4.1 机械运动（教学课件）科学新教材浙教版七年级上册

科学七年级上册 •浙教版 第1节 机械运动 第四章 多种多样的运动 教学重难点 教学难点 教学重点 1.参照物 2.运动的描述 3.速度的测量 4.速度的应用 1.参照物 2.运动的描述 3.速度的测量 4.速度的应用 课堂引入 一只老鹰向下俯冲，双爪伸出，从湖中抓起大鱼，振翅飞升。另一只老鹰飞近，伸出双爪抓住大鱼，完成“空中接力”。在这一"空中接力”中，老鹰是运动的还是静止的?我们如何描述老鹰的运动状态呢? 知识点1 参照物 1.常见的机械运动：运动员运球摆脱防守，手托篮球腾空而起，在空中划过一道弧线，篮球被扣入框中。在整个过程中,篮球和运动员的空间位置不断地发生变化。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，这些运动物体都有着共同特点，就是它们的空间位置不断地发生变化。 2.机械运动定义：我们把物体空间位置随时间变化的运动叫作机械运动。 知识点1：参照物 3.参照物：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。 知识点1：参照物 4.运动的判断：判断物体是否运动，首先要选定参照物。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。 知识点1：参照物 典例分析 例1 如图，甲、乙两人站在上行的自动扶梯上，以扶梯为参照物，下列分析正确的是（　　） A．甲是静止的，乙是运动的 B．甲、乙都是静止的 C．甲是运动的，乙是静止的 D．甲、乙都是运动的 【解析】甲、乙相对扶梯的位置都没有发生变化，所以以扶梯为参照物，甲、乙都是静止的。故B正确，ACD错误。 故选B。 典例分析 例2 关于参照物，下列说法不正确的是（　　） A．在研究物体运动时，事先选定的标准物体叫参照物 B．选择的参照物一定是在地面上不动的物体 C．一个物体相对于不同的参照物，可能是运动的，也可能是静止的 D．参照物可以任意选择，我们常选在地面上不动的物体作参照物，是为了研究问题方便 【解析】A．在研究物体运动时，事先选定的标准物体，即人们事先假定不动的物体叫参照物，故A正确，不符合题意； B．参照物可任意选择，既可以是运动的物体，也可以是静止的物体，具体选哪一种物体为参照物，是以研究问题的方便而定的，不一定是在地面上不动的物体，故B错误，符合题意； C．研究同一物体的运动状态，如果选择不同的参照物，得出的结论可以不同，可能是运动的，也可能是静止的，故C正确，不符合题意； D．参照物可以任意选择，但是为了研究问题方便，我们常选在地面上不动的物体作参照物，故D正确，不符合题意。 故选B。 典例分析 例3 2024年巴黎奥运会中国选手全红婵、陈芋汐获得10米双人跳台金牌，如图为两位运动员以相同的速度同时落水的精彩瞬间。下列说法正确的是（　　） A．以陈芋汐为参照物，全红婵是静止的 B．以全红婵为参照物，陈芋汐向下运动 C．在两位运动员看来，泳池水面是静止的 D．在观众看来，两位运动员都是静止的 【解析】AB．比赛时，两位运动员以相同的速度同时落水，则她们两人之间没有位置的变化，以陈芋汐为参照物，全红婵是静止的，以全红婵为参照物，陈芋汐也是静止的，故A正确，B错误； C．比赛时，以运动员为参照物，水面在向运动员靠近，所以在两位运动员看来，泳池水面是运动的，故C错误； D．比赛时，她们相对于观众的位置都发生了改变，所以在观众看来，两位运动员都是运动的，故D错误。 故选A。 知识点2 运动的描述 1.直线运动与曲线运动：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，我们可以从相对简单的直线运动开始。 知识点2：运动的描述 2.运动快慢的比较方式： （1）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; （2）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。 3.科学如何描述运动快慢：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。 知识点2：运动的描述 4.速度计算：物体的运动路程与所用时间的比叫作速度。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:v=S/t。 (1)比例法 a.路程一定时，速度与时间成反比 b.速度一定时，路程与时间成正比 c.时间一定时，路程与速度成正比 (2)火车过桥公式:总路程=桥(隧道)长+车长 (3)平均速度公式:平均速度=总路程+总时间 (4)相遇问题公式:S和= (v1+v2)xt (5)追及问题公式:S差=(v1-v2)xt (6)流水行船公式 a.顺流:S=(V船+V水)xt顺流 b.逆流:S=(V船一V水)xt逆流 知识点2：运动的描述 常见物体的运动速度 知识点2：运动的描述 典例分析 例1 如图所示为A、B两个小球向右运动过程的闪频照片。它表示两小球在相等的时间间隔所处的位置，则对A、B两个小球的运动情况，判断正确的（　　） A．小球A、B都做匀速直线运动 B．小球A、B都做变速运动 C．小球A做变速运动，小球B做匀速直线运动 D．小球A做匀速直线运动，小球B做变速运动 【解析】A球频闪照片中两点间距越来越大，做的是变速运动；B球频闪照片中两点间距一直不变，做的是匀速直线运动。 故选C。 典例分析 例2 如图记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时，在某时段的运动的过程。在①②③④中能正确反映该时段甲、乙两车运动情况的图像分别是（    ） A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 【解析】从图中可看出，甲车在相等时间内通过的路程相等，这表明甲车做匀速直线运动。在s−t图像中，匀速直线运动表现为一条倾斜的直线；因此，甲车的s−t图像是一条倾斜直线，所以②符合。 乙车在相同时间间隔内，通过的路程越来越大，说明乙车的速度在不断增大，即乙车做加速直线运动。在s−t图像中，加速直线运动的图像是一条曲线，且斜率逐渐增大；因此，乙车s−t图像是倾斜向上的曲线，所以③符合。 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 知识点3 速度的测量 1.图4.1-11记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上的行驶情况，在坐标图中画出路程与时间关系图像，判断甲、乙两辆汽车在各段时间内速度的特点。 2.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。 探索新知 1.人们研究物体的运动，就要测量物体运动的速度，如人奔跑的速度汽车行驶的速度、高速列车运行的速度、火箭飞行的速度。测量物体运动的速度可以从简单的直线运动开始。 2.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。勾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。 知识点3：速度的测量 3.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。 知识点3：速度的测量 2.在生活中，速度是人们比较关注的一个量。为了保障交通安全，必须对交通工具的速度进行限制。你认识如图4.1-16所示的限速标志吗?了解给车辆测速的方法吗?请查阅资料，并与同学交流。 知识点3：速度的测量 典例分析 例1 沿同一直线向东运动的物体甲、乙，其运动相对于同一参考点O的距离s随时间t的变化图像如图，以下说法正确的是（　　） A．两物体由同一位置O点开始运动，但物体甲比乙迟3s才开始运动 B．t=0时刻，物体甲在O点，物体乙距O点5m处 C．从第3s开始，物体甲的速度比乙大，在5秒末，两物体相遇 D．在0~5s内，甲和乙的平均速度是相等的 【解析】A．根据图片可知，甲从原点出发，而乙从距原点正方向上5m处出发，甲在乙运动3s后开始运动，故A错误； B．由图知，t=0时刻，A在O点，B在距离O点5m处，故B正确； C．由图知，3s-5s内甲通过的路程为10m，乙通过的路程为10m-5m=5m，所以A的平均速度大。第5s时甲、乙到O点的距离相同（均为10m），即5s末甲、乙相遇，故C正确； D．0-5s内甲通过10m，乙通过5m，二者时间相同，那么二者的平均速度不等，故D错误。 故选BC。 典例分析 例2 秋季校运动会100m决赛，判断运动员运动的快慢有如下几种说法： ①看台上的“观众”可通过“相同时间比路程”的方法判定跑在前面的运动员运动得快。 ②终点“裁判员”通过“相同路程比时间”的方法判定最先到达终点的运动员运动得快。 ③科学中的速度是采用“观众”的方法比较运动员运动的快慢的。 ④科学中的速度是采用终点“裁判员”的方法比较运动员运动的快慢的。 以上说法正确的是（　　） A．①②③ B．①②④ C．①④ D．②④ 【解析】①比赛时，观众看到跑在前面的运动员跑地快，说明了在相同的时间内，运动员的路程越大，运动员跑得越快，观众是根据“相同时间比路程”的方法判定跑在前面的运动员运动得快，故①正确； ②裁判判定最先到达终点的运动员快，这是用“相同路程比时间”的方法比较运动快慢，时间越短，运动越快，故②正确； ③④在物理学中，一般根据单位时间内通过的路程（平均速度）来比较运动的快慢，相当于相同时间比路程，与观众的方法相同，与裁判的方法不同，故③正确、④错误。 综上分析可知，选项A正确、BCD错误。 故选A。 知识点4 速度的应用 1.根据速度公式v=S/t，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。 知识点4：速度的应用 典例分析 例1 ADS3.0智能驾驶系统震撼来袭，可缩短反应时间，为驾驶保驾护航。一辆装有该智能驾驶系统的汽车，正以54km/h的速度匀速行驶，发现前方有紧急情况，经0.3s的反应时间后开始刹车。汽车从刹车到停止的过程中行驶了15m，用时2.0s。求： (1)汽车在反应时间内通过的路程； (2)汽车从刹车到停止的平均速度； (3)如图所示，该汽车正以72km/h的速度超越前方15m/s匀速行驶的公交车，若超车前后都保持8m的安全距离（不计车辆变道产生的影响）。已知汽车长5m，公交车长10m。求该汽车从开始超车到完成超车所通过的路程。 【解析】【答案】(1)4.5m (2)7.5m/s (3)124m 典例分析 例2 甲、乙二人从同一位置均向东做直线运动，其s-t图像如图所示，其中细线表示甲的运动图像，粗线表示乙的运动图像。下列分析正确的是（　　） A．10~30min，以甲为参照物，乙向东运动 B．20~30min，甲、乙二人之间相距1.5km C．0~40min，甲通过的路程大于乙通过的路程 D．0~40min，甲的平均速度等于乙的平均速度 【解析】A．10~30min，乙静止不动，甲以不变的速度向东做直线运动，以甲为参照物，乙向西运动，故A错误； B．20~30min，乙在距离原点1km的位置静止不动，甲在20min时与乙汇合，之后以不变的速度向东运动，30min时，甲距离原点1.5km的位置，甲、乙二人相距0.5km，故B错误； C．0~40min，甲的路程为2km，乙的路程也为2km，在40min时，甲、乙二人汇合，甲通过的路程等于乙通过的路程，故C错误； D．0~40min，甲通过的路程等于乙通过的路程，所用时间均为40min，因此，甲的平均速度等于乙的平均速度，故D正确。 故选D。 典例分析 例1 如图，甲、乙两人站在上行的自动扶梯上，以扶梯为参照物，下列分析正确的是（　　） A．甲是静止的，乙是运动的 B．甲、乙都是静止的 C．甲是运动的，乙是静止的 D．甲、乙都是运动的 【解析】甲、乙相对扶梯的位置都没有发生变化，所以以扶梯为参照物，甲、乙都是静止的。故B正确，ACD错误。 故选B。 知识点5 运动与能 1.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。 知识点5：运动与能 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。 知识点5：运动与能 3.化学能：人和动物的运动要消耗能，人和动物消耗的能可以从食物中得到补充。可见，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。 知识点5：运动与能 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。 知识点5：运动与能 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。 6.能量的重要性：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例如，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。 知识点5：运动与能 典例分析 例1 近年来，杭州新能源电动车（如图所示）迅猛发展。下列用电器能量转换的形式与新能源电动车相同的是（　　）    A．电风扇 B．电灯 C．收音机 D．电饭锅 【解析】A．电动车行驶时，将电能转化为机械能。电风扇，将电能转化为机械能，故A符合题意。 B．电灯，将电能转化为内能和光灯，故B不合题意。 C．收音机，将电能转化为声能，故C不合题意。 D．电饭锅，将电能转化为内能，故D不合题意。 典例分析 例2 下列关于能的说法，不正确的是（） A．能量无处不在，能量的形式多种多样 B．我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量 C．运动的物体具有能量，静止的物体没有能量 D．所有的自然现象都涉及能量 【解析】A．能量无处不在，能量的形式多种多样，故A正确不合题意； B．我们的生活离不开能量，即使在睡觉的时候也需要能量，故B正确不合题意； C．运动的物体具有能量，静止的物体肯定具有内能，故C错误符合题意；  D．所有的自然现象都涉及能量，故D正确不合题意。 典例分析 例3 能量具有不同的形式，下列物体具有形变能的是（     ） A．燃烧的木条 B．烧热的开水 C．拉长的弹簧 D．振动的音响设备 【解析】A． 燃烧的木条具有内能，故A不符合题意； B． 烧热的开水具有内能，故B不符合题意； C． 拉长的弹簧，发生弹性形变，所以具有弹性势能，故C符合题意； D． 振动的音响设备具有动能，故D不符合题意。 课堂小结 课堂练习 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 课堂练习 探究新知 1．临时停车场内，旅游车和卡车并列同方向停放。小明坐在旅游车内看着旁边的卡车，突然感觉旅游车在向后运动。下列关于旅游车和卡车的运动情况中，不可能发生的（　　） A．旅游车静止，卡车向前运动 B．旅游车和卡车都向前运动，卡车运动更快 C．旅游车向后运动，卡车静止 D．旅游车和卡车都向前运动，旅游车运动更快 【答案】D 课堂练习 探究新知 2．乘客乘垂直升降的电梯下楼，下降距离s与时间t的关系如图所示。下列判断中，正确的是（　　） A．电梯做曲线运动 B．0～20s内电梯的速度越来越大 C．0～5s内电梯的平均速度大于5～10s内的平均速度 D．0～5s内电梯的平均速度等于15～20s内的平均速度 【答案】D 课堂练习 探究新知 3．蓝牙耳机传输的有效距离是10米。甲同学在（-4，0）位置以4m/s的速度沿x轴正方向跑步，同时乙同学在（0，-3）位置以3m/s的速度沿y轴正方向跑步，此过程中甲、乙同学间能保持蓝牙耳机有效传输的时间是（　　） A．2s B．2.5s C．3s D．3.5s 【答案】D 课堂练习 探究新知 4．如图所示为甲乙两物体做直线运动的图像，有关两物体的运动情况描述，错误的是（　　） A．甲物体在0～2秒内，做匀速直线运动 B．甲物体在2～4秒内做匀速直线运动，速度为20米/秒 C．乙物体在0～2秒内，做加速直线运动 D．乙物体在2～4秒内通过的距离是80米 【答案】D 课堂练习 探究新知 5．当飞行员从右侧舷窗看到的“天地分界线”如图乙所示时，飞机可能在（　　） A．斜向上爬升 B．斜向下俯冲 C．竖直向上爬升 D．竖直向下俯冲 【答案】B 课堂练习 探究新知 6．观察如图的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两车一定向左运动 B．甲、乙两车一定向右运动 C．甲车可能运动，乙车可能向右运动 D．甲车可能静止，乙车向左运动 【答案】D $