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第二讲：长度时间测量、机械运动
【河北中考分析】这块是初中物理力学的最基础部分。长度和时间的测量中考时主要在实验题读数、计算题单位换算中考查，机械运动河北中考中常把参照物与相对运动、速度简单计算等作为考查重点。
【知识要点分析】
知识要点1：长度单位、时间单位的换算估测
长度的基本单位是米，其他单位还有千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米等（会换算）；时间的基本单位是秒，其他单位还有小时、分钟等（也要会换算）。
【例】下列数据最接近于实际的是（ ）
篮球板上篮圈到地面的距离为3.05m
一支铅笔的直径约为1dm
乒乓球台的高度约为80cm
成年人手掌的厚度约为10cm
一本八年级物理课本的厚度约为6mm
吃饭用的筷子长度约为0.6米
初中语文课本的长度约为26 cm
普通居民楼一层的高度约为3米
人平静呼吸一次所用时间约为9秒
正常人脉搏跳动10次所用时间约为1 min
【例】分子很小，直径约为10-10m，合 纳米；PM2.5是直径小于2.5 （填单位）的颗粒物，大约是分子大小的 倍，所以它不是分子
【例】一辆汽车0.1h匀速行驶12Km,阻力为3000N，输出功率为 ；一个200w的灯泡正常发光10min，消耗电能 。
知识要点2：刻度尺和机械停表的使用
刻度尺的使用前要做到“三观察”，使用过程中要做到“五会”；长度是初中物理唯一需要估读的物理量；掌握常用测量长度的方法，会简单设计实验；辨别错误与误差，会通过取平均值减小误差；
【例】某同学用如图所示的刻度尺测量物理书的宽度，请你指出三处错误：
【例】如图所示，要正确测出物体A的长度应选________(选填“甲”或“乙”)图，物体A的长度为________cm；如图所示，机械停表的读数是________，合计________s；如图所示，汽车速度表的读数是________ km/h.
　　　
【例】学校的实验桌上摆着如下器材：三角板一套（两块），刻度尺一把、大头针及足够长的白纸条、圆柱体一个。要求：从中任选器材，设计一个测量圆柱体周长的实验，实验误差越小越好。写出实验器材及实验步骤
知识要点3：相对运动与参照物
这是河北近几年的高频考点
【例】下列说法正确的是（ ）
拖拉机和联合收割机以同样的速度同向前进，以拖拉机为参照物，联合收割机是静止的
站在正在上升的观光电梯上的乘客认为电梯是静止的，是以他身边的乘客为参照物
飞机在空中加油，若以受油机为参照物，加油机是运动的
同学在站点等公交车，以为自己是运动的选取的参照物是驶来的公交
【例】机场周围不允许有鸟类飞行以免撞坏飞机，是因为以 为参照物，鸟的速度非常大。小明坐在以300Km/h的速度行驶的高铁上，看到高速公路上与高铁同向运动的汽车，若汽车的速度为120Km/h，以汽车为参照物高铁的速度为 。
【例】甲乙丙三名飞行员各驾驶一架直升飞机进行飞行表演，在某一时刻，甲看到地面上的楼房在上升，乙看到甲静止不动，丙看到乙在上升，若以地面为参照物，甲乙丙的运动状态如何？
【例】请根据如图所示，判断甲、乙两船的运动情况（　　）
A．甲船可能向右运动，乙船可能静止
B．甲船一定向右运动，乙船一定向左运动
C．甲船可能向右运动，乙船一定向左运动
D．甲船一定向右运动，乙船可能向左运动
知识要点4：运动的描述和速度计算
【例】寓言故事“龟兔赛跑”中，开始时兔子跑在前面，由于兔子中途睡觉，乌龟先到达终点。下列说法不正确的是（ ）
开始时观众是通过“相同时间比路程”的方法认为兔子跑得快
终点裁判员是通过“相同路程比时间”的方法判断乌龟跑得快
物理学中的速度是采用“相同时间比路程”的方法比较物体运动快慢
物理学中的速度是采用“相同路程比时间”的方法比较物体运动快慢
【例】一辆汽车匀速行驶的速度为90Km/h，受到的阻力为3000N，则输出功率为 ；若另一辆汽车和上一辆车同时同地出发，速度为20m/s，则10分钟后两车相距 m。
【例】一个人从甲地用10分钟时间到达700m处的乙地，在乙地休息5分钟，然后又用10分钟时间到达距乙地800米处的丙地，整个过程的平均速度为 m/s,合 Km/h；在百米赛跑中，小明到达50米处的速度是7.5m/s,12.5s末到达终点时的速度是9m/s，整个过程的平均速度为 m/s,
合 Km/h。
【例】一辆汽车以6m/s的速度匀速上坡60米到达坡顶，然后立即又以10m/s的速度匀速下坡返回，则整个过程的平均速度为 m/s；还是这辆汽车下坡后沿直线做变速运动，如果在前一半时间的平均速度为15m/s，后一半时间（和前一半时间相同）的速度为25m/s，则汽车在这两段相同时间内的平均速度为 m/s。
知识要点5：测定平均速度实验题
【例】用如图所示的玻璃管和刻度尺来“探究气泡的运动”
（1）在此实验中，我们要研究的是 （选填“水柱”或“气泡”）的运动情况，所需的测量器材有 。
（2）气泡上升过程中，若以气泡为参照物，玻璃管口的塞子是 （选填“运动”或“静止”）的．
（3）根据乙图像可得出的结论是：气泡做 运动，速度为 cm/s；
（4）为了判断气泡是否做匀速直线运动，需要测量气泡运动的路程和时间，为便于测量，应使气泡在管内运动得较 （选填“快”或“慢”）。
【例】在图12所示的斜面上测量小车运动的平均速度． 让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。
(l)图中AB段的路程SAB=____Cm，如果测得时问tAB=1.6s．则AB段的平均速度VAB=____cm/s。
(2)在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测得AB段的平均速度VAB会偏___________。
(3)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。他的做法正确吗？_______，理由是：___________________________________________ (4)实验中斜面的坡度是大点好还是小点好？___，理由是：________________________________
(5)小车在下滑过程中做____(填“匀速”或“变速”)直线运动，机械能____(填“变大”“变小”或“不变”).
（6）小车上半段、下半段、全程的平均速度的大小排序是_______
知识要点6：s-t图像和v-t图像类题目
【例】甲、乙两同学从同一地点同时向相同方向做直线运动，他们通过的路程随时间变化的图像如图所示，由图像可知（ ）
A 在0～10s内，甲同学比乙同学运动的快
B两同学在距离出发点100m处相遇
C在10s～20s内，乙同学静止不动
D在0～10s内，乙同学的速度10m/s
【例】如右图所示，沿同一条直线向东运动的物体A、B，其运动相对同一参考点O的距离S随时间t变化的图象，以下说法正确的是
①．两物体由同一位置O点开始运动，但物体A比B迟3s才开始运动
②．t=0时刻，A在O点，B在距离O点5m处
③．从第3s开始，vA>vB ，5s末A、B相遇
④．5s内A、B的平均速度相等
A. ①④正确 B. ③④ 正确
C. ①③ 正确 D. ②③正确
【河北真题演练】
1、（2011年河北）阅读短文并回答下列问题。
超声波及其应用
人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz的声音叫超声波。
超声波具有许多奇异特性：空化效应——超声波能在水中产生气泡，气泡爆破时释放出高能量，产生强冲击力的微小水柱，它不断冲击物件的表面，使物件表面及缝隙申的污垢迅速剥落，从而达到净化物件表面的目的。传播特性——它的波长短，在均匀介质中能够定向直线传播，根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。
(1)超声波的频率范围是__________________。
(2)超声波能够清洗物件是因为声波具有__________________。
(3)宇航员在月球上不能利用超声波测定两山之间的距离，是由于__________________。
(4)若声音在海水中的传播速度为l 500m／s，利用回声定位原理从海面竖直向海底发射超声波，到接收回声所用时间为4s，那么该处海洋的深度为_________m。
2、（2012年河北）针对运动员匀速降落过程，从运动和静止的相对性角度提出一个问题并回答。
问题： ？
回答： 。
3、（2013年河北）阅读短文，回答问题。
地球同步卫星
人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。
从地面上看，它相对于地球静止于赤道上空，与地球转动同步，故称地球同步卫星。在赤道上空约为36 000 km的高度上布设3颗通讯卫星，可实现除两极外的全球通讯。
地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。
（1）同步卫星相对于地面是 （选填“运动”或“静止”）的。
（2）点火加速阶段中能量转化为 。
（3）从地面发送电磁波信号通过同步卫星返回至少需要 s。
（4）同步卫星的用途有 （答出两种即可）。
4、（2014年河北）小明坐在汽车上，透过车窗看到与公路并排的铁路上一列火车的车头，过了一会儿又看到车尾．关于火车与汽车的运动情况，不可能的是（　　）
　 A． 火车静止，汽车运动
　 B． 火车运动，汽车静止
　 C． 火车和汽车运动方向相同，火车的速度等于 汽车的速度
　 D． 火车和汽车运动方向相反，火车的速度小于 汽车的速度
5、（2015年河北中考）假期，小明坐客车去旅游，当客车行驶到高速公路保持车距标识牌0m处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为80km/h。当客车匀速行驶到标识牌100m处时，小汽车匀速行驶到标识牌200m处，小汽车
（选填“已经”或“没有”）超速；若此时小汽车的功率为80kW，它的牵引力为 N。以小汽车为参照物，客车是向 （选填“前”或“后”）运动的。（此高速路段限定小汽车最高速度为120km/h）
6、（2016年河北中考）小明坐在以300km/h的速度行驶的高铁上，看到高速公路上与高铁同向运动的汽车．若汽车的速度为120km/h，以汽车为参照物，高铁的速度为　　　　　　km/h．当小明乘坐的高铁与另一轨道上的高铁相遇时，感觉到车身有一点晃动，其原因是：　　　　　　．
7、（2017年河北）平直公路上并排停放着两辆汽车，一段时间后，坐在甲车上的小明感觉乙车向北运动，关于两辆汽车的运动情况，下列说法正确的是（　　）
A．以乙车为参照物，甲车一定向南运动
B．以甲车为参照物，地面一定是静止的
C．以地面为参照物，甲车一定是向南运动
D．以地面为参照物，乙车一定向北运动
8、（2018年河北）小明在平静的湖边看到“云在水中飘，鱼在云上游”的现象。“云在水中飘”是小明以_________为参照物看到“云”在水中运动的现象。“鱼在云上游”是鱼通过水面的_________形成的虚像和云在水面的__________形成的虚像同时出现的现象。
9、（2019年河北）卫星是通过　 　传递信息的，它从图10所示位置向近地点运行时势能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）；站在地面上的人观察到同步卫星静止不动，选取的参照物是　 　。
10、（2020年河北）如图所示，小明和小红坐在停靠在站台的火车车厢里，他们分别向两侧窗外看，对火车的运动情况产生了不同的观点。小明以窗外的站台为参照物说火车是静止的；小红以窗外行驶的动车为参照物，说火车是运动的。则（　　）
只有小明的说法正确
B．只有小红的说法正确
C．两个人的说法都正确
D．两个人的说法都不正确
【课下练习】
1、(2018·临沂)在体育测试过程中，以下选项正确的是( )
A．跳远测试时，必须选用分度值为1 mm的刻度尺进行测量
B．小明在50 m测试中看到旁边的看台向后运动，选取的参照物是跑道
C．小明50 m测试的成绩是7 s，则他的平均速度为6.25 m/s
D．1 000 m测试小明的平均速度为5 m/s、小亮的成绩是240 s，小明更快
2、如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的长度为2.2m
B. 通电螺线管左端为s极
C. 弹簧测力计的示数为2N
D. 温度计的读数为43℃
3、(2018·石家庄四十二中一模)甲、乙两辆汽车行驶在平直的公路上，甲车上的乘客看乙车在向北运动，乙车上的乘客看到甲车和树木都向南运动．则以下说法中正确的是( )
A．甲、乙车可能都向南运动
B．甲车可能向南运动，也可能向北运动
C．甲车向北运动，乙车向南运动
D．乙车可能静止，也可能向北运动
4、两列火车如图所示，西子号列车上的乘客看到和谐号列车正在向东行驶，如果以地面为参照物，则下列说法正确的是(　　)
第3题图
A. 若西子号向东行驶，则和谐号一定静止
B. 若西子号向东行驶，则和谐号一定向东行驶
C. 若西子号静止，则和谐号可能向西行驶
D. 若两车都向西行驶，则西子号行驶得较慢
5、 某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW
④汽车发动机的效率是20%
只有①和② B. 只有②和③
只有①和④ D. 只有②和④
6、（2021山东济宁）甲、乙两物体从同一位置沿同一方向做直线运动，其图像如图所示，其中甲的图线为直线，下列分析正确的是（　　）
A. 甲乙两物体是从同一地点同时出发的
B. 以乙物体为参照物，甲物体一直在运动
C. 第4s-第19s甲和乙的平均速度相等
D. 整个过程中甲的速度总是大于乙的速度
7、（2021山东潍坊，多选）中国首个火星探测器“天问一号”的成功着陆，激发了很多同学的研究兴趣。某同学用无人机模拟火星着陆器的着陆过程，无人机从悬停到竖直下落至地面的v—t图象，如图所示，则无人机（　　）
在0-1s内不受力
B. 在1-3s内的重力势能增加
C. 在3-6s内下落了12m
D. 在6-7s内做减速运动
8、（2021黑龙江大庆）一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程（s）—时间（t）关系如图所示，下列正确的是
A.物体20s时的速度大于8s时的速度
B.0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功
D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
7、甲、乙两小车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的s－t图像分别如图所示，根据图像分析可知(　　)
第7题图
A.v甲＝0.6 m/s，v乙＝0.4 m/s
B. 经过6 s两小车一定相距6.0 m
C.经过6 s两小车一定相距4.8 m
D. 经过6 s两小车可能相距2.4 m
8. 泸州沱江六桥全程长4km，桥面设计为双向8车道，中间预留了轻轨线路，于2018年1月通车。一辆小轿车做匀速直线运动通过全程，速度为50km/h，受到的阻力恒为600N，通过全程所需的时间为_____min，牵引力所做的功为_____J；若通过全程消耗了0.2kg的汽油，汽油机的效率为_____。（已知热值q汽=4.4×107J/kg）
9. 地球自转的方向为自西向东，太空中的地球同步卫星相对于学校操场是_____（选填“静止”或“运动”）的，小明在操场进行立定跳远时，向哪个方向跳成绩更好？_____（选填“向东”、“向西”或“都一样”）。
10.小明坐在一列从扬州开往启东的动车上，看到窗外的树向后退，他是以________为参照物的．小明想测动车的速度．在路上动车通过一座大桥，已知大桥长1 000 m，小明从上桥到离开桥，小明通过大桥的时间是20 s，则动车速度是________ m/s，已知车长150 m，则动车全部通过大桥所行驶的路程是________m，所需要的时间是________s.
11.田径跑道的周长是400 m，小明匀速跑一圈用时80 s，则小明的速度为________m/s.小明以原速与小丽同时从同一地点、反向匀速跑步，当小丽的速度为3 m/s时，小明与小丽从出发到第一次相遇需要的时间是________s.
12. 有一圆形跑道，跑道长120 m，甲，乙同学沿跑道同时同地反向匀速跑步时，每隔20 s相遇一次，已知甲、乙速度之比为2：3，如果甲、乙同学以原速度沿跑道同时同地同向跑步，每隔　　　　　　s相遇一次；若甲同学体重小于乙同学体重，则他们匀速跑步时　　　　　　同学的动能大。
13．端午节，贝贝全家一起在海河岸边观看划龙舟比赛．发令枪响，几艘龙舟上的参赛选手奋力划桨，龙舟如离弦之箭向前疾行．贝贝激动地说：“龙舟跑得真快啊！”，她所选择的参照物是________．其中一艘龙舟前半段路程的速度为4 m/s，后半段路程的速度为6 m/s，则该龙舟跑完全程的平均速度为________．
　　　
14. 如图是一个水滴下落过程的示意图，水滴通过AB和BC所用时间均为0.1 s．水滴由A位置下落到C位置运动的距离是________cm，则这个过程中水滴下落的平均速度是________m/s.该水滴下落过程是________(选填“匀速直线”或“变速直线”)运动．
15.(2018·济宁)下表是简化的2018年北京南至上海虹桥G101次列车时刻表．G101次列车从济南西至曲阜东的行车里程为____km；G101次列车从北京南至曲阜东的平均速度为____km/h.
站名 到站时间 出发时间 里程/km
北京南 06：43 06：43 0
济南西 08：37 08：41 406
曲阜东 09：13 09：15 535
16、在军事演习中，一门反坦克炮直接瞄准所要射击的静止的坦克模型，射击后经过1.2 s，射手看到炮弹在坦克模型上爆炸，射击后经过4.2 s才听到爆炸的声音。（设炮弹做匀速直线运动，声音在空气中的传播速度取为340 m/s）
（1）求坦克模型到射手的距离为多少米？
（2）炮弹运动的速度是多少？

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