5物体的运动知识、实验、典型例题(160111).doc

1 五 物体的运动 现象 知识和方法 汇编 黄 健 班级 姓名 一 长度和时间的测量一 长度和时间的测量 一 测量的基本知识 一 测量的基本知识 1 测量的含义 测量就是将待测的量和公认的标准量进行比较 2 单位的含义 测量时 公认的标准量就叫作单位 二 长度测量 二 长度测量 1 工具 长度测量是最基本的测量 常用的测量工具是刻度尺 包括卷尺 刻度尺 三角尺 游标卡尺 螺旋测微器等等 2 长度单位 1 在国际单位制中 长度的单位是米 用符号 m 表示 2 常用的长度单位还有千米 分米 厘米 毫米 微米和纳米 3 它们之间的换算关系是 4 换算方法 单位换算遵循等量替换原则 数不变 单位换 再计算 即先照 写数值 然后乘以单位间的换算关系 并注意结果要尽量用科学记数法 例如 168 8dm 168 8 108nm 1 688 1010nm 27 98cm 27 98 10 5km 2 798 10 4km 5 常见物体的长度 人 身高 1 6 1 7m 拳头的周长 脚长 23 26cm 一拃的长度 16 20cm 指甲宽度约 1cm 头发丝的直径约 80 m 成人身高大约是脚长 头长的 7 倍 一层楼房的高度约 3m 塑料购物袋的厚度 25 m 一张纸的厚度约 80 m 课桌的高 度约 80cm 乒乓球的直径 40mm 铅笔长度 16cm 铅笔芯约 1mm 原子直径约 10 8m 即 10nm 病毒的直径约 0 3 0 5 m 300 500nm 地球赤道的 周长 地球直径约 6360km 周长约 40076km 3 刻度尺的使用方法 测量前 测量前 1 1 会选 会选 测量之前 会根据测量要求选用规格合适的刻度尺 2 会认 会认 使用刻度尺之前 要观察量程和分度值 必要时观察零刻度线是否磨 损 测量时 测量时 3 会放 会放 使刻度尺有刻度的一边紧靠被测物体 放正尺的位置 刻度尺的 0 刻 度线或某一刻度线与被测物体的一端对齐 4 会看 会看 读数时视线与尺面垂直 5 会读 会读 测量时 应估读到分度值的下一位 分度值的十分位 只有一位 如图 用两把刻度尺分别测 量同一木块 A 的长度 测量结果 为 再如 右图是用刻度尺测量脚印长度的示意图 则该脚印长 为 cm 会记 会记 记录测量结果时要写出数字和单位 4 特殊情况下的长度测量 101010103103 103 kmmcmdmmm mnm 2 1 测多算少 即测出多个相同长度的总和 再除以个数即可 测量一张纸的厚度 细铜丝的直径等 2 测少算多 即先测出其中一段的长度 再根据一定的数量关系推算总长度 3 化曲为直 使用弹性不大的棉线 纸条 滚轮等物品化曲为直 例如测量地图 上铁路线的长度 圆柱体的周长 操场的周长 4 平移替代 即用三角板 刻度尺等工具辅助 将被测的长度平移到刻度尺上间 接测量 5 误差 1 含义 测量值和真实值之间的差异 2 产生原因 测量仪器不精确 实验方法粗略 测量仪器受环境因素影响 测量 者估读等 误差的出现是不可避免的 错误是不应该出现的 是可以完全避免的 3 减小误差的方法 提高仪器精度 改进实验原理或方法 多次测量取平均值 等 三 时间的单位和测量 三 时间的单位和测量 1 时间单位 在国际单位制中 时间的单位是秒 s 常用的时间单位还有分 min 时 h 等 1min 60s 1h 60min 3600s 正常人一次脉搏的时间约 0 6 1s 2 秒表读数 二看 看大表盘 小表盘指针转动一周代表的时间 和分度值 二数 分别数出大表盘指针和小表盘指针转动的格 数 N 注意是前半格还受后半格 和 n 最后算 t T0 N t0 n 如右图所示秒表示数应读为 二 速度二 速度 一 活动 比较纸锥下落的快慢 一 活动 比较纸锥下落的快慢 1 器材准备 剪两个等大等大 控制纸锥质量相等 的圆纸片 其中一个圆纸片裁去的 扇形的圆心角比另一个大 再分别将它们粘贴成两个锥角不等的纸锥 改进 将纸锥重叠 重叠面积大小不等 2 实践与思考 将两个纸锥从同一高度 以锥尖为准 同时释放 观察那个纸锥 下落得快 思考 如何比较纸锥运动的快慢 两种方法 其一 看谁先落地 相同的路程比时 间 其二 看谁落在下面 相同的时间比路程 讨论 有没有其他比较物体运动快慢的方法 其一 比较相等时间内通过路程的 长短 其二 比较通过相同路程所用时间的长短 将纸锥从不同的高度同时释放 怎样比较它们运动的快慢 方法 分别测量两个 纸锥的运动路程和运动时间 计算单位时间内通过的路程 s t 或计算通过单位路程所用的 时间 t s 3 归纳结论 比较物体运动快慢的方法 取相同的时间比较运动路程的长短 取相同的路程比 3 较运动时间的长短 计算的数值 计算的数值 ts st 4 注意事项 在 测量纸锥下落的速度 的活动中应选择哪一个纸锥 应选择较 大的纸锥 因为它下落得慢一些 纸锥运动的路程是大点好还是小点好 为什么 大 点好 这样运动时间长 便于人准确测量时间 活动中测得的纸锥下落的速度与纸锥下 落的真实速度相比 是偏大还是偏小 偏小 因为以高度代替纸锥下落的实际路程 二 速度的概念 二 速度的概念 1 意义 是描述物体运动快慢的物理量 2 定义 在匀速直线运动中 速度的大小等于物体在单位时间内通过的路程 3 定义式 变形公式 注意 公式中的 v s t 三个物理量必须是同一物体在同一运动过程中的速度 路程 和时间 在使用公式进行运算时 三个物理量的单位要配套 涉及不同的运动物体或同一 物体的不同运动过程 同一种物理量要用下标或上标加以区分 4 单位 1 在国际单位制中 速度的单位是 米 秒 2 5m s 的物理意义是每 s 内物体运动的路程是 5m 3 常用的速度单位还有 km h cm s 4 换算关系 1m s 3 6km h 1km h 1 m 3 6s 三 典型习题 三 典型习题 例 1 为宣传 绿色出行 低碳生活 理念 三个好朋友在一景点进行了一场有趣的运动比赛 小张驾 驶电瓶车以 36km h 的速度前进 小王以 10m s 的速度跑步前进 小李骑自行车 每分钟通过的路程是 0 6km 则 A 小张速度最大 B 小王速度最大 C 小李速度最大 D 三人速度一样大 例 2 在机场高速公路的入口处有一标志牌 如图所示 出租车要尽快赶到机场 在不违反交通规则 的前提下 至少行使多少分钟才能到达 例 3 在观察比较纸锥下落的快慢实验探究活动中 小明是将大小不等 的纸锥由课桌面上方同一高度的 80cm 处同时释放 测量前应将一支米尺竖直立在桌面上 并将两纸锥的 选填 锥尖 或 锥底面 与距桌面 80cm 的刻度线相平 同时释放 后 1 小明根据图 a 所示的情形就能比较出纸锥运动的快慢 他的比 较方法是 2 同组的小莉是观察大 小纸锥落至桌面的先后来判定的 她比 较快慢的方法是 3 为比较纸锥从同一高度下落全过程的运动快慢 上述两种方法 中 小明 小莉 的方法好一些 4 在测出大 小纸锥落至桌面分别用时为 1 2S 0 9S 后 甲以 通 过单位路程所需的时间 乙以 单位时间内所通过的路程 分别来定义速 度并求出速度的大小 物理学中是采用了乙的定义方法求速度 请你简述其中最主要的一条理由是 5 小芳在做上述实验时 用闪光相机探究纸锥竖直下落的运动情况 照相机每隔 0 2S 曝光一次 如图 b 可以判断纸锥下落的速度变化情况是 不变 先变大后不变 一直变大 6 小组间交流时 发现不同小组测得纸锥下落的最大速度不同 请你猜想影响最大速度的因素 可能是 写出一个影响因素 为了验证你的猜想 简要的做法是 4 三 直线运动 一 匀速直线运动 一 匀速直线运动 1 探究实验 研究气泡的运动规律 1 实验目的 研究气泡的运动是否为匀速直线运动 2 实验器材 一根长约 100cm 的玻璃管 橡皮塞 盛水烧杯 秒表 刻度尺 橡 皮筋 或细线 记号笔 胶头滴管 3 主要步骤 在玻璃管中注满水 管内留一个小气泡 将玻璃管翻转后翻转后竖直 或倾斜 放置 观察气泡的运动情况 设计出测量气泡从 O 点运动到 10cm 20cm 30cm 40cm 处所用时间的测量方案 按照设计方案进行测量并记录数据 算出各路程段的速度各路程段的速度和各区间的速度各区间的速度 画出气泡运动的 s t 图像 交流 小结 得出结 论 4 实验结论 气泡在上升一段路程后 气泡在相等的时间内通过的路程近似相等 运动速度的大 小不随路程 时间的改变而改变 气泡在上升一段路程后 运动的路程和时间成正比 成正比的理由 其一 路程增大 的倍数与时间增大的倍数相同 其二 路程和时间的比值为定值 其三 s t 图像中图像为过原点的直 线 2 匀速直线运动的知识 1 定义 速度不变的直线运动叫做匀速直线运动 大小不变 方向不变 2 特点 在任意相等的时间内通过的路程都是相等的 即速度的大小不随路程和 时间的变化而变化 3 图像 匀速直线运动的 s t 图像和 v t 图像如右所示 速度变化的直线运动叫做变速直线运动 二 变速直线运动 二 变速直线运动 1 定义 速度变化的直线运动叫做匀速直线运动 大小 改变 方向不变 2 特点 瞬时速度随时变化 所以用平均速度来描述变速直线运动的快慢程度 3 平均速度 1 意义 粗略反映做变速直线运动的物体的平均快慢程度 2 计算公式 计算平均速度时 必须指明是哪段路程或哪段时间内的平 均速度 否则无意义 3 注意 平均速度与速度的平均值 物理意义不同 它们在数值上可能相等 可 能不等 三 典型例题 三 典型例题 例 1 频闪摄影 是研究物体运动时常用的一种实验方法 下图是明明同学利用频闪照相机拍摄的四 个物体运动时的频闪照片 黑点表示物体的像 其中可能做匀速直线运动的物体的是 例 2 小华以一定速度去同学家送一本书 停留一会儿后 又以相同速率沿原路返回家里 则下图中 可以表示他的运动情况的图线是 5 例 3 如图所示是做直线运动的物体在 0 5 s 的 s t 图象 求 1 前 1 s 的平均速度 2 前 4 s 的平均速度 3 画出其 v t 图象 例 4 小明取长 50cm 的细玻璃管注满水 管中留 5mm 高的小气泡 将玻璃管反转后 观察气泡的 运动情况 将实验所测得的数据记录在表一中 2 从实验数据和所画的图象 你认为 小气 泡所做的是 匀速直线运动 你判断的依据是 相等 时间通过相等的路程 或路程和时间成正比 3 小明换用粗玻璃管又做了 2 组实验 数据 记录如表二所示 观察数据可知 大气泡运动较快 由于气泡上升较快 会造成时间的测量难度较大 为了解决这一困难 根据小明的实验数据 请你提出一点建议 用小气泡做实验 用较细玻璃管 用较 长玻璃管 4 为了探究气泡上升速度与倾斜角有关系 小明测出玻璃管在不同倾斜角下气泡运动的速度 情 况如下表 液体 自来水 液柱长度 30cm 气泡长度 1mm 根据上述数据 可以发现 随 角的减小气泡运动速度是先变 大后变小 在 角为 45 度时 气泡 运动的平均速度最大 例 5 如图是甲乙两物体从同一起点同时开始沿直线运 动的路程 时间图像 由图像可知 1 在 0 t1这段时间内 甲和乙做的运动 是 不是 匀速直线运动 2 在 0 t1这段时间内 甲的速度 大于 等于 小于 乙的速度 3 在 t1 t3这段时间内 甲 有 没有 运动 最终 先到达终点 4 甲和乙在第 t1 t2 t3 t4 时间相遇 5 在整个过程中 甲物体做的是 匀速直线 变速直线 运动 甲的平均速度是 例 6 一列长为 140m 的列车以 72km h 的速度穿过一平直的隧道 已知整个列车车身在隧道的时间 为 42 s 求 1 隧道的长为多少 2 从列车的车头进隧道 一直到车尾出隧道 一共需要多少时 间 提示 过桥型问题分两类 完全通过 s s车 s桥 完全在桥上 s s车 s桥 例 7 小明在网上搜索到了北京至上海的一系列车次 最终决定乘坐和谐号动车组 D231 次列车 该 车的部分经停车站的信息如下表所示 则北京到上海的路程为 km 动车组从北京到南京的平均速 度为 km h 保留到整数 站名到达时刻发车时间停留时间运行时间量程 北京南09 450 公里 6 充州14 0614 071 分4 小时 21 分642 公里 南京18 0018 022 分8 小时 15 分1153 公里 苏州19 3719 392 分9 小时 52 分1370 公里 上海20 2110 小时 36 分1454 公里 四 运动与静止的判断 运动的相对性 一 运动与静止 1 判断物体是运动还是静止的方法 首先明确研究对象 第二选择另一个另一个物体作为标准 即参照物 最后再看所研究对象 相对于参照物是否发生了位置变化 若位置变化了 则研究对象处于运动状态 若没有发 生位置变化 则研究对象处于静止状态 2 参照物 定义 用来判断一个物体是否运动的另一个物体叫做参照物 特点 被人为假定为不动 不能选研究对象本身作参照物 选择要求 可以任意选择 为了研究问题的方便 应该选最合适的物体作参照 物 研究地面上的物体运动时 通常选择地面或固定在地面上的物体作参照物 二 机械运动