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专题 06 机械运动(讲义)(解析版)
目录
考情分析........................................................................2
知识建构........................................................................3
考点一 长度与时间的测量........................................................4
夯基·必备基础知识梳理....................................................................4
提升·必考题型归纳........................................................................9
考向01 长度与时间的估测.....................................................9
考向02 长度与长度测量......................................................10
考向03 时间与时间的测量....................................................11
考点二 运动的描述.............................................................12
夯基·必备基础知识梳理...................................................................12
提升·必考题型归纳.......................................................................13
考向01 参照物.............................................................14
考向02 运动与静止的相对性.................................................15
考点三 运动的快慢.............................................................16
夯基·必备基础知识梳理...................................................................16
提升·必考题型归纳.......................................................................19
考向01 速度的估测..........................................................19
考向02 速度概念及应用.....................................................20
考向03 速度相关计算.......................................................21
考向04 运动图像...........................................................23
考点四 平均速度的测量.........................................................25
夯基·必备基础知识梳理...................................................................25
提升·必考题型归纳.......................................................................27
考向01 测量小车平均速度....................................................27
考向02 频闪摄影法测量平均速度、区间测速...................................30
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一、课标考点分析
考点内容 课标要求 命题预测
对此考点的考查是学生基本考查内容,出现的概率较高,考
长度与时 认识长度和时间单位、测量工 查题型主要有选择题、填空题,与其它考点结合在一起也会
间的测量 具及测量方法 出现综合题。本考点的命题点有:长度与时间的单位换算、
长度与时间的估测、长度与时间的测量等
在描述物体运动时,必须选择参照物。所以,对有关参照物
物体运动 的考查是常考热点。常见题型有选择题、填空题。命题点
知道物体运动和静止是相对的
的描述 有:给定参照物确定物体运动情况、由物体运动情况确定所
选择的参照物、物体运动的相对性等。
速度是描述物体运动快慢的物理量,对此考点的考查属于常
速度的概 能用速度描述物体运动;知道 考热点。考查题型有选择题、填空题,和其他考点结合的综
念与应用 匀速直线运动的概念 合题等。主要命题点有:速度的概念、速度的简单计算、运
动图像的应用、平均速度的概念等。
速度相关计算主要是平均速度的计算,在生活中经常出现速
速度相关 度相关计算的问题。常见题型为选择题、填空题和综合题
能用速度公式进行简单计算
计算 等。命题点主要有:平均速度的计算、生活中有关速度的计
算等
平均速度的测量是必考力学实验之一,虽然考题出现的概率
平均速度
理解测量平均速度的方法 不大,但作为必考内容,同样需要引起考生的注意。命题点
测量
有:平均速度测量方法、过程、误差等。
二、考情分析
《机械运动》是中考必考内容。虽然本单元在试卷中所占分值不大(一般在1-3分之间),但作为必
考内容,仍需要考生加强对本单元的复习,做好备考准备。在本单元的考题中,从出现概率看,主要有:
长度、时间与速度的估测,长度与时间的测量,参照物,物体运动速度的简单计算,运动图像的应用与计
算,测量平均速度等。考试题型也非常多样,主要有:选择题、填空题、实验题和综合题等。
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考点一 长度与时间的测量
一、长度与长度单位
1.测量的意义
(1)测量的意义:生活中,我们常常依靠眼睛、耳朵、鼻子等感觉器官去判断外界的事物。但是仅
凭感觉去判断,不一定正确,更谈不上准确。
为此,人们发明了很多测量仪器和工具。生活中常见的尺子、钟表等,都是我们熟悉的测量仪器和工
具。
(2)国际单位制
测量的本质是比较的过程。测量某个物理量时用来进行比较的标准量叫单位。为了方便国际交流,国
际计量组织制定了一套国际统一的单位,叫做国际单位制(简称为SI)。
2.长度的单位及其换算关系
(1)在国际单位制中,长度单位是米,符号是m。
(2)常用长度单位及其换算关系
单位 符号 与米的换算关系
千米 km 1km=100m=103m
米 m —
分米 dm 1dm=0.1m=10-1m
厘米 cm 1cm=0.01m=10-2m
毫米 mm 1mm=0.001m=10-3m
微米 μm 1μm=0.000001m=10-6m
纳米 nm 1nm=0.000000001m=10-9m
进行单位换算的步骤:数值不变,乘以原单位与目标单位之间的进率,将原单位改写为目标单位。
二、长度的测量
1.长度的测量工具:长度的测量工具有直尺、卷尺、三角尺、游标卡尺、螺旋测微器等,刻度尺是学
习和生活中常用的测量长度的工具。
2.认识刻度尺:刻度尺的零刻度线、量程、分度值如图所示:
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(1)零刻度线:刻度尺的起始刻度,使用时要注意刻度尺的零刻度线是否在端,是否磨损。
(2)量程:即测量范围,是指刻度尺一次能测出的最大长度。
(3)分度值:相邻两条刻度线之间的长度,它决定测量的精确程度。
3.刻度尺的使用
正确使用刻度尺测量物体的长度,应做到“五会”:“会选”、“会放”、“会看”、“会读”、
“会记”。
(1)会选:根据测量对象和测量要求选择适当的测量工具(适当量程和分度值)。
①选量程:测量物体长度时,所选取的刻度尺的量程应尽量大于被测物体的长度,这样可以保证测量
能一次完成,与分段多次测量相比可使测量结果更准确。
②选分度值:根据测量精确度的要求选择合适分度值的刻度尺。如安装玻璃时,偏差在“mm”级别不
影响安装,选用分度值为1mm刻度尺即可。
特别提醒:实际测量时,并不是测量工具越精密越好,只要能达到测量精度要求就可以了。
(2)会放:将刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一侧要紧靠被测物体,与被测边
保持平行,不能歪斜,如图甲是正确放置刻度尺情况,乙图即为错误放置情况。若刻度尺的零刻度线已经
磨损,可使其整数刻度线对齐物体的一端,读出长度后再减去这一整数刻度值,就可以得到物体的长度,
如图丙所示。
(3)会看:读数时,视线要正对刻度线,即视线与刻度尺垂直,不能斜视,图中,A为错误的视线,
B为正确的视线。
(4)会读:读数时,要注意区分大格和小格的数目,读出准确值,并估读到分度值的下一位。如图
所示准确值是2.7cm,估读值是0.07cm,所以该物体的长度为2.77cm。
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对刻度尺读数时,应估读到分度值的下一位,估读值是“0”时不能省略,如读数时3.50cm,小数
点后的“0”是估读的,不能省略。
(5)会记:记录数据时,不但要记录数字,还必须注明测量量的单位。没有单位的记录是毫无意义
的。
从读数判断测量的精确度
(1)使用分度值不同的刻度尺进行测量时所达到的精确程度不同,如图所示,上面的刻度尺能精
确到1厘米(1cm),可以读为3.2cm(也可以读为3.3cm),其中3.0cm是准确值,0.2cm是估读值;下
面的刻度尺能精确到 1mm,可以读为3.15cm(也可以读为 3.14cm-3.16cm),其中3.1cm是准确值,
0.05cm(0.04cm-0.06cm)是估读值,显然没有下面的刻度尺精确。
(2)一个准确地长度测量结果,其最后一位数字是估读数字,从右边数第二位数字所在的位数反
映了所用刻度尺的分度值。如测量某物体的长度,当测量结果是1.52m时,可知“1”和“5”是从刻度
尺上直接读出来的,是准确数字,“2”是估读出来的,是估读数字,进而可推知该次测量所用刻度尺
的分度值是1dm。
4.长度的估测
在日常生活和生产中,需要对一些常见物体的长度进行估测,或采用一些简便的方法粗略测量物体的
长度,这就要求我们了解一些常见物体的尺度以便于进行估测。例如,一只铅笔的尺度大约是17.5cm,一
层住宅楼的高度大约是3m,课桌的高度大约是0.8m等。
5.长度测量的特殊方法:在测量物体长度过程中,经常会遇到一些不易直接测量的问题,这时就需要
我们使用特殊的方法测量物体的长度。
(1)积累法:当被测物体的长度太小,不能直接用刻度尺测量时,可把n个相同的长度叠合起来,测
出总长度后除以n就可以算出物体的长度。下图就是利用此方法测量一张纸的厚度的示意图。利用此方法
还可以测量细铜丝的直径等。
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(2)平移法:当待测物体的长度(如球的直径、圆锥的高度等)隐藏在物体内部时,可将其等效平
移到物体外部,再用刻度尺测量。如图甲、乙所示,是分别测量硬币直径和圆锥高度的示意图,其中硬币
直径为3.10cm-2.00cm=1.10cm。
(3)化曲为直法:测量如图所示曲线长度时,可以用一端易弯曲的但不可伸长的丝线与曲线重合,
标号两端的记号,然后轻轻把细线拉直,用刻度尺测量出两记号的长度,这就是曲线的长度。
(4)滚轮法:当所测曲线长度较大,如测量跑道的长度,可用已知周长的滚轮,沿着跑道滚动,用
滚轮周长乘以滚动周数即可计算出跑道的长度。
(5)化整为零法:若被测物体的长度远远超过了刻度尺的量程(如测一卷铁丝的长度),或不便于
用刻度尺直接测量时,可先选取物体的一小部分,用刻度尺测量其长度,然后设法测出整个物体与这一小
部分的倍数关系,最后根据这一倍数关系求出整个物体的长度。
三、时间的测量
1.时间的单位
(1)在国际单位制中,时间的单位是秒,符号是s。
(2)常用的时间单位及其换算关系
物理量 单位 符号 换算关系
时 h 1h=60min=3600s
分 min 1min=60s
时间 秒 s —
毫秒 ms 1ms=0.001s=10-3s
微秒 μs 1μs=0.000001s=10-6s
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时间与时刻的区别
时刻为某一时间点,时间表示两个时刻之间的间隔长短。例如:某同学周末从 8:30开始做作业,
9:40完成作业,这里的8:30、9:40就是时刻,所花费的70min为时间。
2.时间的测量工具
(1)古代测量工具:沙漏、日晷、滴漏等。
(2)现代测量工具:机械停表、机械钟、石英钟、电子停表等。
3.机械停表
(1)认识机械停表:机械停表是测量时间的仪器。它有两个表盘,一个是长针(秒针)和一个短针
(分针),常见的型号有两种,15ˊ/30"型(小表盘量程15min,大表盘量程30s)和30ˊ/60"(小表盘
量程30min,大表盘量程60s)。如图:
(2)读数方法:读数时,先读出小盘上指针所走的分钟数(按整数读);再观察小表盘上的指针有
没有超过两数字之间的半分钟刻度线,如果不超过,则大盘按照0-30s读数,如果超过,则大盘按照
30s-60s读数。即读数=小盘分钟数+大盘的秒数。
四、误差
1.误差:进行测量时,由于受所用仪器和测量方法的限制,测量值与真实值之间总会差别,这就是误
差。任何测量都存在误差,所用误差是不可避免的。
2.误差与错误的区别
误差 错误
(1)与测量人的估读习惯有关;
(2)与测量工具的精确度有关; (1)不遵守仪器的使用规则;
产生原因
(2)读数、记录结果时粗心
(3)受环境等因素影响
能否消除 不能消除,只能尽量减小 采用正确的测量方法就可以避免
3.减小误差的方法
(1)多次测量求平均值;
(2)选用精密的测量工具;
(3)改进测量方法。
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考向01 长度与时间的估测
提高估测能力应注意以下几点:
(1)认识标准:多经历、多体会1cm、1m等长度的概念,奠定估测基础;
(2)积累参照物:估测一般需要根据相关参照物进行,参照物越丰富,估测能力越强,所以平
时应多熟悉生活中常见物体的尺度。
【例1】(2023·广东)荔枝是一种岭南佳果,小明拿起一个荔枝,如题图所示,它的尺寸l大小约
为( )。
A. 0.1cm B. 3cm C. 0.3m D. 1m
【答案】B。
【解析】由生活常识可知,一般荔枝的直径约为3~5cm,即它的尺寸l大小约为3cm~5cm,故ACD不符
合题意;B符合题意。
故选B。
【变式1-1】(2023·龙东)以下说法中的物理量最接近实际的是( )。
A. 教室的门高度大约80cm;
B. 一名中学生的重量大约是50N;
C. 日光灯的电流约2A;
D. 两个鸡蛋的重力大约为1N
【答案】D。
【解析】A.教室的门高度大约2m=200cm,故A不符合题意;
B.一名中学生的重量大约是500N,故B不符合题意;
C.家用电风扇正常工作时的电流约0.2A,教室中日光灯正常工作时的电流与此差不多,在0.2A左
右,故C不符合题意;
D.两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg左右,受到的重力为G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
故D符合题意。故选D。
【变式1-2】(2023·营口)初中物理课本的长度大约是26( )。
A. m B. dm C. cm D. mm
【答案】C。
【解析】一根筷子的长度约25cm,初中物理课本的长度略大于此数值,在26cm左右,故C符合题
意,ABD不符合题意。故选C。
【变式1-3】(2023·岳阳)学校组织九年级学生体检,下列各项体检数据中,符合实际的是
( )。
A. 身高16m B. 质量50kg C. 体温52℃ D. 1分钟心跳2次
【答案】B。
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【解析】A.中学生的身高约为1.6m,故A不符合题意;
B.中学生的质量约为50kg~60kg,故B符合题意;
C.正常人的体温约为37℃,故C不符合题意;
D.中学生的心跳,1min约为60次~70次,故D不符合题意。故选B。
考向02 长度与长度测量
(1)刻度尺的选择:测量长度若分段测量,然后再将每段长度相加也可测得结果,但误差较
大,所以一般情况下,测量物体长度时,在满足测量精度要求的前提下,刻度尺的量程应大于待测
物体的长度,以保证可一次完成测量。
(2)刻度尺的放置:放置刻度尺时,零刻度线要对准被测物体的一端,有刻度的一侧要紧贴被
测物体,与被测物体保持平行,不能歪斜。
(3)刻度尺的读数(易错)
读取准确值后要估读到分度值的下一位;若所测物体的末端刚好对准某个刻度线,那么估读数
为“0”,且不能省略。
(4)刻度尺的分度值(易错)
从测量值推断刻度尺的分度值时应注意,测量值倒数第二位所对应的长度单位就是该刻度尺的
分度值。
【例2】(2023·湘潭)如图所示的刻度尺的分度值是________mm, 被测物体长度是________cm。
【答案】①1;②2.42。
【解析】[1]由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,合1mm,即
此刻度尺的分度值为1mm。
[2]物体左侧与2.00cm对齐,右侧与4.42cm对齐,所以物体的长度为4.42cm-2.00cm=2.42cm。
【变式2-1】(2023·泰安)图中物体的长度是_________cm。
【答案】3.47。
【解析】刻度尺上1cm之间有10小格,所以每个小格代表的长度是 0.1cm,即此刻度尺的分度值是
0.1cm;物体左侧与零刻度线对齐,右侧与3.47cm对齐,所以物体的长度L=3.47cm。
【变式2-2】(2023·江西)如图所示,是某同学出黑板报时所用常见直尺的一部分,请你推断出它
的分度值是_________。
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【答案】1cm。
【解析】由题图可知,两个刻度值之间的值为1cm,所以它的分度值为1cm。
考向03 时间与时间的测量
【例3】(2023·陕西A)小明在校园运动会上,参加了初中男子组50m短跑比赛。他正常完成比赛所
用的时间可能为( )。
A. 2s B. 8s C. 1min D. 0.1h
【答案】B。
【解析】男子组50m短跑比赛,运动员的短跑速度约为6.5m/s,由速度公式 得,小明完成比赛
所需时间约为
所以8s最为接近。故选B。
【变式3-1】(2023·江西)如图所示,是用秒表记录的某同学跑400m的成绩,该同学的成绩是
_________min_________s。
【答案】①1;②22。
【解析】[1][2]如图所示,大表盘的分度值为1s,小表盘的分度值为1min,小表盘的指针超出了刻度
1,大于1min,大表盘的指针指向22s,故该同学的成绩是1min22s。
【变式3-2】(2023·自贡)图中物体A的长度为______cm,停表的读数为______s。
【答案】①2.75;②110。
【解析】[1]由图可知,刻度尺的分度值为0.1cm=1mm,物体A左端对应的刻度值为4.00cm,右端对应
的刻度值为6.75cm,所以物体A的长度为6.75cm-4.00cm=2.75cm
[2]停表中间的小表盘分度值为0.5min,分针在“1”和“2”之间,所以分针指示的时间为1min,且
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过了半格,大表盘分度值为0.1s,秒针在50s刻度线处,所以停表的示数为1min50s=110s。
考点二 运动的描述
一、机械运动
1.机械运动的定义:在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫做机械运动。如飞翔的小鸟、疾驶
的列车航行的轮船等。
2.机械运动的两种形式
(1)物体间距离发生变化的运动,如图甲所示。
(2)物体间距离不变,但它们的相对位置发生变化的运动,如图乙所示。
二、参照物
1.参照物的概念
观察图片,思考为什么汽车里的人相对于驾驶员和路旁的小学生来
问题
说截然不同呢?
这是由于汽车里的人以驾驶员为自己或汽车为标准,驾驶员的位置没有发生变化,所示说驾驶员没有
分析
动;但如果还以汽车为标准,看到小学生的位置发生了变化,所示说路旁的小学生发生了运动
可见,判断物体是运动的还是静止的,总要选取某一物体作为标准。如果一个物体的位置相对于这个标
结论
准发生了变化,就说它是运动的;如果没有发生变化,就说它是静止的。这个选做标准的物体叫参照物
2.参照物的选取原则
原则 说明
排己性 参照物不能选择研究对象本身,因为若以研究对象为参照物,则它永远是静止的
假定性 参照物一旦选定,就意味着该物体是静止的
任意性 参照物的选择是任意的,既可以选择静止的物体,也可以选择运动的物体
描述同一物体的运动,可以选择不同物体为参照物,若选择了不同物体作为参照物,该物体的运动状
不唯一性
态可能不同
通常情况下,为了研究方便,一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物,此时可不指明参照
方便性
物;若选取其他特殊物体为参照物,则必须指明所选取的参照物
具体性 参照物必须是具体的物体,不能是抽象的事物,如“天空、宇宙”等
同一性 当有多个研究对象时,应选取同一参照物,如果选取不同的参照物,就会引起混乱
三、运动和静止的相对性
1.运动和静止的相对性:如图所示,观察列车里的乘客,若以车外地面为参照物,乘客是运动的;若
以列车为参照物,乘客和列车之间没有发生位置的变化,乘客是静止的。因此,判断同一个物体运动还是
静止,取决于所选取的参照物。可见,物体的运动和静止是相对的。
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2.运动的相对性和绝对性分析
运动是绝对的 一切物体都在运动,绝对不动的物体是不存在的 示例:我们说站岗的哨兵是静止
的,是以地面或房屋为参照物的,
通常所说的静止,只是被研究的物体相对于某一
静止是相对的 而实际上哨兵随地球的自转和公转
特定参照物的位置没有发生变化
在运动
物体的运动状态取决于所选 描述某物体的运动状态时,选择的参照物不同,结论有可能不同,但都是正确的。因
的参照物 而,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态做出准确地描述
3.运动与静止相对性的应用
(1)相对运动:影视剧拍摄时,为表现演员向某方向运动,可以让其背景向相反的方向运动,也能
达成想要的拍摄效果。
(2)相对静止:地球同步卫星相对于地球是静止的,以方便同步观测和全球通信。
考向01 参照物
判断物体的运动状态的方法
一定 确定被研究的物体
二选 选定参照物
三分析 分析被研究的物体相对于参照物的位置是否发生变化
四判断 相对于所选的参照物,若物体位置没有发生变化,则物体是静止的;否则,就是运动的
判断参照物的方法
一定 明确别研究的物体及其运动状态
二找 分析被研究的物体相对于哪个物体位置发生了变化,相对于哪个物体位置没有发生变化
三断 根据题意确定所选的参照物
【例1】(2023·绥化)小明坐在行驶的汽车中,看到路旁的房屋和树木向后退。如果小明是静止
的,选择的参照物是( )。
A. 树木 B. 房屋 C. 地面 D. 汽车座椅
【答案】D。
【解析】以汽车座椅为参照物,路旁的房屋和树木的位置发生了改变,所以小明看到路旁的房屋和树
木向后退。故选D。
【变式1-1】(2023·哈尔滨)如图所示,跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机是______(选填
“运动”或“静止”)的;过一段时间后,他在空中匀速直线下降时,受______(选填“平衡”或“非平
衡”)力。
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【答案】①运动;②平衡。
【解析】[1]跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机,位置发生改变,相对于飞机是运动的。
[2]他在空中匀速直线下降时,运动状态不发生改变,受平衡力的作用。
【变式1-2】(2023·怀化)歌词“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,以竹排为参照物,青山是
______(选填“运动”或“静止”)的;诗词“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,我们说轻舟上的人
是静止的,所选参照物是______(选填“山”或“轻舟”)。
【答案】①运动;②轻舟。
【解析】判断物体是静止的还是运动的,要看对象物体和参照物之间的相对位置是否发生变化,如果
相对位置没有变化说明是静止的,如果位置变化了就是运动的。
[1]竹排在江中游动,以青山上某一个固定的点或固定的物体为研究对象,可以观察到相对于江中的
竹排,青山的位置在不断发生变化。所以以竹排为参照物,青山是运动的。
[2]人站在轻舟上,人和轻舟在同步运动,人相对于轻舟的位置没有发生变化,所以以轻舟为参照物
人是静止的。
考向02 运动与静止的相对性
“运动和静止”在物理学中的定义与我们生活中的感受有所区别:
(1)物理学中运动和静止的描述是相对的,都需要一个参照物,或者是一个参考点,相对于参
考点或者参照物不运动的就是静止;
(2)在生活中,我们默认地面就是参照物,所以我们走路或者坐车时感觉是自己在“动”,太
阳是“东升西落”的,而我们的眼睛更是以自己为参照物,这也就是为什么乘坐交通工具向前走的
时候总是感觉周围的景物在向后倒退的原因。
★★易易错错警警示示
在选择参照物时,易把研究对象本身选为参照物,或没有明确研究对象,或没有理解运动和静
止的相对性,以至于出错。不会从物体的运动和静止情况来判断所选取得参照物,也容易出错。
【例2】(2023·牡丹江)如图所示,2023年5月30日上午,长征二号F遥十六运载火箭载着带有三
名航天员的神舟十六号飞船点火升空。升空过程中( )。
A. 以地面为参照物,航天员是静止的 B. 以飞船为参照物,航天员是运动的
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C. 以地面为参照物,飞船是运动的 D. 以发射塔为参照物,飞船是静止的
【答案】C。
【解析】AC.升空过程中,以地面为参照物,航天员和飞船与地面之间的位置发生了变化,所以以地
面为参照物,航天员是运动的,飞船也是运动的,故A不符合题意;故C符合题意;
B.以飞船为参照物,航天员与飞船的位置没有发生变化,航天员是静止的,故B不符合题意;
D.以发射塔为参照物,飞船远离发射塔,飞船与发射塔位置发生变化,飞船是运动的,故D不符合题
意。
故选C。
【变式2-1】(2023·无锡)如图所示,天舟六号货运飞船距离天和核心舱 ,正以相对核心舱
的速度向核心舱匀速直线运行。下列说法中正确的是( )。
A. 9.5s后天舟六号到达天和核心舱;
B. 以天和核心舱为参照物,天舟六号是静止的;
C. 以天舟六号为参照物,天和核心舱是静止的;。
D. 以天舟六号为参照物,天和核心舱是运动的
【答案】D。
【解析】A.天舟六号货运飞船距离天和核心舱 19m ,正以相对核心舱 0.2m/s 的速度向核心舱匀速
直线运行,所以天舟六号到达天和核心时间 ,故A错误;
B.以天和核心舱为参照物,天舟六号逐渐靠近天和核心舱,位置发生变化,所以是运动的,故B错
误;
CD.以天舟六号为参照物,天和核心舱逐渐靠近天舟六号,位置发生变化,所以天和核心舱是运动
的,故C错误,D正确。
故选D。
【变式2-2】(2023·益阳)传说中有一种鸟叫衔枝鸟,它能靠一小截树枝成功地飞越太平洋。它飞
行时,把树枝衔在嘴里;累了时,就把树枝放在水里,站在上面休息。下列说法正确的是( )。
A. 飞行时,以树枝为参照物,鸟是运动的;
B. 飞行时,以海岸为参照物,树枝是静止的;
C. 鸟站在树枝上休息时,以树枝为参照物,鸟是静止的;
D. 鸟站在树枝上一起随海水流动,以海岸为参照物,鸟是静止的
【答案】C。
【解析】A.飞行时,以树枝为参照物,鸟的位置没有发生改变,鸟是静止的,故A错误;
B.飞行时,以海岸为参照物,树枝的位置发生改变,树枝是运动的,故B错误;
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C.鸟站在树枝上休息时,以树枝为参照物,鸟的位置没有发生改变,鸟是静止的,故C正确;
D.鸟站在树枝上一起随海水流动,以海岸为参照物,鸟的位置发生改变,鸟是运动的,故D错误。
故选C。
考点三 运动的快慢
一、速度
1.比较物体运动快慢的三种方法
(1)在运动路程相同情况下,比较所用时间,所用时间短的运动得快(裁判的比较方法)
如图甲所示,两辆汽车通过相同的路程,红车用时45min,绿车用时30min,说明绿车运动得快。
(2)在运动时间相同情况下,比较经过的路程,经过路程长的运动得快(观众的比较方法)
如图乙所示,百米比赛场上,运动员从同一起点出发,在相同时间内,跑到最前面的运动员(运动路
程最长)运动的最快。
(3)在运动路程和时间都不相同时,为了比较物体运动快慢,在物理学中,常采用“相同时间比路
程”的方法,也就是将物体运动的路程除以所用时间,即换算成“在单位时间内物体通过的路程”。
2.速度
(1)定义:物理学中,把路程与时间之比叫做物体运动的速度。
S
v=
t
(2)公式:
变形公式: 。
(3)物理意义:是描述物体运动快慢的物理量。在数值上,等于物体在单位时间内通过的路程。这
个数值越大,表明物体运动得越快;这个数值越小,表明物体运动的越慢。
(4)单位及换算:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s,或者m·s-1,速度单位是由
长度单位和时间单位组合而成的组合单位。
在交通运输中,速度的单位常用千米每小时(km/h)表示。这两个单位换算关系是:1m/s=3.6km/h。
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(1)速度公式中的v、s和t三个物理量,必须是同一个物体在同一运动过程中的速度、路程和时间。
(2)速度的大小时由路程与时间的比值决定的,不能说“速度与路程成正比”或“速度与时间成反比”。
(3)计算时代入的数据,应包含数字和单位两个部分。
(4)在用公式进行计算时,要注意单位的对应搭配,“千米”和“时”搭配,“米”和“秒”搭配,组合成的速度
单位分别是“千米/小时”或“米/秒”。
二、匀速直线运动
1.机械运动的分类
2.匀速直线运动
(1)定义:物体沿直线且速度不变的运动,叫做匀速直线运动。
特别提醒:匀速直线运动是最简单的机械运动,是一种理想状态。在日常生活中,严格意义上的匀速
直线运动是不存在的。为了简化问题,便于研究,我们将某些运动,如在平直公路上以某一速度运动的汽
车,在平直轨道上以某一速度行驶的列车等,都可以看成是匀速直线运动。
(2)特点
①做匀速直线运动的物体,其速度大小和方向都不变;
②做匀速直线运动的物体,在相等的时间内通过的路程相等,或者说通过相等的路程所用的时间相
等;
③做匀速直线运动的物体通过的路程与其时间成正比。
(3)匀速直线运动的图像
①速度-时间图像(v-t图像):表示做匀速直线运动的物体运动速度与时间的关系。如图甲所示,做
匀速直线运动的物体,速度大小和方向都不变,图像是一条平行于时间轴的直线,图中速度大小是4m/s。
②路程时间图像(s-t图像):表示做匀速直线运动的物体路程与时间的关系,图像是一条直线,图
像倾斜程度反映了速度大小,越倾斜速度越大。如图乙所示,乙和丙两物体同时从同地出发,乙的速度大
于丙的速度。
三、变速直线运动与平均速度
1.变速直线运动
(1)变速直线运动:物体做直线运动时,其速度大小在发生变化,这种直线运动叫变速直线运动。
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例如,飞机起飞时速度越来越大,火车进站时速度越来越小等。
(2)变速直线运动的图像:做变速直线运动的物体,其s-t图像不再是一条直线;其v-t图像根据物
体运动过程中速度变化情况,图像形状各异。如图所示。
2.平均速度
(1)平均速度:为了粗略描述做变速直线运动的物体在某段时间内(或某一段路程上)运动快慢,
我们引入了“平均速度”的概念。平均速度等于物体运动的路程除以通过这段路程所用的时间。
(2)平均速度的公式: 。式中,“s”是通过的路程,“t”是通过这段路程所用时间,“v”
是这段时间内(或这段路程上)的平均速度。
(1)由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速
度一般不相同。
(2)平均速度与速度的平均值
平均速度描述的是物体运动的平均快慢,应该根据公式 ,用总路程除以总时间求得。当我们说一个物体的平均速
度时,必须指明是那段路程上或那段时间内。
速度的平均值是指物体在不同路程(或时间)的速度的平均值。例如,物体从甲地道乙地的速度是 v1,从乙地道丙地的
速度是v2,这两端路程的速度的平均值是 。实际上,物理学中并没有速度平均值的概念,不要把“平均速
度”误解为“速度的平均值”。
3.匀速直线运动与变速直线运动的比较
匀速直线运动 变速直线运动
定义 速度保持不变的直线运动 速度变化的直线运动
运动的路线是直线,速度的大小发生变化。用常
特点 运动的路线是直线,且速度大小不发生变化
用平均速度来描述做变速直线运动的物体的快慢
实例 汽车在平直公路上匀速行驶;物品随传送带匀速运动 小球从高处自由下落;汽车紧急制动
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考向01 速度的估测
了解常见物体运动的速度是解答速度估测题的关键。常见物体的速度如下:
①人正常步行的速度约为1.2m/s;
②光在真空中传播的速度为3×108m/s;
③自行车的速度约5m/s;
④声音在15℃的空气中传播的速度为340m/s等。
【例1】(2023·恩施)李白在《早发白帝城》中描述:“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还”
(注:2里为1km,“一日还”指大约24h从白帝城到达江陵)。诗人所描述的船速最接近( )。
A. 2km/h B. 10km/h C. 20km/h D. 1000km/h
【答案】C。
【解析】由诗句可知,白帝城到江陵的距离为1000里,由题意可知,2里为1km,则白帝城到江陵的
距离为500km。“一日还”指从白帝城到达江陵需要大约24h,由 可知,船速约
所以船速与20km/h更接近,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
【变式1-1】(2023·常德)下列对一些物理量的估测中,贴近事实的是( )。
A. 实心球的质量为20kg;
B. 一支新的2B铅笔的长度约为18cm;
C. 人正常步行的速度约为1km/h;
D. 人体安全电压为220V
【答案】B。
【解析】A.实心球的质量为2kg,故A不符合题意;
B.中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离大约为18cm,所以一支新的2B铅笔的长度约为
18cm,故B符合题意;
C.人正常步行的速度约为1m/s,故C不符合题意;
D.人体安全电压不超过36V,故D不符合题意。故选B。
【变式1-2】小红坐在匀速行驶的小汽车内,发现前方路旁停着一辆普通大客车,观测到自己经过大
客车的时间约为1s,则小汽车的速度最接近于( )。
A.10km/h B.40km/h C.70km/h D.100km/h
【答案】B。
【解析】大客车的长度接近10m,以大客车为参照物,小汽车运动的路程约为 10m,小汽车相对于大
客车的速度v= = =10m/s=36km/h,故ACD不符合实际,B最接近实际。
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考向02 速度概念及应用
★★易易错错警警示示
对于匀速直线运动,时间t是原来的几倍,路程s就是原来的几倍,s与t的比值是不变的。
【例2】(2023·济宁)济宁内环高架项目由高架路和地面快速路两部分组成,其中高架路36km,设
计速度80km/h,合______m/s。小明跟随爸爸开车行完高架路全程用时36min,则这段时间内车的平均速度
为______km/h。(结果保留一位小数)
【答案】①22.2;②60。
【解析】[1] 换算单位
[2] 行完高架路全程这段时间内车的平均速度为 。
【变式2-1】甲、乙两车都做匀速直线运动,甲车运动的速度是乙车的 3倍,乙车行驶的路程是甲车
的2倍,则甲车和乙车行驶的时间之比是( )。
A.3:2 B.2:3 C.1:6 D.6:l
【答案】C。
【解析】由题意可知s :s =1:2,v :v =3:1
甲 乙 甲 乙
由 可得,甲、乙两车所用的时间之比
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式2-2】小明家到学校的路程为600m,他去上学时,前一半路程平均速度为1.2m/s,为了不迟到
后一半路程用去了150s,他上学的整个路程平均速度为( )。
A.2.5m/s B.1.5m/s C.1.6m/s D.2m/s
【答案】B。
【解析】一半路程为s′ 300m
行驶前一半路程的时间t 250s
1
后一半路程的时间t 150s
2
总时间t t+t 250s+150s 400s
1 2
则他上学的整个路程平均速度为v 1.5m/s
ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
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考向03 速度相关计算
解答计算题的基本步骤:
(1)认真审题,找出各运动阶段的已知条件、待求的物理量,用准确地字母符号及下标表示;
(2)统一单位。
(3)根据物理概念选用物理公式,并进行公式变换,同时应有必要的文字说明;
(4)代入数据进行计算,计算出答案,竖直后面要写上准确地单位。
【例3】(2023·株洲)株洲南站到长沙站的S7908次城际列车运行时刻表如表所示,根据此表回答
下列问题。
车站 到达 发车 里程/km
株洲南 始发站 07:44 0
株洲 07:50 07:52 8
大丰 07:57 07:58 13.5
田心东 08:01 08:03 16
… … … …
长沙 08:54 终点站 58
(1)列车从株洲南站发车,行驶______km到达株洲站,用时______min,列车的平均速度是
______km/h;
(2)列车在“株洲南—株洲”段的运行速度比在“株洲—田心东”段的______(填“大”或
“小”)。
【答案】①8;②6;③80;④大。
【解析】(1)[1][2][3]如表可知,列车从株洲南站发车,行驶8km到达株洲站,用时间为
列车在这段路程的平均速度是
(2)[4]如表所示,在“株洲—田心东”段的路程为16km,时间为
则列车在这段路程的平均速度是
由上述结果可知,列车在“株洲南—株洲”段的运行速度比在“株洲—田心东”段的大。
【变式3-1】(2023·恩施)李白在《早发白帝城》中描述:“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还”
(注:2里为1km,“一日还”指大约24h从白帝城到达江陵)。诗人所描述的船速最接近( )。
A. 2km/h B. 10km/h C. 20km/h D. 1000km/h
【答案】C。
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【解析】由诗句可知,白帝城到江陵的距离为1000里,由题意可知,2里为1km,则白帝城到江陵的
距离为500km。“一日还”指从白帝城到达江陵需要大约24h,由 可知,船速约
所以船速与20km/h更接近,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式3-2】(2023·宁夏)2022年11月1日4时27分,梦天实验舱与空间站组合体顺利实现交会
对接(空间站组合体由问天实验舱和天和核心舱组成),中国空间站主体结构组装完成。为了调整对接时
的飞行姿态,对接过程设置了四个停泊点,如图,梦天实验舱进入停泊点后,相对于组合体是______的
(选填“运动”或“静止”);梦天实验舱在最后一个19米停泊点向组合体靠拢时,发动机喷气口应向
______(选填“前”或“后”)喷气,待发动机短暂工作后,便可依靠______继续向组合体运动;梦天实
验舱从19米停泊点到与组合体对接口接触,用时约90秒,此过程梦天实验舱相对于组合体的平均速度是
______m/s。(计算结果保留两位小数)
【答案】①静止;②后;③惯性;④0.21。
【解析】[1]梦天实验舱进入停泊点后,相对于组合体,梦天实验舱 的位置没有改变,所以是静止
的。
[2]梦天实验舱在最后一个19米停泊点向组合体靠拢时,即要加速靠近组合体,根据力的作用是相互
的可知发动机喷气口应向后喷气。
[3]发动机短暂工作后停止喷气,组合体仍能继续向前运动,是由于组合体具有惯性。
[4]根据速度公式 求出梦天实验舱相对于组合体的平均速度 。
考向04 运动图像
读懂s-t图像的关键
(1)若直线在纵轴上有截距,表示开始计时时物体已经有了一段路程;
(2)若直线起始时刻在横轴上有截距,表示物体在开始计时一段时间之后才开始移动;
(3)直线的倾斜程度越大,物体的速度越大;
(4)若两条直线有交点,则在交点时刻两物体相遇。
【例4】(2023·日照)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口
出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直
线。下列判断正确的是( )。
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A. 弟弟比姐姐早5min离开家;
B. 弟弟和姐姐的平均速度相同;
C. 弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min;
D. 姐姐一直做匀速直线运动
【答案】C。
【解析】A.根据上图可知,计时的第5分钟弟弟才出发,姐姐比弟弟早5min离开家,故A错误;
B.由上图可知,弟弟 平均速度为
的
姐姐的平均速度
故弟弟和姐姐的平均速度不相同,故B错误;
C.根据上图知,姐姐自5-15分钟通过的距离为0,即处于静止状态,故姐姐行走的时间为
t=20min-10min=10min
故姐姐行走时的速度
弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min,故C正确;
D.因姐姐自5-15分钟处于静止状态,故D错误。故选C。
【变式4-1】(2023·上海)甲车从P出发、乙车从Q点出发,甲乙相向而行;乙比甲早出发1s,甲
到Q点时,乙离P点1m,求此时乙到Q的距离( )。
A. 可能为2米 B. 可能为4米 C. 一定为8米 D. 一定为6米
【答案】B。
【解析】由图像可知,甲的速度 ,乙的速度
设PQ的距离为s,甲到Q点时,乙还未到达P点,且离P点1m,则
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解得;s=9m
则此时乙到Q的距离
当甲到Q点时,乙已经过P点,且离P点1m,则 ,解得:s=3m
则此时乙到Q的距离
故此时乙到Q的距离可能是4m,也可能为8m,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
【变式4-2】如图所示,甲、乙两个图像分别描述了做直线运动的两个物体A、B的运动情况,根据图
像得出的信息错误的是( )。
A.B物体做匀速直线运动;
B.A物体静止;
C.v>v;
A B
D.B物体运动1.5s通过的距离是3m
【答案】B。
【解析】AD.乙图是B物体的s-t图像,由图像可知,B物体通过的路程与时间成正比,所以B物体做
匀速直线运动,B的速度
B物体运动1.5s通过的距离s=vt=2m/s×1.5s=3m
B B B
故AD正确,不符合题意;
B.甲图是v-t图像,由图像可知,物体A始终做匀速直线运动,并且速度大小为3m/s,故B错误,符
合题意;
C.已知v=2m/s,因此v>v,故C正确,不符合题意。故选B。
B A B
考点四 平均速度的测量
一、测量平均速度
【实验原理】 。根据公式,用刻度尺测出物体运动的路程s,用停表测出通过这段路程所用时间
t,就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。
【实验器材】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。
【实验装置】如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持较小的坡度,在斜面的底端或中部固定金
属片。
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【实验步骤】(1)使斜面保持较小的坡度,把小车放在斜面的顶端,金属片垂直固定在斜面的底
端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s。
1
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片所用时间t ,将小车通过的路程s 和所用时间t
1 1 1
填入表格中。
(3)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s 和所用时间t ,将数据填入表格对应的
2 2
位置。
(4)利用公式 ,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v 和通过上半段路程的平均速度v,
1 2
即小车通过斜面全程的平均速度为 ;小车通过上半段路程的平均速度为: 。
(5)整理器材
【实验数据】
路程 运动时间 平均速度
s=1m t=3s v=0.33m/s
1 1 1
s=0.5m t=1.8s v=0.28m/s
2 2 2
【分析与论证】
下车经过下半段的路程为s=s-s=1m-0.5m=0.5m,时间为t=t-t=3s-1.8s=1.2s。因此,小车通过下
3 1 2 3 1 2
半段的路程的平均速度为 。则平均速度的大小关系为: 。
【实验结论】小车而在斜面上做变速直线运动,在不同的路程段,小车平均速度大小不同。小车从斜
面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
特别提醒:(1)斜面的长度要足够长、坡度要小(注意:坡度也不能过小,否则测出的平均速度大
小会过于接近),且测量过程中不能改变斜面的坡度;
(2)要测量哪一段路程的平均速度,就测量其对应的路程及通过这段路程所用时间。
二、现代测速方法
声音遇到障碍物会反射回来,根据发射和接收的时间差,可计算出发射点到障碍物的实际距离,
超声测速
并测出物体的速度
频闪摄像是研究物体运动时常用的一种实验方法,它借助于电子闪
光灯的连续闪光,在一个画面上记录下物体连续的运动过程。因为
频闪摄影法
每一次摄影的时间间隔相等,所以照片上任意相邻影像的时间间隔
都相等。如图所示是时间间隔0.2s记录的弹跳小球的运动情况
GPS测速 GPS导航定位系统不仅可为各个运动载体进行定位,还可以测出其速度,目前广泛应用于各种导航
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软件中
考向01 测量小车平均速度
解答测平均速度实验题要注意:
一明确 明确实验原理、实验方法和实验过程
二把握 准确把握题意,准确从题图或题表中获取正确、有用的信息
三计算
根据平均速度的计算公式 进行计算
四结论 按题目要求分析数据,得出结论
【例1】(2023·眉山)如图所示,小明在“测平均速度”的实验中,使小车从斜面A点静止下滑,
经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )。
A. 段距离为 ;
B. 段平均速度为 ;
C. 小车从 点到 点做匀速直线运动;
D. 若小车过A点后才开始计时,测出 段平均速度将偏大
【答案】D。
【解析】A.刻度尺1dm均分10格,则分度值为0.1dm=1cm, 段距离为
故A错误;
B. 段平均速度为 ,故B错误;
C.小车从 点到 点做加速直线运动,故C错误;
D.若小车过A点后才开始计时,测得的时间偏短,由 得,测出 段平均速度将偏大,故D正
确。故选D。
【变式1-1】(2023·长春)在“测量物体运动的平均速度”实验中,实验装置如图所示:
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路程 运动时间 平均速度
s=0.45 v=0.14m/
AB AB
t=3.2s
AB
m s
s=0.90 t
AC AC
v=
AC
m =4.5s
(1)测量平均速度的原理是___________;
(2)实验中,小组同学发现小车通过AB段路程的时间过短,不便于测量时间,为了解决这一问题,
可以只将木块向___________适当移动;也可以将小车倒置滑下,这是因为用___________代替滚动可以增
大摩擦;
(3)改进后,进行实验并记录数据在表格中,计算出小车通过 AC段路程的平均速度是
___________m/s。小车通过AB段路程的平均速度比BC段路程的平均速度___________;
(4)小车在运动过程中,支持力对小车是否做功?___________。
(5)小车运动到斜面底端撞到金属片会停下来,说明力可以改变物体的___________。
【答案】① ;②右;③滑动摩擦;④0.2;⑤小;⑥否;⑦运动状态。
【解析】(1)[1]测量物体运动的平均速度,需要测量路程和时间,根据 得到平均速度,实验
原理是 。
(2)[2][3]斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越快,在斜面上运动的时间越短,不便于测
量时间,因此为了便于测量时间,应将木块向右适当移动,使它保持较小的坡度;也可以将小车倒置滑
下,这是因为用滑动摩擦代替滚动可以增大摩擦。
(3)[4]小车通过AC段路程的平均速度
[5]已知AB段路程与BC段路程相同s=s=0.45m
AB BC
BC段的时间t=t-t=4.5s-3.2s=1.3s
BC AC AB
BC段平均速度
已知v=0.14m/s,则v