第2章 机械运动（知识清单）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

该初中物理“机械运动”单元知识清单系统梳理了运动与静止、运动的快慢、速度的测量三大核心内容，涵盖机械运动概念、参照物、速度公式、匀速/变速直线运动及实验测量等范畴，搭建从基础概念到规律应用再到实验探究的递进式学习支架。 清单通过“古诗词情境解读”（如“坐地日行八万里”分析运动相对性）、“实验误差分析”（钩码测速中计时起点对结果的影响）及“运动图像模型建构”（s-t和v-t图像分析）呈现知识体系，培养科学思维与科学探究能力。设计“易混概念对比”（匀速与变速直线运动区别）和“生活应用提示”（交通标志速度单位换算），不同基础学生可高效掌握要点，教师能据此设计针对性教学活动，提升课堂实效。

第2章 机械运动 第1节 运动与静止 一、机械运动 1. 定义：把一个物体相对于另一个物体的位置随 的变化叫做机械运动。 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“属于”或“不属于”）。 二、参照物 1. 参照物：描述物体运动时，选做 的物体叫做参照物。 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，巡天遥看一千河”。 “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2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：把物体通过的 与所用 之比叫做速度。 （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 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： 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 。图甲中的汽车速度表，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。 甲 汽车速度表 乙 限速标志 丙 里程标记 （2）限速标志：在不同的道路或不同的路段，有很多限速的标志牌。如图乙所示为限速标志，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 。 （3）里程标记：图丙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. 匀速直线运动 （1）定义：物体沿着直线且 不变的运动叫做匀速直线运动。 （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。 2. 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，这种运动叫做 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做 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。 第3节 速度的测量 一、测量物体运动的速度 【实验原理与方案】要测量钩码上升的速度，需要测量钩码通过的 和通过这段路程所用的 ，再利用公式 即可计算出钩码速度v的大小。 【实验装置与方法】本实验要用到 、 、电动机、细线、钩码和铁架台等。搭建如图所示的实验装置。电动机稳定运行时，能够通过细线带动钩码缓慢平稳地竖直上升。 【实验操作和数据收集】 （1）刻度尺紧靠立柱，平行于细线放置。在刻度尺上每隔10cm贴一条标记线。 （2）打开电动机，当钩码经过标记线 处开始计时，此后钩码每经过一个标记线记录一次 。 过程 路程s/cm 时间t/s 速度v/（m·s-1） O→A 10 A→B 10 B→C 10 C→D 10 D→E 10 【数据处理】将相关测量数据填入表中，并求出钩码上升的速度。 【交流讨论】 （1）根据所得数据，描述钩码的运动情况。 分析：根据所得数据可知，钩码近似做 运动。 （2） 在实验中，如果一接通电动机电源就开始计时，会对实验造成什么影响？ 分析：在实验中，如果一接通电动机电源就开始计时，会使测量的速度值偏 。因为刚接通电动机电源时，电动机的速度从小变大，若进行计时，会使测量时间变大，使测量的速度偏小。 二、一些其他测速的方法 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. 超声波测速（回声测距法） 如图所示，利用超声波在空气中传播速度约340m/s的已知条件，测速仪先后发射两次超声波脉冲，记录脉冲从发射到被运动物体反射返回的时间差，分别算出两个时刻物体与测速仪的距离，用两次距离的差值除以两次测量的时间间隔，即可得到物体的平均速度v=Δs/Δt，是交通测速场景的常用方案。 3. 测量小车沿斜面下滑的速度 （1）实验原理： （2）实验器材：斜面、木块、小车、 、 、金属挡板等。 （3）实验过程 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/m s1= s2= 时间/ s t1= t2= 平均速度/（m·s-1） v1= v2= （4）分析论证 ①计算全程、上半段的平均速度： 全程的平均速度 v＝ 上半段的平均速度 v＝ ②计算下半段的平均速度 下半段通过的路程 s3=s1-s2，小车通过下半段路程所用时间 t3=t1-t2 下半段的平均速度 v3＝ ③三次平均速度的大小依次是v3 v1 v2。 （5）实验结论 ①小车沿斜面下滑做 直线运动（选填“匀速”、“加速”或“减速”）。 ②各段路程的平均速度 （选填“相等”或“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. 频闪摄影 频闪摄影又被称为连闪摄影，是研究物体运动时常用的一种实验方法。摄影在暗室中进行，闪光灯每隔0.02s闪亮一次，底片就记录下这时物体的位置。 （1）如图所示，苹果从A处下落到D处各段所用的时间是 tAB= tBC= tCD= s 苹果从A处下落到D处所用的时间是 tAD= s （2）计算苹果在各段的平均速度： 苹果在全程的平均速度： 因为s1< s2< s3，t1= t2= t3。所以苹果下落的速度是越来越 。 三、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（选填“>”或“<”）。 （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（选填“>”或“<”）。 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（选填“>”或“<”）。 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2章 机械运动 第1节 运动与静止 一、机械运动 1. 定义：把一个物体相对于另一个物体的位置随时间的变化叫做机械运动。 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“属于”或“不属于”）。 二、参照物 1. 参照物：描述物体运动时，选做标准的物体叫做参照物。 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，巡天遥看一千河”。 “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2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：把物体通过的路程与所用时间之比叫做速度。 （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： 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。图甲中的汽车速度表，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。 甲 汽车速度表 乙 限速标志 丙 里程标记 （2）限速标志：在不同的道路或不同的路段，有很多限速的标志牌。如图乙所示为限速标志，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。 （3）里程标记：图丙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. 匀速直线运动 （1）定义：物体沿着直线且速度不变的运动叫做匀速直线运动。 （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。 2. 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，这种运动叫做变速直线运动。 （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做平均速度。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。 第3节 速度的测量 一、测量物体运动的速度 【实验原理与方案】要测量钩码上升的速度，需要测量钩码通过的路程s和通过这段路程所用的时间t，再利用公式v=s/t 即可计算出钩码速度v的大小。 【实验装置与方法】本实验要用到刻度尺、电子秒表、电动机、细线、钩码和铁架台等。搭建如图所示的实验装置。电动机稳定运行时，能够通过细线带动钩码缓慢平稳地竖直上升。 【实验操作和数据收集】 （1）刻度尺紧靠立柱，平行于细线放置。在刻度尺上每隔10cm贴一条标记线。 （2）打开电动机，当钩码经过标记线O处开始计时，此后钩码每经过一个标记线记录一次时间。 过程 路程s/cm 时间t/s 速度v/（m·s-1） O→A 10 A→B 10 B→C 10 C→D 10 D→E 10 【数据处理】将相关测量数据填入表中，并求出钩码上升的速度。 【交流讨论】 （1）根据所得数据，描述钩码的运动情况。 分析：根据所得数据可知，钩码近似做匀速直线运动。 （2） 在实验中，如果一接通电动机电源就开始计时，会对实验造成什么影响？ 分析：在实验中，如果一接通电动机电源就开始计时，会使测量的速度值偏小。因为刚接通电动机电源时，电动机的速度从小变大，若进行计时，会使测量时间变大，使测量的速度偏小。 二、一些其他测速的方法 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. 超声波测速（回声测距法） 如图所示，利用超声波在空气中传播速度约340m/s的已知条件，测速仪先后发射两次超声波脉冲，记录脉冲从发射到被运动物体反射返回的时间差，分别算出两个时刻物体与测速仪的距离，用两次距离的差值除以两次测量的时间间隔，即可得到物体的平均速度v=Δs/Δt，是交通测速场景的常用方案。 3. 测量小车沿斜面下滑的速度 （1）实验原理：v＝s/t （2）实验器材：斜面、木块、小车、刻度尺、停表、金属挡板等。 （3）实验过程 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/m s1= s2= 时间/ s t1= t2= 平均速度/（m·s-1） v1= v2= （4）分析论证 ①计算全程、上半段的平均速度： 全程的平均速度 v＝ 上半段的平均速度 v＝ ②计算下半段的平均速度 下半段通过的路程 s3=s1-s2，小车通过下半段路程所用时间 t3=t1-t2 下半段的平均速度 v3＝ ③三次平均速度的大小依次是v3＞v1＞v2。 （5）实验结论 ①小车沿斜面下滑做加速直线运动（选填“匀速”、“加速”或“减速”）。 ②各段路程的平均速度不相等（选填“相等”或“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. 频闪摄影 频闪摄影又被称为连闪摄影，是研究物体运动时常用的一种实验方法。摄影在暗室中进行，闪光灯每隔0.02s闪亮一次，底片就记录下这时物体的位置。 （1）如图所示，苹果从A处下落到D处各段所用的时间是 tAB= tBC= tCD=0.02s 苹果从A处下落到D处所用的时间是 tAD=0.02s×3=0.06s （2）计算苹果在各段的平均速度： 苹果在全程的平均速度： 因为s1< s2< s3，t1= t2= t3。所以苹果下落的速度是越来越大。 三、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（选填“>”或“<”）。 （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（选填“>”或“<”）。 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（选填“>”或“<”）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $