然后拉直测量。
如:测地图上两地铁路线的距离。
(3)轮滚法:用已知周长的滚轮沿着待测曲线滚动,记下轮子圈数,可算出曲线长度。如:测量跑道长度。
(4)辅助法:对于用刻度尺不能直接测出的物体长度可将刻度尺三角板等组合起来进行测量。
如:测硬币、球、园柱的直径、圆锥的高。
三、时间(t)
1. 单位:
(1)国际单位:秒(S)。
(2)常用单位:时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。
(3)单位换算:1h=60min=3600S。
1s=103ms 1ms=103μs
2. 测量:实验室常用停表。(方便启动和停止)
(1)认识停表:
(2)会使用停表:
A.刻度:小盘记录单位是min,指针转一圈是15 min,分度值是0.5min。大盘记录单位是S,指针转一圈是30 s,分度值是0.1s。
B.读数:先看小表盘的分针数,再看大表盘秒针数,分针数大于半分钟则秒针数读31s、32s……;分针数小于半分钟则秒针数读1s、2s……。
C.结果:小表盘读数+大表盘读数(min+s)。
3.常见时间估测(约)
(1)1 min内正常人的脉搏跳动约为70次。
(2)中学生跑完100 m用时约为15 s。
(3)演奏一遍中华人民共和国国歌用时46 s.
四、误差
1.定义:测量值和真实值的差异叫误差。
2.产生原因:(1)测量工具的精密程度不够。
(2)跟测量人有关。
3.减小误差的方法:多次测量取平均值。(常考方法)
4.误差只能减小,不能避免 。而错误是由于不遵守测量仪器的使用规则和主观粗心造成的,是能够避免的。
【考点2】常见的机械运动
一、机械运动
1.定义:物理学中,把物体位置的变化叫做机械运动。
2.特点:机械运动是宇宙中最普遍的现象。
3.宇宙中的一切物体都在运动,没有绝对不动的物体。
4.其它运动:生命运动、电磁运动、分子运动等。
二、参照物
1.定义:为研究物体的运动情况,假定为不动的物体叫做参照物。
2.参照物的选择:除了被研究对象外,其它任何物体都可以做参照物,但通常选择的参照物以研究问题方便为好。
(如:研究地面上物体的运动情况,常选地面或固定于地面上的物体为参照物,在这种情况下参照物可以不提)
3.运动与静止的判定方法:
首先要选择参照物,然后看研究对象相对参照物的位置是否改变。
(1)若位置改变,则研究对象是运动的。
(2)若位置没有改变,则研究对象是静止的。
三、运动和静止的相对性
1.相对性:同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
(选择不同的参照物来观察同一个物体,结论可能是不同的)
2.宇宙中绝对静止的物体是不存在的;物体的运动和静止都是相对参照物而言的。
3.关于“同步”:指两个物体运动方向和运动快慢都相同。
如:(1)地球同步卫星和地球就是同步的。
(2) 小明和小红并肩行走,他们就是同步的。
【考点3 】比较运动的快慢
一、比较物体运动快慢的方法
1.相同时间比路程:相同时间内跑的远的运动快。
2.相同路程比时间:相同路程用时短的运动快。
3.若路程、时间都不相同:比较单位时间内通过的路程。
(即:比较路程与时间之比)
二、速度(V)
1.定义:物理学中,把路程和时间之比叫速度。
2.物理意义:反映物体运动快慢。
3.公式:V=S/t。
其中:V--速度;S--路程;t--时间。
4.单位:
(1)国际单位:米每秒(m/s )。
(2)常用单位:千米每小时(km/h )。
(3)进率:1m/s=3.6km/h 。
(两单位中:m/s 单位大)
5.速度的测量:
(1)直接测量:用速度计测。(瞬间速度)
(2)间接测量:测出运动路程和时间,用公式V=S/t计算。
6.常见物体的速度估测:
(1)人正常步行的速度约为1.5m/s。
(2)百米赛跑中运动员的平均速度约为8 m/s。
(3)人骑自行车的速度约为5 m/s。
(4)汽车在高速公路上的速度约为100Km/h。
(5)光速:3×108m/s。
三、匀速直线运动
1.定义:快慢不变,沿着直线的运动,叫匀速直线运动。
2.特点:(1)运动路线:直线。
(2)速度大小:始终保持不变。
3.两种图像表示方法:
(1)路程和时间关系图像。
(2)速度和时间关系图像。
四、变速直线运动
1.定义:速度变化的直线运动叫变速直线运动。
2.特点:(1)运动路线:直线。
(2)速度大小:变化。
五、平均速度
1.定义:物体在一段时间内或一段路程上运动的平均快慢程度。
2.意义:表示变速运动的平均快慢。
3.公式:V=S/t。
其中:V--平均速度;S--某段路程;t--总时间。
4.理解:
(1)平均速度不是速度的平均值。
(2)求平均速度时,一定要指明哪一段路程或时间段内的平均速度,特别要注意,时间是该路程段对应的总时间。
5.其它运动图像:
(1)变速直线运动图像:(左边两个图像)
(2)静止图像:(右边图像)
【考点4 】测量物理运动的速度
一、实验:测平均速度
1.实验原理:v=S/t。
2.主要器材及作用:
(1)刻度尺:测量物体运动的路程。
(2)停表:测量物体运动时间。
(3)小车:研究对象。
(3)金属片:确定小车到达终点的位置,便于精确测出运动时间。
(4)斜面:使小车运动起来 。
3.实验步骤:
(1)把木块放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下撞击金属片的时间。
(3)根据测得数据,利用公式v=S/t 算出小车通过斜面全程的平均速度。
(4)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离 。
(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程所用时间,并算出小球通过上半段路程的平均速度。
(6)算出小车跑完下半程所用的时间,算出小车通过下半段路程的平均速度。
4.实验结论:小车沿斜面下滑的速度越来越大,说明小车沿斜面下滑运动速度越来越快,小车做变速直线运动。
5.实验注意事项:
(1)小车运动距离的测量方法:要“头对头”或“尾对尾”测量,或测出起始点与金属片之间的距离。
(2)斜面坡度要适当,使小车从静止释放,可加速缓慢下滑即可,并且不会滑落斜面。
(3)测量过程中不能改变斜面的坡度。
6.减小误差的方法:
(1)多次测量,求平均值。
(2)多次测量的方法:每次让小车从同一位置由静止释放,且金属片位置不变。
7.小车在各阶段的平均速度大小比较:
v上半段<v全程<v下半段。
8.如何减小小车的平均速度:
(1)适当减小斜面的倾斜程度。
(2)适当增大斜面的粗糙程度。
03 素养提升
易错点辨析 常考易错分析
易错一:速度的理解不透彻易错?
误认为平均速度是速度的平均值
平均速度是物体通过某段路程的平均快慢程度,数值上等于物体运动的总路程与物体在这段路程上所用总时间的比值。
例如,某物体在前一半路程的速度是v1,在后一半路程的速度为v2,则物体在这一段路程的平均速度为:,而不是速度平均值。
易错二:运动状态的判断易错?
运动和静止是相对的,只有选定了参照物,才能确定物体是运动的还是静止的。如果被研究的物体相对于所选参照物位置发生了改变,则是运动的;如果被研究的物体相对于所选参照物位置没有发生改变,则是静止的。
易错三:对s-t和v-t图象的物理意义理解。
机械运动中常见的图象有s-t与v-t图象两种,能形象直观地反映物体的运动情况同学们要会区分s-t与v-t图线的不同之处,熟练地掌握图象中s-t与v-t图线的物理意义.
易错四:误差的理解易错。
在测量各类物理量时,测量值与真实值之间总会有差别,这就是误差。误差是不能消除的,但可以尽量减小,减小误差的方法有:多次测量求平均值、选用更精密的测量工具、改进测量方法等,测量错误是由于不遵守仪器的使用规则、读数时粗心等造成的,是不该发生且能够避免的。误差不是错误。
错题纠正
1.下列测量中,选择的测量工具较合适的是( )
A.测量窗玻璃的尺寸用分度值是1cm的刻度尺
B.测量课本厚度用分度值是1cm的刻度尺
C.测量跳远成绩用分度值是1cm的皮卷尺
D.测量教室的长度用分度值是1mm的刻度尺
2.生活中机械运动随处可见,关于机械运动的相关说法正确的是( )
A.测量物体长度时,可以随意使用刻度尺测量
B.物体的运动和静止是相对的
C.使用秒表来测量时间,读数时大表盘读出的单位是分
D.改进实验方法不可以减小实验误差
3.一个木箱漂流在河中,随河水的水流向下游漂去,在木箱的上游和下游各有一条小船,两船到木箱的距离相同,两船同时划向木船,若两船在静水中划行的速度大小相同,那么( )
A.上游的小船先捞到木箱 B.下游的小船先捞到木箱
C.两船同时到达木箱处 D.条件不足,无法确定
4.2024年3月2日,神舟十七号航天员组在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,圆满成功完成第二次出舱活动,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.以太阳为参照物,空间站是静止的
B.以地球为参照物,出舱的航天员是静止的
C.以空间站为参照物,出舱的航天员是静止的
D.研究空间站的运动,一定要以空间站为参照物
5.A、B 两物体从同一位置同向而行,运动情况分别如图甲和图乙所示,下列说法正确的是( )
A.两个物体的运动速度相等
B.经过1s时间B物体在A物体前方2m处
C.2s时两个物体恰好相遇
D.图甲中阴影部分的面积在数值上等于A 物体运动2s的路程
举一反三
1.下列图中,使用刻度尺测量物体长度,操作正确的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,下列关于机械运动图象描述正确的是( )
A.甲:该图表明物体正在做匀速直线运动
B.乙:该图是小车从光滑斜面上滑下过程中的速度情况
C.丙:该图中甲乙两车在第10s相遇,0~20s乙车的平均速度为1m/s
D.丁:该图中在5 s~15 s物体的运动速度是6m/s
3.如图是第十九届杭州亚运会面额10元的银质圆形纪念币,小明用刻度尺测出它的直径为39.9mm,则小明所用刻度尺的分度值为( )
A.1cm B.1mm C.1nm D.
4.甲、乙两车在一平直公路上向东运动,其s-t图像如图所示,甲全程做匀速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两车从同一时间同一地点出发
B.在0~10s内,以乙车为参照物,甲车向东运动
C.在0~10s内,甲、乙两车的路程相等
D.在10~20s内,甲、乙两车的平均速度相等
5.关于匀速直线运动的速度公式:,下列说法正确的是( )
A.物体运动速度越大,通过的路程越长
B.物体运动速度越大,所用的时间越少
C.在运动路程一定的情况下,运动时间越长,速度越大
D.在运动时间一定的情况下,通过的路程越长,速度越大
6.某段歌词中唱道:“你会挽着我的衣袖,我会把手揣进裤兜,走到玉林路的尽头,坐在小酒馆的门口”。当“我”在玉林路上走时,以下面哪个物体为参照物,“我”是静止的( )
A.“你” B.“我” C.“玉林路” D.“小酒馆”
7.38层的鹤壁金融大厦(如图所示)目前是鹤壁市最高建筑,其总高度接近于( )
A.0.16千米 B.1.6千米 C.1600厘米 D.毫米
8.闪光灯下的三叶电风扇转动时,有时看上去好像不转一样.已知某闪光灯的闪光频率为60Hz(即每秒闪光60次),则在这种闪光灯下,看上去不转的三叶电风扇,实际每秒钟转动的圈数不可能是( )
A.80 B.40 C.30 D.20
9.小明为了测自己步行的速度,他从400 m跑道的起点从8时10分0秒开始记时,沿着跑道走一圈到终点(即起点),表针指到8时18分20秒,则小明的平均速度是( )
A.1.25 m/s B.0.73 m/s C.0.67 m/s D.0.8 m/s
10.小张同学在校运动会上担任田径裁判员,用皮尺测量跳远比赛成绩.在测量过程中他与搭档没有拉紧皮尺,那么他们测的成绩会( )
A.偏大 B.偏小 C.正常 D.无法判断
11.甲、乙两车同时同地向西做匀速直线运动,它们的s﹣t图象如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.甲车的速度小于乙车的速度
B.以甲车为参照物,乙车向西运动
C.以乙车为参照物,甲车向西运动
D.运动4s后两车相距60m
12.学校秋季运动会上,精彩压轴接力赛即将进行。为了取得更好的成绩,同学们在激烈地讨论如何进行交接棒。下列措施最好的是( )
A.后一棒站着静止等前一棒
B.跑得快的同学后退迎接前一棒
C.以相同的方向和速度进行交接棒
D.让跑步最快的同学全程跑完接力赛
13.如图所示是在同一位置开始同向运动的甲、乙两物体路程s与时间t关系图像,下列说法正确的是( )
A.两物体同时开始运动
B.以甲为参照物,乙是运动的
C.在t=5s时,甲、乙两物体相遇
D.甲物体的运动速度为3m/s
14.世界短跑名将跑完100m只需9.8s,一辆汽车以30km/h的速度行驶,羚羊的奔跑速度是20m/s。比较这三者的速度由大到小排列顺序是( )
A.运动员、羚羊、汽车 B.汽车、羚羊、运动员
C.汽车、运动员、羚羊 D.羚羊、运动员、汽车
15.2016年10月19日,“神舟十一号”一飞船与“天宫二号”空间站实施自动交会对接.如图所示为即将对接时的模拟图,成功对接后,飞船内的航天员看到空间站纹丝不动,而地球在缓缓转动,则航天员选择的参照物是
A.太阳
B.地球
C.飞船
D.空间站
16.如图是一辆汽车做直线运动的路程和时间的图象,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是( )
A.BC段汽车运动的速度为15km/h
B.AB段汽车处于匀速运动状态
C.BC段汽车处于加速运动状态
D.前3小时内,汽车运动的平均速度为30km/h
17.广西“三月三”民族活动丰富多彩,其中“三人板鞋”竞速项目深受大家喜爱。如图所示,是甲、乙、丙三位同学正在进行的“三人板鞋”竞速活动,如果说甲运动员是静止的,所选的参照物是( )
A.观众 B.乙运动员 C.地面 D.旁边的树木
18.如图为某物体做直线运动时路程随时间变化的图像,由图像可知该物体( )
A.在时间内的速度比在时间内的速度大
B.在整个时间内都做匀速直线运动
C.在整个时间内的平均速度为
D.在内物体的速度为
19.一个物体做变速运动,前一半路程的速度为v1,后一半路程的速度为v2,则全程的平均速度为( )
A. B.
C. D.
20.中华文化博大精深,许多古诗词和歌曲蕴含了丰富的物理知识。下列说法正确的是( )
A.“不疑行船动,唯看远树来”,“远树来”是以地面为参照物的
B.“忽然月羞躲云中,原是晚云遮明月”,“月”静止是以“云”为参照物
C.“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,“竹排”运动是以竹排上的人为参照物的
D.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,“轻舟”运动是以“山”为参照物的
04 单元小结
一、考点考向
1、长度与时间测量
(1)考向:
(2)熟悉刻度尺和秒表的使用技巧;长度与时间单位及其换算关系;认识生活中常见长度与时间的大体数值。
2、运动的描述
(1)考向:
(2)运动的相对性,物体静止和运动的描述等知识点。参照物的选取与物体运动情况的描述:同一物体的运动,选择的参照物不同,物体运动描述不同。
3、速度与平均速度
(1)考向:
(2)对速度概念的理解、应用和有关计算,解答有关平均速度的问题,首先要分清要求的是哪段路程或哪个时间内的平均速度,也就是说一定要对平均速度的概念有深刻的认识。
二、常考题型
(1)选择题:常考热点主要集中在对物体运动的描述和平均速度的计算。
(2)填空题:常考热点集中在长度测量、运动描述、参照物和平均速度计算。
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第5章 机械运动的描述
01 思维导图
02 考点速记
【考点1 】长度和时间的测量
一、长度单位
1.国际单位:米(m)。
2.常用单位:千米(km),分米(dm),厘米(cm),毫米(mm),
微米 (μm),纳米(nm)。
3.单位换算:
1 km=103m 1m=10dm 1dm=10cm
1cm=10mm 1mm=103μm 1μm=103nm
1m=106μm 1m=109nm
▲敲桌子:(1)大单位→小单位,乘以进率。
(2)小单位→大单位,除以进率。
(3)规范使用科学计数法。
(4)单位使用字母符号书写。
4.光年:指光在真空中一年沿直线传播的距离。
光年是一个长度单位。
5.常见长度估测(约):
黑板的长度2.5m、宽约1.5 m、课桌高0.7m、 篮球直径24cm、
指甲宽度 1cm、铅笔芯的直径1mm 、一只新铅笔长度1.75dm、
手掌宽度1dm 、成年人走两步的距离约1.5 m、
初中物理课本长约 26 cm,宽约18 cm、
教学楼每层高约3 m、一张纸的厚度约为70μm、
二、长度的测量
1.测量工具:刻度尺。
(还有:卷尺、游标卡尺、螺旋测微器等)
2.认识刻度尺:
(1)量程:刻度尺的测量范围。
(2)零刻度线: 刻度尺的起始刻度。
(3)分度值:相邻两条刻度线之间的距离。
3.刻度尺的使用:
(1)“选”:根据实际需要选择合适的刻度尺。
(指量程和分度值都合适)
(2)“放”:零刻度或某一整数刻度线要与被测物体一端对齐,有刻度的一边紧贴物体,并且与所测边平行。
(3)“看”:读数时视线要与尺面垂直。
(4)“读”:在精确测量时,要估读到分度值的下一位。
(5)“记”:测量结果由准确值、估读值和单位组成。
4.长度的特殊测量:
(1)累积法:当被测长度较小,测量工具精度不够时可将较小的物体累积起来,用刻度尺测量总长度,之后再求得单一长度。
如:测量细铜丝的直径、一张纸的厚度。
(2)化曲为直法:测量曲线长度时,把不易拉长的软线重合待测曲线上,标出起点终点,然后拉直测量。
如:测地图上两地铁路线的距离。
(3)轮滚法:用已知周长的滚轮沿着待测曲线滚动,记下轮子圈数,可算出曲线长度。如:测量跑道长度。
(4)辅助法:对于用刻度尺不能直接测出的物体长度可将刻度尺三角板等组合起来进行测量。
如:测硬币、球、园柱的直径、圆锥的高。
三、时间(t)
1. 单位:
(1)国际单位:秒(S)。
(2)常用单位:时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。
(3)单位换算:1h=60min=3600S。
1s=103ms 1ms=103μs
2. 测量:实验室常用停表。(方便启动和停止)
(1)认识停表:
(2)会使用停表:
A.刻度:小盘记录单位是min,指针转一圈是15 min,分度值是0.5min。大盘记录单位是S,指针转一圈是30 s,分度值是0.1s。
B.读数:先看小表盘的分针数,再看大表盘秒针数,分针数大于半分钟则秒针数读31s、32s……;分针数小于半分钟则秒针数读1s、2s……。
C.结果:小表盘读数+大表盘读数(min+s)。
3.常见时间估测(约)
(1)1 min内正常人的脉搏跳动约为70次。
(2)中学生跑完100 m用时约为15 s。
(3)演奏一遍中华人民共和国国歌用时46 s.
四、误差
1.定义:测量值和真实值的差异叫误差。
2.产生原因:(1)测量工具的精密程度不够。
(2)跟测量人有关。
3.减小误差的方法:多次测量取平均值。(常考方法)
4.误差只能减小,不能避免 。而错误是由于不遵守测量仪器的使用规则和主观粗心造成的,是能够避免的。
【考点2】常见的机械运动
一、机械运动
1.定义:物理学中,把物体位置的变化叫做机械运动。
2.特点:机械运动是宇宙中最普遍的现象。
3.宇宙中的一切物体都在运动,没有绝对不动的物体。
4.其它运动:生命运动、电磁运动、分子运动等。
二、参照物
1.定义:为研究物体的运动情况,假定为不动的物体叫做参照物。
2.参照物的选择:除了被研究对象外,其它任何物体都可以做参照物,但通常选择的参照物以研究问题方便为好。
(如:研究地面上物体的运动情况,常选地面或固定于地面上的物体为参照物,在这种情况下参照物可以不提)
3.运动与静止的判定方法:
首先要选择参照物,然后看研究对象相对参照物的位置是否改变。
(1)若位置改变,则研究对象是运动的。
(2)若位置没有改变,则研究对象是静止的。
三、运动和静止的相对性
1.相对性:同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
(选择不同的参照物来观察同一个物体,结论可能是不同的)
2.宇宙中绝对静止的物体是不存在的;物体的运动和静止都是相对参照物而言的。
3.关于“同步”:指两个物体运动方向和运动快慢都相同。
如:(1)地球同步卫星和地球就是同步的。
(2) 小明和小红并肩行走,他们就是同步的。
【考点3 】比较运动的快慢
一、比较物体运动快慢的方法
1.相同时间比路程:相同时间内跑的远的运动快。
2.相同路程比时间:相同路程用时短的运动快。
3.若路程、时间都不相同:比较单位时间内通过的路程。
(即:比较路程与时间之比)
二、速度(V)
1.定义:物理学中,把路程和时间之比叫速度。
2.物理意义:反映物体运动快慢。
3.公式:V=S/t。
其中:V--速度;S--路程;t--时间。
4.单位:
(1)国际单位:米每秒(m/s )。
(2)常用单位:千米每小时(km/h )。
(3)进率:1m/s=3.6km/h 。
(两单位中:m/s 单位大)
5.速度的测量:
(1)直接测量:用速度计测。(瞬间速度)
(2)间接测量:测出运动路程和时间,用公式V=S/t计算。
6.常见物体的速度估测:
(1)人正常步行的速度约为1.5m/s。
(2)百米赛跑中运动员的平均速度约为8 m/s。
(3)人骑自行车的速度约为5 m/s。
(4)汽车在高速公路上的速度约为100Km/h。
(5)光速:3×108m/s。
三、匀速直线运动
1.定义:快慢不变,沿着直线的运动,叫匀速直线运动。
2.特点:(1)运动路线:直线。
(2)速度大小:始终保持不变。
3.两种图像表示方法:
(1)路程和时间关系图像。
(2)速度和时间关系图像。
四、变速直线运动
1.定义:速度变化的直线运动叫变速直线运动。
2.特点:(1)运动路线:直线。
(2)速度大小:变化。
五、平均速度
1.定义:物体在一段时间内或一段路程上运动的平均快慢程度。
2.意义:表示变速运动的平均快慢。
3.公式:V=S/t。
其中:V--平均速度;S--某段路程;t--总时间。
4.理解:
(1)平均速度不是速度的平均值。
(2)求平均速度时,一定要指明哪一段路程或时间段内的平均速度,特别要注意,时间是该路程段对应的总时间。
5.其它运动图像:
(1)变速直线运动图像:(左边两个图像)
(2)静止图像:(右边图像)
【考点4 】测量物理运动的速度
一、实验:测平均速度
1.实验原理:v=S/t。
2.主要器材及作用:
(1)刻度尺:测量物体运动的路程。
(2)停表:测量物体运动时间。
(3)小车:研究对象。
(3)金属片:确定小车到达终点的位置,便于精确测出运动时间。
(4)斜面:使小车运动起来 。
3.实验步骤:
(1)把木块放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下撞击金属片的时间。
(3)根据测得数据,利用公式v=S/t 算出小车通过斜面全程的平均速度。
(4)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离 。
(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程所用时间,并算出小球通过上半段路程的平均速度。
(6)算出小车跑完下半程所用的时间,算出小车通过下半段路程的平均速度。
4.实验结论:小车沿斜面下滑的速度越来越大,说明小车沿斜面下滑运动速度越来越快,小车做变速直线运动。
5.实验注意事项:
(1)小车运动距离的测量方法:要“头对头”或“尾对尾”测量,或测出起始点与金属片之间的距离。
(2)斜面坡度要适当,使小车从静止释放,可加速缓慢下滑即可,并且不会滑落斜面。
(3)测量过程中不能改变斜面的坡度。
6.减小误差的方法:
(1)多次测量,求平均值。
(2)多次测量的方法:每次让小车从同一位置由静止释放,且金属片位置不变。
7.小车在各阶段的平均速度大小比较:
v上半段<v全程<v下半段。
8.如何减小小车的平均速度:
(1)适当减小斜面的倾斜程度。
(2)适当增大斜面的粗糙程度。
03 素养提升
易错点辨析 常考易错分析
易错一:速度的理解不透彻易错?
误认为平均速度是速度的平均值
平均速度是物体通过某段路程的平均快慢程度,数值上等于物体运动的总路程与物体在这段路程上所用总时间的比值。
例如,某物体在前一半路程的速度是v1,在后一半路程的速度为v2,则物体在这一段路程的平均速度为:,而不是速度平均值。
易错二:运动状态的判断易错?
运动和静止是相对的,只有选定了参照物,才能确定物体是运动的还是静止的。如果被研究的物体相对于所选参照物位置发生了改变,则是运动的;如果被研究的物体相对于所选参照物位置没有发生改变,则是静止的。
易错三:对s-t和v-t图象的物理意义理解。
机械运动中常见的图象有s-t与v-t图象两种,能形象直观地反映物体的运动情况同学们要会区分s-t与v-t图线的不同之处,熟练地掌握图象中s-t与v-t图线的物理意义.
易错四:误差的理解易错。
在测量各类物理量时,测量值与真实值之间总会有差别,这就是误差。误差是不能消除的,但可以尽量减小,减小误差的方法有:多次测量求平均值、选用更精密的测量工具、改进测量方法等,测量错误是由于不遵守仪器的使用规则、读数时粗心等造成的,是不该发生且能够避免的。误差不是错误。
错题纠正
1.下列测量中,选择的测量工具较合适的是( )
A.测量窗玻璃的尺寸用分度值是1cm的刻度尺
B.测量课本厚度用分度值是1cm的刻度尺
C.测量跳远成绩用分度值是1cm的皮卷尺
D.测量教室的长度用分度值是1mm的刻度尺
【答案】C
【详解】A.在测量窗玻璃的尺寸时,进行的测量准确程度较高,要选用分度值为1mm的刻度尺,故A不符合题意;
B.要使用刻度尺测量物理课本的厚度,测量结果准确到1mm即可,所以选择分度值是1mm的刻度尺,故B不符合题意;
C.测量运动员的跳远成绩,成绩一般在十米左右,故最小刻度值达到1cm就比较适当,量程大于十米的皮卷尺就可以,C符合题意;
D.测量教室的长度时,准确程度要求不高,长度较大,选用分度值是1cm且量程较大的卷尺较合适,故D不符合题意。
故选C。
2.生活中机械运动随处可见,关于机械运动的相关说法正确的是( )
A.测量物体长度时,可以随意使用刻度尺测量
B.物体的运动和静止是相对的
C.使用秒表来测量时间,读数时大表盘读出的单位是分
D.改进实验方法不可以减小实验误差
【答案】B
【详解】A.测量物体长度时,要按照刻度尺的使用规则来进行测量,故A错误;
B.物体的运动和静止是相对的,选择的参照的不同,结论也可能不同,故B正确;
C.使用秒表来测量时间,读数时大表盘读出的单位是秒,小表盘读出的单位是分,故C错误;
D.改进实验方法可以减小实验误差,如测量较小物理量时可以采用累积法来减小误差,故D错误。
故选B。
3.一个木箱漂流在河中,随河水的水流向下游漂去,在木箱的上游和下游各有一条小船,两船到木箱的距离相同,两船同时划向木船,若两船在静水中划行的速度大小相同,那么( )
A.上游的小船先捞到木箱 B.下游的小船先捞到木箱
C.两船同时到达木箱处 D.条件不足,无法确定
【答案】C
【详解】以河水为参照物,则木箱是静止的,两船相当于在静水中划行,因两船在静水中划行速度相同,而两船到木箱的距离又相同,由速度公式可知,两船同时到达木箱,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.2024年3月2日,神舟十七号航天员组在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,圆满成功完成第二次出舱活动,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.以太阳为参照物,空间站是静止的
B.以地球为参照物,出舱的航天员是静止的
C.以空间站为参照物,出舱的航天员是静止的
D.研究空间站的运动,一定要以空间站为参照物
【答案】C
【详解】A.空间站在太空中一直处于运动状态。以太阳为参照物,空间站的位置发生了变化,空间站是运动的,故A错误;
B.以地球为参照物,出舱的航天员位置发生了变化,是运动的,故B错误;
C.以空间站为参照物,出舱的航天员位置没有变化,航天员是静止的,故C正确;
D.参照物的选择具有任意性,可以选择运动的物体做参照物,也可以选择静止的物体作为参照物,研究空间站的运动,可以以空间站为参照物,也可以以地球为参照物,故D错误。
故选C。
5.A、B 两物体从同一位置同向而行,运动情况分别如图甲和图乙所示,下列说法正确的是( )
A.两个物体的运动速度相等
B.经过1s时间B物体在A物体前方2m处
C.2s时两个物体恰好相遇
D.图甲中阴影部分的面积在数值上等于A 物体运动2s的路程
【答案】D
【详解】A.A物体的速度为
B物体的速度为
故A错误;
B.经过1s时间,由得,A运动的路程为
B运动的路程为
A、B 两物体从同一位置同向而行,B物体在A物体后方2m处,故B错误;
C.AB速度不同,2s时两个物体运动的路程不同,则2s时两个物体没有相遇,故C错误;
D.图甲中阴影部分的面积为速度与时间的乘积,在数值上等于A 物体运动2s的路程,故D正确。
故选D。
举一反三
1.下列图中,使用刻度尺测量物体长度,操作正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.图中刻度尺的零刻度线未与被测物体的边缘对齐,故A错误;
B.图中刻度尺有刻度线的一侧紧贴被测物体且零刻度线与被测物体的边缘对齐,故B正确;
CD.图中刻度尺放置歪斜,刻度尺带刻线的一侧应与被测物体相平,故CD错误。
故选B。
2.如图所示,下列关于机械运动图象描述正确的是( )
A.甲:该图表明物体正在做匀速直线运动
B.乙:该图是小车从光滑斜面上滑下过程中的速度情况
C.丙:该图中甲乙两车在第10s相遇,0~20s乙车的平均速度为1m/s
D.丁:该图中在5 s~15 s物体的运动速度是6m/s
【答案】C
【详解】A.甲图中随着时间的增加,路程不变,没有运动,故A错误;
B.乙图中随着时间增加,速度先减小后增大,是上坡下坡的速度情况,从光滑斜面上滑下,速度越来越大,故B错误;
C.由图丙可知,甲乙两车在第10s相遇,在0~20s乙车运动了20m,则乙车的平均速度
故C正确;
D.丁图中在5s~15s物体的运动路程是4m,用时10s,则物体的运动速度
故D错误。
故选C。
3.如图是第十九届杭州亚运会面额10元的银质圆形纪念币,小明用刻度尺测出它的直径为39.9mm,则小明所用刻度尺的分度值为( )
A.1cm B.1mm C.1nm D.
【答案】B
【详解】长度测量时,要估读到分度值的下一位,用刻度尺测出它的直径为39.9mm,所以刻度尺的分度值为1mm。
故选B。
4.甲、乙两车在一平直公路上向东运动,其s-t图像如图所示,甲全程做匀速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两车从同一时间同一地点出发
B.在0~10s内,以乙车为参照物,甲车向东运动
C.在0~10s内,甲、乙两车的路程相等
D.在10~20s内,甲、乙两车的平均速度相等
【答案】D
【详解】A.由图可知,甲乙两车同时出发,甲车在距离初始位置100m处开始运动,乙车从初始位置开始运动,故A错误;
BC.在0~10s内,甲车通过的路程始终小于乙,由可知甲的速度始终小于乙,所以乙车为参照物,甲车向西运动,故BC错误;
D.在10~20s内,两车通过的路程相等,时间相同,由可知两车的平均速度相等,故D正确。
故选D。
5.关于匀速直线运动的速度公式:,下列说法正确的是( )
A.物体运动速度越大,通过的路程越长
B.物体运动速度越大,所用的时间越少
C.在运动路程一定的情况下,运动时间越长,速度越大
D.在运动时间一定的情况下,通过的路程越长,速度越大
【答案】D
【分析】实际上对于匀速直线运动,时间t是原来的几倍,路程s就是原来的几倍,其速度是不变的。
【详解】AB.物体运动速度越大时,通过的路程的大小还与时间有关;所用的时间的大小还与路程有关,所以AB都不正确;
CD.在运动路程一定的情况下,运动时间越长,速度越小;在运动时间一定的情况下,通过的路程越长,速度越大;所以D正确。
6.某段歌词中唱道:“你会挽着我的衣袖,我会把手揣进裤兜,走到玉林路的尽头,坐在小酒馆的门口”。当“我”在玉林路上走时,以下面哪个物体为参照物,“我”是静止的( )
A.“你” B.“我” C.“玉林路” D.“小酒馆”
【答案】A
【详解】A.“你”和“我”一块运动,运动的方向和速度相同,以“你”为参照物,“我”是静止的,故A符合题意;
B.“我”是研究对象,不能以研究对象为参照物,故B不符合题意;
C.以“玉林路”为参照物,“我”相对于“玉林路”的位置发生改变,“我”是运动的,故C不符合题意;
D.当“我”在玉林路上走时,以“小酒馆”为参照物,“我”是运动的,故D不符合题意。
故选A。
7.38层的鹤壁金融大厦(如图所示)目前是鹤壁市最高建筑,其总高度接近于( )
A.0.16千米 B.1.6千米 C.1600厘米 D.毫米
【答案】A
【详解】鹤壁金融大厦共38层,高168米。由长度的单位换算可知
0.16千米=160米
1.6千米=1600米
1600厘米=16米
1.6×106毫米=1.6×103米故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
8.闪光灯下的三叶电风扇转动时,有时看上去好像不转一样.已知某闪光灯的闪光频率为60Hz(即每秒闪光60次),则在这种闪光灯下,看上去不转的三叶电风扇,实际每秒钟转动的圈数不可能是( )
A.80 B.40 C.30 D.20
【答案】C
【详解】因为电扇叶片有三个,相互夹角为120°,现在观察者感觉扇叶不动,说明在闪光时间里,扇叶转过三分之一、或三分之二、或一周…,即转过的角度为
,n=1,2,3…
由于闪光灯每秒闪光60次,所以电风扇每秒转过的角度为,转速为20nr/s,
当n=1时,转速为20r/s,即每秒转动20圈;
当n=2时,转速为40r/s,即每秒转动40圈;
当n=4时,转速为80r/s,即每秒转动80圈;故ABD正确,C错误。
故选C。
9.小明为了测自己步行的速度,他从400 m跑道的起点从8时10分0秒开始记时,沿着跑道走一圈到终点(即起点),表针指到8时18分20秒,则小明的平均速度是( )
A.1.25 m/s B.0.73 m/s C.0.67 m/s D.0.8 m/s
【答案】D
【详解】由题意可知t=8min20s=500s,s=400m,代入公式:=0.8m/s,A. B. C都不符合题意,只有D符合题意;
故选D.
10.小张同学在校运动会上担任田径裁判员,用皮尺测量跳远比赛成绩.在测量过程中他与搭档没有拉紧皮尺,那么他们测的成绩会( )
A.偏大 B.偏小 C.正常 D.无法判断
【答案】A
【详解】刻度尺使用的基本要求之一是“要沿着被测长度放”,如果皮尺拉不直,必然在一定的长度内卷缩了更多的示数,所以会使测量的结果偏大.
故选A
11.甲、乙两车同时同地向西做匀速直线运动,它们的s﹣t图象如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.甲车的速度小于乙车的速度
B.以甲车为参照物,乙车向西运动
C.以乙车为参照物,甲车向西运动
D.运动4s后两车相距60m
【答案】C
【详解】A.由图可知,经过4s甲车通过的路程为40m,乙车通过的路程为20m,在相同时间内,通过路程大的速度大,所以甲车速度大于乙车速度,故A错误;
BC.因为v甲>v乙,甲、乙两车同时同地向西做匀速直线运动,所以甲在乙车的前面向西运动,两小车的相对位置不断变化,以甲车为参照物,乙车向东运动,以乙车为参照物,甲车向西运动,故B错误,C正确;
D.经过4s甲在乙前面的距离为
故D错误。
故选C。
12.学校秋季运动会上,精彩压轴接力赛即将进行。为了取得更好的成绩,同学们在激烈地讨论如何进行交接棒。下列措施最好的是( )
A.后一棒站着静止等前一棒
B.跑得快的同学后退迎接前一棒
C.以相同的方向和速度进行交接棒
D.让跑步最快的同学全程跑完接力赛
【答案】C
【详解】在接力赛中,为了保证交接棒的顺利进行,就要让两同学同向同速即保持相对静止状态,更容易传递交接棒,故C符合题意,故ABD不符合题意。
故选C。
13.如图所示是在同一位置开始同向运动的甲、乙两物体路程s与时间t关系图像,下列说法正确的是( )
A.两物体同时开始运动
B.以甲为参照物,乙是运动的
C.在t=5s时,甲、乙两物体相遇
D.甲物体的运动速度为3m/s
【答案】C
【详解】A.根据图像可知,甲比乙晚运动2s,因此不是同时开始运动的,故A错误;
B.根据图像可知,开始一段时间内,甲、乙的速度相同,因此以甲为参照物,乙是静止的,故B错误;
C.在t=5s时,甲、乙通过的距离都为6m,因此甲、乙两物体相遇,故C正确;
D.根据图像可知,甲4s内通过的路程为8m,所以甲的速度为=2m/s,故D错误。
故选C。
14.世界短跑名将跑完100m只需9.8s,一辆汽车以30km/h的速度行驶,羚羊的奔跑速度是20m/s。比较这三者的速度由大到小排列顺序是( )
A.运动员、羚羊、汽车 B.汽车、羚羊、运动员
C.汽车、运动员、羚羊 D.羚羊、运动员、汽车
【答案】D
【分析】知道运动员的运动时间和路程,根据速度公式求出运动员的速度;把运动员的速度、汽车的速度、羚羊的速度,统一单位,比较速度的大小。
【详解】运动员的速度为
车的速度
可判断它们的速度大小关系是
故选D。
15.2016年10月19日,“神舟十一号”一飞船与“天宫二号”空间站实施自动交会对接.如图所示为即将对接时的模拟图,成功对接后,飞船内的航天员看到空间站纹丝不动,而地球在缓缓转动,则航天员选择的参照物是
A.太阳
B.地球
C.飞船
D.空间站
【答案】C
【详解】试题分析:以“神舟十一号”为参照物,“天宫二号”相对它的位置不变,“天宫二号”是静止的,地球相对于“神舟九号”位置不断发生变化,地球是运动的,故C正确.
考点:参照物及其选择
16.如图是一辆汽车做直线运动的路程和时间的图象,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是( )
A.BC段汽车运动的速度为15km/h
B.AB段汽车处于匀速运动状态
C.BC段汽车处于加速运动状态
D.前3小时内,汽车运动的平均速度为30km/h
【答案】D
【详解】A.BC段速度为
故A错误;
B.AB段汽车的路程不随时间而变化,则汽车处于静止状态,故B错误;
C.BC段路程和时间成正比,所以为匀速,故C错误;
D.前3h汽车平均速度为
故D正确。
故选D。
17.广西“三月三”民族活动丰富多彩,其中“三人板鞋”竞速项目深受大家喜爱。如图所示,是甲、乙、丙三位同学正在进行的“三人板鞋”竞速活动,如果说甲运动员是静止的,所选的参照物是( )
A.观众 B.乙运动员 C.地面 D.旁边的树木
【答案】B
【详解】甲、乙、丙三位同学正在进行的“三人板鞋”竞速活动时,甲和乙的位置没有发生改变,故如果说甲运动员是静止的,他选的参照物是乙运动员。
故选B。
18.如图为某物体做直线运动时路程随时间变化的图像,由图像可知该物体( )
A.在时间内的速度比在时间内的速度大
B.在整个时间内都做匀速直线运动
C.在整个时间内的平均速度为
D.在内物体的速度为
【答案】C
【详解】AB.由图可知,在时间内物体的路程为40m,则在时间内的速度为
由图可知,在时间内物体的路程为
则在时间内的速度为
则在时间内的速度比在时间内的速度小,故AB错误;
C.由图可知,在整个时间内的路程为80m,则在整个时间内的平均速度为
故C正确;
D.由图可知,在内物体的路程不变,即物体处于静止状态,故D错误。
故选C。
19.一个物体做变速运动,前一半路程的速度为v1,后一半路程的速度为v2,则全程的平均速度为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由题意可知,前一半路程的速度为v1,后一半路程的速度为v2,设这一半路程为,根据速度公式可知,前一半路程需要的时间为,后一半的时间为,那么全程需要的时间为
所走的总路程为,根据速度公式可知,全程的平均速度为
全程的平均速度为;故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
20.中华文化博大精深,许多古诗词和歌曲蕴含了丰富的物理知识。下列说法正确的是( )
A.“不疑行船动,唯看远树来”,“远树来”是以地面为参照物的
B.“忽然月羞躲云中,原是晚云遮明月”,“月”静止是以“云”为参照物
C.“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,“竹排”运动是以竹排上的人为参照物的
D.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,“轻舟”运动是以“山”为参照物的
【答案】D
【详解】A.“不疑行船动,唯看远树来”,树相对于地面是静止的,觉得“远树来”是以行船为参照物的,故A错误;
B.“月羞躲云中”意思是月亮躲在云里面,因此以“云”为参照物,月亮的位置发生了变化,“月”是运动的,故B错误;
C.“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,“竹排”以竹排上的人为参照物,相对位置没有发生变化,因此是静止的,故C错误;
D.“轻舟已过万重山”,以山为参照物,“轻舟”的相对位置发生了变化,因此“轻舟”运动是以“山”为参照物的,故D正确。
故选D。
04 单元小结
一、考点考向
1、长度与时间测量
(1)考向:
(2)熟悉刻度尺和秒表的使用技巧;长度与时间单位及其换算关系;认识生活中常见长度与时间的大体数值。
2、运动的描述
(1)考向:
(2)运动的相对性,物体静止和运动的描述等知识点。参照物的选取与物体运动情况的描述:同一物体的运动,选择的参照物不同,物体运动描述不同。
3、速度与平均速度
(1)考向:
(2)对速度概念的理解、应用和有关计算,解答有关平均速度的问题,首先要分清要求的是哪段路程或哪个时间内的平均速度,也就是说一定要对平均速度的概念有深刻的认识。
二、常考题型
(1)选择题:常考热点主要集中在对物体运动的描述和平均速度的计算。
(2)填空题:常考热点集中在长度测量、运动描述、参照物和平均速度计算。
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