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专题一 机械运动（讲义）——中考物理一轮复习备考合集
【考情分析】
“机械运动”是初中力学入门的基础知识，也是中考必考内容。本专题主要考查长度和时间的测量，长度、速度及时间基础量的估测，相对运动的判断和参照物的选择，速度的简单计算，运动图像的应用与计算，平均速度的测量等。本专题内容较为简单，在考试中所占分值不大，常与其他知识进行综合考查。
【知识讲解】
一、长度和时间的测量
1、长度的单位
基本单位：米，符号m.
常用单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、纳米（nm）
换算关系：1 km=1000 m，1 m=10 dm=100 cm=1000 mm=106 μm=109 nm
2、常见长度估测
①普通中学生身高约为160 cm；②一支新铅笔的长度约为18 cm；③课桌的高度约为80 cm；④物理课本的长度约为26 cm；⑤教师门的高度约为2 m；⑥大拇指指甲的宽度约为1 cm；⑦成人拳头宽度约为1 dm；⑧成年人的步幅约为70 cm
3.长度的测量
常用工具：刻度尺，其他工具：卷尺、游标卡尺、螺旋测微器。
测量方法：
三看：测量前要看刻度尺的测量范围（量程）、分度值。
看零刻度线是否磨损。
★五会：会选、会放、会看、会读、会记。
（1）会选：根据实际情况及测量要求选择测量范围和分度值适当的刻度尺。
（2）会放：零刻度线或某一整数刻度线对准被测物体的一端，有刻度线的一边紧靠（或贴近）被测物体且与被测边保持平行。
（3）会看：读数时，视线要正对刻度线，且与尺面垂直，如图中的B。
（4）会读：读数时，要估读到分度值的下一位。
（5）会记：记录的测量结果要有准确值和估计值。
4、时间的单位
基本单位：秒，符号s。
常用单位：小时（h）、分（min）
换算关系：1 h=60 min=3600 s，1 min=60 s
5、常见时间的估测
①完整播放一遍国歌所需的时间约为50 s;②普通中学生百米跑的成绩约为16 s;③橡皮从课桌掉到地上所用时间约为0.4 s
6、时间的测量
（1）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。
（2）在国际单位制中，时间的单位是秒（s）。常用的时间单位还有小时（h）、分钟（min）等。1 h=60 min，1 min=60 s，1 h=3 600 s。
7.刻度尺
（1）零刻度：刻度尺的起始刻度。使用时要看刻度尺的零刻度是否在尺端，是否磨损。
（2）分度值：两条相邻刻线之间的距离。
（3）测量范围（量程）：从零刻线到这把刻度尺的最后一条刻线的距离
8、误差与错误
测量值和真实值之间的差异。
（1）误差与错误：误差是由于测量仪器不精确、实验方法粗略、环境因素对测量仪器的影响等客观原因造成的，加上测量者自身的主观因素的影响，使得误差不可避免；错误是由于测量不遵守仪器的使用规则，测量方法错误，读数时粗心大意等原因造成的，是不应该出现的，是可以完全避免的
（2）减小误差的方法：在物理实验中常采用多次测量求平均值的方法，另外选用更精密的测量工具，改进实验方法，更细心认真地测量等可使误差减小。
二、运动的描述
1.机械运动
在物理学里，把物体位置的变化（一个物体相对于另一个物体位置的改变）叫作机械运动。
2.参照物
要描述一个物体是运动的还是静止的，要先选定一个标准物体作为参照，这个选定的标准物体叫参照物。
参照物的选取原则：
假定性 参照物一旦被选定，就假定该物体是静止的
任意性 运动的物体和静止的物体都可被选择为参照物
不唯一性 研究同一物体的运动状态，可以选择不同的参照物，若选用了不同的参照物，其运动状态的描述往往是不同的
方便性 对于地面静止的物体为参照物，此时可以不指明参照物；如果选取了其他物体作为参照物，则一定要指明所选择的参照物
排己性 参照物不能选择研究对象本身，因为若以自己为参照物，研究对象的位置是不可能发生变化的
3.运动和静止的相对性
同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。所以，在描述一个物体的运动情况的时候，一定要明确参照物。研究地面上物体的运动情况，常选择地面或地面上静止不动的建筑物、树木等作为参照物。
三、运动的快慢
1、比较运动快慢的方法
①相同时间比路程，通过的路程越长，运动越快。
②相同路程比时间，时间越短，运动越快。
2、速度
（1）定义：在物理学中把路程和时间之比叫作速度。
（2）物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量，在匀速运动中，速度表示在单位时间内通过的路程。
（3）公式
v ——速度——m/s——km/h
s ——路程—— m ——km
t ——时间—— s ——km
变形式：，。
【注意事项】（1）使用公式时，注意“同一性”和“同时性”，即式中的v、s和t对应的是同一个物体在同一时间段内的速度、路程和时间。
（2）单位换算：1 m/s = 3.6 km/h
（3）对做匀速直线运动的物体，其v是恒定的，与s和t无关，此时s和t成正比；不能根据得出v与s成正比或与t成反比。
3、匀速直线运动
（1）物体沿一直线运动，方向不变且在任何相等的时间里路程都相等，或者说速度的大小和方向都不改变的运动，称为匀速直线运动。
（2）匀速直线运动的特征：一是运动的路径是直线；二是运动的快慢保持不变，即它的速度是一个恒量，任一时刻速度（v）都相同。路程的表达式：，即路程与时间成正比。
4、平均速度
我们用平均速度来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。平均速度的公式是。
四、测量物体运动的平均速度
（1）实验原理：
（2）实验器材：小车、斜面（实验时斜面倾角不宜过大，目的是避免小车运动太快，方便测量小车运动的时间，减小误差）、刻度尺（要估读，测量小车通过的路程。注意：测量时要“头对头”“尾对尾”）、停表（作用：测量小车运动的时间）、金属片
（作用：确保小车到达终点时在同一位置，方便计时）。
（3）设计实验数据记录表格（如下表所示）：根据计算小车各段的平均速度，并绘出实验数据曲线图，通过小车在单位时间内运动的路程来判断小车的运动状态。（实验中小车做变速直线运动）
项目 路程s/m 运动时间t/s 平均速度 v（m/s）
全程
上半段
下半段
（4）交流、反思
①测量下半段（或任意一段）路程的速度时不能让小车从中点（或除顶端外的任意一点）由静止释放，因为小车运动到中点（或除顶端外的任意一点）时的速度不为零。
②小车下滑过程中（不计摩擦）能量的转化情况为重力势能转化为动能。
（5）误差分析
①若小车经过终点后才停止计时，会导致时间测量值偏大，平均速度测量值偏小；②若小车静止释放时未放在顶端，导致时间测量值偏小，平均速度测量值偏大。
【重难延伸】
了解几种特殊的测量方法
（1）测量细铜丝的直径
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。测量方法：找一支圆铅笔，把细铜丝捋直，将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数n，用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度L，再将线圈长除以圈数所得的商就是金属丝的直径d = L/n 。
（2）测量硬币的直径、硬币的周长。
方法一(卡尺法)：如图所示，用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘；借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。或用两把三角板紧夹住硬币，均可从刻度尺上读出硬币的直径d。根据公式L = πd 求出硬币的周长。
方法二(滚轮法)：在纸面上画一条直线，让硬币从某个记号开始，在纸面上沿直线滚动n周记下终点。测出线段长度s，先求出每周的周长L = s/n，再利用L = πd求出硬币的直径d = s/nπ.
方法三(替换法)：把硬币放在纸上，贴着边缘用笔画上一圈，再剪下对折，然后用刻度尺直接测量圆的d，即为硬币的直径。根据公式L = πd求出硬币的周长。
方法四(化曲为直法)：拿一纸条紧贴着硬币边包几圈，用一大头针在纸条上扎穿一个孔，然后将纸条展开平放，用刻度尺测出相邻孔间的距离L，就是硬币的周长。根据公式d=L/π求出硬币的直径。
（3）测量一页纸的厚度（累积法）
(以多测少法)测量时取若干页纸(纸的页数要足够多)，压紧后，用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度
L，然后将总厚度除以纸的页数n，求出每页纸的厚度l = L/n
匀速直线运动和变速直线运动的区别
匀速直线运动 变速直线运动（情况很多，以其中一种为例）
定义 物体沿直线且速度不变的运动 物体沿直线且速度变化的运动
频闪实例
s-t图像 相同时间，路程相同 相同时间，路程不同
v-t图像 速度v跟时间t无关 时间t越长，速度v越大
s与t比值 不变 变化
多次测量求平均值的数据处理
平均速度与速度的平均值
（1）概念不同：“平均速度”是物理概念，在数值上等于物体在单位时间内所通过的路程，即总路程除以总时间；“速度的平均值”是数学概念，它只是求若干个速度数值上的算术平均数。
（2）表达式不同：“平均速度”的计算表达式是；“速度的平均值”的计算表达式是。
【方法突破】
长度单位换算的倍速关系
（1）m与dm，dm与cm，cm与mm之间是十进制的关系，如下图所示。
（2）km与m，m与mm，mm与μm，μm与nm之间是千进制的关系，如下图所示。
时间单位间的进率关系
参照物和物体运动状态的判断方法
（1）判断物体的运动状态
①“定”，确定被研究的物体。
②“选”，选定参照物。
③“看”，观察被研究物体相对于参照物的位置是否发生变化
④“判”，若位置变化，则被研究物体是运动的；若位置不变化，则被研究物体是静止的。
（2）判断所选的参照物
①“选”，选取研究对象。
②“看”，看研究对象的运动状态是静止的还是运动的。
③“判”，若研究对象是运动的，则选相对于研究对象的位置发生变化的物体为参照物；若研究对象是静止的，则选相对于研究对象的位置没有发生变化的物体为参照物。
停表的读数
小表盘：小表盘的指针是分针，一个大格是1min，一个小格是0.5min。
大表盘：大表盘的指针是秒针，旋转一周测量的时间是30s，一个大格是1s，一个小格是0.1s
读数时要观察小表盘指针有没有过一个大格的一半，如果未过一半，大表盘按0-30秒读数；如果过了一半，大表盘按30-60s读数。
【典型例题】
1．[2024年湖南长沙中考真题]为给课桌裁剪一块合适的课桌垫，小明用卷尺对课桌长度进行了三次测量，记录的数据分别为66.8cm、67.0cm、67.5cm。则课桌长度的测量结果应为( )
A.66.8cm B.67.0cm C.67.1cm D.67.5cm
2．[2024年湖北中考真题]我国古代把女子一拃长称为“咫”，男子一拃长称作“尺”，如图。“咫尺之间”用来比喻相距很近，实际“咫”与“尺”的长度相差大约为( )
A.3mm B.3cm C.3dm D.3m
3．[2024年广东中考真题]测量地图上A、B两点间的距离，如图所示，读数为___________cm。
4．[2024年广东中考真题]如图为珠江两岸景观图。下列相对广州塔静止的是( )
A.飞行的客机 B.两岸的高楼 C.行驶的游船 D.流动的江水
5．[2024年安徽中考真题]如图所示，玉兔二号月球车沿着嫦娥四号探测器的斜梯缓缓下行，到达月球表面，留下了属于中国的印记。在玉兔二号月球车下行的过程中，若以玉兔二号为参照物，则嫦娥四号是_________（选填“运动”或“静止”）的。
【模拟训练】
1.同一物体长度的五次测量记录分别是19.1 mm、19.2 mm、21.1 mm、19.1 mm和19.3 mm。下列相关说法中( )
①“21.1 mm”的测量记录是错误的；
②五次测量所用刻度尺的分度值是0.1 mm；
③该物体的长度应记为19.2 mm；
④求平均值记为物体的长度，可以消除误差。
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有②③正确
2.下列有关误差的说法中，正确的是( )
A.多次测量取平均值可以消除误差 B.误差是不遵守仪器的使用规则产生的
C.只要认真测量，就可以避免误差 D.选用精密仪器测量可以减小误差
3.如图所示，用厚刻度尺测量木块的长度，其中正确的测量图是( )
A. B. C. D.
4.如图甲所示，被测物体的长度为___________cm；如图乙所示，机械停表的示数是___________s。
5.如图所示，空中加油机正在给战机加油。以加油机为参照物，战机是__________（填“运动”或“静止”）的；以地球为参照物，战机是__________（填“运动”或“静止”）的；由此可知：同一物体是运动还是静止，取决于所选的参照物，这是运动和静止的__________。
6.周日，小军和小丽相约练习骑自行车。在某段路面上，小军骑车，小丽慢跑，他们的速度随时间变化的图象如图所示。下列分析中正确的是( )
A.小军做匀速直线运动
B.以道路上的路灯为参照物，小丽总是静止的
C.第5s以后，两人运动方向相反
D.0~5s内，小军骑行的路程小于
7.某同学在“测量小车的平均速度”的实验中，已经从实验室借到的实验器材有：小车、刻度尺、长木板、金属挡板、小木块。
（1）该实验的原理是__________；
（2）为了完成该实验，还需要的实验器材有__________；
（3）为了方便计时，应该使斜面的坡度较__________（填“大”或“小”）。如果小车过了A点后才开始计时，则会使所测量的运动速度偏__________（填“大”或“小”）；
（4）通过分析图中所给信息可以判断，小车从斜面顶端运动到底端的过程中__________（选填“是”或“不是”）做匀速直线运动；
（5）经测量，，，小车从斜面顶端由静止下滑的过程中，停表记录如图所示，则小车在的平均速度是__________m/s，在的平均速度是__________m/s。
参考答案
【典型例题】
1．答案：C
解析：根据多次测量取平均值减小误差的方法可知，课桌长度的测量结果应为
故C符合题意，ABD不符合题意。
2．答案：B
解析：男子的手比女子的手大，一炸的长度也比女子的长一些。一拃长通常是20cm左右，“咫”与“尺”的长度相差不会太大，3mm过小，3m过大，3dm相当于30cm也偏大，所以3cm比较符合实际情况，即“咫”与“尺”的长度相差大约为3cm，故B符合题意。
3．答案：2.35
解析：如图所示，分度值为0.1cm，刻度尺需要估读，故读数为2.35cm。
4．答案：B
解析：判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化。若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的。
5．答案：运动
解析：在玉兔二号月球车下行的过程中，若以玉兔二号为参照物，则嫦娥四号的位置发生了改变，是运动的。
【模拟训练】
1.答案：A
解析：21.1 mm与其他四次测量记录比较，差别很大，所以此数值是错误的，应该舍去，故①正确；从其他四个数据可以看出，倒数第二位“9”对应的单位是mm，故所用刻度尺的分度值为1 mm，故②错误；该物体的长度为，故③正确；求平均值记为物体的长度，可以减小误差，但不能消除误差，故④错误。综上分析可知A正确。
2.答案：D
解析：多次测量取平均值可以减小误差，但不能消除误差，A错误。不遵守仪器的使用规则产生的是错误，B错误。认真测量，可以避免错误，但不能避免误差，C错误。选用精密仪器测量可以减小误差，D正确。
3.答案：B
解析：A.图中，物体的一端没有和刻度尺的零刻度线对齐，故A错误；
B.图中，物体的一端和刻度尺的零刻度线对齐，刻度线紧贴被测物体，故B正确；
C.图中，刻度线没有紧贴被测物体，故C错误；
D.图中，刻度尺没有与被测长度平行，故D错误。
故选B。
4.答案：1.30；337.5
解析：由图可知，刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是1mm，则此刻度尺的分度值为1mm，物体左侧与6.00cm对齐，右侧在7.30cm处，所以物体的长度
在秒表的小表盘上，1min有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“5”和“6”之间，偏向“6”侧，所以分针指示的时间为5min，秒针读数大于30s；在秒表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在37.5s处，所以秒针指示的时间为37.5s，故秒表的读数为5min37.5s，合337.5s。
5.答案：静止；运动；相对性
解析：空中加油机正在给战机加油时，以加油机为参照物，战机和加油机之间的位置没有发生改变，所以称它是静止的。
以地球为参照物，战机和地球之间的位置发生改变，所以称它是运动的。
同一物体是运动还是静止，取决于相对所选的参照物的位置是否发生改变，这是运动和静止的相对性。
6.答案：D
解析：A.由图像知，小军的骑车速度随着时间而增加，做加速运动，小丽的速度保持不变，做匀速直线运动，故A错误；
B.以道路上的路灯为参照物，小丽有位置变化，是运动的，故B错误；
C.第5s时，小军和小丽的速度都为2m/s，第5s后，小军的速度大于2m/s，但从图像中无法判断两者的运动方向，故C错误；
D.0~5s内，小丽通过的路程
而0~5s内，小军的速度比小丽的小，所以通过的路程比10m小，故D正确。
故选D。
7.答案：（1）；（2）秒表；（3）小；大；（4）不是；（5）0.3；0.5
解析：（1）实验中以速度的公式作为实验的原理。
（2）根据实验原理可知，需要知道路程和时间，因此需要的测量工具有秒表。
（3）实验中为了便于测量时间，应使斜面的坡度尽量小。
过了A点后才开始计时，导致时间测量的偏小，由可知，速度偏大。
（4）由图可知，上段时间长，路程小。而下段时间段路程长，说明小车在斜面上做加速运动。
（5）小车在运动所需要的时间为
则小车在的平均速度是
在的路程为
在的时间为
的平均速度是

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