物体的运动

1第五章物体的运动第二节速度第三节匀速直线运动第四节世界是运动的【学习目标】1.通过“比较纸片下落的快慢”活动，掌握比较物体运动快慢的方法。2.通过活动和交流，建立“速度”的概念，并会测量物体运动的速度。3.能解简单的速度问题，知道解物理问题的一般要求。4.在探究活动中尝试进行实验设计和选择器材，并设计表格记录数据，最终对数据进行分析与论证，得出结论。5.在探究活动中乐于动手操作、观察，培养科学、严谨的科学态度。6.通过对“充水玻璃管中气泡的运动规律”的研究，了解最简单的运动——匀速直线运动的规律，并会判别物体的运动是否是匀速直线运动。7.在活动中尝试设计实验方案，并与同学合作、交流完成研究任务。8.尝试用图像来描述物体的简单运动，体会到用图像来研究问题的方便。9.能运用匀速直线运动的规律来解决一些简单的运动问题，培养初步的分析能力。10.能用（平均）速度公式进行简单计算。11.能联系生活实际，认识到世界处于运动之中。12.通过实例分析，知道参照物的概念，理解运动和静止的相对性，体会到运动和静止间的辩证关系。13.知道运动的物体具有能量，知道动能的概念。14.能灵活选取参照物来分析物体的运动情况，尝试应用已知的科学规律解释具体问题，培养初步的分析、概括能力。15.能注意观察生活中的现象，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。【方法指导】1．比较物体运动快慢的方法。(1)相同时间内，比较物体通过的路程。①田径比赛进行中，看谁跑在最前面，谁就最快；②纸片从同样高的地方同时放手后，哪张纸在下面，哪张纸就落得快。(2)路程相同比较运动的时间。①田径比赛冲刺时，谁先到达谁就最快；②纸片从同样高的地方同时放手后，哪张纸先着地，哪张纸就落得快。2．速度(1)定义：物体在单位时间内通过的路程叫做速度．(2)速度的计算公式v＝s/t式中，v表示速度，s表示路程，t表示时间。2(3)单位：①国际单位制中是米／秒，符号m/s或(m·s—1)，读作“米每秒”；②常用单位千米／时(km/h)、厘米／秒(cm/s)。(4)单位换算：①1km/h=1000m/3600s=185m/s6.31m/s；或1m/s=3.6km/h；②1cm/s=0.01m/s；或1m/s=100cm/s。3．速度的测量(1)需要测量的物理量：路程、时间。(2)器材：刻度尺、秒表(3)数据记录。4．研究充水玻璃管中气泡的运动规律(1)在内径约为1cm、长约50cm的玻璃管中注满水，管内留一小气泡。(2)在离玻璃管一端约5cm处做一记号（如扎一橡皮筋）作为0刻度线，再每隔10cm做一记号，作为10cm、20cm、30cm、40cm的刻度线。(3)翻转玻璃管，以气泡的顶部到达各刻度线时为准计时。(4)当气泡太快时，减小气泡的体积或将玻璃管改为倾斜可减小气泡的速度。(5)计算的速度值以cm为单位可保留到小数点后一位，一般只有最后一位略有不同。(6)画出运动的路程――时间图像。(7)考虑测量的误差，可近似认为气泡的运动是速度不变的直线运动5．刘易斯做的是什么运动1991年，刘易斯在日本东京举行的世界锦标赛上100m跑过程中，各个时间段的速度情况如下表：起点第一段第二段第三段第四段第五段第六段第七段第八段第九段第十段距离/m0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.0总时间/s0.001.882.963.884.775.616.467.308.139.009.86每段时间/s1.881.080.920.890.840.850.840.830.870.86各段速度/m·s-15.329.2610.8711.2411.9011.7611.9012.0511.4911.63可见，刘易斯在这100m内不是做的匀速直线运动而是变速直线运动。6．参照物是长着眼睛的判断物体的运动时，如果你选定了某物体做参照物，你就把自己放到这个参照物上去看周围的世界，从而得出其它物体的运动情况。这样，我们可以理解为“参照物上长着观察者的眼睛”，利用这一方法给我们判断参照物及其运动带来方便。例如，月亮在云层中穿梭，就是把观察者的眼睛放在云层上观察得出的结果。7．运动的物体具有能量运动物体具有的能量与物体由于运动而具有的能量并不是一回事，物体由于运动而具有的能量叫做动3能，与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能就越大。而运动物体具有的能量包括动能、重力势能、内能、化学能等。【知识疏理】1．速度知识(1)意义：描述物体运动的快慢程度．(2)定义：物体在单位时间内通过的路程叫做速度．(3)速度的计算公式v＝s/t。式中，v表示速度，s表示路程，t表示时间。(4)单位：①国际单位制中是米／秒，符号m/s或(m·s—1)，读作“米每秒”；②常用单位千米／时(km/h)、厘米／秒(cm/s)。(5)单位换算：①1km/h=1000m/3600s=185m/s6.31m/s；或1m/s=3.6km/h；②1cm/s=0.01m/s；或1m/s=100cm/s。(6)速度测量：直接方法：速度计测量；间接方法：测出运动的路程和时间，用v＝s/t计算。2．匀速直线运动(1)定义：速度不变的直线运动叫匀速直线运动。(2)特点：作匀速直线运动的物体，在任何相等的时间内通过的路程都相等。在任何时刻、任何位置的速度也相等。(3)计算：作匀速直线运动的物体，运动速度的大小可用公式v=s/t求出，但与s、t的取值大小无关．(4)匀速直线运动规律的图像：(a)路程——时间图像，简称路程图像(下图a)(b)速度——时间图像，简称速度图像(下图b)图a图b3．变速直线运动(1)速度变化的直线运动叫做变速直线运动．(2)平均速度可以粗略的反映作变速直线运动物体的运动快慢。(3)平均速度可用公式求出。4(4)计算平均速度时，必须要指明是哪一段时间内的平均速度，或指明哪一段路程内的平均速度才有意义．4．机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动简称运动．5．参照物：用来判断一个物体是否运动的另一个物体，叫做参照物．6．运动的相对性：选取不同的参照物，探究同一个物体的运动情况，有时是运动的，有时是静止的．机械运动的这种性质叫做运动的相对性7．动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。如运动的汽车、流动的风、流动的水等具有动能。【例题选讲】例1探究物体的运动快慢，可以先把物体将要通过的路程分成若干段，再分别测量物体通过每段路程所需的时间．如右图所示，将运动员跑步的路程分为长度相同的三段，分别测量运动员跑过每段路程所需的时间，就可以确定运动员跑步时速度的变化情况．从图中可见，运动局在此运动过程中的速度是()A．不变B．逐渐增大C．逐渐减小D．先减小再增大讲解本题可用三种方法进行比较．(1)因为每一段的时间都是2s，我们可以比较通过的路程来比较速度是否变化(时间相同比较路程)；(2)由图中的信息可以知道，每一段的路程总是20m，我们可以比较所用时间的长短来比较速度是否变化(路程相同比较时间)；(3)用速度公式，计算出每一段的速度大小，统一为同一种单位．进行比较，从而确定速度是否发生变化。答案选A．点评比较物体运动快慢有不同的方法，要根据具体情况，从题中给出的条件中，获取有用的信息进行分析，得出正确的结论。本题的关键是正确认识每一段通过的路程和通过每一段路程对应的时间．例2水中游得最快的旗鱼，速度可达108km/h．陆地上跑得最快的猎豹，每秒可跑40m，空中飞行最快的褐海燕，每分钟能飞行5km，比较它们速度的大小()A．猎豹最大B．旗鱼最大C．褐海燕最大D．三者一样大讲解要能正确地判断谁的速度最快，首先要将速度的单位统一为同一种单位，或求出的速度要用同一种单位。在求速度时，就要注意各个物理量的单位要和既定的单位统一，最后再进行比较．我们把单位统一为m/s，则旗鱼的速度为v1=108km/h＝108×1000m/3600s＝30m/s；猎豹的速度v2＝40m/s；褐海燕的速度v3＝5000m/60s＝83.3m／s．5通过以上分析可知褐海燕的速度最大点评本题考查了速度单位换算。比较物体运动快慢时，速度的单位必须要统一。例3一辆摩托车作直线运动，1s内走1m，2s内走2m，3s内走3m…，则此车的运动是()A．一定是匀速直线运动B．一定是变速直线运动C．可能是匀速直线运动D．以上答案都不正确讲解匀速直线运动的物体，在任何相等的时间内通过的路程都相等，从表面看，摩托车每一秒通过的路程都相等，但每0.1s内通过的路程是否一定相等呢?在其它任何相等的时间内的情况又如何都不得而知，因此不能确定其运动情况．所以本题答案选C。例4物体做匀速直线运动时，路程与时间的关系为s＝vt，在图中，甲、乙两直线分别是两运动物体的路程s和时间t关系的图像，由图可知两运动物体的速度大小关系是()A．v甲v乙B．v甲v乙C．v甲=v乙D．条件不足，无法确定题图例2（a）例2（b）例2（c）讲解本题我们可以用两种方法来进行分析。方法(1)：时间相同比较路程．如图例2（a），在A、B两点，根据公式v＝s/t，甲、乙两物体运动的时间相等，但s甲大，所以v甲大；方法(2)：路程相同比较运动的时间．如图例2（b），在C、D两点，根据公式v＝s/t，甲、乙两物体运动的路程相同，但t甲小，所以v甲大。点评利用速度图像、路程图像分析问题时，注意每一个点都有对应的路程(速度)、时间．利用速度图像还可以求出物体运动的路程．如图例2（c），阴影部分的面积就是物体通过的路程．例5一名同学骑自行车从家路过书店到学校上学，家到书店的路程为1800m，书店到学校的路程为3600m．当他从家出发骑到书店用时5min，在书店等同学用了1min，然后二人一起再经过了12min到达学校．求：(1)骑车从家到达书店这段路程中的平均速度是多少?(2)这位同学从家出发到学校的全过程中的平均速度是多大?讲解求从家到书店的平均速度时，只要用从家到书店的路程除以对应的时间，即可求出；求从家到学校全过程的平均速度，也要用从家到学校的路程除以从家到学校所用的全部时间．解：(1)骑车从家到达书店这段路程中的平均速度是：v1＝s1/t1＝1800m/300s＝6m/s；(2)这位同学从家出发到学校的全过程中的平均速度是：v＝s/t＝5400m/1080s＝5m/s6点评本题主要是考查平均速度这个概念的理解，会用平均速度的公式解题．注意题中所指明的路程区间和时间段。例6汽车从A城到B城用时t＝3h，其速度为v1＝40km/h，火车从B城到A城，其速度是v2＝90km/h，则火车从B城到A城需用多长时间?讲解汽车行驶的路程为s1＝v1t1＝40km／h×3h＝120km．火车行驶的路程为s2＝s1＝120km．火车需要的时间为t1＝s1／v1＝120km／（90km／h）＝1h20min例7天文观察表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动．离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称“退行速度”)越大．也就是说，宇宙在膨胀。不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定．为了解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是以一个大爆炸的火球开始形成，假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在我们离我们越远，这一结果与上述天文观察一致．由上述理论和观察结果可估算出宇宙年龄T，其计算公式为T＝＿＿＿＿，根据近期观察，哈勃常数H＝3×10－2m/s·l.y，其中l.y是光在1年中行进的距离，由此可估算宇宙的年龄约为_______年．讲解由题意可知T＝r/v＝r/Hr＝1/H＝（3×10－2m/s·l.y×3×108年m/s）－1＝1010年例8某地修建高速公路，用爆破技术开山劈岭，在一次爆破中，使用长96cm的导火线，使装在钻孔里的炸药爆炸，引火线燃烧速度是0.8m／s，如果点火者点火后以5m／s的速度跑开，他能否在点燃导火线后跑到离爆炸点500m的安全区域?讲解此题