第11章运动和力.docx

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第11章运动和力

运动和力

11．1运动的描述

小明在窗前做作业，抬头看见小狗花花在树下晒太阳．不一会儿小明再向窗外望去，发现花花已躺在院墙下．小明笑了笑说：

“花花跑得真快呀！

”为什么小明没有看见小狗花花跑动，却说花花运动了呢？

智能提要

选取

问：

怎样判断物体是运动的还是静止的？

我们可以理解为“参照物上长着观察者的眼睛”，利用这一方法给我们判断参照物及其运动带来方便．

答：

要判断一个物体是否运动，可按以下步骤进行：

（1）首先，确定研究对象──被研究的物体．

（2）然后，根据题意选定一个参照物．

（3）最后，你就把自己放到这个参照物上去看研究的物体，从而得出物体的运动情况．

问：

为什么说运动和静止是相对的？

答：

物体是运动还是静止的取决于所选择的参照物，而参照物可以根据需要任意选择．对于同一物体而言，由于选定的参照物不同，所得出的结论会不同．例如，坐在行驶的汽车里的乘客，若以路边的树木为参照物，他是运动的，因为乘客位置相对于树在不断发生变化．若以车厢为参照物，他是静止的，因为乘客相对于车厢的位置没有发生变化．所以说运动和静止是相对的．

中考撷要

　从近几年的中考命题来看，本节考查的知识点是参照物的选择及运动状态的判断．由于运动和静止是相对的，对于不同的参照物，物体的运动状态会不同，所以只有分析研究对象与参照物之间的位置变化关系才能准确判断运动状态．

智能拓展

1．特殊的参照物

深受同学们喜爱的电视剧《西游记》里，常常有孙悟空腾云驾雾的镜头．它们是怎样拍摄的呢？

原来，影视摄影有多种多样的特技处理方法，其中有一种叫“背景拍摄法”，让演员站在平台上，做着飞行的动作，在他背后展现出蓝天和急速飘动的白云；摄影师把任务动作和流动的白云及下面的白烟一齐摄入镜头．放映时，观众把流动的背景当成了参照物，就感到孙悟空似乎在腾云驾雾了．

2．同步卫星

同步卫星是运行周期于地球自转周期相同，并以地球自转角速度绕地球南北轴运行的人造卫星．同步卫星相对地面是静止不动的，它必须在赤道平面内，沿着圆周轨道，自西向东绕地心旋转（与地球自转方向相同）．同步卫星的轨道高度35800km，运行速度3.067km/s，可覆盖三分之一以上地球表面，若以120°的经度间隔配置三颗同步卫星，则可覆盖极地以外的全球表面，同步卫星主要用于洲际通信、电视转播、气象观测和弹道导弹报警等．我国于1984年4月8日发射了第一颗试验通信卫星，定点于东经125°赤道上空，成为世界第五个自行发射同步卫星的国家．1986年2月1日，中国用“长征”3号火箭发射了第一颗实用通信广播卫星，定点于东经103°赤道上空．

在地球上看到的同步卫星并不是完全静止的．它在太阳、月球和其他天体引力作用的影响下，会产生不同方向的飘逸运动而偏离原来位置，这就需要卫星上的小发动机进行修正．卫星上能源耗完又得不到补充，漂移得不到修正，卫星将失去同步卫星的作用．

智能归例

题型一根据选定的参照物判断物体的运动情况，培养你应用所学知识处理实际问题的能力．

图11-1

例1观察图11-1中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（）

A．甲、乙两车一定向左运动

B．甲、乙两车一定向右运动

C．甲车可能运动，乙车可能向右运动

D．甲车可能静止，乙车向左运动

知识点判断物体的运动状态

闯关点拨由于运动的相对性，造成同样的现象，运动情况可能不同．

解图中房子相对于地面是静止的，烟向左飘，说明此时有风向左；对于甲车来说，甲车上的旗子向左飘，有三种可能的情况：

一是不动，二是甲车向右运动，三是甲车向左运动，但运动速度小于风速．对于乙车相对讲情况简单，只有乙车向左运动且车速大于风速．

答选D

物体被选定参照物后，你可以把自己放到该参照物上去观察．

例2一个人骑车由南向北行驶，这时有辆汽车也由南向北从他身旁疾驶而去，若以这辆车为参照物，此人（）

知识点根据选定的参照物判断物体的运动状态

闯关点拨关键是看研究的物体相对于选定的参照物的位置如何变化．

解骑车人和汽车都由南向北运动，是以地面为参照物的．汽车“疾驶而去”，说明汽车比人运动得快，现以汽车为参照物，骑车人在后退，即向南运动．

答选B

题型二本组题是题型一的逆过程，即：

已知物体的运动情况，找出所选定的参照物，培养你的逆向思维能力．

例1在行驶的火车中有一位乘客，他认为自己是静止的，是以下列哪个物体作为参照物的（）

A．路旁的电线杆B．火车的车厢

C．迎面驶来的火车D．火车路上的铁轨

知识点参照物的选择

闯关点拨得到的结论是“乘客是静止的”，关键是看乘客相对于谁的位置没有变化．

解乘客相对于“电线杆”、“迎面而来的火车”、“铁轨”的位置都在变化，只有相对于所乘的“火车车厢”的位置没有变化．

答选B

例2有位诗人坐船远眺，写下了著名的诗词：

“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎；仔细看山山不动，是船行．”诗人在诗词中前后两次对山的运动的描述，所选择的参照物分别是（　　）

A．风和水B．船和地面C．山和船D．风和地面

知识点参照物的选定

闯关点拨本题选了一句古诗，描述了一幅美妙、生动的画面，这看似矛盾的情境，蕴涵了丰富的物理知识．前一句“看山恰似走来迎”，这是诗人身在船上，以船为参照物，船在航行，山和船的位置不断发生变化，所以说山是运动的；后一句“仔细看山山不动，是船行”，诗人仔细一看，山与山之间、山与地面之间的位置没有发生变化，以地面为参照物，山是静止的．对照题中所给的选项，B是正确的．

本题考查诗中描述的运动所选择的参照物，充分体现了文理综合的新观念，对同学们的综合素质有一定的要求．

答选B

题型三能运用运动的相对性解释具体问题

例1黎明同学第一次乘火车旅行，他妈妈上车送行，正谈着，忽然听到一声长鸣，黎明只见并列的另一辆列车徐徐向后离去，于是，催促妈妈快下车．他妈妈朝窗外站台看了一眼，又看了看表说：

“别着急，我们的车还没有开动呢．”想一想，他们为什么会得出不同的结论？

知识点运动的相对性

闯关点拨由于运动的相对性，研究同一物体的运动状况，选取不同的参照物，得到的结论往往会不同．

解黎明同学是以另一辆刚离站的列车作为参照物的，得到的结论是自己所乘火车是运动的，而妈妈是以站台为参照物，得到的结论是火车是静止的，即由于他们选取了不同的参照物，故得到了不同的结论．

例2教材中图11.1-4（乙）是飞机在空中加油的情况，请你分析一下，这种加油方式在怎样的条件下才可能进行？

知识点运用运动的相对性解释实际问题

图11-2

闯关点拨要实现空中加油，必须使加油机和受油机相对静止．

答要让受油机有大型加油机在空中以同样速度同方向水平飞行．

中考典题精析

考题1坐在汽车里的乘客、司机和路旁的孩子们有如图11-2所示的对话，以下分析正确的是（）

（黑龙江省哈尔滨市2003年中考题）

A．孩子们认为汽车前进得快，是以汽车为参照物的

B．不论选什么作为参照物，乘客都是不动的

C．司机说乘客没动，是以汽车为参照物的

D．图画中的人物都是以地面为参照物来判断运动与否的

闯关点拨同一个人（乘客）相对于不同的观察者（司机、路旁的孩子们）来说，得到的运动情况截然不同，是由于两个不同的观察者以各自选定的不同参照物来研究乘客的运动情况．孩子们是以地面为参照物，认为汽车、司机、乘客前进得快；司机以汽车为参照物，认为自己、乘客都没有动．

答选C

智能训练

基础知识训练

1．某人坐在匀速向西行驶的列车中，以列车车厢为参照物，他是__________（选填：

“运动”或“静止”）的；此人看到路边的房屋向_________运动。

（题型一）

图11-3

2．“君到姑苏见，人家尽枕河”，为迎接联合国“世界遗产大会”在苏州召开，经改建后，姑苏城内外河畔的景色更加秀丽迷人，对于坐在行驶于河中游船上的游客而言，若以河岸为参照物，他是__________的；以游船为参照物，他是___________的。

（题型一）

3．如图11-3，兰兰在商场乘电梯上楼。

以电梯的扶手为参照物，她是的，以所站立的台阶为参照物，她是的。

（题型一）

4．在放学回家的路上，小刚于小明并肩行走，以为参照物，小明是静止的．（题型二）

5．航天飞机在太空于宇宙空间站对接时，两者在空中飞行的速度大小和方向必须，此时两物体间彼此处于相对状态．（题型三）

6．坐在向东行驶的甲汽车里的乘客，看到路旁的树木向后退去，同时又看到乙汽车也从甲汽车旁向后退去，择乙汽车的运动情况是

（要求至少答出两种情况）（题型三）

7．某人坐在快速航行的船内，若说他是静止的，则所选择的参照物是（）（题型二）

A．河岸B．船C．河水D．岸边的树

8．在沅江上，有一人坐在橡皮艇上顺流下漂，以下说法正确的是（）（题型一）

A．以橡皮艇为参照物，人是运动的；B．以江岸为参照物，人是运动的；

C．以人为参照物，江岸是静止的；D．以橡皮艇为参照物，江水是运动的；

9．如图11-4所示，一辆装有货物的汽车在上平路面上向东行驶，请根据表格要求，判断物体是运动的还是静止的，运动方向如何？

图11-4

参照物

物体

汽车

货物

树

汽车

货物

树

（题型一）

综合提高训练

图11-5

．图11-5中的（a）和（b）是从同一位置、同一角度先后摄下的两张照片，坐在石块上的小女孩看到，编号为______和______的小孩运动了，这位小女孩所选的参照物是______。

2．“乌云遮住月亮，月亮钻出云层”。

前句是以__________为参照物，后句是以_______________为参照物。

（题型二）

3．“刻舟求剑”是人人皆知的典故。

郑人之所以没有通过“刻舟”而求得剑，是由于他不懂得_________________的物理知识所致。

4．无风天，甲船上的人感到有南风吹来，这表明甲船正在向运动；乙船上的人感到吹西北风，择乙船正在向运动．（题型三）

5．据说，第一次世界大战期间，有名法国飞行员，在2000m高空飞行时，发现飞机旁有一条“小虫”正以同样的速度同行，他伸手抓来一看，大吃一惊！

原来是一颗德国制造的子弹．此时飞机与子弹彼此间保持了相对，在这瞬间，以作参照物，子弹保持不动．（题型三）

5．在电视连续剧《西游记》里，常常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头，这通常是采用“背景拍摄法”：

让“孙悟空”站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄人镜头。

放映时，观众就感觉到孙悟空在腾云驾雾。

这里，观众所选的参照物是

（）（题型二）

A．“孙悟空”B．平台C．飘动的白云D．烟雾

6．李白在《望天门山》中写道：

“两岸青山相对出，孤帆一片日边来．”这两句名诗中描写“青山”与“孤帆”运动选择的参照物分别是（）（题型二）

A．帆船、河岸B．河岸、帆船

C．青山、太阳D．青山、划船的人

7．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，则下列说法中正确的是（）（题型一）

A．以甲车为参照物，乙车向东，丙车向西行驶

B．以甲车为参照物，乙、丙两车都向西行驶

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

8．汽车由西向东匀速行驶，车上的乘客看到窗外的雨是竖直下落的，那么在地面上的人看来，雨滴的下落方向是（）（题型三）

A．竖直下落B．斜向东下落

C．斜向西下落D．斜向南下落或斜向北下落

9．甲、乙两车并排停在车站．后来，坐在甲车内的小张看到窗外的树木向西移动；坐在乙车内的小李看到小张不动，那么由此可知（）（题型二）

A．甲车向东开动，乙车不动

B．甲、乙两车同时以相同的速度向西开动

C．甲、乙两车以相同的速度向东开动，且小李观察小张时是以大地为参照物的

D．甲、乙两车以相同的速度向东开动，且小李观察小张时是以他自己为参照物的

10．A、B、C三列火车在一个车站（如图11-6所示），A车上的乘客看到B车向东运动，B车上的乘客看到C车和站台都向东运动，C车上的乘客看到A车向西运动．站台上的人看A、B、C三列火车各向什么方向运动？

（题型三）

图11-6

11．2运动的快慢

世界游泳锦标赛男子50m自由泳决赛正在紧张地进行着！

观众看到前面两位运动员几乎同时触壁到达了终点，到底谁是冠军呢？

裁判员很快就有了结论，你知道裁判员是怎么判断谁快、谁慢的吗？

智能提要

匀速直线运动的概念

问：

怎样理解速度的概念？

答：

速度是用来描述物体运动快慢的物理量，是物体在单位时间内通过的路程的多少．比较物体运动快慢通常有两种方法：

①在相同时间内比较物体通过的路程②在相同的路程内，比较物体运动所需的时间．

问：

在利用速度公式及其变形公式解题时，需要注意哪些问题？

答：

需要注意以下几点：

（1）要写出依据的公式；

（2）应该统一单位；

（3）将已知条件代入公式时，既要代数值，又要代单位．

问：

怎样正确全面地理解匀速直线运动？

答：

（1）定义：

物体沿着直线快慢不变的运动．

（2）特点：

作匀速直线运动的物体，在任何一段相等的时间内，通过的路程是相等的．在任何时刻、任何一段路程内，速度都是相等的．

（3）计算：

作匀速直线运动的物体，速度大小可用公式v=s/t求出，但速度的大小与s、t的大小无关．

注意：

平均速度并不是速度的平均值．

问：

怎样理解变速直线运动和平均速度？

答：

（1）速度变化的直线运动叫做变速直线运动．

（2）平均速度可以粗略地反映作变速直线运动物体的运动快慢．

（3）平均速度可用公式

求出．

（4）计算平均速度时，式中的路程s和时间t要一一对应，不能张冠李戴，因不同路程（或时间）内的平均速度不同，故计算平均速度时一定要指明是哪段路程（或时间）内的．

问：

怎样用图像来表示匀速直线运动的规律？

答：

（1）用横坐标表示时间，纵坐标表示路程，就得到了路程—时间图像．（如图a）

（2）用横坐标表示时间，纵坐标表示速度，就得到了速度—时间图像．（如图b）

图a图b

中考撷要

最近的中考中，联系实际求速度或时间的试题出现的频率较高．求解该类试题时，先要审清题意，找到对我们有用的信息，再根据题意画出简图，找出隐含的条件，从未知入手，逐步推至已知条件，从而确定解题思路．

智能拓展

1．在太阳系中人什么时候的运动速度较快

巴黎某报纸曾登载过一则广告，内容是：

“只要你寄出25生丁（Centime，法国及瑞士的钱币单位，相当于1％法郎），你就可到星际去旅行。

”有位老实人一看了这则广告，立刻寄去了25生丁，结果他收到了这样的一封回信：

“请你静静地躺在床上，脑中想象着地球自转的情形，按巴黎的纬度（北纬49度），你一昼夜可走2.5万千米以上，好好地享受吧!

如果还想观赏风景，那就拉开窗帘，你可以看到物换星移的奇妙景象。

”

图11-7

这位刊登广告的人，显然是个骗子，最后，他被控以欺诈罪，罚款了事。

被判刑的时候，他还用幽默的语气引用伽利略的名言说：

“可是，地球确实在转动啊!

”从另一个角度来看，被告说得也挺有道理的啊！

生活在地球上的人，的确是随时都在作“星际旅行”。

地球一面绕着太阳公转，一面又以每秒30千米的速度自转，这是众所周知的事。

这里还有一个问题不知各位是否想过，那就是地球究竟是白天转得快，还是晚上转得快呢?

两种运动—起作用的结果，会因我们身处于地球的迎光面或背光面的不同而有所不同。

由图11-7可知，地球在半夜的运动速度等于自转速度加公转速度，中午则恰巧相反，要从公转速度中减掉自转速度。

换言之，人在太阳系中运动的速度，半夜要比中午快。

赤道上的各点，以每秒0.5千米的速度自转，因此，赤道上中午和半夜的速度差为0.5×2千米／秒=l千米／秒。

凡是学过几何的人都知道，在北纬60度的圣彼得堡，昼夜的速度差为1千米／秒的一半，也就是半千米每秒，这是很容易就能算出来的。

就是说，住在圣彼得堡的人，在太阳系中的运动速度，半夜比中午每秒快0.5千米。

2．小鸟到底飞了多远？

甲、乙两地相距10km，A船以10km/h的速度从甲地开出，向乙地匀速前进，同时B船以15km/h的速度从乙地开出，向甲地匀速前进．在两船匀速开出的同时，一只小鸟从甲地出发，以60km/h的速度向乙地匀速飞行，当它遇到B船后立即以同样大小的速度反向飞行，遇到A船后再次反向飞行，如此反复，直到两船相遇时，小鸟一共飞行了多少距离？

这是三个物体同时匀速运动的问题．小鸟在两船之间往返飞行，且两船也在靠近．如果将小鸟每次来回通过的路程依次求出再相加，这样计算不仅繁琐，且没有尽头．你有什么好的方法来解决这个问题吗？

思路点拨从两船开始相向运动到相遇的这段时间内，小鸟一直在飞，即小鸟飞行的时间t1，等于两船开始运动到相遇所用的时间t2，只要求出t2，就能很简单地求出小鸟一共飞行了多少距离．

3．汽车速度计是怎样测车速的

图11-8

汽车司机总是通过观察面前的速度计，来知道汽车行驶的速度的。

汽车的速度计是怎样测量车速的呢？

汽车速度计实际上是通过测量汽车驱动轮的转动速度换算来的。

测量速度的仪器很多，其中一种是“电磁式”速度计。

他的主要构造如图11-8所示，汽车前进时，通过传动机构，将汽车驱动轮的转动传到速度计的主轴1，转轴1上端固定着一块永磁体2，磁体外面罩着铝罩3，铝罩3与指针5固定在针轴4上，针轴4上连接着游丝弹簧6。

当永磁体随着车轮旋转时，在铝罩中会有感应电流产生，永磁体对感应电流的作用力使铝罩转动，转动的铝罩使连着它的游丝弹簧扭转一个角度，从而产生阻碍铝罩继续转动的力，铝罩在转动一个角度后停了下来达到平衡，此时固定在铝罩上的指针也就指着某一个位置。

车速越大，永磁体转动越快，所产生的感应电流越大，铝罩转过的角度越大，指针偏转越多。

因此，在表盘7上刻上相应的车速值，就可以从指针的偏转角度指示车速了。

智能归例

题型一本组题考查速度的概念及运动快慢的比较方法

例日常生活中我们常用两种方法来比较物体运动的快慢，请借助图11-9中的短跑比赛来说明这两种方法：

a图表明____________；

图11-9

b图表明____________.

知识点速度的概念

闯关点拨比较物体运动快慢通常有两种方法：

①在相同时间内比较物体通过的路程；②在相同的路程内比较物体运动所需的时间．

解　　由ａ图可以看出他们运动的时间是相同的，但他们所通过的路程不相同，所以由ａ图可以表明：

在相同时间内，通过的路程越长，物体运动越快．由b图可以看出他们通过的路程是相同的，但他们所用的时间不相同，所以由b图可以表明：

在通过相同的路程时，物体所用时间越短，运动越快．

题型二知道速度的单位，并会进行速度单位的换算

例1建在公路边的速度标志牌写着60km/h，它表示经过这一路程的车速不允许超过这个速度，这个速度合多少m/s？

知识点速度的单位及其换算

闯关点拨方法一：

将km换算成m，即1km=1000m，同时将h换算成s，即1h=3600s．再运算得出结果．方法二：

利用1m/s=3.6km/h倒算，即

．

解解法一：

．

解法二：

．

例2甲、乙、丙、丁四个物体的速度分别是10m/s，18km/h，450cm/s，1200cm/min，则由大到小的顺序是（　　　）

A．υ丁＞υ丙＞υ乙＞υ甲B．υ甲＞υ乙＞υ丙＞υ丁

C．υ甲＞υ乙＞υ丁＞υ丙D．υ乙＞υ甲＞υ丙＞υ丁

知识点速度单位的换算，比较速度的大小

闯关点拨要比较速度的大小，应先统一单位．可把单位都换算成m/s．

解υ乙=

υ丙=450cm/s=450

υ丁=

所以：

υ甲＞υ乙＞υ丙＞υ丁

答选B

题型三会用速度公式进行简单的计算

例1长200m的火车以43.2km/h的速度匀速行驶在京九线上，当它穿越1000m长的隧道时，所需的时间是．

知识点用速度公式进行简单的计算

用作示意图的方法来分析物理量间的关系，对解题很有帮助．

闯关点拨

（1）解本题的关键是确定火车穿越隧道时，通过的路程是多少．

（2）解题过程中要注意统一单位．由于路程单位是m，可以将速度单位km/h换算成m/s．

解由图11-10可知火车穿过隧道时通过的路程是火车的长度与隧道长度之和．

图11-10

即s=L隧道+L车=200m+1000m=1200m

又υ=

所以：

．

[变形题1]一火车以12m/s的速度匀速穿过1000m长的隧道，所用的时间为100s，求火车的长度．

答200m．

[变形题2]一长为200m的火车匀速穿过1000m长的隧道，所用的时间为100s，求火车的速度．

答12m/s．

准确找出时间关系是关键．

例2人急行的速度大约是2m/s，人急行横过6m宽的马路所需要是时间大约是s；汽车的行驶速度如果是10m/s，人至少要在距行驶过来的汽车m处开始穿越马路．

知识点利用速度公式有关的计算，解决简单的实际问题

闯关点拨

（1）人能安全穿过马路的条件是：

汽行驶过来的时间至少等于人横过马路所用的时间，

即t车=t人．

解

（1）

．

（2）t车=t人=3s，s车=υ车t车=10m/s×3s=30m．

题型四会判断物体的运动是否是匀速直线运动，理解匀速直线运动的概念

例一辆摩托车作直线运动，1s内走10m，2s内走20m，3s内走30m……，则此车的运动是（）

A．一定是匀速直线运动B．一定是变速直线运动

C．可能是匀速直线运动D．以上答案都不正确

知识点匀速直线运动的概念

闯关点拨根据匀速直线运动的概念可知“作匀速直线运动的物体，在任何相等的时间内通过的路程都相等．

解从表面上看，摩托车每1s通过的路程都相等，但每0.1s内通过的路程是否一定相等呢？

在其他任何相等的时间内的情况又如何都不得而知，因此不能确定其运动情况．

答选C

[拓展题]探究物体运动快慢，可以将物体将要通过的路程分成若干段，再分别测量物体通过每段路程所需的时间。

如图11-11所示，将运动员跑步的路程分成长度相同的三段，由图中秒表可知运动员通过每段路程所需时间，从图中可见运动员在此运动过程中的速度是（）

A.不变B.变大C.变小D.先减小后增大

图11-11

析本题考查的要点是如何比较物体的运动快慢。

比较物体的快慢方法很多，本题采用的是相等的路程比较时间的方法，从图中可以看出，从10m到70m的三段相同路程中，从计时开始观察秒表的示数变化，可以发现在三段相等的路程内，运动时间分别为10s。

由此可以判断出，在相等的时间内运动员通过的路程相等，或者说在相同的路程内运动时间相等，即运动员做匀速直线运动。

答本题的正确答案应为A．

题型五会利用图像分析解决运动问题

例物体做匀速直线运动时，路程与时间的关系为s=υt，在图11-12中，甲、乙两直线分别是两运动物体的路程s和时间t关系的图像，由图可知两运动物体的速度大小关系是（）

A．υ甲＞υ乙B．υ甲＜υ乙

C．υ甲＜υ乙D．条件不足，无法确定

（a）图11-12（b）（c）

知识点利用图像解运动问题

闯关点拨利用速度图像、路程图像分析问题时，注意每一点都有对应的路程速度、时间．

利