4.1 机械运动 讲义- 2026-2027学年科学浙教版七年级上册

本讲义聚焦机械运动核心知识点，从机械运动概念及判断入手，通过参照物理解运动相对性，再到直线与曲线运动分类，进而学习速度的定义、公式、单位换算及匀速与变速直线运动区别，最终联系运动与能的形式，构建完整知识支架。 该资料以科学观念为导向，目标清单明确素养要求，避坑指南通过易错点辨析（如参照物选择、速度单位换算）强化科学思维，实战演练结合生活实例（如羚羊与汽车速度比较、斑马线穿行问题）提升探究实践能力。课中辅助教师高效教学，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

4.1 机械运动 本节导航·目标清单 教材精研·内容全解 避坑指南·易错辨析 实战演练·随堂检测 巩固拓展·课后提升 本节导航·目标清单 目标导航 方法指导 · 知道机械运动的概念，能判断物体是否做机械运动 · 理解参照物的意义，知道运动和静止是相对的 · 了解直线运动和曲线运动的分类依据 · 掌握速度的概念、公式及单位换算 · 理解匀速直线运动和变速直线运动的区别 · 能运用速度公式及其变形公式解决实际问题 · 了解运动的多种形式及对应的能的形式 · 用「空间位置是否变化」判断机械运动 · 选定参照物→比较位置变化→判断运动或静止 · 比较快慢：相同时间比路程，或相同路程比时间 · 公式法：已知任意两个量，求第三个量 · 用s-t图像判断运动类型：倾斜直线为匀速，曲线为变速 · 单位换算：1m/s=3.6km/h，大化小乘3.6，小化大除3.6 教材精研·内容全解 考点01 机械运动与参照物 1. 机械运动 物体空间位置随时间变化的运动叫作机械运动。它是自然界中最直观、最常见的一种运动形式。如篮球扣入框中、地平线上升起的月亮、公路上行驶的汽车、缓慢爬行的蜗牛等，它们的共同特点就是空间位置不断地发生变化，都在做机械运动。浩瀚太空中的天体运动、风驰电掣的列车运行、街道上车来人往、导致地表变迁的地壳板块运动、大气和江河水的流动等，都是机械运动的实例。 篮球扣篮——空间位置不断变化 2. 参照物 人们判断物体是运动的还是静止的，总是先选取某一物体作为参照物。相对于这个参照物，如果物体的位置发生了变化，就说它是运动的；如果没有变化，就说它是静止的。判断物体是否运动，首先要选定参照物。例如，在公路上行驶的汽车，以地面为参照物是运动的，而路旁的房屋以地面为参照物是静止的。 高铁上的学生——车上人认为静止，车外人认为运动 选取不同参照物导致不同判断 3. 运动和静止的相对性 参照物可以根据需要来选择。选取的参照物不同，对同一个物体运动情况的描述也会不同。如果以地面为参照物，教学楼、树木等物体都是静止的；如果以太阳为参照物，这些物体又是运动的。可见，运动和静止是相对的。运动和静止的相对性具有十分重要的实际意义，在生活和科技活动中有很多应用，如飞机在空中加油时要求受油机和加油机保持相对静止。 参照物的选择影响运动状态的判断 考点02 运动的描述与速度 1. 直线运动和曲线运动 物体从一个位置运动到另一个位置，总要经过一定的路线。根据物体运动路线的形状，可以将物体的运动分为直线运动和曲线运动。曲线运动是自然界中物体普遍存在的运动形式，一般来说，直线运动比曲线运动要简单。研究物体的机械运动，可以从相对简单的直线运动开始。 汽车直线行驶——直线运动 过山车——曲线运动 2. 比较物体运动快慢的方法 比较物体运动的快慢有两种方法：一种是在相同时间内，比较物体通过的路程，通过路程长的物体运动快；另一种是比较物体通过相同路程所用的时间，所用时间短的物体运动快。观看运动员100m赛跑，在运动员都还没有跑到终点前的某一瞬间，他们所用时间相同，跑在最前面的人跑过的路程长，跑得更快；当运动员都跑到终点时，他们跑过的路程相同，所用时间越短的运动员跑得越快。可见，表示物体运动快慢必须同时考虑路程与时间两个因素。 百米赛跑——相同时间比路程 比较两次赛跑的快慢 3. 速度的定义和公式 科学上，比较物体运动的快慢，常采用「时间相同，比较路程」的方法，也就是用物体运动的路程除以所用的时间。物体的运动路程与所用时间的比叫作速度。速度可以定量描述物体运动的快慢，在数值上等于物体在单位时间内通过的路程。用s表示路程，t表示时间，v表示速度，则速度公式可表示为： 其中s表示路程，t表示时间，v表示速度。速度是表示物体运动快慢的物理量，物体运动得越快，速度越大；物体运动得越慢，速度越小。 4. 速度的单位 速度单位由长度单位和时间单位组合而成。在国际单位制中，速度的基本单位是m/s，读作米每秒。常用的速度单位还有km/h。这两个单位的关系是： 一些物体运动的速度 即1m/s等于3.6km/h。将m/s换算为km/h时乘以3.6，将km/h换算为m/s时除以3.6。 考点03 速度的测量 1. 匀速直线运动 一个物体沿直线运动，如果在相等的时间内，通过的路程相等，它的速度是不变的。我们把物体沿直线且速度不变的运动叫作匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的运动，是快慢不变的运动。在日常生活中，如果物体在运动过程中速度几乎不变，轨迹近似为直线，通常看作匀速直线运动，如人随电动扶梯的运动。 人随电动扶梯的运动可看作匀速直线运动 苹果下落的频闪照片 2. 变速直线运动 物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内通过的路程不相等，这种运动就叫作变速直线运动。在许多情况下，我们不需要精确地考察每一时刻的运动，可以测量某物体通过的某段路程与所用的时间，根据速度公式求得比值，得知物体这段时间的运动快慢。这个比值叫作平均速度，它反映的是物体在某段路程（或某段时间）内的平均运动快慢程度。 某同学百米赛跑——变速直线运动 3. 测量速度的方法 测量物体运动的速度可以从简单的直线运动开始。例如，让一辆玩具小车从斜面滑下，标记玩具小车每隔相同时间所在的位置，用刻度尺测出各时间段的路程，计算出各段时间内的速度。也可以通过坐标图画出路程与时间关系图像，判断汽车在各段时间内速度的特点。在生活中，为了保障交通安全，必须对交通工具的速度进行限制，道路上的限速牌和电子测速仪能自动测量并记录过往车辆的速度。 汽车在平直公路上的行驶情况 路程与时间关系坐标图 道路上的限速标志 考点04 速度的应用 1. 速度公式的应用 根据速度公式，如果我们测得速度、路程、时间三个量中的任意两个量，就可以利用这个公式及其变形公式计算出第三个量，帮助我们解决遇到的一些问题。由速度公式可得变形公式： 运用公式时，要注意单位的统一：若速度用m/s，则路程用m、时间用s；若速度用km/h，则路程用km、时间用h。 【典例精讲】非洲羚羊奔跑的速度为20m/s，城市道路上汽车的速度为30km/h。请通过计算比较它们运动的快慢。 解：比较两物体运动快慢，需把不同单位换算为相同单位。 因为20m/s > 8.33m/s，所以非洲羚羊比城市道路上的汽车运动得快。 【典例精讲】为了交通安全，城市中许多道路都画有斑马线，在斑马线的两侧装有红绿灯。某人过斑马线前看到绿灯亮的时间还剩6s，斑马线区域的道路宽度为15m。如果他步行的速度为2m/s，那么在绿灯熄灭前他能否穿过斑马线区域？ 解：根据题意，由速度公式可得s=vt。此人在6s内通过的路程为： 因为12m < 15m，所以在绿灯熄灭前他不能穿过斑马线区域。 考点05 运动与能 1. 运动形式的多样性 运动是自然界最普遍的现象。万物都在运动，形式多种多样。生机勃勃的生命运动、划破长空的电闪雷鸣、肉眼看不见的电磁运动、微观世界的粒子运动，都是不同的运动形式。宇宙万物都以各种不同的形式运动着，这些运动使大自然绚烂神奇，使我们的生活丰富多彩。 2. 机械能 物体的运动有多种多样的形式，能也有多种形式。天体的运行、河水的流淌、鸟的飞翔、人的行走、蒲公英种子的飘散等，都属于机械运动。这些做机械运动的物体都具有机械能。 奔跑的猎豹——具有机械能 跳水的运动员——具有机械能 飘散的蒲公英种子——具有机械能 3. 化学能 人和动物的运动要消耗能，消耗的能可以从食物中得到补充，食物中储存着能，储存在食物中的能属于化学能。汽车行驶时需要消耗燃料（如汽油），燃料燃烧时将储存在其中的能释放出来，供给汽车运动。汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等燃料都储存着能，这种能也属于化学能。 食材——储存着化学能 牛吃草——从食物中获取化学能 4. 电能 电力机车通电后才能行驶，家用电器通电后才能工作，机器人通电后才能执行指令，这表明电具有电能。各种发电站能够提供大量的电能，各种电池也能提供方便使用的电能。电能是我们常用的一种能。 电力机车——消耗电能 5. 电磁能 用遥控器遥控机器时，遥控器将发出电磁辐射，它具有的能属于电磁能。我们每天看到的光也是一种电磁能。除了可见光外，红外线、紫外线、微波和X射线等都是电磁能的表现形式。不但物体的机械运动需要能，植物、动物、人进行生命活动也需要能。人在读书学习时需要能，在睡觉休息时也要消耗能，每时每刻都离不开能。 雷电交加的天气现象 避坑指南·易错辨析 【温馨提示】 1. 判断物体是否做机械运动，关键是看物体的空间位置是否随时间发生变化，而不是看物体是否「在动」。如树叶变黄不是机械运动，因为空间位置没有变化。 2. 参照物一旦选定，就被假定为静止的。不能以研究对象自身为参照物，否则该物体永远静止。 3. 运动和静止是相对的，同一物体选取不同参照物，运动状态的描述可能不同。描述运动时必须指明参照物。 4. 速度公式中，s、t、v三个量的单位必须统一。若速度用m/s，则路程用m、时间用s；若速度用km/h，则路程用km、时间用h。 5. 1m/s等于3.6km/h，而不是1m/s等于1km/h。大单位化小单位乘3.6，小单位化大单位除以3.6。 6. 匀速直线运动要求「相等时间内通过的路程相等」，不是「任意一段时间内通过的路程相等」。匀速直线运动的s-t图像是一条过原点的倾斜直线。 7. 变速直线运动中用速度公式计算得到的是平均速度，它不等于物体在每个时刻的真实速度。 8. 机械能是做机械运动的物体具有的能，不能与化学能、电能、电磁能混淆。食物储存的是化学能，不是机械能。 实战演练·随堂检测 【实战演练】 1. 「国产歼-15」舰载机在「辽宁号」航空母舰上向南起飞，关于舰载机和航空母舰的运动和静止说法，正确的是（ ） A. 以航空母舰上的跑道为参照物，舰载机是静止的 B. 以舰载机为参照物，舰载机上的飞行员是运动的 C. 以航空母舰为参照物，海岸线一定保持静止 D. 以舰载机为参照物，航空母舰一定向北航行 2. 甲、乙两位同学，同时从同一地点沿直线向同一方向运动，它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 0~4s内乙的平均速度为4m/s B. 2~4s内乙做匀速直线运动 C. 4s时甲、乙两物体的速度相等 D. 3s时乙在甲的前方 3. 下列诗句中描写的不是机械运动的是（ ） A. 孤帆一片日边来 B. 一江春水向东流 C. 一行白鹭上青天 D. 霜叶红于二月花 4. 比较物体运动快慢的方法：①比较相同时间内通过的______；②比较通过相同路程所用的______。在物理学中，物体______内通过的______叫做速度，速度等于物体运动的路程与所用时间之______。速度是表示物体运动______的物理量。公式为v=______，其中s表示______，t表示______。速度的国际单位是______，常用单位还有______，两者的换算关系是1m/s=______km/h。 5. 非洲羚羊奔跑的速度为20m/s，城市道路上汽车的速度为30km/h。请通过计算比较它们运动的快慢。 答：________________________________________________ 答：________________________________________________ 答：________________________________________________ 6. 某人过斑马线前看到绿灯亮的时间还剩6s，斑马线区域的道路宽度为15m。如果他步行的速度为2m/s，那么在绿灯熄灭前他能否穿过斑马线区域？ 答：________________________________________________ 答：________________________________________________ 答：________________________________________________ 巩固拓展·课后提升 【巩固拓展】 1. 加油机在空中给受油机加油时，加油机以什么为参照物是运动的？以什么为参照物是静止的？这说明什么？ 2. 有同学认为「静止的物体不具有能」，你是否赞同？请说明理由。 3. 在观看电影或电视时，我们经常看到影片中特技演员会「腾云驾雾」。实际上，特技演员不可能真的腾云驾雾。那么，这么逼真的镜头是怎样拍摄的呢？请运用所学知识加以解释。 参考答案 1. D 解析：A. 舰载机在航空母舰上起飞，相对航空母舰运动，A错误。B. 舰载机上的飞行员与舰载机相对静止，B错误。C. 航空母舰可能是在海面静止，有可能是在航行，相对海岸线运动或是静止，C错误。D. 舰载机相对航空母舰向南运动，航空母舰相对舰载机向北航行，D正确。 2. D 解析：AB. 乙的s-t图像前2s为一条倾斜直线，说明乙在这段时间内做匀速直线运动；2s以后乙的s-t图像为水平直线，说明此时乙静止。第3s时乙的路程为8m，第4s时乙的速度为0。0~4s乙的平均速度为，故A、B错误。C. 甲的s-t图像是一条倾斜直线，说明甲始终做匀速直线运动，而2s以后乙一直静止，故4s时甲、乙两物体的速度不相等，C错误。D. 甲、乙同时从同一地点沿直线向同一方向运动，3s时甲的路程小于乙的路程，故乙在甲的前方，D正确。 3. D 解析：A. 孤帆一片日边来，孤帆的位置在发生变化，属于机械运动，A错误。B. 江水向东流，江水的位置在发生变化，属于机械运动，B错误。C. 一行白鹭上青天，白鹭的位置在发生变化，属于机械运动，C错误。D. 霜叶红于二月花，是植物的生长现象，不属于机械运动，D正确。 4. 路程；时间；单位时间；路程；比；快慢；；路程；时间；m/s；km/h；3.6 5. 解：比较两物体运动快慢，需把不同单位换算为相同单位。 因为20m/s > 8.33m/s，所以非洲羚羊比城市道路上的汽车运动得快。 6. 解：根据速度公式可得。此人在6s内通过的路程为： 因为12m < 15m，所以在绿灯熄灭前他不能穿过斑马线区域。 学科网（北京）股份有限公司 $