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《机械运动》全章复习与巩固（提高）责编：武霞【学习目标】1.知道参照物的概念，会选择参照物描述物体的运动；2.了解运动是物体的属性，运动和静止是相对的；3.掌握长度和时间的测量，会正确使用刻度尺；4.掌握速度公式，能用速度公式进行简单的计算；5.理解匀速直线运动和平均速度；6.会测量、计算平均速度。【知识网络】【要点梳理】要点一、长度的测量1．长度的单位及其换算关系（1）国际单位：米常用单位：千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米（2）单位符号及换算：千米(km)米(m)分米(dm)厘米(cm)毫米(mm)微米(μm)纳米(nm)3333110110110110kmmmmmmmmmnm110110110mdmdmcmcmmm2．测量工具：（1）刻度尺(最常用)；（2）精密仪器：游标卡尺螺旋测微器，激光测距仪。3．刻度尺的正确使用（1）看：看清刻度尺零刻度线是否磨损；看清测量范围(量程)；看清分度值(决定了测量的精确程度)。（2）选：根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺；（3）放：刻度尺的刻度线紧靠被测长度且与被测长度平行，刻度尺的零刻度线或某一整数刻度线与被测长度起始端对齐；（4）读：读数时视线要正对刻度尺且与尺面垂直；要估读到分度值的下一位；（5）记：记录结果应包括数字和单位，一个正确的测量结果包括三部分，准确值、估计值和单位。要点诠释：特殊方法测量长度：（1）化曲为直法(棉线法)：测量曲线长度时，可让无伸缩性的棉线与曲线完全重合，作好两端的记号，然后把线轻轻拉直，用刻度尺测量出长度，就等于曲线的长度。从地图上估测两地间公路或铁路的里程：取一根细金属丝(也可用棉线)，把它放在地图上,使它的弯曲情况和地图上两地间公路线的弯曲情况吻合，然后截取这段金属丝，拉直后用刻度尺量出它的长度。根据地图上的比例尺算出两地间公路的里程。（2）累积法：对于无法直接测量的微小量的长度，可以把数个相同的微小量叠放在一起测量，再将测量结果除以被测量的个数，就可得到一个微小量的长度。如测细铜丝的直径:取一段细铜丝，将它在一根粗细均匀的铅笔上密绕n匝，用刻度尺测出绕有铜丝的那一段铅笔的长度L，则此细铜丝的直径为L/n。（3）滚轮法：用已知周长的滚轮在待测的较长的直线或曲线上滚动，记下滚动的圈数，则被测路段的长度等于圈数乘以周长，例如测量池塘的周长，某段道路的长度等。如测硬币的周长：我们可以在硬币边上找一点做出记号，做为起点，找一张白纸，画上一条射线，将硬币边的记号与射线的端点重合，再将硬币沿着射线滚动一周，记下终点，用刻度尺量出射线端点到终点的长度，就是硬币的周长。再如测量一环形跑道的长度：用一已知周长的轮子绕着跑道滚动一周，记下轮子滚动的圈数，则环形跑道的周长=轮周长(L)×滚动圈数(n)。要点二、时间的测量1．时间的单位：国际单位是秒(s)，常用的时间单位还有时(h)分(min)毫秒(ms)，它们之间的换算关系是：1h=60min，1min=60s，1h=3600s，1s=1000ms。2.时间的测量工具(1)在物理实验中常用停表来计时，停表与普通表不同之处：普通表的时针、分针和指针是在不停地走动，而停表指针可走可停，在使用停表之前要观察一下秒针的走动情况，使用停表先按动启动按钮，停表开始计时，再按停止按钮停表即停止，显示时间间隔。(2)古时有日晷、沙漏、水钟等。近代有机械钟、石英钟，现在有电子表、光电计时器。要点三、误差和错误1．误差：测量值和真实值之间的差异叫做误差。测量方法、测量工具、测量环境和测量者的不同，都会影响测量结果，所以误差是不可避免的。减小误差的方法：可以通过选用精密仪器，改进测量方法来减小误差，而多次测量求平均值是我们实验室做实验时采用的减小误差的方法。2．错误：因不遵守测量仪器的使用规则，测量方法错误。错误是不该发生的，采用正确的测量方法便可以避免；错误不叫误差，误差也不是错误。要点四、运动的描述1、机械运动：物体位置发生变化的运动叫机械运动。2、参照物：判断一个物体的运动情况(是运动还是静止)，需要选定一个物体作为标准，这个被选作标准的物体就叫做参照物。3、物体的运动和静止是相对的（1）判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化。若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的。（2）在舱外工作的宇航员，以飞船为参照物，宇航员是静止的，以宇航员为参照物飞船是静止的——相对静止；以地球为参照物，飞船和宇航员是运动的，以飞船和宇航员为参照物，地球是运动的——相对运动。要点诠释：1、参照物可以选取研究对象以外的任何物体，它既可以是运动的也可以是静止的，要根据物体的实际情况而定。2、同一物体，由于参照物选择不同，其运动状态也往往不同。如：行驶的火车上，以车厢为参照物，乘客是静止的，如果以地面（或房屋、树木）为参照物，乘客是运动的。3、通常我们研究地面上物体运动的情况较多，为了方便起见，我们常选地面或相对于地面静止的物体为参照物。4、人们如果在运动的物体中描述物体的运动，一般习惯选择运动物体本身作参照物，如人坐在行驶的火车上，一般会选火车为参照物来描述其他物体的运动情况。要点五、运动的快慢1、速度：（1）物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量，物体运动越快，速度越大；物体运动越慢，速度越小。（2）定义：路程与时间之比叫做速度。（3）公式：svt，s——路程：单位米（m），t——时间：单位秒（s），v——速度：单位米每秒（m/s）。（4）速度的单位及换算关系：国际单位：米/秒(或)常用单位：千米/小时(或)单位换算：1m/s=3.6km/h2、匀速直线运动：（1）定义：物体沿着直线快慢不变的运动叫做匀速直线运动。（2）匀速直线运动的特点：①匀速直线运动是运动状态不变的运动，是最简单的机械运动。②在整个运动过程中，物体的运动方向和运动快慢都保持不变。③在任意一段相等的时间内和任意一段路程内速度都是相等的。要点诠释：1、做匀速直线运动的物体，其速度的大小可以由v=s/t来计算，但速度的大小与s、t无关；2、用图象描述物体的运动（1）st图象：用横坐标表示时间t，纵坐标表示路程，就得到了物体运动的st图象，如下图(1)所示是匀速直线运动的st图象。（2）vt图象：用横坐标表示时间，用纵坐标表示速度，就得到了物体运动的vt图象，如下图(2)所示是匀速直线运动的vt图象。要点六、平均速度变速运动与平均速度：（1）物体运动速度发生改变的运动叫做变速运动。（2）平均速度：物体通过一段路程，与通过这段路程所用时间的比值叫这段路程（或这段时间）的平均速度。（3）平均速度的物理意义：平均速度能粗略地描绘做变速运动的物体在一段路程上或一段时间内的运动快慢。要点诠释：1、物体在做变速运动时，可能是物体的运动方向改变，也可能是快慢改变，还可能是方向和快慢同时改变。2、知道了一个做变速运动的物体的平均速度，就大体上知道了它运动的快慢，但不能精确地知道它的运动情况，即不知它何时加速，何时减速，何时中途停留。【典型例题】类型一、测量——累积法1.现有一卷粗细均匀的细铜丝，要求测出它的直径。试一试，并把测量步骤和方法写出来。【思路点拨】由于细铜丝的直径很小，不在刻度尺的分度值范围内，可用量多算少法进行测量：将细铜弄直，然后在笔杆上单层密绕n圈，再用刻度尺测出其总的长度L，则细铜丝的直径为Ldn。【答案与解析】1.将细铜丝在铅笔上紧密排绕n圈，如图所示；2.用分度值为mm的刻度尺测出线圈的总长度为L；3.则细铜丝的直径nLd。【总结升华】由于细铜丝的直径很小，不在刻度尺的分度值范围内，题目考查了用累积法测量细铜丝的直径。举一反三：【变式】测一张报纸的厚度，下列方法可行而正确的是（）A．用毫米刻度尺直接测B．将报纸连续对折5次，测出总厚度再除以10C．将报纸连续对折5次，测出总厚度再除以32D．上述方法都不正确【答案】C类型二、机械运动——参照物的选取2.（2015•苏州模拟）一跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升飞机在向上运动，则直升飞机相对于地面的运动情况是（）A．一定上升B．一定下降C．一定静止D．无法判断【思路点拨】解答此题的关键在于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，但都是正确的结论。【答案】D【解析】跳伞运动员在下落过程中，看到身旁的直升飞机在向上运动，这时飞机无论是停在空中还是向上运动，若跳伞运动员以自己作为参照物，则飞机运动状态都是向上运动的．所以，当以地面为参照物时，飞机的运动状态无法判断，A、B、C三种可能都有；故选D。【总结升华】本题主要考查了学生对参照物的选择的了解和掌握。举一反三：【变式】观察图中的房子和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况有几种可能？并说明发生该现象的条件。（左西右东）【答案】（1）甲车向东行驶；甲车静止不动；甲车向西行驶车速小于风速（2）乙车向西运动且速度大于风速类型三、图象信息题——路程时间、速度时间3.某同学的爸爸携全家驾车去太湖渔人码头游玩，在途经太湖路时，路边蹿出一只小猫，他紧急刹车才没撞到它。如图为紧急刹车前后汽车行驶的时间--速度图象，根据图象分析不正确的是（）A．紧急刹车发生在8:27B．在8:23～8:27时间段内他驾车匀速前进C．在8:20～8:30时间段内他驾车的最大速度为60千米/时D．在8:20～8:30时间段内他驾车的平均速度为60千米/时【思路点拨】本图是速度——时间图象，横轴表示时间，纵轴表示速度，从图象上能够读出每个时间点对应的速度，也能分析出某个时间段内速度的变化。【答案】D【解析】从图象可知，速度急剧减小时间是8:27，所以说紧急刹车发生在8:27，故A正确；在8:23～8:27时间段内，速度大小不变，所以说在这个时间段内他驾车匀速前进，故B正确；从图象可知，在8：20～8:30时间段内他驾车的最大速度为60千米/时，最低速度为40千米/时，所以平均速度一定小于60千米/时，故C正确，D错误。【总结升华】这是一道图象信息题，图中给出速度——时间图象，横轴表示时间，纵轴表示速度，从图象上能够读出每个时间点对应的速度，也能分析出某个时间段内速度的变化，考查学生的分析综合能力。举一反三：【变式】甲、乙两位同学进行百米赛跑，假如把他们的运动近似看作匀速直线运动处理，他们同时从起跑线起跑，经过一段时间后他们的位置如右图所示，在下图中分别作出的在这段时间内两人运动路程S、速度v与时间t的关系图象，正确的是（）【答案】B类型四、求平均速度4.（2016•临洮县二模）一个运动物体在前2秒内的平均速度是3米/秒，后3秒内的平均速度是5米/秒，则它在5秒内的平均速度是（）A．4.2米/秒B．4米/秒C．5米/秒D．3米/秒【思路点拨】由速度公式的变形公式求出物体的路程，然后由速度公式求出物体的平均速度，然后做出选择。【答案】A【解析】由=svt得：物体的路程s1=v1t1=3m/s×2s=6m，s2=v2t2=5m/s×3s=15m，s=s1+s2=6m+15m=21m，物体的平均速度：21m===4.2m/s5ssvt。故选A。【总结升华】本题考查平均速度的计算，熟练应用速度公式及其变形公式即可正确解题。举一反三：【变式】（2014•铜陵模拟）甲、乙两物体做匀速直线运动，它们通过的路程之比为3：2，所用时间之比为2：3，则速度之比为（）A．9：4B．4：9C．1：1D．3：2【答案】A类型五、综合应用与实验探究5.甲、乙两车都做匀速直线运动，它们的速度之比是3：1，通过的路径之比是2：1，则通过这段路甲、乙两车的时间之比是多少？【答案与解析】已知：3=1vv甲乙；2=1ss甲乙求：tt甲乙据：svt，可得vst则：321132乙乙甲甲乙乙甲甲乙甲svvsvsvstt答：通过这段路甲、乙两车的时间之比是2:3【总结升华】题目考察了利用速度公式svt的变形vst求时间，计算中涉及到比例，需要认真。举一反三：【变式】甲乙两个是做匀速直线运动的