内容正文:
第一讲 机械运动
1.长度的测量
长度、时间及其测量
长度单位 基本单位:米,符号是__m__
单位换算:1 km=103 m,1 dm=10-1 m,1 cm=10-2 m,1 mm=10-3 m,1 μm=10-6 m,1 nm=10-9 m
测量工具 常用工具:刻度尺;精确工具:游标卡尺、螺旋测微器等
测量过程 选 根据测量要求,选择合适的__________和_________的刻度尺
放 __________要对准被测物体的一端,__________一边要紧靠被测物体,且与被测边保持________
读 读数时,视线要正对刻度线,读数要估读到________的下一位
记 记录测量结果时,要记录数值和单位
测量范围
分度值
零刻度线
有刻度的
平行
分度值
1.测量物体长度的操作如图甲、乙所示,其中放置不正确的是图甲中的____(选填“A”或“B”)刻度尺,图乙中读数时视线正确的是____(选填“①”或“②”),图乙中刻度尺的分度值是________,物体N的长度为________ cm。
A
②
1 mm
3.00
2.时间的测量
(1)时间的基本单位是秒,符号为____,其他常用单位还有小时(h)、分(min)。
(2)单位换算:1 h=______min,1 min=____s。
(3)测量工具:钟表、秒表、铯原子钟、圭表、日晷、沙漏等。
s
60
60
【特别提醒】
秒表读数方法:首先读出小盘上的整分钟数(不包括半分钟数),然后读出大盘的秒数;若小盘的分钟数大于半分钟,则大盘读31、32等,若小盘的分钟数没有超过半分钟,则大盘读1、2等,用小盘的分针所指示数加上大盘的秒针所指示数(注意单位统一),就是测量值。
2.如图所示是两种常用的测量时间的工具,其中甲的分度值是_______,它此时的示数是__________;乙表叫机械秒表,它的分度值是______,它此时的示数是_______。
1 min
10 h 7min
0.5 s
200 s
3.误差
(1)定义:测量值和_______值之间的差别。
(2)误差与错误的区别:误差只能减小,是______避免的,错误是____避免的。(均选填“能”或“不能”)
(3)减小误差的方法:选用精密的测量工具,改进测量方法,多次测量__________。
真实
不能
能
求平均值
机械运动 物体_______随时间的变化叫作机械运动
参照物 在判断物体是运动还是静止时,被选作_______的物体叫作参照物(不能选择研究对象本身作为参照物)
判断物体
是否运动 ①确定__________;②根据题意选取适当的_________;③看被研究的物体相对于参照物的位置是否发生了变化,如果发生了变化,就说它是_______的;没有变化,就说它是_______的
运动和静
止的相对性 同一物体是运动的还是静止的,取决于所选的________,这就是运动和静止的相对性
运动的描述
位置
标准
研究对象
参照物
运动
静止
参照物
3.如图所示,小明和小红坐在停靠在站台还未开动的同一节火车车厢里,他们分别向各自所在这一侧窗外看,小明说火车是静止的,小红说火车是运动的。则( )
A.只有小明的说法是正确的
B.他们选择的参照物一定不同
C.小明可能是以窗外行驶的火车为参照物
D.小红可能是以站台为参照物
B
1.比较物体运动快慢的方法
(1)相同的时间,比较_______;路程____的运动得快。
(2)相同的路程,比较______;时间____的运动得快。
2.速度
(1)定义:_______与_______之比叫作速度。
(2)意义:速度是表示物体运动_______的物理量,在数值上等于物体在单位时间内通过的路程。
路程
长
短
时间
路程
时间
快慢
运动的快慢
3.6
4.甲、乙两辆小轿车在公路上均向北做匀速直线运动,如图所示是乙车的速度表,速度表指示的数值是_________,该数值表示的物理含义是______________________________,以此速度匀速行驶30 min,通过的路程是________。行驶一段时间,甲、乙两车通过的路程之比为3∶2,所用时间之比为5∶4,则甲车的速度为____ km/h。
50 km/h
乙车每小时通过的路程是50 km
25 km
60
3.匀速直线运动与变速直线运动比较
匀速直线运动 变速直线运动
定义 速度大小_______的直线运动 速度大小_______的直线运动
运动图像
平均速度 运动物体在某一段路程内(或某一段时间内)运动的快慢程度,等于_______与_______之比(不是速度的平均值,不能通过取各段速度的平均值求得!)
不变
变化
路程
时间
【特别提醒】
1.求平均速度时要注意路程与时间的对应;特别注意时间,某一段路程中若物体有静止状态,则静止的时间一定也要算入总时间。
2.不能认为匀速直线运动的速度v与路程s成正比,与时间t成反比,因为对于匀速直线运动的物体来说,速度v是不变的。
1.(2024·湖北)我国古代把女子一拃长称为“咫”,男子一拃长称作“尺”,如图所示。“咫尺之间”用来比喻相距很近,实际“咫”与“尺”的长度相差大约为( )
A.3 mm B.3 cm C.3 dm D.3 m
B
长度、时间和速度的估测
2.(2025·常州)2025年1月,我国科学家发布:在甘肃省发现一批距今1亿多年(白垩纪)的斯氏跷脚龙足迹。其中一成年斯氏跷脚龙脚印的长度与九年级学生双手并靠的最大宽度接近,如图所示。已知斯氏跷脚龙体长为脚印长度的12倍,则其体长约为( )
A.24 m B.12 m C.2.4 m D.1.2 m
C
3.(2025·徐州)南朝梁元帝萧绎在《早发龙巢》诗中写道:“不疑行舫动,唯看远树来。”坐船时看到远方的树木向自己而来,是因为所选的参照物为( )
A.远处的山 B.近处的树
C.河岸 D.行舫
D
运动的描述
4.(2025·北京)如图所示,游客在行驶的游船上欣赏京城水系美景。下列说法正确的是( )
A.以桥为参照物,游船是运动的
B.以河岸为参照物,桥是运动的
C.以树为参照物,游船是静止的
D.以游船为参照物,河岸是静止的
A
5.(2024·湖北)2024年5月28日,神舟十八号航天员圆满完成出舱任务。如图所示,搭乘机械臂的航天员A已为空间站安装好空间碎片防护装置,航天员B正在出舱。以空间站为参照物,安装好的防护装置是_______的,航天员B是______的。
静止
运动
6.(2025·大庆)小萌家和学校位于同一平直马路的两个位置。小萌的爸爸在小萌放学时从家出发去接小萌,相遇后一起返回家中,小萌全程做匀速直线运动。两人运动图像如图所示,纵坐标s代表小萌和爸爸离家的距离,下列说法正确的是( )
A.小萌家距学校600 m
B.小萌从学校到家所用时间为15 min
C.0~8 min内爸爸的速度是1.25 m/s
D.整个过程中,爸爸做匀速直线运动
C
速度的理解与计算
7.(2025·山西)污水净化处理工艺中,气浮技术是利用气泡吸附悬浮污染物的原理,实现对污水的固液分离。小亮查阅资料得知,气泡在污水中上升速度会影响净化效率。他设计了测量气泡在水中运动速度的实验。
测量平均速度
(1)实验思路:用刻度尺测量气泡运动的路程,用_______测量气泡运动的时间,依据公式________可算出气泡运动的速度。
实验过程:在一根透明的玻璃管内注满水,两端用橡胶塞密封,竖直放置;用注射器从玻璃管底部注射一个小气泡,当气泡运动到A点开始计时,并用记号笔做标记;每隔2 s标记气泡到达的位置,获得实验记录如图所示。(2)气泡从A点运动到B点的平均速度为________。
(3)分析实验数据可知:气泡在水中沿直线从A点到B点做_________运动,你判断的理由是
由图可知,气泡在水中沿直线从A点到B点运动时,气泡在相同时间内通过的路程相等。
秒表
5 cm/s
匀速直线
注:“★”标注的实验为《义务教育物理课程标准(2022版)》要求的学生必做实验。
[实验命题点]☞实验必备手册P1
某兴趣小组利用带有刻度尺的斜面、小车和秒表测量小车的平均速度,如图甲所示,图中显示他们测量过程中的小车在A、B、C三个位置及其对应时间的情形,显示时间的格式是“时:分:秒”。
★测量物体运动的速度
【基础设问】
(1)实验的测量原理是________。
(2)实验中C处使用金属挡板是为了便于测量_______(选填“速度”或“时间”);实验中为了方便计时,应使斜面的倾角适当____(选填“大”或“小”)一些。
(3)小车从A点运动到B点所用时间tAB=____s;小车从B点运动到C点的路程sBC=_______cm;小车在AC段的平均速度vAC=______m/s。
(4)根据照片信息可判断小车做_______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
时间
小
2
65.0
0.15
变速
【能力设问】
(5)要使小车的平均速度增大,下列做法合理的是____。
A.换用质量更小的小车 B.减小斜面的倾角
C.斜面上铺毛巾 D.增大斜面的倾角
(6)如果在实验过程中,当小车运动了一小段距离才开始计时,则会使所测的平均速度偏____(选填“大”或“小”)。
(7)小车从斜面上下滑过程中,受力_________(选填“平衡”或“不平衡”),小车的重力势能_______,动能_______。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
D
大
不平衡
变小
变大
(8)小车在整个运动过程中,经历的时间t中点的速度为v1,经过路程s中点时的速度为v2,则v1____(选填“>”“<”或“=”)v2。
(9)从斜面上滑下的过程中,小车受到的作用力没有对其做功的是____(填选项字母)。
A.重力 B.支持力
C.摩擦力 D.无法判断
<
B
【拓展设问】
(10)[生活实践]如图乙所示是“激流勇进”游乐项目,游船从高处沿滑道下滑,冲入水中,极具挑战性。为保证安全,需适当减小游船滑到底端时的速度,请结合上述实验,给滑道设计者提一个合理建议:___________________。
降低滑道的高度
(11)[数字化实验]物体运动的情况还可以通过另一种办法即时测定、显现出来。位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离,计算机就可以算出小车在不同位置的速度,某次实验中,屏幕图像如图丙所示,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是_______(选填“匀速”或“加速”)运动的;小车到达坡底时的速度为_____ m/s。
加速
0.8
1.(2025·陕西)如图所示是小明手握茶杯的照片。根据图中信息估测,该茶杯的高度约为( )
A.10 mm B.10 cm C.10 dm D.10 m
B
2.(2025·福建)人体肺泡极多,图中记录了人体单个肺泡直径的数据,其单位是( )
A.微米 B.毫米 C.厘米 D.分米
A
3.(2025·宜宾)如图所示是加油机为歼10CE在空中加油的场景,歼10CE飞行员看见加油机是静止的,他选择的参照物可能是( )
A.大地 B.山峰 C.歼10CE D.云朵
C
4.(2024·青海)从神话故事“嫦娥奔月”到张九龄的诗句“海上生明月,天涯共此时”,再到朱自清的文学作品《荷塘月色》,月亮被赋予了多种寓意。“飞天”兴趣小组依照张九龄的诗绘制了如图所示的一幅画,若以地面为参照物,运动的是( )
A.升起的明月 B.海边的礁石
C.站立的诗人 D.海边的房屋
A
5.(2025·广西)小明在校运会100 m赛跑中勇夺冠军,成绩是12.5 s。他的平均速度是( )
A.1.25 m/s B.8 m/s
C.80 m/s D.100 m/s
B
6.(2025·山西)如图所示,小明家装修新房时想为落地窗安装一整块玻璃,需测量窗户的高度和宽度。下列是小明准备的四种测量工具,从测量的需要和操作简便性考虑,其中最合适的是( )
A.分度值为1 mm、测量范围为3 m的钢卷尺
B.分度值为1 cm、测量范围为50 cm的三角尺
C.分度值为1 mm、测量范围为15 cm的钢直尺
D.分度值为1 cm、测量范围为1.5 m的软尺
A
7.(2025·乐山)2025年元宵节,乐山举办大型无人机灯光秀,如图所示为3 000架无人机组成乐山大佛图案后正以相同的速度和方向整体移动时的情景。关于此情景,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,整体移动的无人机群是静止的
B.以其中一架无人机为参照物,其他无人机是静止的
C.以无人机的螺旋桨叶片为参照物,无人机的LED灯是静止的
D.以突然加速的无人机为参照物,其他保持原速的无人机是静止的
B
8.(2025·连云港)我国古代把女子一拃长称为“咫”,男子一拃长称为“尺”,“近在咫尺”形容距离很近。图甲中比例尺为1∶10,图乙是实际的刻度尺。图甲中“咫”与“尺”的长度相差约为________mm。实际“咫”与“尺”的长度相差约为________cm。
3.0
3.00
9.(2025·乐山)如图所示为甲、乙两物体运动的路程—时间图像,则0~t1时间内( )
A.甲、乙两物体均做匀速直线运动
B.甲的平均速度大于乙的平均速度
C.甲的平均速度小于乙的平均速度
D.甲的平均速度等于乙的平均速度
D
10.(2024·江西)图甲是公园里两个绳长不同的秋千。某同学荡秋千时发现这两个秋千往返一次的时间不同。该同学猜想:秋千往返一次的时间是否与绳长有关?
【证据】该同学用细线系上一个小球模拟秋千,如图乙所示,悬点O到小球重心的距离简称摆长。每次让小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的夹角不变,改变摆长进行探究,记录结果如表所示:
实验次数 摆长L/cm 小球往返摆动十次的总时间t总/s 小球往返摆动一次的时间t/s
1 60.0 15.8 1.58
2 80.0 18.1 1.81
3 100.0 20.0 2.00
【解释】同一小球由静止释放,且保持释放时悬线和竖直方向的________不变,摆长越长,小球往返摆动一次的时间越______。由此可知,秋千未坐人时(如图甲所示)往返一次的时间与绳长有关。
【交流】
(1)该探究所需的测量工具有量角器、__________和________。
夹角
长
刻度尺
秒表
(2)该同学发现小球往返摆动一次的时间不易测准,于是他测出小球往返摆动十次的总时间,再算出往返摆动一次的时间。
①下列物理量的测量也可采用类似方法的是______;
A.物理书中一张纸的厚度
B.一支铅笔的长度
C.一个苹果的质量
D.一杯水的温度
②采用这种方法的目的是减小测量的________。
(3)该同学联想到杂技演员荡秋千,有时站着,有时坐着。由此合理猜想,演员改变重心的位置相当于改变了摆长,该演员在秋千上从同一起点由静止往下荡时,坐着比站着往返一次的时间更______。(温馨提示:杂技动作,请勿模仿)
A
误差
长
11.(2024·兰州)观察如图所示的st图像,请在坐标系中画出对应的vt图像。
解:
12.(2025·扬州)现收藏于扬州市博物馆的东汉铜卡尺如图甲所示,小明观察后仿制了一把卡尺,活动长爪滑动到最左侧时,其________端与刻度尺“0”刻线对齐。如图乙所示,用此卡尺测量透明胶带卷的外径和厚度,测得外径为________cm,内径为________cm。
最右
5.20
2.40
(3)公式:_________。(变式公式s=vt、t= eq \f(s,v))
(4)单位:基本单位是米每秒,符号是m/s;常用单位有千米每小时,符号是km/h。
换算关系:1 m/s=_______km/h。
v= eq \f(s,t)
v= eq \f(s,t)
v= eq \f(s,t)
$