機(jī)械運(yùn)動(dòng)(二)一、知識(shí)概述 通過上周的學(xué)習(xí),我們對(duì)物質(zhì)的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)已經(jīng)有所了解,知道一個(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)。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;還知道速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。本周我們將進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)運(yùn)動(dòng)的知識(shí)。二、重難點(diǎn)知識(shí)歸納及講解(一)平均速度與瞬時(shí)速度1、平均速度 做變速運(yùn)動(dòng)的物體,運(yùn)動(dòng)的速度是不斷發(fā)生變化的,為粗略地反映做變速運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)快慢,引入平均速度的概念,它表示的是運(yùn)動(dòng)物體在某一段路程內(nèi)(或某一段時(shí)間內(nèi))的快慢程度。 用 表示平均速度,用s表示路程,用t表示時(shí)間,則平均速度的公式是: 。 在實(shí)際應(yīng)用中,一些做曲線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的快慢,也常用平均速度描述。通常所說的某某物體的速度,一般指的就是平均速度。例1、一只船行駛在上、下游的甲、乙兩地之間,若水流速度是2/s,小船在靜水中航行速度為18k/h,船從甲地出發(fā)到達(dá)乙地后立即調(diào)頭返回(調(diào)頭時(shí)間不計(jì));則此船往返一次行駛的平均速度是多少?解析: 本題清楚地寫明水流速度和船在靜水中的速度,現(xiàn)在船在流水中行駛,在甲、乙兩地間行駛,所以選河岸為參照物,則順?biāo)畷r(shí)船速為v船+v水,逆水時(shí)船速為v船-v水,然后再利用求平均速度的知識(shí),即可得解.答案: 已知:v船=18k/h=5/s,v水=2/s 求:平均速度 解: 設(shè)甲、乙兩地距離為S,則: 船順流航行時(shí)所需的時(shí)間 ; 船逆流航行時(shí)所需的時(shí)間 . 依題意,得: 2、瞬時(shí)速度 。1)運(yùn)動(dòng)物體在某一瞬間的速度稱為瞬時(shí)速度,例如汽車的速度計(jì)顯示的速度即為瞬時(shí)速度,它是運(yùn)動(dòng)物體在極短時(shí)間內(nèi)的速度。 (2)瞬時(shí)速度和平均速度不同。平均速度表示的是運(yùn)動(dòng)物體在某一段路程內(nèi)(或某一段時(shí)間內(nèi))的平均快慢程度,它反映的是物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的整體運(yùn)動(dòng)情況;而瞬時(shí)速度反映的是物體在運(yùn)動(dòng)過程中的某一時(shí)刻或者某一位置的運(yùn)動(dòng)情況。 。3)如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),它在運(yùn)動(dòng)過程中速度保持不變,那么它任何時(shí)刻的瞬時(shí)速度都相同,并且任何時(shí)刻的瞬時(shí)速度和整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的平均速度也相同。例2、下列所描述的幾種速度中,哪些是平均速度,哪些是瞬時(shí)速度? 。1)子彈離開槍口時(shí)的速度。 (2)汽車啟動(dòng)后,路過第6根電線桿時(shí)的速度。 。3)一個(gè)運(yùn)動(dòng)的小球在運(yùn)動(dòng)過程中5s內(nèi)的速度。 (4)一個(gè)人在百米賽跑時(shí)沖過終點(diǎn)時(shí)的速度。 。5)噴氣飛機(jī)的速度為300/s.解析: 根據(jù)平均速度和瞬時(shí)速度的定義,平均速度表示的是物體在某一段路程內(nèi)(或某一段時(shí)間內(nèi))的平均快慢程度,反映的是整體的運(yùn)動(dòng)情況,而瞬時(shí)速度反映的是物體在運(yùn)動(dòng)過程中的某一時(shí)刻或某一位置的運(yùn)動(dòng)情況。答案: 。1)(2)(4)描述的速度是瞬時(shí)速度。 。3)(5)描述的速度是平均速度。(二)平均速度的測(cè)量 物體在某段運(yùn)動(dòng)過程中的平均速度是沒有一種測(cè)量工具可直接測(cè)出的,汽車的速度計(jì)測(cè)的是瞬時(shí)速度,所以測(cè)平均速度是一種間接測(cè)量。 物理學(xué)中是依據(jù)平均速度公式 測(cè)量物體在某段路程上的平均速度的。測(cè)量方法是:用刻度尺測(cè)出該段路程的長(zhǎng)度,用鐘表、停表或光電計(jì)時(shí)器等測(cè)出物體通過這段路程所用的時(shí)間,再根據(jù)平均速度公式 計(jì)算出。例3、如圖所示,斜面AB長(zhǎng)1,C是AB中點(diǎn),小車從A經(jīng)C到B,秒表指針走一圈為60s,示數(shù)如圖(指針未走滿一圈),求; 。1)小車在AC段的平均速度 ; 。2)小車在CB段的平均速度 ; (3)小車在AB段的平均速度 ; 。4) 、 、 按從大到小的順序排列.解析: 秒表指針走一圈為60s,所以從A到C的時(shí)間為15s,從C到B的時(shí)間為10s,從A到B的時(shí)間為25s.答案: s1=0.5,s2=0.5,s3=1,t1=15s,t2=10s,t3=25s. 小車從A到C平均速度為: 小車從C到B平均速度為: 小車從A到B平均速度為: 由以上計(jì)算可知: 例3、有甲、乙兩村,分別在同一座的南面和北面,兩村之間全是上下,某人上速度為1k/h,下速度為2.5 k/h,從甲村到乙村要走41小時(shí),從乙村到甲村要走29小時(shí),問兩村之間路程有多長(zhǎng)?從甲村到乙村上路和下路各是多少?解法一: 設(shè)從甲村到乙村上路長(zhǎng)為s1,根據(jù)題意列方程組得: 解之得s1=35千米,s2=15千米.答:甲村到乙村的總路程長(zhǎng)為50千米.從甲村到乙村上路35千米,下路15千米.解法二: 根據(jù)不管從甲村上還是從乙村上速度都相同可知,的南、北面坡度相同,根據(jù)題意作圖(圖),從甲到乙比從乙到甲多走了12小時(shí),實(shí)質(zhì)就是從A到B比從B到A多走12小時(shí),即 解得SAB=20千米 從甲到乙,AB段所用時(shí)問為 小時(shí),那么BC段所用時(shí)間為21小時(shí). SBO=SOC, 解得:SBO=15千米 所以SAO=35千米,SOC=15千米.答:從甲村到乙村的總路程長(zhǎng)為50千米.從甲村到乙村上路35千米,下路15千米.解法三: 如圖,假設(shè)某人從甲走到乙再?gòu)囊易叩郊,那么他走的上坡路程和下坡路程都為甲乙之間的路程設(shè)甲乙兩村之間的路程為s,走上坡路時(shí)間為t1,走下坡路時(shí)間為t2. 則s=1×t1,s=2.5×t2,t1+t2=70. 解得s=50千米,t1=50小時(shí),t2=20小時(shí). 如圖,由A到O,O到C時(shí)間為41小時(shí),A到O,C到O時(shí)間為50小時(shí)可知,OC段走上坡路比走下坡路多走了9小時(shí). ,解得SOC=15千米,SAO=s-SOC=35千米答:從甲村到乙村總路程長(zhǎng)為50千米.從甲村到乙村上路35千米,下路15千米.例4、A、B兩地相距s=100 k,甲、乙兩人分別從兩地騎自行車同時(shí)出發(fā),相向而行,行駛的速度都是v1=20 k/h,假如有一只獵狗不停地回奔走于甲、乙兩人之間,奔走的速度為v2=30 k/h.問在從甲、乙兩人出發(fā)至他們相遇的這段時(shí)間內(nèi),獵狗共奔走了多少路程?分析: “掏核心、找出等量”求解. 解此題時(shí),如果要一步步地計(jì)算獵狗回走的路程,那就必然使你陷入迷宮.其實(shí),本題的“核心”是:獵狗奔走的時(shí)間就等于甲、乙兩人出發(fā)至他們相遇的時(shí)間.只要求出了上述時(shí)間t,利用公式s2=v2t.就可求出獵狗總共奔走的路程s2.解: 設(shè)從出發(fā)至相遇,甲、乙兩人騎車行駛的時(shí)間為t,則在時(shí)間t內(nèi),甲、乙兩人從出發(fā)至相遇的時(shí)間 t=s/2v1=100k/(2×20)k/h=2.5 h 所以獵狗在時(shí)間t內(nèi)回奔走的路程 s2=v2t=30k/h×2.5 h=75 kA卷一、選擇題1、輪船從甲地到乙地順?biāo)叫兴俣仁?0k/h,從乙地返回甲地逆水航行速度是30k/h,那么輪船在甲、乙兩地往返的平均速度是(。A.35k/h B.34.3k/hC.36k/h D.32k/h2、李明的家距學(xué)校600,某天他上學(xué)時(shí),先以1/s的速度走完前一半路程,為了不遲到,他改為1.5/s的速度走完后一半路程,他上學(xué)走路的平均速度是(。A.1.2/s B.1.25/sC.2/s D.2.5/s3、一個(gè)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),在第5s時(shí)的速度為1/s,則在前2s的速度是(。A.0.5/s B.0.4/sC.1/s D.2/s4、汽車以6/s的速度勻速駛上長(zhǎng)為60的斜坡頂,接著又以10/s的速度從坡頂沿原路勻速返回,該汽車下坡的全程中的平均速度是(。A.7.5/s B.8/sC.6.25/s D.3.75/s5、某同學(xué)百米賽跑成績(jī)?yōu)?0s,以下說法正確的是(。A.他每秒通過的路程是10B.他賽跑時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.他在百米內(nèi)平均速度為10/sD.他在沖線時(shí)的速度可能大于10/s6、甲、乙兩人沿平直的蓄水大壩并肩行走,上壩后第1in走了40,第2in走了30,連續(xù)走完190大壩共用了4in,下列說法中正確的是(。A.他們?cè)诘?2in內(nèi),一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.他們走完120路程的平均速度是0.5/sC.他們?cè)诘?in和最后1in的平均速度一定不相等D.在行走中,甲相對(duì)于乙的速度是0/s7、某人沿直線從甲地到乙地共用100in,在第一個(gè)10in內(nèi)走過80,在第二個(gè)10in內(nèi)走了120,則下述說法中正確的是(。A.他第一個(gè)10in內(nèi)的平均速度為0.2/sB.他第二個(gè)10in內(nèi)的平均速度為0.2/s C.他前20in內(nèi)的平均速度為0.6/sD.甲、乙兩地相距10008、下列說法中正確的是( )A.變速直線運(yùn)動(dòng)中的物體的速度是變化的B.瞬時(shí)速度就是物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度C.瞬時(shí)速度可以看成時(shí)間趨近于無(wú)窮小時(shí)的平均速度D.平均速度就是速度的平均值9、關(guān)于平均速度和瞬時(shí)速度,下列說法中正確的是(。A.手榴彈出手時(shí)的速度是20/s,是瞬時(shí)速度B.汽車通過某廣告牌的速度是30k/h,是平均速度C.小球下落中第1s末的速度為10/s,是平均速度D.火車從甲站到乙站的速度是60k/h,是平均速度10、一輛摩托車在平直的公路上行駛;起動(dòng)后第1秒內(nèi),第2秒內(nèi),第3秒內(nèi)和第4秒內(nèi)通過的路程分別是1米,2米,3米,4米,摩托車(。A.前2秒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.第3秒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.這4秒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.這4秒內(nèi)做變速直線運(yùn)動(dòng) 提示: 1、設(shè)甲乙兩地相距為s,則: 2、解題方法同題1. 4、 5、該同學(xué)在百米賽跑的整個(gè)過程中是做變速運(yùn)動(dòng)。6、根據(jù)平均速度的公式 計(jì)算,計(jì)算時(shí)注意s與t的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 8、根據(jù)平均速度和瞬時(shí)速度的定義。 9、選項(xiàng)A、B、C中描述的都是物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度,因此都是瞬時(shí)速度,而選項(xiàng)D中描述的是一個(gè)過程中的速度,因此是平均速度。 10、物體在相等的時(shí)間內(nèi)通過的路程不相等。
第1題 正確答案為 B第2題 正確答案為 A第3題 正確答案為 C第4題 正確答案為 A第5題 正確答案為 CD第6題 正確答案為 D第7題 正確答案為 B第8題 正確答案為 ABC第9題 正確答案為 AD第10題 正確答案為 DB卷二、綜合題11、一物體沿直線運(yùn)動(dòng),前4秒內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)的距離為8,其運(yùn)動(dòng)速度為____________/s,后6s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度為4/s,那么物體在這10秒鐘內(nèi)的平均速度____________/s.12、一個(gè)物體做變速直線運(yùn)動(dòng),它在前2秒的平均速度為6/s,后4秒的平均速度為3/s,則物體在這6s內(nèi)的平均速度為____________.13、在室外量出40米的直線路程,每隔10米作一記號(hào),在各記號(hào)處均站有一人記時(shí),發(fā)令槍響,一同學(xué)開始起跑,各記時(shí)員同時(shí)記時(shí),分別記下該同學(xué)經(jīng)過他們記號(hào)處所用的時(shí)間。記錄結(jié)果如下表1所示。要求依據(jù)表1中的數(shù)據(jù),填寫表2中的各空欄。表1路程()10203040時(shí)間(s)2.54.06.08.0表2路程段第1個(gè)10內(nèi)第2個(gè)10內(nèi)最后1個(gè)10內(nèi)全程內(nèi)平均速度(/s)14、某班同學(xué)在用皮尺和秒表測(cè)平均速度時(shí),四位計(jì)時(shí)員記錄了張紅同學(xué)通過10米、20米、30米和40米處的時(shí)間,并記錄在下表中:路程10203040時(shí)間3.2s5.2s6.8s8.2s 根據(jù)上面的數(shù)據(jù),計(jì)算出張紅同學(xué)跑步的下列平均速度: (1)從起點(diǎn)到10處的平均速度是____________/s; (2)從10處到30處的平均速度是____________/s; 。3)從30處到40處的平均速度是____________/s.15、怎樣測(cè)量盤香(或蚊香)燃燒的速度?答案: 11、2;3.2 12、4/s 13、4;6.7;5;5 14、 15、原理:根據(jù)平均速度公式 測(cè)量。 器材:盤香(或蚊香)一盤,棉線一根(長(zhǎng)度適量),刻度尺一把,鐘表(或秒表)一只,火柴若干。 。1)首先用棉線沿盤香的中線與盤香完全重合(可采用一段一段逐漸重合的方法),然后用刻度尺測(cè)量這根綿線的長(zhǎng)度L,就是盤香點(diǎn)燃前的總長(zhǎng)度L。 。2)一只手持點(diǎn)燃的火柴,另一只手握秒表(或看鐘表),當(dāng)用火柴點(diǎn)燃盤香時(shí),立即按下秒表(或立即記下鐘表分針?biāo)傅臅r(shí)刻)開始計(jì)時(shí),當(dāng)點(diǎn)燃t分鐘時(shí),讓盤香熄滅,再用棉線測(cè)出剩余盤香的長(zhǎng)度L′。(3)根據(jù)公式 ,求出盤香(或蚊香)燃燒的平均速度 .
中考解析一、中考要求 本部分內(nèi)容在中考中常考的內(nèi)容有平均速度的概念,以及平均速度的測(cè)量,另外還有速度、路程和時(shí)間的計(jì)算.二、中考新題例說例1、步行人的速度為v1=5 k/h,騎車人的速度為v2=15 k/h,若步行人先出發(fā)t=30 in,則騎車人經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間才能追上步行人?這時(shí)距出發(fā)地多遠(yuǎn)?分析: 步行人先行t=30 in=0.5 h,通過的路程為s=v1t=5 k/h×0.5h=2.5k 由此可知騎車人和步行人相距2.5 k,騎車人與步行人的速度差為v2-v1,設(shè)經(jīng)過時(shí)間t′后,騎車人追上步行人,則 t′=s/(v2-v1)=2.5 k/(15 k/h-5 k/h)=0.25 h 相遇處離出發(fā)點(diǎn)的距離就是騎車人所通過的路程,即 s2=v2t′=15 k/h×0.25 h=3.75 k 上述解法采用先求步行人所需的時(shí)間,此題還可有以下多種解法.解法一: 以步行人和騎車人各自為研究對(duì)象列運(yùn)動(dòng)方程,再列出他們之間的時(shí)間關(guān)系式和路程關(guān)系式,最后解方程組,具體解法如下: 步行人以速度v1運(yùn)動(dòng),在時(shí)間t1內(nèi)通過的路程為 s1=v1t1 ① 騎車人以速度v2運(yùn)動(dòng),在時(shí)間t2內(nèi)通過的路程為 s2=v2t2、 步行人和騎車人從同地出發(fā)同向運(yùn)動(dòng)而相遇,即兩人通過的路程相同,即 s1=s2、 步行人比騎車人先行t=30 in=0.5 h,即 t1=t2+t、 將④式代入①式,再將①②式代入③式,有v1(t2+t)=v2t2 代人數(shù)據(jù)后解得,t2=0.25 h 將t2=0.25 h代入②式,解得 s2=v2t2=15 k/h×0.25 h=3.75 k解法二: 此題也可以用比例求解.步行人和騎車人同地出發(fā)同向運(yùn)動(dòng)再相遇,有 s步=s騎 ① 據(jù)t=s/v,在路程s相同的情況下,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間與他們的速度成反比,即 t1?t2=v2?v1 ② 步行人先出發(fā)t時(shí)間,則t1=t2+t、 將③式代入②式,得,(t2+t)?t2=v2?v1、 將t=0.5 h,v1= 5 k/h,v2=15 k/h,代入④式,則有 (t2+0.5 h)?t2=15 k/h?5 k/h, 解得t2=0.25h 從相遇點(diǎn)到出發(fā)點(diǎn)的距離就是騎車人所通過的路程,即 s2=v2t2=15 k/h×0.25 h=3.75 k解法三: 此題還可變換參照物,用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)求解.例如以步行人為參照物,在前t=0.5 h內(nèi),騎車人以v1=5k/h的速度沿與步行人相對(duì)地的相反方向運(yùn)動(dòng),此時(shí)通過的路程為 s1=v1t、 在后一段t2的時(shí)間內(nèi),騎車人以v=v2-v1的速度相對(duì)步行人沿與步行人相對(duì)地運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng),此時(shí)通過的路程為 s2=(v2-v1)t2 ② 騎車人從步行人所在處出發(fā),最后回到步行人所在處,則有 s1=s2 、 將①②兩式代人③式,則有 v1t=(v2-v1)t2 、 將v1=5 k/h,v2=15 k/h,t=0.5 h代入④式, 則有5k/h×0.5 h=(15 k/h-5 k/h)t2 解得t2=0.25 h 騎車人相對(duì)地面在時(shí)間t2內(nèi)通過的路程就是到出發(fā)點(diǎn)的距離,即 s2=v2t2=15k/h×0.25 h=3.75 k例2、一艘輪船從甲地順?biāo)竭_(dá)乙地后再逆水返回甲地,所需的時(shí)間為t1,若輪船動(dòng)力不變,它在靜水中同樣往返一次所需的時(shí)間為t2,則t2與t1的關(guān)系是(。A.t1>t2 B.t1=t2C.t1<t2 D.不能確定解法一: 常規(guī)解法 設(shè)輪船在靜水中的速度為v,水流速度為v0,甲、乙兩地相距s,則: 因?yàn)関>v0,v2>v02,所以 >1 所以t1>t2,故正確答案選A.解法二: 巧用推論法 根據(jù)物體以不同速度經(jīng)過兩段相等的路程的平均速度公式 可知,輪船在流水中往返一次的平均速度 即物體在流水中的平均速度小于在靜水中的速度,故答案選A.解法三: 賦值法 設(shè)甲、乙兩地相距60 k,水流速度v0=10 k/h,船在靜水中的速度為40 k/h,則: t1>t2,故選A.解法四: 極限法 水流速度v0 v,則船無(wú)法逆水行駛,則t1變得無(wú)限長(zhǎng),故選A.例3、小明身邊只有一把米尺和一輛自行車,他想測(cè)出自己騎自行車的平均速度是多大,你能幫助他嗎?還需要什么器材?分析: 還需要停表.用米尺測(cè)出車輪的直徑D,算出車輪的周l=πD,讓小明騎上自行車,數(shù)出騎5分鐘車輪轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n,則在這段時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的路程為s=nl=nπD,小明騎自行車時(shí)的平均速度大約為 . 說明:此題亦可用里程牌計(jì)算路程,但騎車時(shí)間不能太短,否則數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確.外拓展物理與生活(1)常見的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 當(dāng)你坐在高速行駛的汽車上時(shí),迎面開過一個(gè)飛速行駛的摩托車,你看到的摩托車速度會(huì)比你站在地上觀察有什么區(qū)別?答案是顯然的,當(dāng)然是“快”。這是因?yàn)橄嘞蜻\(yùn)動(dòng)時(shí),相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度是相加的。當(dāng)物體同向行駛時(shí),相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度是相減的。 在運(yùn)動(dòng)會(huì)上,接力賽是最精彩的一幕,運(yùn)動(dòng)員在交接棒時(shí),應(yīng)保持怎樣的速度才能不掉棒,不影響比賽成績(jī)?根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,當(dāng)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)員的速度相同時(shí),即保持相對(duì)靜止,在動(dòng)中取靜,就容易接好棒。(2)孫悟空騰云駕霧是怎么拍攝的 《西游記》是大家比較熟悉和喜歡的電視劇,其中孫悟空給人們留下美好的印象,但是善于思考的觀眾一定會(huì)問,孫悟空的“騰云駕霧”是怎樣拍攝出的?下面就談?wù)勥@個(gè)問題,我們知道,平時(shí)我們所說的運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)的,是相對(duì)于我們假定不動(dòng)的參照物而言的。 如果我們坐在封閉的火車廂里,那么我們將無(wú)法知道火車究竟是靜止的還是勻速行駛的,只有拉開窗簾,看到鐵軌旁的樹木、村莊等參照物,根據(jù)它們的位置是否發(fā)生變化,才能判斷出。 利用運(yùn)動(dòng)相對(duì)性,我們就可以拍攝孫悟空的“騰云駕霧”鏡頭了。如孫悟空“騰云遠(yuǎn)去”的鏡頭先分別拍攝孫悟空的動(dòng)作鏡頭和景物鏡頭,然后將兩組畫面放在“特技機(jī)”里迭合,迭合時(shí)迅速地移動(dòng)背景上的白云和河湖海作參照物,用攝像機(jī)把它們拍攝下,看電視時(shí),觀眾以白云和河湖海作參照物,于是便產(chǎn)生了“騰云遠(yuǎn)去”的感覺。
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