内容正文:
第五章 物体的运动
素养进阶
内容梳理
素养进阶
1.测量长度工具 ,测量时间工具 ,用前要观察它们的 .
2.刻度尺使用:①使刻度尺有刻度一边 被测物体, 尺的位置.②使零刻度线与被测物体一端 ,读数时,视线与尺面 .③测量时,应估读到 的下一位;记录结果时,要写出数字和 .
3.秒表使用:观察秒表,了解使用;知道按键启动、暂停、归零;读数先读 表盘,再读 表盘,如小表盘分针指针过半格,大表盘秒针读数应读 30s数值.
4.单位:长度国际单位为 ,换算:km,m,mm,μm,nm(千/米/毫/微/纳),进率是1千;m,dm,cm,mm(米/分/厘/毫),进率是十;时间国际单位为 ,h,min,s进率是 .
5.误差是测量值与真实值之间的差异.任何测量都存在,不能消除.可以通过改变测量方法,选用精密测量工具,多次测量 减小误差.而错误不应发生.
6.用mm刻度尺不能直接测量一张纸厚(约 mm=80 ),由于 ,应采用 法.尺寸接近或略大于分度值,为减小误差,仍采用 法.测量一元硬币直径方法采用 法.测中学生1次脉搏时间(约 s)用 法.
知识梳理
一、长度与时间的测量
刻度尺
秒表
量程 分度值
紧靠
放正
对齐
垂直
分度值
小
大
大于
m
s
单位
60
求平均值
0.08
μm
纸厚小于分度值
累积
累积
平移
0.8
累积
1.比较物体运动快慢:⑴相同时间比 (观众法),路程 的运动快;⑵相同路程比 (裁判法)时间短的运动 ;⑶求 法(与观众法类似).
2.速度是描述物体 的物理量,把 叫速度,用 法定义.
速度公式 ,变形公式s= ;t= .速度国际单位 ,换算1m/s= km/h.
3.测量纸锥下落速度:⑴原理是 ;⑵需测 ,测量工具有 ;
⑶设计表格应根据需要测量与计算的物理量设计栏目,每一栏目应标出物理量及 ;⑷实验中较难测的是 ,可采取的方法 等;
⑸为减小误差应控制 不变,多次测量 ,求 ,计算速度;⑹实验采用纸锥而不是纸片,好处是 .
4.空气中光速约 ,空气中声速约 .
中学生步行速度约 m/s,意义 ;
骑自行车速度约 m/s.
二、速度
路程
大
时间
快
比值
运动快慢
路程与时间之比
比值
vt
m/s
3.6
s、t
刻度尺秒表
单位
时间
增大下落高度;增大锥角
下落高度
时间
平均值
纸锥沿竖直直线下落
3×108m/s
340m/s
1.4
1s行走1.4m
5
1.匀速直线运动:⑴定义:是 的直线运动,是一种最简单的运动,是理想的 ;⑵公式: ;⑶特点:在相等时间内通过的路程 ;s与t成 比;速度大小 ;速度与路程、时间 ;⑷实例:略.
2.研究气泡运动规律:⑴距气泡一段距离标0刻线,目的是 ;
⑵刻线间距略大些,原因 ;⑶研究s与t关系的方法 ,根据s-t关系图像,是过原点的一条倾斜直线,说明s与t成 .也可用v-t图像研究.⑷实验表明:做匀速直线运动的物体, ,即s与t成 .
3.变速直线运动:⑴定义:是 的直线运动;⑵公式: ;
⑶特点:在相等的时间内通过的路程 ,速度是 的,v与st有关;⑷在粗略研究时,用 表示运动快慢的大致情况,要指明哪一段路程或时间.
4.物理公式不仅反映各物理量之间的数量关系,而且反映它们之间单位关系,我们可以通过单位运算来检验解题过程.既有数量运算,又有单位运算.
计算题解答应规范解题:有公式,数值代入,有单位;单位要对应统一.
列车过桥路程为s= ;列车全部在桥上行驶路程为s= ;
司机过桥路程为s= ; 城际列车因车长远小于行程,故忽略车长.
三、直线运动
速度不变
物理模型
相等
正
不变
无关
研究气泡平稳运动速度
利用测量时间
图像法
正比
相等时间路程相等
正比
速度变化
不相等
变化
平均速度
s桥+ s车
s桥-s车
s桥
1.一个物体相对于另一个物体 的变化叫机械运动,简称 .用来判断一个物体是否运动的 叫参照物,一个物体相对参照物位置不变,这物体是 的.判断运动与静止应明确参照物与研究对象,根据位置关系判断.
2.参照物可以任意选取时,应根据需要和方便选择.对于同一物体时,参照物选取的不同,其运动状态不同,机械运动的这种性质叫 .
3.“游云西行而谓月之东驰.”说“游云西行”认为 是运动的,是以 为参照物;“月之东驰”是指 是运动,是以 为参照物. “人在桥上走,桥流水不流”中说“桥流”认为桥是 ,是选 为参照物.
4.《刻舟求剑》的故事说明了剑客选 为参照物,应选 为参照物.妈妈用电瓶车送小明上学,妈妈关照小明:“坐好,别动!”,说“别动”是以 为参照物,小明看到地面及路边树木向后退,选 为参照物.学校来到面前,认为学校是 的,选 为参照物.
5.“神舟十号”飞船与“天宫一号”成功对接后,“天宫一号”内的航天员看到“神舟十号”纹丝不动,地球在缓慢转动,则航天员选择的参照物是 .
相对运动与静止应用举例 、 .防止相对运动举例 .
四、运动的相对性
位置
运动
标准物体
静止
相对性
云
月
月
云
桥
流水
记号
河岸
坐垫
车
运动
小明
天宫一号
空中加油
接力赛交接棒
机场驱鸟
反思提升
1.凭视觉判断图5-40所示的两根棒的长度,你的结论是什么?如何证实你的判断是否正确?结合此例,说一说你对测量的认识。
2.通过“练习使用刻度尺”的实验,我们认识到“误差不可避免,但可以减小;而错误必须避免”。请结合该实验,说一说我们是如何减小误差的,在哪些环节必须避免错误的发生。
凭视觉感到竖放的棒较长。可用刻度尺分别测量两棒的长度,实际上它们的长度相同。测量是通过一定的方法和工具,对物理量进行定量描述的过程。
测量棒的长度时,估读值有时偏大、有时偏小,会出现误差,采用多次测量取平均值的方法减小误差。
避免错误的环节有:使刻度尺有刻度的一边紧贴被测物体,放正刻度尺的位置;让刻度尺的“0”刻度线与被测物体的一端对齐,读数时视线与尺面垂直;等等。
3.几位小朋友做游戏。坐着的女孩先记住其他小朋友的位置,然后用手蒙住眼睛,如图5-41(a)所示。放开手后,坐着的女孩看到的情景如图5-41(b)所示。假如坐着的女孩是你,你如何判断其他小朋友是否运动了?判断时选择的参照物唯一吗?
以自己为参照物,根据其他小朋友的位置是否改变来判断其运动情况,
1、3号小朋友运动了,2、4号小朋友静止。
判断时参照物并不唯一,还可选路灯杆、石头等为参照物。
4.比较物体运动的快慢,可用“相同时间比路程”,也可以用“相同路程比时间”。在物理学中,用的是“相同时间比路程”,即用路程与时间之比来定义速度(v= ),为什么不用另一种方法来定义速度?
5.在做“研究气泡的运动速度”实验时,如果气泡运动较快,来不及计时,可对装置做怎样的调节?实验中,先在管上标出点“O”“20cm”“40cm”
“60cm”“80cm”的位置,这样做的目的是什么?
采用“路程与时间之比”来定义速度,比值大,说明速度大,这样规定会给我们带来不少方便。
如果气泡运动较快,可减小玻璃管与水平面的倾角,或用油代替水。
本实验需对路程和时间同时进行读数,难以做到,可以提前在管上标出间隔相同的位置,只需测出气泡到达上述位置的时间即可。
问题解决
1.回顾日常测量身高的方法。如果要较准确地测量一节电池(图5-42)的长度和直径,你选择什么测量工具?怎样操作?有哪些注意事项?测一测。
也可用细线在电池上绕一圈,测量其长度,利用周长公式计算出直径。
测量工具:三角尺、直尺(量程0-15cm)。
三角尺直角边分别紧靠直尺与电池。
要保持0刻线对齐。
被测长度平移在直尺上读数。
两列火车可能的运动情况:①小华所乘坐的火车停在轨道上,另一列火车向前运动;②两列火车均向前运动,但小华所乘坐的火车速度较慢;③小华所乘坐的火车向后倒车,另一列火车则停在轨道上。
判断理由:在以上情况中,小华以自己为参照物,发现窗外的高速列车的位置发生了变化,在向前运动。
2.如图 5-43 所示,小华坐在高速列车上,观察到窗外另一轨道上也有一辆高速列车。请根据图示情景说明两列高速列车可能的运动情况以及你判断的理由。
3.下表是某运动员在一次110m跨栏比赛过程中的相关数据。
请根据表中数据,画出该运动员运动路程随时间变化的图像,说明他的运动有什么特点。(提示:可借助信息技术手段绘制图像)
运动员在起跑阶段(0~2.50s)速度较小,之后近似做匀速直线运动。
由此可见,他在比赛过程中的运动不是匀速直线运动。
提升练习
1.填写单位及换算:
某同学的身高为1.63____,一柞20.00 ,一步0.60 ,一次脉搏时间0.8 ,
呼吸一次时间3-4 ,人步行速度约1.4 或5 .骑自行车速度约5____.
课桌高度80 ,橡皮从桌面掉到地上约0.5 ,
0.25m=________mm=________nm; ②108km/h=____m/s.
2.读数:
m
cm
m
s
s
m/s
km/h
m/s
cm
s
2.5×102
2.5×108
30
2.50cm
2.8cm
2.83cm
5min37.5s
337.5s
2min7.5s
127.5s
3.华为mate60系列手机各项性能“遥遥领先”,该手机采用了5 (mm/μm/nm)工艺制造麒麟9000处理器;PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 (同上)的颗粒物.1nm= m.
4.智能手环可以通过运动软件App监测佩戴者的运动情况.当小明沿河边的观光道路步行时,他佩戴的智能手环上显示的信息如表所示.根据表中的运动数据,小明步行的平均速度为________,若另一个同学的配速为12min/km,则他运动的平均速度________(大于/小于/)小明运动的平均速度.
距离 3000m 步数 4800
用时 45min 配速 15min/km
5.甲、乙两物体做匀速直线运动,它们通过的路程之比为5:3,所用时间之比为2:9,则它们的速度之比是_____.甲物体在10s内通过12m,则乙的速度是_____m/s.
nm
μm
10-9
4km/h
大于
15:2
0.16
6.我国古代曾用张开的大拇指与中指间的距离作为长度单位,称为“拃”.如图所示,利用刻度尺测量某同学“一拃”的长度.根据图中信息,下列说法正确的是 ( )
A.该刻度尺的分度值是1mm B.读数时,从甲方向结果偏小
C.“一拃”的长度应读作19cm D.测量时,不一定从零刻度线量起
7.用图像可以表示物体的运动规律,图中用来表示物体做匀速直线运动的是 ( )
A.②④ B.①③ C.①④ D.②③
D
B
8.如图所示,坐在甲火车中的小芳在车窗里看到乙火车的车头,过一会儿,她又在车窗里看到乙火车的车尾.若两列火车车头朝向一致,则下列关于两列火车运动情况的判断,正确的是( )
A.乙车停在轨道上,甲车向前运动 B.乙车向后倒车,甲车停在轨道上
C.两车均向前运动,但乙车运动较慢 D.两车均向后倒车,但甲车运动较快
7.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.人从桥上过,桥流水不流
C.看山恰似走来迎,仔细看山山不动 D.游云西行,而谓月之东驰
C
D
9.一列长为360m的火车,匀速通过一条长 1800m的隧道,测得火车完全通过隧道需要72s,求:
⑴火车的运行速度;
⑵火车全部在隧道内运行时间;
⑶司机通过隧道的时间.
s1
s隧道
s车
s隧道
s车
s2
s3
⑴
s1= s隧道+ s车=2160m
解:
s1
t1
v=
2160m
72s
=
=30m/s
⑵
s2= s隧道- s车=1440m
s2
v
t2=
30m/s
1440m
=
=48s
⑶
s3= s隧道=1800m
s3
v
t3=
30m/s
1800m
=
=60s
答…
10.高速公路上有“定点测速”和“区间测速”,若监测点 A、B相距25km,该路段最高限速120km/h, A、B两点监测到速度分别是100km/h,110km/h.
⑴当车辆高速通过监测点B时,车内司机以测速探头为参照物司机是_____的,以车内的导航仪为参照物司机是______的;
⑵定点测速该汽车是否超速?⑶区间测速该汽车是否超速?
运动
静止
解:
⑵ vA,vB<v限
A、B两点不超速.
⑶ v区间=
区间测速超速了.
11.在“测量纸锥下落速度”活动中.将等大的圆纸片,裁去扇形,做成A、B纸锥。
⑴比较A、B纸锥下落的快慢,在如图乙、丙两个方案中,应该选择如图____所示的位置下落,比较纸锥落地的先后即可;
⑵应选择其中后落地的纸锥进行测量速度实验,这是为了___________;
⑶若只有刻度尺和秒表,请你设计提出了两种测量速度的方案:
方案一:先选定一段时间,测量纸锥在这段时间内下落的距离.
方案二:先选定一段距离,测量纸锥通过这段距离所用的时间.
为了方便测量,你认为小华选用方案 比较合理;
⑷实验原理是________;下列四个速度随时间变化的关系图像;能反映出图丁中纸锥下落运动的是_______.
乙
利于测时
二
A
12.在研究气泡运动速度的实验中,
⑴实验中让气泡运动得较_____,是为了减小测量_____(路程/时间)时的误差,改变气泡运动快慢的措施是 ;
实验较方便的计时工具选 . A.手机秒表 B.机械秒表 C.挂钟
⑵气泡开始运动后,记录气泡从O点开始到各段的时间如表格所示.根据表中的数据在图中画出气泡运动的s-t图像;
路程s/cm 0 20 40 60 80
时间t/s 0 4 8 12 16
⑶气泡在运动到30cm处的速度为 m/s;
⑷在测量的这段路程中,气泡的运动可以看成 运动.
依据是 .
慢
时间
减小试管倾角
A
0.05
匀速直线
s-t图像是过原点的一条斜线
$