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专题02运动的描述
模型1 参照物 5
模型2 运动的快慢 9
模型3 测量平均速度 12
一、运动的描述
机械运动 在物理学中，我们把物体位置的变化叫机械运动，机械运动简称运动。如果物体位置变化，我们说它是运动的；若位置没变，我们说它是静止的。
参照物 说物体是运动还是静止，要看是以哪个物体为标准，这个被选作标准的物体叫参照物。 （1）参照物是假定不动的物体； （2）除研究对象外任何物体都可选作参照物； （3）选取的参照物不同，物体的运动情况就可能不同，所以物体的运动和静止是相对的。
相对静止 若两个物体以同样快慢、向同一方向运动，则它们是相对静止的关系。 （1）卡车和联合收割机：以地面为参照物，二者都是运动的；以卡车为参照物，收割机是静止的；以收割机为参照物，卡车是静止的。 （2）空中加油机和受油机：以地面为参照物，二者都是运动的；以加油机为参照物，受油机是静止的；以受油机为参照物，加油机也是静止的。
二、速度
物理意义 表示物体运动快慢的物理量。
比较运动快慢的两种方法 第一种是比较两个物体通过相同的路程所用的时间，时间越短，速度越大；
第二种是比较两个物体在相同的时间内所通过的路程，路程越长，速度越大。
定义 在物理学中，把路程与时间之比叫做速度。公式：v=。
单位 国际单位制中的主单位：m/s；交通运输中的常用单位：km/h。 1 m/s=3.6 km/h。
三、测量平均速度
实验原理 平均速度的公式是（s是物体通过的路程，t是通过这一路程所用的时间）。
实验装置
实验器材 刻度尺、停表、小车、长木板、小木块、金属片。
实验步骤 （1）使斜面保持较小的坡度，把小车放在斜面的顶端，金属片垂直固定在斜面的底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程s1。 （2）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片所用时间t1，将小车通过的路程s1和所用时间t1填入表格中。 （3）将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离s2和所用时间t2，将数据填入表格对应的位置。 （4）利用公式，分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和通过上半段路程的平均速度v2，即小车通过斜面全程的平均速度为；小车通过上半段路程的平均速度为：。 （5）整理器材
实验分析 计算出小车通过全程的平均速度，通过上半段路程的平均速度，还可以推算出通过下半程的平均速度v3=（s1-s2）/（t1-t2）。 （1）小车在斜面上做变速直线运动，且后半段的平均速度v3>全程的平均速度v1>上半段路程的平均速度v2。 （2）小车全程的平均速度大于它上半段的平均速度，但不是二倍关系。（3）小车沿斜面下滑的平均速度越来越大，说明小车沿斜面下滑得越来越快。 （4）小车在任意一段路程中的平均速度都小于它在最末端的速度。
实验结论 小车在斜面上做变速直线运动，在不同路段平均速度的大小不同，且从斜面顶端到底端运动速度越来越大。
注意事项 （1）实验装置安装：安装时，斜面倾角要小一点，但不能过小，过小则小车不动，过大就会使小车运动得过快，计时不准确；实验的起、止点间的距离应适当大一点，这样计时和测量路程都更准确一些。 （2）小车释放时：把小车放到斜面顶端，小车应从斜面顶端由静止自由释放。 （3）路程s的测量：小车通过的路程应是从开始时“车头”到结束时“车头”的距离，而不是开始时“车尾”到金属片的距离或者斜面的长度。刻度尺读数时要规范准确。 （4）时间t的测量：测时间时，计时开始与小车释放应是同时的，小车与金属挡板发生碰撞时要马上停止计时，且释放小车和计时由同一人同时完成。停表读数时要规范准确。 （5）计算平均速度：注意平均速度与路程和时间的对应关系。如计算全程的平均速度时，用总路程除以整个过程所用的时间。
1．物体做直线运动时，判断它是匀速直线运动的方法： （1）相等时间内通过的路程相等； （2）通过相等的路程所用时间相等。 2．根据运动图像，判断它是匀速直线运动的方法： （1）s﹣t图像中，倾斜的直线段对应的时间段内做匀速直线运动； （2）v﹣t图像中，平行于时间轴的直线段对应的时间段内做匀速直线运动。 3．“频闪摄影”是研究变速运动常用的手段。在暗室中照相机的频闪快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈的闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置，拍摄相邻的两个位置时中间间隔的时间相等。根据频闪摄影照片可以研究物体的运动情况。 如图是两个小球运动时的频闪照片示意图，频闪仪每隔0.02s闪光一次，根据该频闪摄影照片，可得甲球在该过程所用的时间为0.02s×5=0.1s，乙球在该过程所用的时间为0.02s×3=0.06s，然后用刻度尺测出各时间段对应的路程，就可以利用速度公式计算出各段的平均速度，从而判断运动情况。
模型1 参照物
（2024秋 皇姑区校级期中）甲、乙、丙三人各驾驶一架直升飞机，从他们自己乘坐的飞机里往外看，甲看见丙的飞机匀速上升。乙看见甲的飞机匀速下降，丙看见楼房和乙的飞机都匀速上升，则这三架飞机相对地面的运动情况可能是　　
A．甲、乙匀速上升，丙匀速下降 B．甲、乙、丙都匀速下降
C．甲、乙、丙都匀速上升 D．乙、丙匀速下降，甲静止
【答案】
【分析】首先根据地面为参照物判断丙飞机的运动状态；根据甲看丙的情况，判断甲的运动状态；最后根据乙看甲的情况来判断乙的运动状态
【解答】解：研究三架飞机相对于地面的运动情况，应以地面、楼房为参照物，丙看见楼房匀速上升，说明丙匀速下降；丙看见乙匀速上升，则乙有三种可能：静止、匀速上升或以小于丙的速度匀速下降；甲看见丙的飞机匀速上升，而丙相对地面是下降的，说明甲是以比丙更快的速度匀速下降的。
故选：。
点拨 1．运动是绝对的，静止是相对的 （1）运动是绝对的。宇宙中的一切物体都在运动，绝对不动的物体是没有的。 （2）静止是相对的，没有绝对的静止。我们平时说某物体静止，是指它相对于所选定的参照物的位置没有发生变化。 注意：因为运动和静止是相对的，所以描述物体的运动必须选定参照物，事先不选定参照物，就无法对物体的运动状态做出判断。 【拓展应用】机械运动的分类 机械运动的分类（根据运动路线）
【变式练1】（2024秋 垣曲县校级月考） 2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号运载火箭成功发射，如图所示。由叶光富、李聪、李广苏三名航天员组成的全新飞行乘组，将与“神舟十七号“乘组在空间站胜利会师。在火箭加速升空的过程中，如果认为火箭是静止的，则所选的参照物是　　
A．地面 B．叶光富 C．空间站 D．火箭发射架
【答案】
【分析】在根据物体的运动情况选择参照物时，首先不能选研究对象本身为参照物；如果研究对象是运动的，就选择和对象位置发生变化的物体为参照物；如果研究对象是静止的，就选择和对象位置没有发生变化的物体为参照物。
【解答】解：、以地面为参照物，火箭与地面之间的位置发生了变化，是运动的，故不符合题意；
、以叶光富为参照物，叶光富与火箭之间的位置没有发生变化，是静止的，故符合题意；
、以空间站为参照物，火箭与空间站之间的位置发生了变化，是运动的，故不符合题意；
、以火箭发射架为参照物，火箭与火箭发射架之间的位置发生了变化，是运动的，故不符合题意。
故选：。
【变式练2】（2024秋 平城区月考）三辆汽车在某段高速公路上匀速行驶，道路监控摄像机先后拍摄了如图甲、乙所示的两张照片，下列说法正确的是　　
A．车速度最大
B．车速度最大
C．以车为参照物，车在同向运动
D．以车为参照物，车在反向运动
【答案】
【分析】由题意知，、、三辆车运动的时间相同，通过图示判断它们在相同的时间内通过的路程，即可得出它们运动的快慢。
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，则是运动的，若不改变，则是静止的。
【解答】解：由题意可得，、、三辆汽车运动的时间相同；
由图甲、乙可知，三辆汽车通过的路程，由得，三辆汽车的速度大小关系应为；
由图甲、乙可知、车的运动方向相反，故以车为参照物时，车在反向运动；
、车的运动方向相同，但，故以车为参照物时，车在反向运动。
故选：。
【变式练3】（2024秋 路南区校级月考）在平直的公路上，有甲、乙、丙三辆汽车先后离开车站向东行驶，甲车速度最大，乙、丙两车速度相等，下列说法中正确的是　　
A．以甲车为参照物，乙、丙两车都向东行驶
B．以甲车为参照物，乙车向东，丙车向西行驶
C．以乙车为参照物，甲车向东，丙车向西行驶
D．以丙车为参照物，乙车静止，甲车向东行驶
【答案】
【分析】运动和静止是相对的，判断一个物体的运动状态，首先要看选择谁做参照物，其次看这个物体相对于参照物的位置是否发生了改变。
【解答】解：．三辆车同向行驶，甲的速度最快，甲车与乙、丙车之间的距离逐渐变大，根据运动和静止的相对性可知，以甲车为参照物，乙、丙两车均向西行驶，故错误；
．乙、丙两车速度相同且速度小于甲车，根据运动和静止的相对性可知，以乙车为参照物，甲车向东行驶，丙车静止。同理，以丙车为参照物，甲车向东行驶，乙、丙之间距离不变，所以乙车静止，故错误，正确。
故选：。
模型2 运动的快慢
（2024秋 旌阳区校级月考）两人从甲地到乙地，甲前路程以的速度行走，后的路程以的速度跑步前进，最终用时，乙前时间以的速度行走，后时间以的速度跑步前进，最终用时（其中：和的大小不相等），则他们二人用时的大小关系是　　
A． B． C． D．无法判断
【答案】
【分析】根据甲和乙的运动情况，分别找出他们平均速度的表达式；
因为不知道具体数值，采用数学上求两数之差的办法，得到甲的平均速度小于乙的平均速度；
再由速度公式得到在路程一定时，速度小，用时长，可比较二者所用时间的大小关系。
【解答】解：根据题意可知，设甲地到乙地的距离为，
甲前路程以的速度行走，后的路程以的速度跑步前进，甲的平均速度为：；
设乙最终用时，则乙前时间以的速度行走路程，后时间以的速度跑步前进，乙的平均速度为：；；所以，由速度公式得，在路程相同时，速度越小，用时越长，所以，故正确。
故选：。
点拨 运动图像有路程图像和速度图像，所以首先要区分是路程图像还是速度图像。常见机械运动的图象： 　　　 1．路程时间图像（s-t图像）表示的是路程随时间变化的规律，纵轴表示物体运动的路程、横轴表示物体运动时间。 如图甲所示，在t=0时的路程（对应的路程坐标），表示物体到坐标原点的距离（1m）；图像表示物体运动的路程随时间变化情况（0-1s时间内，物体静止不动；1s-2s时间内，物体路程随时间均匀增加；在2s-3s时间内，物体静止不动）。 2．速度时间图像（v-t图像）表示的是速度随时间变化的规律，纵轴表示物体运动的速度、横轴表示物体运动时间。 如图乙所示，在t=0时的速度（对应的速度坐标），表示物体在开始计时时的速度大小；其中A物体运动速度随时间增加；B物体运动的速度逐渐增加，然后不变。
【变式练1】（2024秋 杭锦后旗月考）如图所示，图甲是小车甲运动的图像，图乙是小车乙运动的图像，由图像可知　　
A．甲车速度大于乙车速度
B．甲、乙两车都由静止开始运动
C．甲、乙两车都以的速度匀速运动
D．甲、乙两车经过通过的路程都是
【答案】
【分析】运用图象法解答问题的一般步骤：
①明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么；
②注意认清横坐标和纵坐标上各表示的最小分格的数值大小和单位；
③明确图象所表示的物理意义；
④根据图象对题目提出的问题作出判断，得到结论。
【解答】解：、甲图为图象，为一过原点直线，当时，，，
由图乙知，，甲车速度等于乙车速度，故错误；
、甲、乙都以匀速运动，甲、乙车做匀速直线运动。故错误。
、甲、乙都以匀速运动，经过通过的路程：。故正确；
故选：。
【变式练2】（2024秋 凉州区月考）甲、乙两物体做匀速直线运动，如果甲、乙速度之比为，所用时间之比为，则通过的路程之比为　　
A． B． C． D．
【答案】
【分析】已知甲、乙通过的时间之比和速度之比，利用可得出甲、乙所用路程之比。
【解答】解：由甲、乙速度之比为，所用时间之比为，
则甲乙通过的路程之比为：
，
故符合题意，不符合题意。
故选：。
【变式练3】（2024秋 富县月考）月球是地球唯一的天然卫星。1970年，我国第一颗人造卫星东方红一号成功发射升空，标志着我国踏上了现代航天事业的征程。月球绕地球的轨迹模型如图所示，地球与月球之间的距离约为，月光的传播速度约为，则月光从月球表面到达地面的时间约为　　
A． B． C． D．
【答案】
【分析】根据速度公式可知月光从月球表面到达地面的时间。
【解答】解：根据速度公式可知月光从月球表面到达地面的时间。
故选：。
模型3 测量平均速度
（2024秋 成都期中）如图所示，记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时，相同时间内通过的路程。根据图片信息下列说法正确的是　　
A．甲、乙两车都做匀速直线运动
B．甲、乙两车都做变速直线运动
C．内，甲、乙两车平均速度相等
D．内，甲、乙两车平均速度相等
【答案】
【分析】（1）在甲中，汽车在相同的时间间隔内，通过的路程相等，由此可知甲车的运动状态；在乙中，汽车在相同的时间间隔内，通过的路程越来越大，由此可知乙车的运动状态；
（2）内，甲、乙两车通过的路程不同，根据可知它们的平均速度关系；
（3）内，甲、乙两车通过的路程相等，根据可知它们的平均速度关系。
【解答】解：、在甲中，汽车在相同的时间间隔内，通过的路程相等，由此可知甲车做匀速直线运动；在乙中，汽车在相同的时间间隔内，通过的路程越来越大，由此可知乙车做变速直线运动，故错误；
、内，甲、乙两车通过的路程不同，根据可知它们的平均速度不相等，故错误；
、内，甲、乙两车通过的路程相等，根据可知它们的平均速度相等，故正确。
故选：。
【变式练1】（2024秋 富顺县校级月考）一辆汽车沿直线运动，先以的速度驶完全程的一半，剩下的路程以的速度行驶，则汽车从开始到驶完全程的平均速度大小为　　
A．15 B．14.4 C．28.8 D．
【答案】
【分析】由速度公式的变形公式求出物体前半程的运动时间与后半程的运动时间，然后由平均速度公式求出全程的平均速度。
【解答】解：设全程的路程是，则前半程与后半程的路程都是，
由，则物体的运动时间：
，
，
全程的平均速度：
。
故选：。
【变式练2】（2024秋 长寿区校级月考）在图示的斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面的点由静止开始下滑，分别测出小车到达点和点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。
（1）该实验的实验原理是 　　。
（2）本实验中金属片的作用是便于 　　。
（3）为了方便计时，应使小车在斜面运动的时间长些，应使斜面的坡度较 　　（选填“大”或者“小” 。
（4）实验中测得段的路程如图为 　　，如果测得时间为。则段的平均速度 　　。
（5）在测量小车到达点的时间时，如果小车过了点才停止计时，测得段的平均速度会偏 　　。
（6）为了测量小车运动过程中下半段的平均速度，某同学让小车从点由静止释放，测出小车到达点的时间，从而计算出小车运动过程中下半段的平均速度。他的做法正确吗？　　，理由是：　　。
（7）以下是四个速度随时间变化的关系图像，能反映出该小车运动的是 　　。（选填图中的选项字母）
【答案】（1）；
（2）让小车在同一位置停下来；
（3）小；
（4）40.0；25.0；
（5）小；
（6）不正确；因为所测时间不是运动过程中下半程的时间；小车从到的过程中通过点时的速度不为0；小车通过段的时间与段的时间之差才是下半程段的时间；
（7）。
【分析】（1）本实验的实验原理是；
（2）金属片可以让小车在同一位置停下来；
（3）实验中，应使斜面的坡度较小，这样小车滑下的速度较小，时间较长，便于测量；
（4）根据图象读出段的距离，运用公式求出段的平均速度；
（5）让小车过了点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，平均速度会偏小；
（6）根据后半段路程速度的大小进行分析。
（7）小车下滑过程中做加速运动，随着时间的推移，速度是逐渐变大的，由此选出图象。
【解答】解：（1）平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值，所以该实验是根据公式进行速度计算；
（2）金属片可以让小车在同一位置停下来；
（3）斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，斜面的倾斜度应较小，不宜太大；
（4）由图知小车运动距离，，
小车通过段的平均速度：；
（5）如果让小车过了点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由公式知，平均速度会偏小；
（6）某同学让小车从点由静止释放，所测时间不是运动过程中下半程的时间；因为小车从到的过程中通过点时的速度不为0；小车通过段的时间与段的时间之差才是下半程段的时间，因此他的做法不正确。
（7）小车下滑过程中做加速运动且最初的速度为0，小车运动的速度随着时间的推移逐渐变大，故图象符合题意；
故答案为：
（1）；
（2）让小车在同一位置停下来；
（3）小；
（4）40.0；25.0；
（5）小；
（6）不正确；因为所测时间不是运动过程中下半程的时间；小车从到的过程中通过点时的速度不为0；小车通过段的时间与段的时间之差才是下半程段的时间；
（7）。
【变式练3】（2024秋 定远县月考）如图所示是“测量小车的平均速度”的实验装置，实验时让小车从点由静止滑下，并记下小车到达、、点时的时间。
（1）实验中为了便于测量时间，要使斜面的倾斜角度 　 　（选填“较大”或“较小” ；
（2）小车在段的平均速度为 　　。小车在段的平均速度 　　（选填“大于”、“小于”或“等于” 在段的平均速度；
（3）实验时，如果小车过了点才开始计时，所测段的平均速度会偏 　　（选填“大”或“小” 。
【答案】（1）较小；（2）0.2；小于；（3）大。
【分析】（1）小车从斜面上滑下的过程中路程较短，若斜面倾角大，速度很快，不容易测量时间；
（2）刻度尺的分度值是，可知段的距离，用时从图像可看出，段的平均速度等于路程除以时间；同样求出段的平均速度，进行比较得出结论；
（3）实验时，如果小车过了点才开始计时，测得时间偏小；
【解答】（1）小车从斜面上滑下的过程中路程较短，若斜面倾斜角大，速度很快，不容易测量时间，为了误差小，更方便测量时间，要使斜面的倾斜角较小；
（2）刻度尺的分度值为，的长度，小车走过用时，
小车在段的平均速度；
的长度，小车走过用时，
小车在段的平均速度
故；
（3）实验时，如果小车过了点才开始计时，测得时间偏小，由速度可知，段的距离不变，测量的时间变小时，测得段的速度偏大。；
故答案为：（1）较小；（2）0.2；小于；（3）大。
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