資源簡介

機械運動
一、知識點梳理
知識點一：參照物
研究機械運動時，被選作標準的物體（假定為不動，通常選取的靜止的物體，大地、樹木等），叫做參照物。
知識點二：機械運動的分類
1.機械運動分為直線運動和曲線運動。
2.直線運動又分為勻速直線運動和變速直線運動。
知識點三：速度
物體在單位時間內通過的路程叫做速度，科學上用速度來比較物體運動的快慢。
計算公式：速度=路程/時間；即 計算公式： ；變形 ， 。
二、重難點突破
考點1. 參照物
1.參照物在研究機械運動時，被選作標準的物體（假定為不動，通常選取的靜止的物體，大地、樹木等）。
2.選取的參照物不同，那么對物體是否運動的判斷結果也會不同。
3.由于運動的描述與參照物有關，所以運動和靜止都是相對的。
例1.媽媽用電動自行車送小婷上學，途中媽媽提醒小婷“坐好，別動！”。這個“別動”的參照物是（ ）
A.電動自行車上的座位 B.路旁的樹木 C.迎面走來的行人 D.從旁邊超越的汽車
答案：A
【解析】小婷坐在座位上，媽媽的意思是讓她相對于座位沒有位置的變化，即相對靜止；
小婷相對于路旁的樹木、迎面走來的行人、從旁超越的汽車都有位置的變化，即都是運動的。
變式訓練：我國已成功實現三次載人航天飛行，在飛船發射升空階段航天員被固定在座艙內。選取下面哪個物體作為參照物時，航天員在此階段是靜止的（? ）A. 飛船的座艙 B. 天空中的云朵C. 地面上的發射架 D. 太平洋上跟蹤監測的測量船
答案：A
【解析】(1)在飛船發射升空階段航天員被固定在座艙內，航天員和飛船座艙之間沒有發生位置的變化，以飛船座艙為參照物，航天員是靜止的。
(2)在飛船發射升空階段，航天員和太空中的云朵(地面上的發射架、太平洋上跟蹤監測的測量船)之間發生了位置的改變，以太空中的云朵(地面上的發射架、太平洋上跟蹤監測的測量船)為參照物，航天員是運動的。
考點2.機械運動的分類
1.根據物體運動的路線，可以將物體的運動分為直線運動和曲線運動。
2.物體沿直線運動時，如果在相同的時間內通過的路程相等，運動快慢保持不變，這種運動叫勻速直線運動；如果在相同的時間內通過的路程不相等，運動快慢發生了變化，這種運動叫做變速直線運動。
例2.如圖所示是一個小球在相同時間間隔里運動情景的大致物理模型圖，下列對這個小球的運動情景描述正確的可能是( )
A. 小球從高處自由落 下 B. 小球沿斜面上下運動C. 小球做勻速圓周運動 D. 小球做勻速直線運動
答案：B
【解析】由圖得出，在相同的時間間隔內路程先變小、后變大，所以小球的速度是先變小、后變大；A. 小球從高處自由落下，速度將加速下落，故A不符合題意；B. 小球沿斜面上下運動，先是向上沿斜面運動，速度越來越小，到一定高度后又沿斜面向下運動，速度越來越大，故B符合題意；C. 小球做勻速圓周運動，速度大小不變，故C不符合題意；D. 小球做勻速直線運動，相同時間間隔運動的路程都相同，故D不符合題意。
變式訓練：如圖為運動員百米賽跑的情景，下列說法正確的是( )
A. 人對地面的壓力和地面對人的支持力是一對平衡力B. 以地面為參照物，運動員是靜止的C. 運動員沖到終點，不能立即停下，是由于人具有慣性D. 運動員跑得越快，到達終點所用時間越長
答案：C
考點3.速度
1.比較物體運動快慢的方法
（1）運動的物體在相同的時間內通過的路程越長，物體運動的越快。
（2）運動的物體在通過相同的路程內所用的時間越少，物體運動的越快。
2.速度：物體在單位時間內通過的路程叫做速度，科學上用速度來比較物體運動的快慢。
計算公式：速度=路程/時間；即 計算公式： ；變形 ， 。速度單位：國際單位制中m/s；運輸中單位km/h。
速度單位換算：1m/s=3．6km/h。人步行速度約1．1m/s。它表示的物理意義是：人勻速步行時1秒中運動1．1m。
注：速度公式中，速度、時間、路程三個量的單位必須統一。
3.平均速度：求平均速度可用一段時間內總的路程除以總時間的方法。
例3.在課外實踐活動中，用閃光照相機探究紙錐豎直下落的運動情況，照相機每隔0.2s曝光一次。

(1)小芳所在的興趣小組拍下的照片如圖所示，由此可以判斷紙錐下落的速度變化情況是_________(填“不變”、“先變大后不變”或“一直變大”).若測得紙錐在A.?B兩位置間的實際距離為6.40cm，則此過程中，紙錐的速度為_______cm/s.
(2)小組間交流時，發現不同小組測得紙錐下落的最大速度不同。
①請你猜想影響最大速度的因素是_____________________________(寫出一個影響因素).
②為了驗證你的猜想，簡要的做法是_________________________________.
答案：(1)先變大后不變；16；
(2)①紙錐的質量；
②選擇形狀相同、質量不同的紙錐從同一高度豎直下落，分別測出它們的最大速度，并分析最大速度與質量的關系。
變式訓練一：如圖，為一小球從A點沿直線運動到F點的頻閃照片，若頻閃照相機每隔0.2s閃拍一次，分析可知：小球從A點到F點作的是___________運動(選“勻速直線”或“變速直線”).小球從B點到F點運動的路程是___________cm，平均速度是___________m/s.

答案：變速直線，12.00，0.15
變式訓練二：2010年10月滬杭高鐵將正式運行，列車最高設計時速可達350千米/時，從杭州到上海只要38分鐘，已知杭州到上海的距離為158.7千米，那么列車從杭州到上海的平均速度是___________千米/時(保留一位小數).
答案：250.6.
例4.甲、乙兩物體同時同地同方向開始做勻速直線運動，甲的速度大于乙的速度，它們的s-t圖像為圖所示a、b、c三條圖線中的兩條，運動5s后甲、乙間的距離大于2m，則（?? ）

A.甲的s-t圖一定為圖線a B.甲的s-t圖可能為圖線b
C.乙的s-t圖一定為圖線c D.乙的s-t圖可能為圖線a
答案:A
變式訓練一：某同學的爸爸攜全家駕車去太湖漁人碼頭游玩，在途經太湖路時，路邊躥出一只小貓，他緊急剎車才沒撞到它。如圖為緊急剎車前后汽車行駛的v?t圖象，根據圖象分析不正確的是( )
A. 緊急剎車發生在8:27B. 在8:23～8:27時間段內他駕車勻速前進C. 在8:20～8:30時間段內他駕車的最大速度為60?km/hD. 在8:20～8:30時間段內他駕車的平均速度為60?km/h
答案：D
【解析】從圖象可知，速度急劇減小時間是8:27，所以說緊急剎車發生在8:27.故A正確。
三、優化與提高
（一）選擇題
1.公路邊有一農舍，它的煙囪正冒著煙，插有旗幟的a、b兩車在農舍旁的公路上。觀察圖中旗與煙的情況，判斷以下關于a、b兩車相對于房子的運動情況的說法中，正確的是( )
A.?a、b兩車一定向左運動 B.?a、b兩車一定向右運動C.?a車可能運動，b車向右運動 D.?a車可能靜止，b車向左運動
答案：D
【解析】由圖中的信息可以判斷出：因為房子的煙向左飄，所以風是向左吹所以a車運動狀態有三種可能?1、向右運動??2、靜止??3、向左運動，車速小于風速；因為b車旗向右飄，所以b車只能向左運動，且速度要大于風的速度。
2.甲乘車去北京，乙前來送行。甲看到乙逐漸向后退，而乙對著遠去的汽車揮手作別。甲看到“后退的乙”、乙看到“遠去的汽車”，則甲、乙所選的參照物分別是（ ?）A. 汽車、地面 B. 地面、汽車 C. 汽車、汽車 D. 地面、地面
答案：A
【解析】(1)乙看到“遠去的汽車”，意思是說汽車是運動的，選擇的是地面為參照物；
(2)甲看到“后退的乙”，意思是說乙是向后運動的，選擇的是汽車。故選A.
3.甲、乙兩位同學坐在靜止的列車上，在他們之間的水平桌面上放置一只靜止的雞蛋．列車向與甲的朝向相同方向啟動時，乙將看到雞蛋（ ? ）
A．向甲運動 B．向乙運動 C．靜止不動 D．在原位置轉動
答案：A
【解析】當列車由靜止突然向與甲的朝向相同方向啟動時，由于雞蛋還要保持原來的靜止的狀態，因此乙將看到雞蛋向甲運動．故選A
4.甲、乙兩同學從同一地點同時向相同方向做直線運動，他們通過的路程隨時間變化的圖象如圖所示，由圖象可知( )
A. 在0～10s內，甲同學比乙同學運動的快 B. 兩同學在距離出發點100m處相遇C. 在10s～20s內，乙同學靜止不動 D. 在0～10s內，乙同學的速度為11m/s
答案：AB.
5.如圖所示，在小車上放一個玩具小人，用手緩慢拉動小車，車上的小人隨車一起向前運動，下列說法正確的是（ ?）
A. 小人相對于桌面是運動的 B. 小人相對于地面是靜止的C. 小車相對于桌面是靜止的 D. 車上的玩具小人相對于車是運動的
答案：A
【解析】若以桌面為參照物，玩具小人與桌面之間的位置發生了變化，是運動的，故選項A正確，選項C錯誤。若以地面為參照物，玩具小人與地面之間的位置發生了變化，是運動的，故選項B錯誤。以車為參照物，玩具小人與車之間的位置沒有發生變化，是靜止的；故選項D錯誤。
6.甲、乙兩列火車在兩條平行的鐵軌上勻速行駛，兩車交匯時，甲車座位上的乘客從車窗看到地面上的樹木向北運動，看到乙車向南運動．由此可判斷（ ）A．甲、乙兩車都向南運動B．甲、乙兩車都向北運動C．甲車向南運動，乙車向北運動D．甲車向北運動，乙車向南運動
答案：A
【解析】甲車座位上的乘客從車窗看到地面上的樹木向北運動，說明甲車是向南運動的，所以選項B、D不符合題意；若乙車向北運動，則甲車座位上的乘客不可能看到乙車向南運動，所以選項C不符合題意．(參照物及其選擇【運動的描述】)
二、非選擇題
7.“五一”假期，小明一家駕車外出旅游．一路上，所學的運動學知識幫助他解決了不少實際問題．經過某交通標志牌時，小明注意到了牌上的標示如圖所示，小明想了想，馬上就明白了這兩個數據的含義：從交通標志牌到上橋的距離為18 km，通過這段公路時汽車的行駛速度不能超過40 km/h.若小明爸爸駕車通過這段路程用時30 min，則汽車的速度為每小時多少千米？在遵守交通規則的前提下，試計算從標志牌到上橋最快需要用幾分鐘？
答案:36km/h；27min
8.2015年，我國無人駕駛汽車紅旗HQ3將再次進行長途測試，之前的測試中，該車的平均車速約90km/h，合_______m/s，車載高精度GPS系統可對車實時定位，該系統定位時利用了______(選填“電磁波”或“超聲波”)，自動行駛過程中，路邊樹木相對該車是______的。
答案：故答案為：25；電磁波；運動。
9. 在圖所示的斜面上測量小車運動的平均速度，讓小車從斜面的A點由靜止開始下滑，分別測出小車到達B點和C點的時間，即可測出不同階段的平均速度，如果測得小車到達B點所用的時間為2s，則AB段的平均速度vAB=_______m/s；若在測量過程中小車過了A點才開始計時，則測得小車在AC段的平均速度vAC會偏_________(選填“大”或“小”).

答案：0.2；大。
10.心電圖儀(如圖所示)通過一系列的傳感手段，可將與人心跳對應的生物電流情況記錄在勻速運動的坐標紙上。醫生通過心電圖，可以了解到被檢者心跳的情況，例如，測量相鄰兩波峰的時間間隔，便可計算出1min內心臟跳動的次數(即心率).同一臺心電圖儀正常工作時測得待檢者甲、乙的心電圖分別如圖甲、乙所示。若醫生測量時記下被檢者甲的心率為60次/min.則：

(1)根據甲的心率為60次/min可知，甲每次心跳時間間隔(即甲心電圖紙帶相鄰波峰走紙所用時間)為_________s；
(2)這臺心電圖儀輸出坐標紙的走紙速度大小為多少毫米每秒?
(3)乙的心率為多少次每分鐘?
答案：(1)1；(2)這臺心電圖儀輸出坐標紙的走紙速度大小為25mm/s；(3)乙的心率為75次/min.
11.十字路口紅綠燈設置的時間長短中包含著許多科學道理。
（1）行人在交通路口過馬路時，應注意觀察綠燈的剩余時間，否則有可能被“困”在路中央。若綠燈倒計時還剩5s，此時行人要沿斑馬線穿過寬20m的馬路，則速度至少多大才能安全通過？
（2）汽車遇紅燈在路口等待時，通常是不熄火的，這不但會白白消耗能源，同時還會造成環境污染。有研究顯示，汽車不熄火等候10s，約需消耗汽油11mL。若在路口等候30s，消耗的汽油質量約為多少？(ρ汽油=0.8×103kg/m3)
（3）紅綠燈設置時間的長短需要考慮的因素很多，下列因素中需要考慮的是????????????????????。
A.車流量 B.道路寬度 C.人流量 D.時間段
答案：（1）行人要沿斑馬線穿過寬20m的馬路，速度至少為4m/s才能安全通過；
（2）若在路口等候30s，消耗的汽油質量約為26.4g；（3）ABCD。
【解析】（1）速度至少為v=st=20m5s=4m/s；
（2）30s消耗汽油的體積V=11mL10s×30s=33mL=33cm3，
消耗汽油的質量m=ρV=0.8×103kg/m3×33×10-6m3=26.4×10-3kg=26.4g；
（3）應根據：車流量、道路寬度、人流量、時間段設置紅綠燈的時間，故選ABCD。
12.如圖是某城市的地鐵設計方案，進站和出站的軌道都與站臺構成一個緩坡。為了充分利用能量，上坡前就關閉發動機，利用慣性沖上緩坡。已知火車進站、停站、出站的時間分別為30s、60s、30s，火車車身長300m.火車總質量為800t，火車勻速前進時受到的阻力為火車總重力的10%.

求：(1)火車從火車頭進站、停站、到火車尾出站的整個過程中平均速度的大小。
(2)火車在水平勻速直線行駛時受到阻力的大小。
(3)火車出站后以l08km/h速度水平勻速直線行駛時，其牽引力的大小。
答案：(1)火車進站、停站、出站的總時間：t總=30s+60s+30s=120s，
總路程：S總=900m+300m+900m+300m=2400m，平均速度：v=s總t總=2400m120s=20m/s；
(2)由題意可知，阻力：f=10%?G=10%?mg=10%×8×105kg×10N/kg=8×105N；
(3)因為火車勻速直線行駛，受力平衡，所以，牽引力：F=f=8×105N.
答：(1)火車從火車頭進站、停站、到火車尾出站的整個過程中平均速度的大小為20m/s.
(2)火車在水平勻速直線行駛時受到阻力的大小為8×105N.
(3)火車出站后以l08km/h速度水平勻速直線行駛時，其牽引力的大小8×105N.

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