3.1 機械運動（解析版）

3.1機械運動知識點一、機械運動物理學(xué)中，把物體空間位置的變化（一個物體相對于另一個物體位置的變化）叫機械運動，簡稱運動知識點二、參照物定義：在研究物體的運動時，要先選定某一物體作為標(biāo)準(zhǔn)。如果一個物體的位置相對于這個標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了變化，就說它是運動的；如果沒有發(fā)生變化，就說它是靜止的。這個被選為標(biāo)準(zhǔn)的物體叫參照物參照物的選擇：參照物的選擇是任意的，但要根據(jù)需要和方便而定由于物體的描述與參照物有關(guān)，故物體的運動和靜止是相對的知識點三、機械運動的分類分類運動運動直線運動曲線運動勻速直線運動變速直線運動勻速直線運動：物體沿直線運動，如果在相等的時間內(nèi)通過的路程相等，運動快慢保持不變，這種運動叫勻速直線運動變速直線運動：物體沿直線運動，如果在相等的時間內(nèi)通過的路程不相等，運動快慢發(fā)生了變化，這種運動叫變速直線運動知識點四、速度定義：在物理學(xué)中，把路程與時間之比叫速度。速度等于運動物體在單位時間內(nèi)通過的路程物理意義：速度是表示物體運動快慢的物理量。物體運動得越快，速度越大；物體運動得越慢，速度越小公式：通常用s表示路程，t表示時間，用v表示速度，即v=單位：在國際單位制中，速度的單位是m/s或m?s-1（米每秒）。交通運輸中常用km/h（千米每小時）做單位。1m/s=3.6km/h勻速直線運動的圖像知識點五、速度公式的應(yīng)用速度公式及其變形公式變形公式：v=st如果知道速度、路程、時間三個量中的任意兩個，利用速度公式及其變形公式可計算出第三個量注意事項公式中速度、路程、時間三個量必須對應(yīng)于同一物體公式中速度、路程、時間三個量的單位必須統(tǒng)一到國際單位制下先進(jìn)行字母運算，再代入數(shù)值進(jìn)行計算（2023秋?江北區(qū)校級期中）寒假期間，小明與爸爸、媽媽一起駕駛小汽車回家，當(dāng)汽車在快速路上快速行駛時，小明卻感覺到自己是靜止的。則小明所選取的參照物是（）A．路對面駛過來的汽車 B．地面 C．路邊的樹 D．自家行駛的小汽車【解答】解：ABC、以路對面駛過來的汽車、地面、路邊的樹為參照物，小明的位置都發(fā)生了變化，是運動的，故ABC不符合題意；D、以自家行駛的小汽車為參照物，小明的位置沒有發(fā)生變化，是靜止的，故D符合題意。故選：D。（2023秋?北侖區(qū)校級期中）下列現(xiàn)象，屬于機械運動的是（）A．獵豹飛奔 B．時間流逝 C．小草長高 D．冰雪融化【解答】解：A、獵豹飛奔，獵豹的位置發(fā)生了變化，屬于機械運動，故A符合題意；B、時間流逝，不是物體位置的變化，不屬于機械運動，故B不符合題意；C、小草長高，屬于植物的生長，不屬于機械運動，故C不符合題意；D、冰雪融化是物態(tài)變化，不屬于機械運動，故D不符合題意。故選：A。（2023秋?北侖區(qū)校級期中）為了踐行“綠色環(huán)保”的生活理念，小張、小王、小李從同一地點A沿同一道路同時出發(fā)，最終都到達(dá)地點B，小張駕駛電瓶車以30km/h的速度勻速前進(jìn)，小王以5m/s的速度跑步勻速前進(jìn)，小李以每分鐘通過0.6km的速度騎自行車勻速前進(jìn)，則（）A．小張先到達(dá)B地 B．小王先到達(dá)B地 C．小李先到達(dá)B地 D．三人同時到達(dá)B地【解答】解：由題意知，v小張＝30km/h，v小王＝5m/s＝18km/h，v小李＝0.6km/min＝36km/h，由速度公式v=st可知，時間：t=s則小李的運動時間最短，小李最先到達(dá)B地，故C正確；故選：C。（2023秋?寧海縣期中）P、Q是同一直線上相距10m的兩點，甲、乙兩小車從P點出發(fā)向Q運動，它們運動的s﹣t圖象如圖所示，由圖象可知（）A．甲車速度小于乙車速度 B．經(jīng)過6s，乙車離P點10m C．甲車比乙車早3s通過Q點 D．經(jīng)過3s，甲、乙兩車相距6m【解答】解：A、由圖象可知，當(dāng)甲車和乙車都行駛10m的路程時，甲車的行駛時間是2.5s，乙車的行駛時間是5s，由于t甲＜t乙，所以v甲＞v乙，故選項A不正確；B、由圖象可知，當(dāng)時間為6s時，乙車行駛的路程是12m，此時乙車離P點（因為兩車都從P點出發(fā)，所以P點是圖象上的原點O）為12m，故選項B不正確；C、因為P、Q是同一直線上相距10m的兩點，所以P點是起點（圖象上是點O），Q點是終點（Q點位于縱軸的10m處）。那么當(dāng)兩車的縱坐標(biāo)都是10m時，甲車對應(yīng)的時間是2.5s，而乙車對應(yīng)的時間是5s，兩車相差的時間是t乙﹣t甲＝5s﹣2.5s＝2.5s，所以甲車比乙車早2.5s通過Q點，故選項C不正確；D、由圖象可知，當(dāng)時間為3s時，甲車行駛的路程是12m，乙車行駛的路程是6m，兩車相距s甲﹣s乙＝6m，故選項D正確。故選：D。（2023秋?奉化區(qū)校級期中）對于勻速直線運動的速度公式v=sA．物體運動的速度v越大，通過的路程s越長 B．物體運動的速度v越大，所用的時間t越少 C．物體運動的速度與路程成正比，與時間成反比 D．物體運動的速度的大小不變，與s、t的大小無關(guān)【解答】解：A、在相同時間下，速度越大，物體通過的路程一定越大。若時間不同，無法比較路程大小，故A錯誤；B、在相同路程下，速度越大，所用的時間t越少。若路程不同，無法比較時間長短，故B錯誤；C、物體做勻速直線運動時，速度大小保持不變，與路程和時間沒有比例關(guān)系，故C錯誤；D、勻速直線運動的運動速度保持不變，與路程、時間無關(guān)，故D正確。故選：D。（2023秋?海曙區(qū)校級期中）AB是一條平直公路上的兩塊路牌，一輛勻速行駛的汽車由右向左經(jīng)過B路牌時，一只小鳥恰自A路牌向B路牌勻速飛去，小鳥飛到汽車正上方立即折返，以原速率飛回A，過一段時間后，汽車也行駛到A。它們的時間與位置的關(guān)系如圖所示，圖中t2＝2t1，由圖可知（）A．小鳥的速度是汽車速度的兩倍 B．相遇時小鳥與汽車通過路程之比是3：1 C．小鳥飛行的總路程是汽車的3倍 D．小鳥和汽車在0～t2時間內(nèi)通過的路程相等【解答】解：設(shè)AB之間的距離為s，小鳥的速率是v1，汽車的速率是v2，由于小鳥飛到汽車正上方立即折返，以原速率飛回A，所以小鳥從出發(fā)到與汽車相遇的時間與汽車返回的時間相同，故它們相向運動的時間為t1則在小鳥和汽車相向運動的過程中：v1t12+v2即（v1+v2）t12對于汽車來說：v2t2＝s②又由題目知：t2＝2t1③聯(lián)立①②③可得：v1＝3v2，故A錯誤；小鳥和汽車相遇的時間為t，則相遇時汽車通過的路程：s2＝v2t相遇時小鳥飛行通過的路程：s1＝v1t＝3v2t＝3s2，故B正確，汽車通過的總路程：s2′＝v2t2小鳥飛行的總路程：s1′＝v1t1＝3v2t22=32故選：B。（2023秋?西湖區(qū)校級月考）甲、乙兩物體同時間地向東運動，運動的s﹣t圖象如圖所示，下列說法正確的是（）A．0～t1時間內(nèi)若選甲為參照物，則乙是向東運動 B．t1～t2時間內(nèi)甲為勻速直線運動，t2時刻甲、乙兩物體相遇 C．t2～t4時間內(nèi)甲的速度小于乙的速度 D．0﹣t4時間內(nèi)甲的平均速度比乙的平均速度大【解答】解：甲、乙兩物體同時同地向東運動；A、由圖可知，在0～t1時間內(nèi)，甲運動的路程比乙遠(yuǎn)，根據(jù)v=st可知，甲的速度比乙的速度大，所以以甲為參照物，乙向西運動，故B、由圖可知，在t1～t2時間內(nèi)，甲的運動圖象是一條平行于時間軸的直線，表示甲在這一時間段處于靜止?fàn)顟B(tài)，故B錯誤；C、由圖可知，在t2～t4時間內(nèi)，甲運動的路程比乙遠(yuǎn)，根據(jù)v=st可知，甲的平均速度比乙的平均速度大，故D、由圖可知，在0～t4時間內(nèi)，甲運動的路程比乙遠(yuǎn)，根據(jù)v=st可知，甲的平均速度比乙的平均速度大，故故選：D。（2023秋?義烏市期中）在研究“氣泡運動規(guī)律”實驗時，小科在細(xì)玻璃管中注入水，管中留一個小氣泡，讓玻璃管與水平面間保持不同的傾角，觀察氣泡的運動情況，如圖所示。氣泡的運動快慢到底與哪些因素有關(guān)呢？他做出了如下猜想：猜想一：跟氣泡的長度有關(guān)；猜想二：跟玻璃管與水平面的傾角有關(guān)。氣泡長度約2cm實驗序號傾角/°氣泡經(jīng)過AB段的時間/秒11522.523014.934512.246013.859019.9為了便于研究，她在玻璃管上做上記號A、B，測出氣泡經(jīng)過AB段的時間。實驗數(shù)據(jù)記錄如表。（1）實驗中所用刻度尺的最小刻度為2.5mm。（2）用上述器材探究氣泡的運動快慢與氣泡長度的關(guān)系，則需要控制傾角相同。（3）分析表中數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是氣泡長度相同時，當(dāng)傾角變大時，氣泡上升的速度先變大后變小，當(dāng)夾角為45度時，氣泡運動的速度最大?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，該刻度尺相鄰數(shù)字刻度之間的長度為5cm，鄰數(shù)字刻度之間的格數(shù)為20格，則最小刻度為5cm20=0.25cm，所以最小刻度為（2）根據(jù)控制變量法知：若用上述器材探究氣泡的運動快慢與氣泡長度的關(guān)系，則需要控制傾角相同，改變氣泡的長度；（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可以看出，氣泡長度相同時，當(dāng)傾角變大，氣泡在上升過程中，時間先變短再變長，根據(jù)知速度先變大后變小，當(dāng)夾角為45度時，氣泡運動的速度最大。故答案為：（1）2.5；（2）傾角；（3）氣泡長度相同時，當(dāng)傾角變大，氣泡上升的速度先變大后變小，當(dāng)夾角為45度時，氣泡運動的速度最大。（2023秋?余姚市校級期中）19.港珠澳大橋（如圖甲）全長55km，是世界上最長的跨海大橋，由引橋、跨海橋、海底隧道三部分組成，其中跨海橋長22.9km，海底隧道長6700m，大橋設(shè)計使用壽命120年，可抵御8級地震、16級臺風(fēng)、30萬噸船舶撞擊。圖乙是港珠澳大橋的限速牌。請根據(jù)以上信息，求：（1）當(dāng)汽車以最高限速行駛，通過港珠澳大橋全程需要多少時間？（2）若一輛通過海底隧道的小客車車長10m，車身完全在隧道中的時間為223s，請通過計算說明該車是否超速？（3）一車隊以90km/h的速度完全通過海底隧道，所用時間為280s，該車隊的長度為多少米？【解答】解：（1）從圖乙可知，限速v＝100km/h，由v=st=sv（2）客車通過海底隧道的路程：s′＝s﹣s車＝6700m﹣10m＝6690m，客車的速度：v′=s't'=6690m223s=可見，客車通過海底隧道時已經(jīng)超速。（3）車隊的速度v″＝90km/h＝25m/s，車隊完全通過海底隧道的路程s″＝v″t″＝25m/s×280s＝7000m，海底隧道的長度s′＝6700m，車隊的長度s車隊＝s″﹣s′＝7000m﹣6700m＝300m。（2023?金東區(qū)二模）南宋詩人陳與義乘船游覽汴河風(fēng)光后，寫下詩作《襄邑道中》，“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動，不知云與我俱東?！逼渲小芭P看滿天云不動”一句中，他選定的參照物是（）A．風(fēng) B．船 C．河水 D．榆堤【解答】解：在本題中船是向東運動的，而“臥看滿天云不動”是指“云與我”保持相對靜止，是說明詩人乘坐的船和云的運動速度和運動方向相同，所以詩人以船為參照物看云時，會認(rèn)為有“臥看滿天云不動”的效果，故ACD錯誤，B正確。故選：B。（2023?平湖市一模）如圖，車站內(nèi)并排停著甲、乙兩列動車，小金同學(xué)登上甲車，當(dāng)他坐定后看窗外，突然感到自己坐的甲車開動了，后來他發(fā)現(xiàn)自己坐的車沒動，而是乙車開走了。前后兩次判斷甲車的運動狀態(tài)中，小金選擇的參照物分別是（）A．甲車地面 B．乙車地面 C．甲車甲車 D．乙車乙車【解答】解：行駛的乙車與自己乘坐的甲車的位置不斷發(fā)生變化，坐在靜止的甲車中的人覺得自己坐的火車前進(jìn)了，所選的參照物是乙車，后來他發(fā)現(xiàn)自己坐的車沒動，所選的參照物是地面，故ACD錯誤，B正確。故選：B。（2023春?拱墅區(qū)期末）利用地震波中縱波和橫波的傳播速度不同可以監(jiān)測震源的位置。圖示兩條直線分別表示這兩種波從震源開始傳播的距離（s）與所用時間（t）的關(guān)系。若測得這兩種波先后到達(dá)某監(jiān)測站的時間間隔為10s，則震源到該監(jiān)測站的距離為（）A．10km B．25km C．50km D．75km【解答】解：由圖可知，縱波的速度為：v1=s1t1=25km5s測得這兩種波先后到達(dá)某監(jiān)測站的時間間隔為10s，假設(shè)震源到該監(jiān)測站的距離為s，由題意可得：sv2-sv解得：s＝75km。故選：D。（2023春?富陽區(qū)期末）甲、乙兩人各乘一臺升降機，甲看見樓房在勻速上升，乙也在勻速上升，乙看見樓房在勻速上升，甲在勻速下降，則他們相當(dāng)于地面（）A．甲上升，乙下降 B．甲下降，乙上升 C．甲乙都下降，但甲比乙慢 D．甲乙都下降，且甲比乙快【解答】解：甲、乙兩人均看到樓房在勻速上升，說明甲、乙相對于地面都是勻速下降的，甲同時也看到乙在勻速上升，說明甲的下降速度比乙快。故選：D。（2023春?金東區(qū)期中）在百米賽跑中，甲、乙兩計時員分別根據(jù)發(fā)令槍的煙霧和槍聲開始記錄同一運動員的成績，若甲的記錄結(jié)果為11.6s，則乙的記錄結(jié)果約為（）A．12.2s B．11.9s C．11.6s D．11.3s【解答】解：（1）光的傳播速度是3×108m/s，聲音的傳播速度v＝340m/s；因為光的傳播速度太快了，所以當(dāng)光從起點傳播到終點時，光的傳播時間是可以忽略的。由于聲音和冒煙是同時產(chǎn)生的，所以我們可以認(rèn)為當(dāng)人看見發(fā)令槍冒煙時，聲音從起點才開始傳播，那么聲音從起點傳播到乙計時員耳朵里的時間是：t=st（2）甲是看到發(fā)令槍冒煙開始計時的，比較準(zhǔn)確；乙是聽到聲音開始計時的，少記了0.3，因此乙記錄下來的成績?yōu)?1.6s﹣0.3s＝11.3s。故選：D。（2023?定海區(qū)三模）圖中的A、B、C、D分別是用照相機拍攝（每0.1s拍攝一次）的小球在四種不同運動狀態(tài)下的照片，其中小球做勻速直線運動的是（）A． B． C． D．【解答】解：A．圖中物體在相同時間內(nèi)的運動距離越來越大，不是勻速運動，故A不符合題意；B．圖中物體在相同時間間隔內(nèi)，通過的距離相同，是做勻速直線運動，故B符合題意；C．圖中物體下落速度在加快，故C不符合題意；D．圖中物體運動方向不斷發(fā)生變化，故D不符合題意。故選：B。（2023春?余杭區(qū)月考）如圖記錄了甲、乙兩輛汽車在平直公路上行駛時，在某段時間內(nèi)的運動過程，關(guān)于甲、乙兩車的運動情況，說法正確的是（）A．前300米內(nèi)甲車運動的時間大于乙車運動的時間 B．甲車運動的速度為20米每秒 C．乙車在做勻速直線運動 D．甲、乙兩車在20秒內(nèi)的平均速度相同【解答】解：A、由圖可知，甲車到達(dá)300m處所用的時間為15s，乙車到達(dá)300m處所用的時間也等于15s，所以甲、乙兩車前300m內(nèi)所用時間相等，故A錯誤；B、由圖可知，甲車在相同的時間內(nèi)通過的路程相等，說明甲車做勻速直線運動，甲車通過400m所用的時間為20s，所以甲車的速度：v=s甲t甲C、由圖可知，乙車在相同的時間內(nèi)通過的路程在變大，說明乙車在做變速運動，故C錯誤；D、甲在20s內(nèi)通過的路程s甲＝400m，乙在20s內(nèi)通過的路程s乙＝450m，即甲、乙兩車在相同的時間內(nèi)通過的路程不相等，則根據(jù)v=st可知，甲、乙兩車的平均速度不相同，故故選：B。（2023春?婺城區(qū)月考）甲、乙、丙三人在操場同一條跑道上進(jìn)行體育中考跑步訓(xùn)練，某時刻三人所處位置如圖①，10秒后，三人所處位置如圖②。若判斷甲是靜止的，則選取的參照物可能是（）A．乙 B．丙 C．跑道 D．旗桿【解答】解：若判斷甲是靜止的，則選取作為參照物的物體應(yīng)該相對甲位置沒有發(fā)生改變，故乙符合題意；丙、跑道、旗桿相對甲位置發(fā)生了改變，選其為參照物，甲是運動的，故不符合題意。故選：A。（2023?平陽縣模擬）如圖是小平周末同家人出門在路上行駛時的兩個畫面，判斷小平（甲車中）正在運動不能選擇的參照物是（）A．路面 B．路旁的廣告牌 C．駕駛車輛的爸爸 D．旁邊經(jīng)過的乙車輛【解答】解：ABD、選擇路面、路旁的廣告牌、旁邊經(jīng)過的乙車輛為參照物時，甲車的位置發(fā)生變化，可以判斷甲車中小平正在運動，故ABD不符合題意；B、選擇駕駛車輛的爸爸為參照物，小平的位置沒有發(fā)生變化，小平是靜止的，故C符合題意。故選：C。（2023春?義烏市校級月考）在農(nóng)村，夏天的池塘旁，蜻蜓點水是常見現(xiàn)象，蜻蜓點水后在水面上激起波紋。王帥同學(xué)研究了蜻蜓點水過程，他獲得一張俯視照片，該照片是蜻蜓連續(xù)三次點水過程中激起的波紋，形狀如圖。王帥同學(xué)利用秒表測得蜻蜓每隔1秒鐘點水一次。由圖可分析出當(dāng)時蜻蜓飛行的方向、速度以及水波傳播速度分別是（）A．向左、3m/s、2m/s B．向右、3m/s、1m/s C．向左、2.5m/s、1m/s D．向右、2.5m/s、1.5m/s【解答】解：根據(jù)如圖所示，蜻蜓連續(xù)三次點水過程中激起的波紋，若圓圈越小，則時間越短，所以飛行方向則為從大圓到小圓；因為蜻蜓連續(xù)三次點水后，小圓在右邊，所以蜻蜓向右飛行；蜻蜓第一次點水的位置在x1＝0，第三次點水的位置x3＝5m，所以蜻蜓從第一次點水到第三次點水通過的路程為s＝5m；因此蜻蜓的飛行速度v=st由圖可知，3次波的傳播速度相同，第一次波與第二次波的時間間隔1秒，傳播半徑差：4m﹣2.5m＝1.5m，則水波的傳播速度v1＝1.5m/s。故選：D。（2023春?西湖區(qū)校級期中）我國著名短跑運動員蘇炳添在某次百米賽跑中測得第5秒的速度為9.5m/s，第10秒到達(dá)終點的速度為（）A．在前5秒內(nèi)蘇炳添的平均速度為4.75m/s B．在后5秒內(nèi)蘇炳添的平均速度為5.1m/s C．在本次百米賽跑中蘇炳添的平均速度為10.0m/s D．在本次百米賽跑中蘇炳添的平均速度為9.85m/s【解答】解：A、在前5秒內(nèi)沒有運動員蘇炳添的路程，無法計算出其平均速度，故A錯誤；B、在后5秒內(nèi)沒有運動員蘇炳添的路程，無法計算出其平均速度，故B錯誤；CD、蘇炳添用10s時間跑完100m，那么在本次百米賽跑中它的平均速度為：v=st=100m10s=故選：C。（2023春?蕭山區(qū)月考）甲、乙兩輛小車同時從同一地點出發(fā)，其s﹣t圖象如圖所示，由圖象可知（）A．5～20秒乙車做勻速直線運動 B．0～5秒時間內(nèi)，乙車的速度比甲車的速度大 C．5～20時間內(nèi)，以甲車為參照物，乙車是靜止的 D．第15秒時，甲車與乙車速度相同【解答】解：A、由圖象知，5﹣20秒乙車處于靜止?fàn)顟B(tài)，故A錯誤；B、由圖象看出兩車在0～5s內(nèi)的圖象是一條斜線，表示兩車做的是勻速直線運動，且在相同時間內(nèi)乙車通過的路程大于甲車通過的路程，所以v乙＞v甲，故B正確；C、5～20時間內(nèi)，乙車靜止，甲車做勻速直線運動，所以，以甲車為參照物，乙車是運動的，故C錯誤；D、第15秒時，甲車做勻速直線運動，乙車靜止，即此時甲車的速度大于乙車的速度，故D錯誤；故選：B。（2020秋?鄞州區(qū)期中）某實驗小組在“測量物體運動的平均速度”實驗中，讓小球從斜面A點由靜止開始滾下，頻閃照相機記錄了小球在相同時間內(nèi)通過的路程，照片如圖甲所示：（1）依據(jù)照片可判斷，小球在做變速（選填“勻速”或“變速”）運動。（2）如果頻閃照相機每隔0.2s拍攝一次，并測得sAB＝5cm，sBC＝15cm，則小球在BC段的平均速度為0.75m/s，小球在AC段的平均速度為0.5m/s。（3）乙圖中能說明小球在斜面上運動情況的圖像是C（選填字母）。（4）小球在AD段運動過程中，經(jīng)過時間tAD中點時的速度為v1，經(jīng)過路程sAD中點時的速度為v2，則v1＜v2（選填“＞”“＜”或“＝”）?！窘獯稹拷猓海?）由圖甲可知，小球在斜面上運動時，在相同的時間內(nèi)運動的路程越來越遠(yuǎn)，所以小球做變速運動，且它的速度越來越大；（2）由圖甲可知，小球在BC段運動的時間：tBC＝0.2s，sBC＝15cm＝0.15m；小球在BC段的平均速度：vBC=sBC小球在AC段的運動時間：tAC＝2×0.2s＝0.4s，小球在AC段的運動路程：sAC＝sAB+sBC＝5cm+15cm＝20cm＝0.2m；小球在AC段的平均速度：vAC=sAC（3）根據(jù)甲可知，小球在斜面上的運動是加速運動，如圖