什么是物理机械运动？

一、知识点梳理

（一）长度和时间的测量

1、长度的单位及其换算

在国际单位制中,长度的基本单位是米(m),常用的单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(pm)、纳米(nm)等。

1km=1000m，1m=10dm；

1dm=10cm,1cm=10mm；

1mm=1000 um,1um=1000nm。

2、长度的测量

(1)测量工具:测量长度的工具有刻度尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器,常用的工具为刻度尺。

(2)刻度尺的使用

①使用前要“三看”：

一看零刻度线的位置,观察零刻度线是否磨损；

二看该刻度尺一次所能测量的最大范围,即量程；

三看分度值,即两条相邻的刻度线间的距离所代表的长度值。

②刻度尺的使用

a.“选”是指刻度尺的选择。不同刻度尺的精确程度即分度值不同,分度值有1m(如丈量土地的尺)、lcm、lmm等,根据测量对象及要求,选择合适的精确程度的刻度尺。

b.“放”是指刻度尺的位置要放正。刻度尺要与被测物体的边平行,并贴近被测物体,要“校零”,使刻度尺的零刻线与被测物体的边缘对齐。

c.“看”是指读数时,视线要与尺面垂直,不要斜视或俯视。

d.“读”是指在读数时,除准确读岀分度值的数字(准确值)外,还要估读分度值的下一位数字(估计值)。

e.“记”指除了准确地记下所读出的数字外,还要注上单位,并要特别注意数值(尤其注意小数点位置)与单位间的对应关系,还要注意记录单位的换算。

关键提示：

用刻度尺测量物体长度进行读数时，首先要根据刻度尺的最小分度值读出满足整数个刻度的精确值，然后再读出估计值，即估读到最小分度值的下一位，如果物体的长度正好在整数个刻度上，此时的估计数字为0，测量出的物体长度一定包括精确值、估计值。

3、时间及其测量

(1)单位及换算:在国际单位制中,时间的基本单位是秒(s),常用的时间单位还有小时(h)、分(min)等。

换算关系:1h=60min,1min=60s,1h=3600s。

(2)测量时间的工具有停表、机械钟、石英钟、日晷、沙漏等,停表能方便地用手启动和停止,在实验室中常用来测量时间间隔。

4、误差

(1)定义:测量值和真实值之间总会有差别,这就是误差。

(2)减小误差的方法:多次测量求平均值、选用更精密的测量工具、改进实验方法等。

关键提示：

误差不同于错误,误差不可避免,但错误是可以避免的。

（二）运动的描述

1、机械运动

一个物体相对于另一个物体的位置变化叫作机械运动,简称运动。

2、参照物

(1)定义:描述一个物体的运动时,预先选择的另一个假定不动的物体称为参照物。

(2)选取参照物的注意点如下:

①参照物是假定不动的物体。

②参照物不能选定研究对象本身,否则研究对象永远是静止的。

③参照物是可以任意选择的。对同一个物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论也可能不同。但是也有原则,要根据实际情况,尽可能使硏究对象的运动状态描述得简单、清楚。

④选取合适的参照物可以确定运动情况,反过来我们也可以根据运动情况来判断参照物的选取。

方法技巧：

要判断一个物体是否运动,一般的分析思路如下：

①确定研究对象；

②根据题意选取适当的参照物；

③最后,把自己放到这个参照物上,去看被研究的物体,从而得岀物体的运动情况,可以理解为“参照物上长着观察者的眼睛”。

3、运动和静止的相对性

如果研究物体相对于参照物来说位置发生了改变,就说研究物体是相对运动的；反之,则说研究物体是相对静止的。

（三）运动的快慢

1、比较物体运动快慢的方法

(1)在相同时间内,比较物体经过的路程,经过路程长的物体运动得快。

(2)在物体运动相同路程的情况下,比较它们所用的时间,所用时间短的物体运动得快。

2、速度

(1)定义：在物理学中,把路程与时间之比叫作速度。

(2)物理意义：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。

(3)公式：

。

(4)单位：在国际单位制中,速度的基本单位是米每秒,符号是m/s；常用单位还有千米每小时,符号是km/h。它们之间的换算关系是1m/s=3.6km/h。

关键提示：

在利用速度的计算公式进行计算时,一定要注意公式中各量的对应关系，即s、v、t，必须对应于同一物体在同一时间内或同一段路程内的路程、速度、时间。当题目中出现有两个或两个以上的路程、速度、时间时，应加角标来区别。

3、匀速直线运动

物体沿着直线且速度不变的运动,叫作匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的机械运动。

（四）测量平均速度

1、平均速度

用于描述做变速直线运动物体的运动快慢,它表示的是运动物体在某一段路程内(或某一段时间内)的平均快慢程度。

若用v表示平均速度,用s表示路程,用t表示时间,则平均速度的公式是

。

关键提示：

①平均速度只能用来粗略地描述做变速运动的物体的平均快慢程度。

②平均速度是指某段时间或某段路程内物体运动的平均快慢程度，所以求平均速度时一定要指明是哪一段路程或哪段时间内的平均速度,路程和时间一一对应。

③平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值,这一点在计算时千万要注意。

2、平均速度的测量

①实验原理:

。

②测量工具:秒表(或停表)、刻度尺。

③实验结论:小车在斜面上做变速运动,通过全程的平均速度大于通过上半段路程的平均速度。

二

主要考点梳理

（一）长度和时间的测量

1、会使用适当的工具测量长度和时间。能够正确读出被测物体长度值,并要求估读到分度值的下一位。

2、知道长度测量的一些特殊方法。

（二）运动的描述

1、知道参照物的概念。参照物的选择是任意的,但是以研究问题的方便为原则。

2、知道运动是宇宙中的普遍现象,知道物体的运动和静止是相对的,会选择适当的参照物描述物体的运动和静止。

3、能用实例解释机械运动及其相对性。

（三）运动的快慢

1、能用速度描述物体运动。

2、能用速度公式进行简单的计算。

3、知道匀速直线运动的概念。

4、能粗略研究变速直线运动,能用平均速度描述变速直线运动的快慢。

（四）测量平均速度

能用刻度尺测出物体运动的路程,能用秒表测出物体通过这段路程所用的时间,能根据公式：

，计算物体在这段时间运动的平均速度。

三

经典题型解析

题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。

解答：

将细铜丝在铅笔上紧密排绕n圈,如图1-1所示,用分度值为mm的刻度尺测出线圈的总长度为L,则细铜丝的直径

。

技巧提示：

细铜丝的直径很小,而常用的测量工具达不到这样的准确程度,不能直接测量,只能用累积法(积多求少法)间接地测量。

题2

研究发现：人在饮酒后驾车的应急反应时间是未饮酒时的2~3倍。反应时间是指司机从看到意外情况到踩刹车需要的这段时间；在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离。如图1-2所示，某人酒后驾车沿马路直线行驶,车头中央距马路边沿3m,车在到达某位置时,发现一人正从路边出发闯红灯过人行横道,此时汽车的速度为15m/s,距离人的行走路线为30m,若该司机的反应时间为1.2s,刹车后汽车由于惯性还要继续行驶,再经过1s刚好驶到人的行走路线。

（1）求这辆汽车的反应距离是多少。

（2）若人以1.5m/s的速度匀速行走,请计算说明汽车是否有撞上行人的可能。(提示:该车的宽度约1.8m)

（3）请你为驾驶人员和行人各提出一条文明交通的警示语。

解答：

(1) 因为司机的反应时间是1.2s,且在这段时间内保持15m/s的原速前进。所以

；

(2) 汽车从A点到行人的行走路线用时:

；

在这段时间内,行人行走的路程:

；

考虑到车的宽度问题,汽车有撞上行人的可能。

(3)为了您和他人的安全,严禁酒后驾车；行人过马路要注意看信号灯,不要闯红灯。

技巧提示：

根据题目的条件认真分析时间、路程和速度三个量之间的关系,确定好人和车这两个研究对象是我们解题的关键所在。

题3

小明同学乘火车去旅游。“火车开动”前后他一直坐在座位上“一动不动”地看着火车外的景物,他发现路旁的“树正在飞快地后退”。这段话中加引号的三种运动情况,各以什么为参照物？

解答：

“火车开动”是以车外景物为参照物；“一动不动”是以车厢为参照物；“树正在飞快地后退”是以火车为参照物。

技巧提示：

本题中讲到的三种运动,已知结果,找参照物是一个逆过程,首先,“火车开动”的研究物体是火车,物体运动情况是开动,那么火车相对于“谁”在“开动”呢？相对于哪个物体的位置发生了变化？显然,小明是以车外景物为参照物判断车在“开动”的,这里的景物可以是地面、建筑、树木等。

其次,“一动不动”的研究对象是小明本人，其运动情况是“一动不动”(即静止)，判断小明处于静止状态又是以“谁”为参照物呢？显然不能再以车外景物为参照物,因为如果以车外景物为参照物,火车开动前小明是“一动不动”，而车开动后再以车外景物为参照物,小明就是“运动”的了。那么,车外景物作参照物被排除后,我们自然而然地应想到车厢或者车厢内的座位、行李等,显然无论车开动与否,小明相对于车厢位置没有变化,那参照物就是车厢了。

最后,“树正在飞快地后退”,研究对象是树,树的运动状态是在“后退”,那么树“后退”又是以“谁”为参照物呢？我们想到了“后退”的反义词是“前进”,车在前进,那以“车”为参照物,树就是在“后退”的了。

题4

一位同学以3m/s的速度跑完全程的一半后,立即又用5m/s的速度跑完另一半路程,问该同学跑完全程的平均速度是多大？

解答：

有关求平均速度的问题应该弄明白,求的是哪一段路程或者哪一段时间上的平均速度,本题中要求的是全程的平均速度,必须用全程的路程除以跑完全程所用的时间。

假设全程的路程是s,则

前一半路程所用时间为：