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第4节　速度的测量
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一、测量物体的速度
阅读教材,完成下列问题:
1.由速度的定义式可知,测量平均速度时,需要测量的物理量是________、________。
2.路程和时间的测量工具分别是________、________。
路程
时间
刻度尺
秒表
二、研究小车从斜面上下滑的速度
阅读教材,完成下列问题:
1.在做测量小车速度的实验中,斜面的坡度应________(选填“较大”或“较小”)。
2.当你骑自行车下坡时,若停止用力蹬自行车,自行车将运动得越来越快还是越来越慢
较小
越来越快。
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测量小车在斜面上下滑的平均速度
1.原理: 。
2.原理图:
3.实验步骤:
(1)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1。
(2)用秒表测量小车从斜面顶端滑下到底端撞击金属片的时间t1。
(3)根据测得的s1、t1,利用公式 算出小车通过斜面全程的平均速度v1。
(4)将金属片移至斜面的中部,测出小车从斜面顶端滑到金属片的距离s2。
(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程s2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程s2的平均速度v2。
(6)测下半段路程的小车的平均速度时,应先用刻度尺测出下半段的路程s3,时间t3=t1-t2,根据公式 求得,而不能使小车从斜面中间滑下后用秒表测出时间t3,因为小车从顶端滑下和从中间滑下到达底端时速度是不同的。
路程/cm 运动时间/s 平均速度/(cm·s-1)
s1= t1= v1=
s2= t2= v2=
s3= t3= v3=
4.注意事项:
(1)调整斜面,使其高度适中,使小车从斜面上滑下,不能太快,这样做主要是为了便于测量时间。
(2)计时开始与小车释放应该是同时的,小车碰撞金属片时马上停止计时。必须专人操作。正式实验前应该练习几次,熟练之后测量的数据更准确。
跟踪练习1如图所示,在探究小车从斜面上下滑时的速度变化的实验中,下列做法能有效减小时间测量误差的是(　　)
A.将斜面等分成更多段 B.适当减小斜面的坡度
C.换用质量更大的小车 D.听到撞击金属片声停止计时
B
解析:实验时若小车下滑的速度过大,则不便于测量时间,因此可减小斜面的坡度。将斜面等分成更多段、换用质量更大的小车、听到撞击金属片声停止计时均不影响测量。故A、C、D错误,B正确。
【点拨】本题考查了在探究小车从斜面下滑时速度的变化的实验中,能有效减小时间测量误差的方法,需学生认真思考。斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下得越快,在斜面上运动的时间越短,越不方便测量时间,可从此角度进行考虑。
跟踪练习2“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。摄影在暗室中进行,快门是常开的,但是由于没有光照亮物体,底片并不感光。光源是一只闪光灯,它每隔一定时间闪亮一次,物体就被照亮,底片就记录下这时物体的位置。光源不断闪亮,底片就记录下物体经过相同的时间间隔后到达的不同位置。质量相同的甲、乙小球,先后从位置a竖直下落到位置b,其各自的频闪照片如图所示,试根据照片分析:
(1)甲球做________(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(2)若光源每隔0.02 s闪亮一次,则从位置a竖直下落到位置b,乙球所用时间为________s。
(3)已知a、b间的距离是1.8 cm,那么乙球从a到b运动的平均速度是________m/s。
匀速
0.06
0.3
解析:(1)甲球在相等时间内通过的路程相同,并且甲球做直线运动,所以甲球做匀速直线运动。
(2)从位置a竖直下落到位置b,乙球所用时间t=0.02 s×3=0.06 s。
(3)乙球从a到b通过的路程s=1.8 cm=0.018 m,乙球的速度
【点拨】读取频闪照片上反映的物理信息是解决问题的关键,若照片上任意两个相邻位置之间的距离相等,则物体做匀速直线运动,若不相等,则物体做变速直线运动。
本课结束(共20张PPT)
第1节　长度和时间的测量
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一、长度的测量
阅读教材,完成下列问题:
1.仅凭感觉去判定物体的长短、时间的长短是否可靠 怎样才能正确地判定
2.测量任何物理量首先要规定________,小学时我们的学习长度的单位有________________________(写出4个即可)。
3.课桌的高度约为________,你的身高约是________。
不可靠
用测量工具测量
单位
米、分米、厘米、毫米
80 cm
开放题目,合理即可
【知识总结】
在国际单位制中,长度的单位是米(用m表示)。
常用的长度单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)等。
长度单位间的换算关系如下:1 km=103 m,1 m=10 dm=102 cm=103 mm=106 μm=109 nm。　　
二、时间的测量
阅读教材,完成下列问题:
1.生活中我们都知道钟表,它的作用是________。
2.在国际单位制中,时间的基本单位是_______,时间的单位还有_______。
3.学校运动会上,裁判员用来测量时间的工具是________。
【知识总结】
时间单位之间的关系是1 h=60 min=3 600 s。
测量时间
秒
小时、分
秒表
三、认识误差
阅读教材,完成下列问题:
1.我们用刻度尺测量物理教材的长和宽,测出的数值与物理教材实际长和宽的值完全相同吗
2.测量值与真实值之间的差别叫________,减小误差的方法有________________、____________________和________________ 。
不完全相同
误差
多次测量求平均值
选用精密的测量工具
改进测量方法
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一、使用刻度尺测量物体的长度
刻度尺是测量长度的基本工具。
(1)测量工具的分类。
①常用工具:刻度尺(如各种直尺、皮尺、卷尺、学生用尺等),通常在日常生活、生产的测量中使用。
②精密测量工具:游标卡尺、螺旋测微器、激光测距仪等,通常在机械制造或远距离精密测量中使用。
(2)刻度尺的使用。
会选:选择测量范围和分度值合适的刻度尺(在实际的测量中, 并不是分度值越小越好, 测量时应先根据实际情况确定需要达到的精确程度, 再选择满足测量要求的刻度尺)。
会认:认清刻度尺的单位,零刻度线的位置、测量范围、分度值。
会放:零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测边保持平行,不能歪斜。
会看:读数时,视线要正对刻度线。
会读:读数时,要估读到分度值的下一位。如图所示,甲的示数为3.2 cm,乙的示数为3.18 cm。
会记:测量结果应由数值和单位组成。
跟踪练习1(2023·广东中考)如图所示,橡皮擦的长度为________cm。
3.45
解析:刻度尺上1 cm之间有10个小格,所以1个小格代表1 mm,即刻度尺的分度值为1 mm,即0.1 cm;橡皮擦左侧与零刻度线对齐,右侧与3.45 cm对齐, 所以橡皮擦的长度为l=3.45 cm。
【点拨】 本题考查刻度尺的读数。 使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从零刻度线量起,若不从零刻度线量起,要以对齐物体起始端的刻度线为“零”刻度线,读出末端数值,减去起始端刻度线的数值,得到物体长度, 注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
二、用秒表测量时间
秒表的使用方法:
①按;②停;③读(观察秒表的分度值和指针的位置并读数);④归零。
秒表的读数方法:先观察表盘,小盘内数值的单位为分,指针转一圈的时间是15 min,分度值为0.5 min,大盘内数值的单位为秒,指针转一圈的时间为30 s,分度值为1 s;然后确定小盘的示数,小盘内指针刚好经过的刻度线所表示的时间即为小盘的示数;接着确定大盘的示数,若小盘内指针处于前半格内,则大盘内示数在0~29 s读数,若小盘内指针处于后半格内,则大盘内示数在30~59 s读数;最后秒表示数=小盘示数+大盘示数。
跟踪练习2图中秒表的示数为________s。
110
解析:秒表中间的小表盘分度值为0.5 min,分针在“1”和“2”之间,所以分针指示的时间为1 min,且过了半格,大表盘分度值为1 s,秒针在50 s刻度线处, 所以秒表的示数为1 min 50 s=110 s。
【点拨】 本题考查秒表的读数方法。秒表中间的小表盘代表分,周围的大表盘代表秒,秒表示数是两个表盘的示数之和。
三、误差
误差:测量值与真实值之间的差别。
(1)影响因素:测量方法、测量工具、测量环境、人为因素等。
(2)减小误差的方法:多次测量求平均值;选用精密的测量工具;改进测量方法。
(3)误差是不可避免的,只能尽量减小;误差不是错误,错误是可以避免的。
跟踪练习3小明对一支铅笔的长度进行了4次测量,记录数据如下:17.58 cm、17.57 cm、17.96 cm、17.57 cm,应该舍掉的数据是________ cm,该铅笔的长度是________ cm。
17.96
17.57
解析:从题中数据可知,17.96 cm与其他数据相差较大,所以17.96 cm是错误的,应舍掉。为减小长度测量的误差, 通常采用的方法是多次测量求平均值, 所以该铅笔的长度是
【点拨】 本题考查了多次测量求平均值,是一道基础题。在测量长度时,通常采用多次测量求平均值的方法来减小误差,故只要计算出测量值的平均值即可;计算时偏差较大的读数是错误的,去掉错误读数,取其余正确测量值的平均值即为测量结果;最后确定结果时,还要注意小数位数与测量值相同。
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第3节　运动的快慢
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一、比较物体运动的快慢
阅读教材,完成下列问题:
学校运动会上,100 m短跑比赛正在紧张地进行着。
(1)在比赛过程中,你通过在时间相同的情况下比________,认为跑在前面的人运动得快。
(2)运动员跑完全程后,裁判员通过在路程相同的情况下比________,判定最先到达终点的人运动得快。
(3)小聪同学的100 m短跑成绩为17 s,小明同学的50 m短跑成绩为8 s,要知道他俩谁运动得快,应该怎么办
路程
时间
时间、路程都不相同时,比较1 s内通过的路程,1 s内通过路程长的运动得快。
二、速度
阅读教材,完成下列问题:
1.物理学中用相同时间内比较________的方法,来比较物体运动的快慢。
2.把路程与________之比叫作速度。
3.课间你步行去卫生间,步行的速度大约是多少呢
路程
时间
1.1 m/s。
三、匀速直线运动
阅读教材,完成下列问题:
1.平直铁轨上的列车与环山公路上的汽车的运动________(选填“一样”或“不一样”)。
2.从北京到上海的高铁速度________(选填“不变”或“改变”)。
不一样
改变
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一、理解速度概念及公式
物理意义 表示物体运动的快慢,物体运动越快,速度越大;运动越慢,速度越小
定义 路程与时间之比
公式 若用s表示路程,t表示时间,则速度
单位 在国际单位制中,路程的单位是m,时间的单位是s,速度的单位是m/s,常用单位还有km/h,1 m/s=3.6 km/h
注意事项 (1)v、s、t必须是对应同一物体的三个量;(2)运算过程中要注意统一单位
跟踪练习1下图为测试飞机滑跑阶段动力性能的监控屏幕截图,在这段时间内飞机的速度是不变的,图中计时器(格式“时:分:秒”)表示飞机到达感光装置的时刻,飞机长度约为教室长度的2倍,结合图片信息,估算飞机的滑跑速度最接近(　　)
A.10 m/s B.30 m/s
C.60 m/s D.90 m/s
B
解析:教室长度约10 m,飞机长度约为教室长度的2倍,飞机长度约20 m,这段距离大约是飞机长度的6倍,为s=6×20 m=120 m,由图可知飞机的运动时间为4 s,飞机的滑跑速度
【点拨】本题考查速度公式的灵活运用,从图中读取信息是解题的关键。教室长度约10 m,飞机长度约为教室长度的2倍,这段距离大约是飞机长度的6倍;由图可知飞机的运动时间为4 s,根据速度公式得出飞机的滑跑速度。
二、平均速度
变速运动比匀速运动复杂,如果只作粗略研究,可以用 来描述变速运动的快慢,这样算出来的速度叫作平均速度。日常所说的速度,多数情况下指的是平均速度。
平均速度的物理意义:某段运动的平均快慢程度。
【易错警示】 平均速度不是速度的平均值,通过某段路程的平均速度应等于这段路程除以通过这段路程所用的时间,不等于通过各个分段的速度的平均值,即
跟踪练习2在百米赛跑中,测得运动员在前7 s内的平均速度为7 m/s,10 s到达终点,则他在全程的平均速度为(　　)
A.15 m/s B.11 m/s C.10 m/s D.9.7 m/s
C
解析:全程的路程s=100 m,全程所用的时间t=10 s,
全程的平均速度 。故选C。
【点拨】本题考查平均速度的计算,知道全程的平均速度等于全程的路程除以全程所用的时间是解题的关键。
跟踪练习3为了测量某辆轿车在平直公路上匀速行驶的速度,小宇同学拍摄了在同一底片上多次曝光的照片,图中所附的刻度是均匀的,如果每隔1 s拍摄1次,轿车本身总长为4.5 m,那么这辆轿车的速度约为(　　)

A.15 m/s B.10 m/s C.6.75 m/s D.2.5 m/s
A
解析:由图可知,在照片中轿车的长度为3个小格,在照片中轿车2 s内通过的路程为20个小格。因为轿车的实际长度为4.5 m,所以可知1个小格代表的实际长度为1.5 m,则轿车在t=2 s内实际通过的路程为s=20×1.5 m=30 m,该轿车的速度
【点拨】根据轿车的实际长度,结合图片求出轿车在t=2 s内实际通过的路程,然后由速度公式 计算轿车的速度。
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第1章　机械运动 梳理延伸
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专题归纳复习
探究学习活动
专题归纳复习
专题归纳一 长度的特殊测量方法
1.辅助法(适用于测球体、圆柱体的直径等)。
2.棉线法(适用于测较短的曲线长度,例如地图册上的铁路线长,把曲线变为直线)。
3.滚轮法(适用于测较长的曲线长度,例如运动场的跑道长度)。
4.累积法(适用于测量纸的厚度、细铜丝直径等)。
典型分析1小华同学在测某根铜导线的直径时,把铜导线紧密地绕在铅笔上,如图所示。
(1)图示铜导线在铅笔上绕的匝数是40匝,刻度尺测得其长度为_______cm,由此可知铜导线的直径约为________mm。
(2)该同学在绕铜导线时,匝与匝之间留有间隙,则测量值会偏________。
(3)用这种方法测量,要使测得的数值更接近真实值,你的建议是________。
5.00
1.3
大
多次测量取平均值
解析:(1)由题图可知,刻度尺的分度值为1 mm,铜导线左边所对齐刻度线为10.00 cm,右边所对齐刻度线为15.00 cm,所以其长度为15.00 cm-10.00 cm= 5.00 cm;
已知匝数是40匝,则铜导线的直径约为d= ≈0.13 cm=1.3 mm。
(2)若匝与匝之间留有间隙,则相同匝数的线圈,总长度会偏大,测量值会偏大。
(3)为使测得的数值更接近真实值,减小误差,可以多次测量求平均值。
专题归纳二 速度、路程和时间关系的计算
在物理学中,计算速度、路程和时间的公式是 。通过这些公式,我们可以根据已知的条件计算出未知的量。
典型分析2甲、乙两辆列车在双轨铁道上相向而行,两车的速度均为v1=10 m/s,当它们相距20 m时,一只飞鸟以v2=20 m/s的恒定速度离开甲车车头飞向乙车车头。当它到达乙车车头时,立即返回,这样连续地在两车之间来回飞。问:
(1)当两车车头相遇时,这只鸟飞行的路程是多少
(2)鸟在甲、乙两车头之间往返的第一个来回时间是多少
答案: (1)20 m　(2)0.89 s
专题归纳三 运动图像问题
用图像来描述两个物理量之间的关系, 是物理学中常用的方法。图像是一种直观且形象的语言和工具,它运用数和形的巧妙结合, 恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律。初中物理中我们学习的运动图像主要有直线运动的s-t图像及v-t图像。
如图甲所示,物体A的s-t图像为一条倾斜直线说明物体A在这段时间内做匀速直线运动,物体B在7.5~20 s内的s-t图像为水平直线说明这段时间内物体B静止。如图乙所示,物体的v-t图像为水平直线说明此时物体做匀速直线运动。
典型分析3甲、乙两物体同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是(　　)
①2~4 s内,乙做匀速直线运动;②第4 s时,甲、乙两物体的速度相等;
③0~4 s内,乙的平均速度为2 m/s;④第3 s时,甲在乙的后方。
A.只有③④ B.只有①②
C.只有①③ D.只有②④
A
解析:乙的s-t图像前2 s为一条倾斜直线说明乙在这段时间内做匀速直线运动,2 s以后乙的s-t图像为水平直线说明乙静止,则第3 s时乙的路程为8 m,第4 s时乙的速度为0,由题图可知0~4 s乙的平均速度为
故①错误,③正确;
甲的s-t图像是一条倾斜直线说明甲始终做匀速直线运动,由题图可知0~4 s甲的平均速度为
第3 s时甲的路程为
s1=v't1=2 m/s×3 s=6 m
故②错误,④正确,故B、C、D错误,A正确。
探究学习活动
典型分析4阅读短文,回答问题。
祝融飞天
2021年5月15日,我国首次火星探测任务天问一号火星探测器成功着陆火星,2021年5月22日,祝融号火星车从着陆平台安全驶离,到达火星表面,开始巡视探测,正式开启火星探测之旅(如图乙所示),中国成为世界上第二个有火星车成功登陆火星的国家。
你知道吗,祝融号火星车在火星上巡航速度非常小,仅为厘米每秒级别。
(1)祝融号火星车安全驶离着陆平台过程中,祝融号火星车相对着陆平台是________(选填“运动”或“静止”)的。
(2)祝融号火星车在火星上的巡航速度与________最相近(填字母)。
A.乌龟的爬行速度 B.人行走的速度 C.汽车高速行驶的速度
运动
A
解析:(1)祝融号火星车安全驶离着陆平台过程中,祝融号火星车相对着陆平台位置是变化的,它是运动的。
(2)祝融号火星车在火星上的巡航速度与乌龟的爬行速度最相近,故A正确,B、C错误。
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第2节　运动的描述
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一、机械运动
阅读教材,完成下列问题:
1.________是宇宙中最普遍的现象。
2.(1)你从座位走到黑板前,这一过程中,什么发生了变化
(2)汽车停在路边和在路上行驶有什么不同
3.我们把物体位置随时间的变化叫作________。
运动
位置
停在路边时位置不变,在路上行驶时位置变化
机械运动
二、参照物
阅读教材,完成下列问题:
1.在研究物体是运动还是静止时被选作________的物体叫参照物。
2.把教材放在课桌上,教材上放一把尺子,推动教材使教材沿桌面运动。
(1)选取课桌作为参照物,尺子和教材是运动的还是静止的
(2)选择教材作为参照物,尺子和课桌是运动的还是静止的
(3)选择尺子作为参照物,课桌和教材是运动的还是静止的
标准
尺子和教材都运动
尺子静止,课桌运动
课桌运动,教材静止
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一、参照物的选择
对于参照物的选取,有以下四个特点。
特点 说明
假定性 参照物一旦被选定,我们就假定该物体是静止不动的
任意性 参照物的选择是任意的,既可以选择运动的物体,也可以选择静止的物体
排己性 参照物不能选研究对象自身
不唯 一性 参照物的选择不唯一,研究同一物体的运动可以选择不同的参照物,若选用了不同的参照物,则其运动状态的描述往往是不同的
通常情况下,为了研究机械运动方便,物理学中一般选取地面或相对于地面静止的物体为参照物,此时可不指明参照物;若选取其他物体作为参照物,则一定要指明所选定的参照物。
跟踪练习1 2023年5月30日,神舟十六号载人飞船与空间站成功对接,神舟十六号和神舟十五号的航天员们顺利会师。如图所示,若认为神舟十六号载人飞船是运动的,则选择的参照物是(　　)
A.地球 B.核心舱
C.实验舱 D.神舟十五号载人飞船
A
解析:神舟十六号载人飞船与空间站成功对接后,核心舱、实验舱、神舟十五号载人飞船和神舟十六号载人飞船之间的相对位置都没有发生变化,它们与地球之间的位置发生了变化,因此以地球为参照物,神舟十六号载人飞船是运动的,故A正确。
【点拨】解答有关参照物问题的基本思路如下:

跟踪练习2(2023·四川甘孜州中考)如图所示,热爱运动的小刚同学正在晨跑。下列说法正确的是(　　)
A.以远处的山为参照物,小刚是静止的
B.以远处的山为参照物,小刚是运动的
C.以小刚为参照物,路旁的树是静止的
D.以小刚为参照物,迎面跑来的同学是静止的
B
解析:以远处的山为参照物,小刚的位置发生改变,所以他是运动的,故A错误,B正确。以小刚为参照物,路旁的树的位置发生改变,所以路旁的树是运动的,故C错误。以小刚为参照物,迎面跑来的同学的位置发生改变,所以迎面跑来的同学是运动的,故D错误。
【点拨】本题主要考查学生对运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可能不同,但都是正确的结论。判断物体的运动与静止时,要看物体相对于参照物的位置是否发生改变,如果改变,就是运动的;如果不变,就是静止的。
二、运动和静止的相对性
(1)相对静止:两个以同样快慢、向同一方向运动的物体,以其中一个为参照物,另一个是静止的(实际上,它们相对于地面是运动的)。
(2)物体运动是绝对的,静止是相对的。
(3)运动的相对性:描述同一物体的运动情况时,选择不同的物体作参照物,运动描述一般不同。
跟踪练习3在晚稻收割时节,农机成了农户们的“得力干将”。如图所示,驾驶员驾驶着运水稻的车辆与联合收割机以同一速度、向同一方向前进。下列关于运动的描述正确的是(　　)
A.以地面为参照物,运水稻的车辆是静止的
B.以运水稻的车辆为参照物,联合收割机是运动的
C.以驾驶员为参照物,联合收割机是运动的
D.以联合收割机为参照物,运水稻的车辆是静止的
D
解析:运水稻的车辆与联合收割机以同一速度、向同一方向前进,选地面为参照物,运水稻的车辆和联合收割机是运动的,故A错误。运水稻的车辆与联合收割机以同一速度、向同一方向前进,它们之间没有位置的变化,以运水稻的车辆为参照物,联合收割机是静止的,故B错误。驾驶员驾驶着运水稻的车辆与联合收割机以同一速度、向同一方向前进,驾驶员与联合收割机之间没有位置的变化,以驾驶员为参照物,联合收割机是静止的,故C错误。以联合收割机为参照物,由于运水稻的车辆和联合收割机以同一速度、向同一方向前进,运水稻的车辆相对于联合收割机位置没有发生改变,因此运水稻的车辆是静止的,故D正确。
【点拨】判断一个物体是运动的还是静止的,主要取决于所选的参照物,参照物不同,物体的运动情况可能不同,这就是运动和静止的相对性。在研究物体的运动和静止时,要看物体的位置相对于参照物是否发生改变,若改变,则物体是运动的,若不改变,则物体是静止的。
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