機(jī)械運(yùn)動(dòng)(一)
一、知識(shí)概述
本周我們將學(xué)習(xí)物質(zhì)的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng). 知道機(jī)械運(yùn)動(dòng);知道運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性;知道勻速直線運(yùn)動(dòng);理解速度的概念和公式.
二、重難點(diǎn)知識(shí)歸納及解析
(一)運(yùn)動(dòng)的描述
1、機(jī)械運(yùn)動(dòng)
一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體位置的改變,叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng),通常簡(jiǎn)稱為運(yùn)動(dòng)。
機(jī)械運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)。
2、參照物
要描述一個(gè)物體是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的,要先選定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物體作參照,這個(gè)選定的標(biāo)準(zhǔn)物體叫參照物。
3、參照物的選擇
研究某物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止要事先選作標(biāo)準(zhǔn)的物體(假定為不動(dòng)的物體)。
。1)參照物是人為假定不動(dòng)的,不是真正不動(dòng)的。自然界不存在絕對(duì)不動(dòng)的物體。
(2)同一物體,由于選擇不同的參照物,其運(yùn)動(dòng)描述結(jié)果往往是不同的。
。3)參照物可以任意選擇,但為了研究問題方便,應(yīng)該選擇最合適的物體作參照物,在研究地面上的物體運(yùn)動(dòng)時(shí),我們常把地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參照物,在研究運(yùn)動(dòng)的車上的物體運(yùn)動(dòng)時(shí),可以選運(yùn)動(dòng)的車廂為參照物。選取的參照物不同,對(duì)同一物體的運(yùn)動(dòng)的分析和計(jì)算方法也就不同,巧妙地選取參照物,往往可以使解題過(guò)程大大簡(jiǎn)化。
。4)參照物不能選研究對(duì)象本身,因?yàn)樗皇橇硪粋(gè)物體,而是同一物體。如果以研究對(duì)象為參照物,則研究對(duì)象永遠(yuǎn)是靜止的。
4、運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性
宇宙中的一切物體都在運(yùn)動(dòng)著,絕對(duì)不動(dòng)的物體是沒有的。我們平常說(shuō)的一個(gè)物體是靜止的,另一個(gè)物體是運(yùn)動(dòng)的,都是指這個(gè)物體相對(duì)于一個(gè)被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體,即相對(duì)于參照物的位置是否發(fā)生了變化。若物體相對(duì)于參照物的位置不變,即我們說(shuō)物體是靜止的;若物體相對(duì)于參照物的位置不斷改變,那我們說(shuō)物體是運(yùn)動(dòng)的?梢娺\(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)而言的,選取的參照物不同,得到的結(jié)論也可能不同。因此,我們說(shuō)的運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)的,不事先選擇參照物,說(shuō)物體運(yùn)動(dòng)還是靜止沒有意義,也是不對(duì)的。
5、運(yùn)動(dòng)的分類
直線運(yùn)動(dòng)——經(jīng)過(guò)的路線是直線的運(yùn)動(dòng)叫做直線運(yùn)動(dòng)。
曲線運(yùn)動(dòng)——經(jīng)過(guò)的路線是曲線的運(yùn)動(dòng)叫做曲線運(yùn)動(dòng)。
例1、甲、乙、丙三人各駕一架直升飛機(jī),從他們自己乘坐的飛機(jī)里往外看,甲看見丙的飛機(jī)勻速上升,乙看見甲的飛機(jī)勻速下降,丙看見樓房和乙的飛機(jī)都勻速上升,則這三架飛機(jī)相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)情況是(。
A.甲、乙勻速上升,丙勻速下降
B.甲、丙勻速下降,乙靜止
C.甲、乙、丙均勻速下降
D.甲、乙、丙均勻速上升
解析:
研究三架飛機(jī)相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)情況,應(yīng)以地面、樓房為參照物,丙看見樓房勻速上升,說(shuō)明丙勻速下降;丙看見乙勻速上升,則乙有三種可能:靜止、勻速上升或以小于丙的速度勻速下降;甲看見丙的飛機(jī)勻速上升,而丙相對(duì)地面是下降的,說(shuō)明甲是以比丙更快的速度勻速下降的。
答案:BC
例2、舞臺(tái)上,演員們正在汽車?yán)锉硌荩瑸榱耸褂^眾感覺車正在行駛,車窗外布景上的畫面向后移動(dòng),于是觀眾們感到好像也在車子里,覺得車子行駛在大道上,這是為什么?
解析:
運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性,重點(diǎn)在于選擇參照物,根據(jù)參照物判斷運(yùn)動(dòng)情況。
答案:
舞臺(tái)上的汽車是靜止在地面上的,觀眾又是與汽車相對(duì)靜止的。當(dāng)使車窗外布景上的畫面向后移動(dòng),可以說(shuō)就是選舞臺(tái)上的汽車(或舞臺(tái)下的觀眾)為參照物,于是觀眾們感覺到好像自己在車子里。
若認(rèn)為布景上的畫面靜止,汽車(觀眾)是以布景上的畫面為參照物,并與畫面發(fā)生了向前的位置變化,即會(huì)覺得車子正向前行駛在大道上。
布景就是根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性制作的,窗外布景的畫面向后運(yùn)動(dòng)得越快,人們感覺車行駛的速度越大,當(dāng)畫面靜止時(shí),人們會(huì)感覺到車子停住。
(二)比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢
1、速度
物體運(yùn)動(dòng)的快慢涉及到兩個(gè)因素,一個(gè)是運(yùn)動(dòng)的路程,一個(gè)是運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。日常生活中,人們常采用規(guī)定相同的運(yùn)動(dòng)路程,比較物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。物理學(xué)中采用規(guī)定相同的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,比較物體的運(yùn)動(dòng)路程,為此引入了速度這個(gè)物理量,即速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。
2、勻速直線運(yùn)動(dòng)
作勻速直線運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)條件:勻速、直線,可以理解為:物體在一條直線上運(yùn)動(dòng),如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程都相等,這種運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng)。從這個(gè)意義上理解,物體必須是在任何小的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程都必須是相等的,才是勻速的。因此,絕對(duì)的勻速直線運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)實(shí)生活中是不存在的。但在物理學(xué)上,為了研究問題的方便,可以把一些物體的運(yùn)動(dòng)近似地看作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在任何時(shí)刻和任何地點(diǎn)的速度都是相同的。因此在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,速度在數(shù)值上等于物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程。只知道物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間或通過(guò)的路程,是無(wú)法判斷物體運(yùn)動(dòng)快慢的。
3、勻速直線運(yùn)動(dòng)速度公式
速度= 即物體的速度等于物體通過(guò)的路程除以它通過(guò)這段路程所用的時(shí)間。
勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度 ,可以表示該物體在運(yùn)動(dòng)中任何一段路程與任何一段時(shí)間、任何時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況,它不是由路程長(zhǎng)短或時(shí)間多少?zèng)Q定的,而是由 這個(gè)比值決定的。因此,比較不同物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度大小時(shí),必須同時(shí)考慮這兩個(gè)因素。
4、速度的單位
速度的單位是一個(gè)復(fù)合單位,是由長(zhǎng)度單位和時(shí)間單位復(fù)合而成的。任何一個(gè)路程單位和時(shí)間單位都可復(fù)合成速度的單位。國(guó)際單位制中,速度的主單位是“米/秒”,交通運(yùn)輸中的常用單位是“千米/時(shí)”。
“米/秒”讀作“米每秒”;“千米/時(shí)”讀作“千米每小時(shí)”。不能讀作“速度是每秒××米”或“速度是每小時(shí)×千米”。如某物體的速度是“5米/秒”,應(yīng)該讀作“5米每秒”,而不能讀作“每秒5米”。5米/秒表示該物體運(yùn)動(dòng)快慢,有這樣的快慢程度,即1秒內(nèi)可以通過(guò)5米路程。不能錯(cuò)誤地理解為物體用了1秒時(shí)間通過(guò)了5米路程。物體可能只用0.1秒走了0.5米,也可能用10秒走了50米路程。
進(jìn)行速度單位變換時(shí),需明確變換前后所用路程、時(shí)間單位之間的關(guān)系,再將這個(gè)關(guān)系代入計(jì)算式進(jìn)行。其方法如下:
例3、某物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),由速度公式v= 可知物體的( )
A.速度與路程成正比
B.速度大小恒定不變
C.速度與時(shí)間成反比
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
解析:
做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度是不變的,不能由公式 得出速度與路程成正比,與時(shí)間成反比。因?yàn)閯蛩僦本運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t是原的幾倍時(shí),路程s也是原的幾倍,其路程和時(shí)間的比值 即速度大小是恒定不變的。
答案:B
例4、甲、乙兩物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),它們通過(guò)的路程之比為2?1,所用時(shí)間之比為2?3,則甲、乙兩物體的速度之比為多少?
解析:
要求甲、乙兩物體的速度之比,須先搞清甲、乙的速度,根據(jù)公式 ,則可以得到v甲?v乙.
答案:
因?yàn)閟甲?s乙=2?1,t甲?t乙=2?3
A卷
一、選擇題
1、第一次世界大戰(zhàn)期間,一位法國(guó)飛行員在飛行時(shí),用手抓住了一顆德軍射出的子彈。這個(gè)飛行員能很容易抓住子彈的原因是(。
A.飛行員飛行的速度不大
B.子彈飛行的速度不大
C.子彈相對(duì)于飛行員的速度不大
D.飛行員的力氣大
2、有一位坐在開往上海的輪船上的乘客說(shuō):“上海終于到了我身邊”,他說(shuō)這話選擇的參照物是(。
A.輪船 B.上海
C.海水 D.其他船只
3、在車站上有兩輛列車,甲車上的人看見車站向東運(yùn)動(dòng),乙車上的人看到甲車不動(dòng),若以地面為參照物,則(。
A.甲、乙車均靜止
B.甲向西駛、乙不動(dòng)
C.乙向西駛、甲不動(dòng)
D.甲、乙以同速向西駛
4、下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)情況的描述不正確的是(。
A.正在進(jìn)站的火車做變速運(yùn)動(dòng)
B.從光滑的斜坡上滾下的小球做勻速運(yùn)動(dòng)
C.勻速行駛的汽車上掉下的貨物一定做曲線運(yùn)動(dòng)
D.月亮總是靜止在地球的上空
5、關(guān)于地球的同步通信衛(wèi)星,下列說(shuō)法正確的是(。
A.它相對(duì)于地面是靜止的
B.它相對(duì)于太陽(yáng)是靜止的
C.它繞地心運(yùn)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為24小時(shí)
D.它相對(duì)于月球是運(yùn)動(dòng)的
6、飛機(jī)水平勻速飛行,從飛機(jī)上先后豎直向下拋出三個(gè)物體,不計(jì)空氣阻力,地面上的人看見這三個(gè)物體在空中排列情況是圖示中的(。
A. B.
C. D.
7、甲、乙兩物體相對(duì)于地面分別以5/s和6/s的速度向北運(yùn)動(dòng),以下列哪個(gè)物體作參照物時(shí),甲物的速度在數(shù)值上較。ā。
A.地球 B.太陽(yáng)
C.乙物體 D.無(wú)法選擇
8、羚羊奔跑速度是20/s,一短跑運(yùn)動(dòng)員5秒內(nèi)跑完50米路程,汽車的行駛速度是54k/h,三者速度從小到大的排列的順序是(。
A.汽車、羚羊、運(yùn)動(dòng)員
B.羚羊、汽車、運(yùn)動(dòng)員
C.運(yùn)動(dòng)員、汽車、羚羊
D.運(yùn)動(dòng)員、羚羊、汽車
9、一個(gè)乘客以2/s的速度在長(zhǎng)20的車廂內(nèi)行走。當(dāng)火車勻速前進(jìn)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.乘客用10s可以從車廂頭走到車廂尾
B.乘客從車廂頭走到車廂尾的時(shí)間多于10s
C.乘客從車廂頭走到車廂尾的時(shí)間少于10s
D.乘客從車廂頭走到車廂尾所用時(shí)間小于從車廂尾走到車廂頭的時(shí)間
10、甲乙兩人多次進(jìn)行百米賽跑,每次甲總比乙提前10到達(dá)終點(diǎn),現(xiàn)讓甲后退起跑線10,乙仍在起點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行賽跑,則(。
A.甲乙同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)
B.甲先到終點(diǎn)
C.乙先到終點(diǎn)
D.無(wú)法確定
提示:
1、子彈在運(yùn)動(dòng),飛機(jī)也在運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩者速度接近時(shí),相對(duì)速度很小,這樣就容易接住子彈了。
2、以輪船為參照物,輪船是靜止的,那么上海是向著輪船在運(yùn)動(dòng)的。
3、車站是靜止的,甲看到車站向東運(yùn)動(dòng),那么甲一定是向西運(yùn)動(dòng)的,而乙看到甲沒有運(yùn)動(dòng),那么甲乙是相對(duì)靜止的,乙和甲同向運(yùn)動(dòng)且速度大小相等
4、光滑的斜坡上的小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng);月亮相對(duì)地球是運(yùn)動(dòng)的,轉(zhuǎn)動(dòng)一周需要1個(gè)月。
5、同步衛(wèi)星上相對(duì)地面靜止的衛(wèi)星,運(yùn)動(dòng)的周期和地球的自轉(zhuǎn)周期相同,是24小時(shí)。
6、由于慣性,三個(gè)物體在水平方向首都相同,始終在一條豎直線上運(yùn)動(dòng)
7、甲相對(duì)乙是以1/s的速度向南運(yùn)動(dòng)
8、
9、2/s是相對(duì)車廂而言的,那么運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
第1題 正確答案為 C
第2題 正確答案為 A
第3題 正確答案為 D
第4題 正確答案為 BD
第5題 正確答案為 ACD
第6題 正確答案為 B
第7題 正確答案為 C
第8題 正確答案為 C
第9題 正確答案為 A
第10題 正確答案為 B
B卷
二、填空題
11、長(zhǎng)征三號(hào)火箭運(yùn)載同步衛(wèi)星升空,此時(shí),以地球?yàn)閰⒄瘴,衛(wèi)星是____________的,以火箭為參照物,衛(wèi)星是____________的,當(dāng)衛(wèi)星脫離火箭繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),以地球?yàn)閰⒄瘴铮l(wèi)星是____________的,以火箭為參照物,衛(wèi)星是____________的。
12、亞洲最大的沉管隧道—上海外環(huán)隧道于2003年6月21日通車,隧道全長(zhǎng)736,記者乘轎車從浦西入口到浦東出口只需1in,則轎車在江中管段行駛的平均速度為_________/s。若以_________為參照物,記者是靜止的。
13、某段鐵路由長(zhǎng)度為l的鐵軌一根接一根鋪成,一列火車在勻速前進(jìn),車內(nèi)一位旅客要測(cè)火車運(yùn)行的速度,他測(cè)出了火車經(jīng)過(guò)鐵軌接縫時(shí)連續(xù)發(fā)生n次振動(dòng)的時(shí)間間隔為t,則計(jì)算速度v的關(guān)系式是v=____________.
答案:
11、運(yùn)動(dòng);靜止;靜止;運(yùn)動(dòng)
12、12.3;轎車
13、
三、綜合題
14、在古代,科學(xué)家在相距3.5×104的兩峰之間測(cè)光速,在甲峰上設(shè)置一個(gè)光和一個(gè)接收光的裝置,在乙峰上設(shè)置一個(gè)反射光的裝置,若在甲峰上測(cè)得光從發(fā)出到接收用了2.4×10-4s,則光的傳播速度大約為多少/s?
答案:
已知:s=3.5×104,
15、你白天在公路上行走,很容易發(fā)現(xiàn)公路上行駛的汽車是向你而,還是離你而去。但是在沒有燈光的黑夜里,公路上離你很遠(yuǎn)處有輛汽車,雖然亮著車燈,你卻不能判斷它是靜止不動(dòng),還是正在行駛,這是什么原因?
解答:
白天由于能夠看清地面及地面上的物體,很容易以地面為參照物而判斷出汽車是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的。到了夜晚,汽車上亮著燈,我們只能看清車燈,而無(wú)法看清其它物體,因此,沒了參照物,也就無(wú)法判斷汽車的運(yùn)動(dòng)情況。
中考解析
一、中考要求
簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)在中考中占的份量不大,常以選擇題和填空題的形式出現(xiàn),考查的內(nèi)容有物體運(yùn)動(dòng)快慢的判斷,速度大小的計(jì)算,參照物的選擇以及對(duì)物體運(yùn)動(dòng)情況的判定等。
二、中考新題例說(shuō)
例1、(舟市)探究物體的運(yùn)動(dòng)快慢,可以先把物體將要通過(guò)的路程分成若干段,再分別測(cè)量物體通過(guò)每段路程所需的時(shí)間。如圖所示,將運(yùn)動(dòng)員跑步的路程分為長(zhǎng)度相同的三段,分別測(cè)量運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)每段路程所需的時(shí)間,就可以確定運(yùn)動(dòng)員跑步時(shí)速度的變化情況。從圖中可見,運(yùn)動(dòng)員在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度是(。
A.不變 B.逐漸增大
C.逐漸減小 D.先減小再增大
解析:
運(yùn)動(dòng)員在三個(gè)階段跑步的速度是否變化,可以選相同跑步路程,比較三段路程所用時(shí)間;也可以選相同運(yùn)動(dòng)時(shí)間,比較三段時(shí)間所跑路程。由圖可知:
10米~30米的20米長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)員用時(shí)2秒
30米~50米的20米長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)員用時(shí)2秒
50米~70米的20米長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)員用時(shí)2秒
所以運(yùn)動(dòng)員在這三段路程中運(yùn)動(dòng)的速度大小沒有變化。
答案:A
點(diǎn)評(píng):比較物體運(yùn)動(dòng)快慢有不同的方法,要根據(jù)具體情況,觀察圖象,從圖象中獲取有用信息進(jìn)行分析,是中考的新動(dòng)向,要高度關(guān)注。
例2、(西省)觀察圖中的煙和小旗,關(guān)于甲、乙兩車相對(duì)于房子的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是(。
A.甲、乙兩車一定向左運(yùn)動(dòng)
B.甲、乙兩車一定向右運(yùn)動(dòng)
C.甲車可能運(yùn)動(dòng),乙車向右運(yùn)動(dòng)
D.甲車可能靜止,乙車向左運(yùn)動(dòng)
解析:
圖中房子相對(duì)地面是靜止的,煙向左飄,說(shuō)明此時(shí)有風(fēng)向左;對(duì)于甲車講,甲車上的旗子向左,有三種可能情況:一是車不動(dòng),風(fēng)把小旗向左刮;二是甲車向右運(yùn)動(dòng),風(fēng)相對(duì)于甲車向左,把小旗向左刮;三是甲車向左運(yùn)動(dòng)但運(yùn)動(dòng)的速度小于風(fēng)速,此時(shí)風(fēng)仍能把旗刮向左。對(duì)于乙車相對(duì)講情況簡(jiǎn)單,風(fēng)向左刮,要使乙車上的小旗向右飄,只有使乙車向左運(yùn)動(dòng)且車速大于風(fēng)速。如果乙車向左速度等于風(fēng)速,則小旗不飄(因?yàn)樗俣鹊扔陲L(fēng)速,此時(shí)風(fēng)與乙車相對(duì)靜止);乙車速度小于風(fēng)速,則小旗被風(fēng)刮得向左飄。所以應(yīng)選D。
答案:D
外拓展
宇宙的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)
過(guò)去人們大多認(rèn)為,整個(gè)宇宙是均勻的,各向同性的,并且是處于靜止不變狀態(tài)。盡管我們看到太陽(yáng)系中星球在運(yùn)動(dòng),但這是局部的運(yùn)動(dòng),整個(gè)宇宙是靜止的。我國(guó)漢代董仲舒說(shuō)的“天不變,道也不變”,就是這種思想。連愛因斯坦這樣的科學(xué)家,也會(huì)受到這種傳統(tǒng)觀念的束縛。愛因斯坦用廣義相對(duì)論方程研究宇宙時(shí),得到宇宙運(yùn)動(dòng)的解,他想不通,特意加了一個(gè)宇宙常數(shù)項(xiàng),湊成靜態(tài)宇宙模型,結(jié)果鑄成他“一生中最大的一件錯(cuò)事”。
1929年,美國(guó)天學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn),所有河外星系的光譜線都有紅移現(xiàn)象,即這些星球發(fā)出光波的波長(zhǎng)在變長(zhǎng),頻率在變低?茖W(xué)家認(rèn)為可以用多普勒效應(yīng)解釋,生活中我們站在橋上,若一列火車穿過(guò)橋洞,當(dāng)火車駛近橋洞時(shí),火車汽笛聲變尖,即聲波的波長(zhǎng)變短,頻率升高,當(dāng)火車離開橋洞時(shí),汽笛聲變得低沉,即聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng),頻率變低,這就是聲音的多普勒效應(yīng)。光波也一樣,星系光譜發(fā)生紅移現(xiàn)象,說(shuō)明這些星系在遠(yuǎn)離我們。哈勃研究發(fā)現(xiàn),星系遠(yuǎn)離的速度與它們離開我們的距離成正比,即v0=H0D,其中v0是遠(yuǎn)離速度,D是星系離開我們的距離,H0是哈勃常數(shù),大小為每百萬(wàn)光年15k/s。哈勃定律是20世紀(jì)天學(xué)中的重大發(fā)現(xiàn),是天體遠(yuǎn)離我們運(yùn)動(dòng)的有力證據(jù),說(shuō)明宇宙在不斷膨脹。由此可見,無(wú)論從廣義相對(duì)論,還是從天觀測(cè),都說(shuō)明宇宙不是靜止的,而是處于運(yùn)動(dòng)變化之中的。
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