3.1 机械运动（解析版）

3.1机械运动知识点一、机械运动物理学中，把物体空间位置的变化（一个物体相对于另一个物体位置的变化）叫机械运动，简称运动知识点二、参照物定义：在研究物体的运动时，要先选定某一物体作为标准。如果一个物体的位置相对于这个标准发生了变化，就说它是运动的；如果没有发生变化，就说它是静止的。这个被选为标准的物体叫参照物参照物的选择：参照物的选择是任意的，但要根据需要和方便而定由于物体的描述与参照物有关，故物体的运动和静止是相对的知识点三、机械运动的分类分类运动运动直线运动曲线运动匀速直线运动变速直线运动匀速直线运动：物体沿直线运动，如果在相等的时间内通过的路程相等，运动快慢保持不变，这种运动叫匀速直线运动变速直线运动：物体沿直线运动，如果在相等的时间内通过的路程不相等，运动快慢发生了变化，这种运动叫变速直线运动知识点四、速度定义：在物理学中，把路程与时间之比叫速度。速度等于运动物体在单位时间内通过的路程物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量。物体运动得越快，速度越大；物体运动得越慢，速度越小公式：通常用s表示路程，t表示时间，用v表示速度，即v=单位：在国际单位制中，速度的单位是m/s或m•s-1（米每秒）。交通运输中常用km/h（千米每小时）做单位。1m/s=3.6km/h匀速直线运动的图像知识点五、速度公式的应用速度公式及其变形公式变形公式：v=st如果知道速度、路程、时间三个量中的任意两个，利用速度公式及其变形公式可计算出第三个量注意事项公式中速度、路程、时间三个量必须对应于同一物体公式中速度、路程、时间三个量的单位必须统一到国际单位制下先进行字母运算，再代入数值进行计算（2023秋•江北区校级期中）寒假期间，小明与爸爸、妈妈一起驾驶小汽车回家，当汽车在快速路上快速行驶时，小明却感觉到自己是静止的。则小明所选取的参照物是（）A．路对面驶过来的汽车 B．地面 C．路边的树 D．自家行驶的小汽车【解答】解：ABC、以路对面驶过来的汽车、地面、路边的树为参照物，小明的位置都发生了变化，是运动的，故ABC不符合题意；D、以自家行驶的小汽车为参照物，小明的位置没有发生变化，是静止的，故D符合题意。故选：D。（2023秋•北仑区校级期中）下列现象，属于机械运动的是（）A．猎豹飞奔 B．时间流逝 C．小草长高 D．冰雪融化【解答】解：A、猎豹飞奔，猎豹的位置发生了变化，属于机械运动，故A符合题意；B、时间流逝，不是物体位置的变化，不属于机械运动，故B不符合题意；C、小草长高，属于植物的生长，不属于机械运动，故C不符合题意；D、冰雪融化是物态变化，不属于机械运动，故D不符合题意。故选：A。（2023秋•北仑区校级期中）为了践行“绿色环保”的生活理念，小张、小王、小李从同一地点A沿同一道路同时出发，最终都到达地点B，小张驾驶电瓶车以30km/h的速度匀速前进，小王以5m/s的速度跑步匀速前进，小李以每分钟通过0.6km的速度骑自行车匀速前进，则（）A．小张先到达B地 B．小王先到达B地 C．小李先到达B地 D．三人同时到达B地【解答】解：由题意知，v小张＝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，时间：t=s则小李的运动时间最短，小李最先到达B地，故C正确；故选：C。（2023秋•宁海县期中）P、Q是同一直线上相距10m的两点，甲、乙两小车从P点出发向Q运动，它们运动的s﹣t图象如图所示，由图象可知（）A．甲车速度小于乙车速度 B．经过6s，乙车离P点10m C．甲车比乙车早3s通过Q点 D．经过3s，甲、乙两车相距6m【解答】解：A、由图象可知，当甲车和乙车都行驶10m的路程时，甲车的行驶时间是2.5s，乙车的行驶时间是5s，由于t甲＜t乙，所以v甲＞v乙，故选项A不正确；B、由图象可知，当时间为6s时，乙车行驶的路程是12m，此时乙车离P点（因为两车都从P点出发，所以P点是图象上的原点O）为12m，故选项B不正确；C、因为P、Q是同一直线上相距10m的两点，所以P点是起点（图象上是点O），Q点是终点（Q点位于纵轴的10m处）。那么当两车的纵坐标都是10m时，甲车对应的时间是2.5s，而乙车对应的时间是5s，两车相差的时间是t乙﹣t甲＝5s﹣2.5s＝2.5s，所以甲车比乙车早2.5s通过Q点，故选项C不正确；D、由图象可知，当时间为3s时，甲车行驶的路程是12m，乙车行驶的路程是6m，两车相距s甲﹣s乙＝6m，故选项D正确。故选：D。（2023秋•奉化区校级期中）对于匀速直线运动的速度公式v=sA．物体运动的速度v越大，通过的路程s越长 B．物体运动的速度v越大，所用的时间t越少 C．物体运动的速度与路程成正比，与时间成反比 D．物体运动的速度的大小不变，与s、t的大小无关【解答】解：A、在相同时间下，速度越大，物体通过的路程一定越大。若时间不同，无法比较路程大小，故A错误；B、在相同路程下，速度越大，所用的时间t越少。若路程不同，无法比较时间长短，故B错误；C、物体做匀速直线运动时，速度大小保持不变，与路程和时间没有比例关系，故C错误；D、匀速直线运动的运动速度保持不变，与路程、时间无关，故D正确。故选：D。（2023秋•海曙区校级期中）AB是一条平直公路上的两块路牌，一辆匀速行驶的汽车由右向左经过B路牌时，一只小鸟恰自A路牌向B路牌匀速飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A，过一段时间后，汽车也行驶到A。它们的时间与位置的关系如图所示，图中t2＝2t1，由图可知（）A．小鸟的速度是汽车速度的两倍 B．相遇时小鸟与汽车通过路程之比是3：1 C．小鸟飞行的总路程是汽车的3倍 D．小鸟和汽车在0～t2时间内通过的路程相等【解答】解：设AB之间的距离为s，小鸟的速率是v1，汽车的速率是v2，由于小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A，所以小鸟从出发到与汽车相遇的时间与汽车返回的时间相同，故它们相向运动的时间为t1则在小鸟和汽车相向运动的过程中：v1t12+v2即（v1+v2）t12对于汽车来说：v2t2＝s②又由题目知：t2＝2t1③联立①②③可得：v1＝3v2，故A错误；小鸟和汽车相遇的时间为t，则相遇时汽车通过的路程：s2＝v2t相遇时小鸟飞行通过的路程：s1＝v1t＝3v2t＝3s2，故B正确，汽车通过的总路程：s2′＝v2t2小鸟飞行的总路程：s1′＝v1t1＝3v2t22=32故选：B。（2023秋•西湖区校级月考）甲、乙两物体同时间地向东运动，运动的s﹣t图象如图所示，下列说法正确的是（）A．0～t1时间内若选甲为参照物，则乙是向东运动 B．t1～t2时间内甲为匀速直线运动，t2时刻甲、乙两物体相遇 C．t2～t4时间内甲的速度小于乙的速度 D．0﹣t4时间内甲的平均速度比乙的平均速度大【解答】解：甲、乙两物体同时同地向东运动；A、由图可知，在0～t1时间内，甲运动的路程比乙远，根据v=st可知，甲的速度比乙的速度大，所以以甲为参照物，乙向西运动，故B、由图可知，在t1～t2时间内，甲的运动图象是一条平行于时间轴的直线，表示甲在这一时间段处于静止状态，故B错误；C、由图可知，在t2～t4时间内，甲运动的路程比乙远，根据v=st可知，甲的平均速度比乙的平均速度大，故D、由图可知，在0～t4时间内，甲运动的路程比乙远，根据v=st可知，甲的平均速度比乙的平均速度大，故故选：D。（2023秋•义乌市期中）在研究“气泡运动规律”实验时，小科在细玻璃管中注入水，管中留一个小气泡，让玻璃管与水平面间保持不同的倾角，观察气泡的运动情况，如图所示。气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢？他做出了如下猜想：猜想一：跟气泡的长度有关；猜想二：跟玻璃管与水平面的倾角有关。气泡长度约2cm实验序号倾角/°气泡经过AB段的时间/秒11522.523014.934512.246013.859019.9为了便于研究，她在玻璃管上做上记号A、B，测出气泡经过AB段的时间。实验数据记录如表。（1）实验中所用刻度尺的最小刻度为2.5mm。（2）用上述器材探究气泡的运动快慢与气泡长度的关系，则需要控制倾角相同。（3）分析表中数据，可得出的结论是气泡长度相同时，当倾角变大时，气泡上升的速度先变大后变小，当夹角为45度时，气泡运动的速度最大。【解答】解：（1）由图可知，该刻度尺相邻数字刻度之间的长度为5cm，邻数字刻度之间的格数为20格，则最小刻度为5cm20=0.25cm，所以最小刻度为（2）根据控制变量法知：若用上述器材探究气泡的运动快慢与气泡长度的关系，则需要控制倾角相同，改变气泡的长度；（3）根据表格中数据可以看出，气泡长度相同时，当倾角变大，气泡在上升过程中，时间先变短再变长，根据知速度先变大后变小，当夹角为45度时，气泡运动的速度最大。故答案为：（1）2.5；（2）倾角；（3）气泡长度相同时，当倾角变大，气泡上升的速度先变大后变小，当夹角为45度时，气泡运动的速度最大。（2023秋•余姚市校级期中）19.港珠澳大桥（如图甲）全长55km，是世界上最长的跨海大桥，由引桥、跨海桥、海底隧道三部分组成，其中跨海桥长22.9km，海底隧道长6700m，大桥设计使用寿命120年，可抵御8级地震、16级台风、30万吨船舶撞击。图乙是港珠澳大桥的限速牌。请根据以上信息，求：（1）当汽车以最高限速行驶，通过港珠澳大桥全程需要多少时间？（2）若一辆通过海底隧道的小客车车长10m，车身完全在隧道中的时间为223s，请通过计算说明该车是否超速？（3）一车队以90km/h的速度完全通过海底隧道，所用时间为280s，该车队的长度为多少米？【解答】解：（1）从图乙可知，限速v＝100km/h，由v=st=sv（2）客车通过海底隧道的路程：s′＝s﹣s车＝6700m﹣10m＝6690m，客车的速度：v′=s't'=6690m223s=可见，客车通过海底隧道时已经超速。（3）车队的速度v″＝90km/h＝25m/s，车队完全通过海底隧道的路程s″＝v″t″＝25m/s×280s＝7000m，海底隧道的长度s′＝6700m，车队的长度s车队＝s″﹣s′＝7000m﹣6700m＝300m。（2023•金东区二模）南宋诗人陈与义乘船游览汴河风光后，写下诗作《襄邑道中》，“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东。”其中“卧看满天云不动”一句中，他选定的参照物是（）A．风 B．船 C．河水 D．榆堤【解答】解：在本题中船是向东运动的，而“卧看满天云不动”是指“云与我”保持相对静止，是说明诗人乘坐的船和云的运动速度和运动方向相同，所以诗人以船为参照物看云时，会认为有“卧看满天云不动”的效果，故ACD错误，B正确。故选：B。（2023•平湖市一模）如图，车站内并排停着甲、乙两列动车，小金同学登上甲车，当他坐定后看窗外，突然感到自己坐的甲车开动了，后来他发现自己坐的车没动，而是乙车开走了。前后两次判断甲车的运动状态中，小金选择的参照物分别是（）A．甲车地面 B．乙车地面 C．甲车甲车 D．乙车乙车【解答】解：行驶的乙车与自己乘坐的甲车的位置不断发生变化，坐在静止的甲车中的人觉得自己坐的火车前进了，所选的参照物是乙车，后来他发现自己坐的车没动，所选的参照物是地面，故ACD错误，B正确。故选：B。（2023春•拱墅区期末）利用地震波中纵波和横波的传播速度不同可以监测震源的位置。图示两条直线分别表示这两种波从震源开始传播的距离（s）与所用时间（t）的关系。若测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s，则震源到该监测站的距离为（）A．10km B．25km C．50km D．75km【解答】解：由图可知，纵波的速度为：v1=s1t1=25km5s测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s，假设震源到该监测站的距离为s，由题意可得：sv2-sv解得：s＝75km。故选：D。（2023春•富阳区期末）甲、乙两人各乘一台升降机，甲看见楼房在匀速上升，乙也在匀速上升，乙看见楼房在匀速上升，甲在匀速下降，则他们相当于地面（）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、乙两人均看到楼房在匀速上升，说明甲、乙相对于地面都是匀速下降的，甲同时也看到乙在匀速上升，说明甲的下降速度比乙快。故选：D。（2023春•金东区期中）在百米赛跑中，甲、乙两计时员分别根据发令枪的烟雾和枪声开始记录同一运动员的成绩，若甲的记录结果为11.6s，则乙的记录结果约为（）A．12.2s B．11.9s C．11.6s D．11.3s【解答】解：（1）光的传播速度是3×108m/s，声音的传播速度v＝340m/s；因为光的传播速度太快了，所以当光从起点传播到终点时，光的传播时间是可以忽略的。由于声音和冒烟是同时产生的，所以我们可以认为当人看见发令枪冒烟时，声音从起点才开始传播，那么声音从起点传播到乙计时员耳朵里的时间是：t=st（2）甲是看到发令枪冒烟开始计时的，比较准确；乙是听到声音开始计时的，少记了0.3，因此乙记录下来的成绩为11.6s﹣0.3s＝11.3s。故选：D。（2023•定海区三模）图中的A、B、C、D分别是用照相机拍摄（每0.1s拍摄一次）的小球在四种不同运动状态下的照片，其中小球做匀速直线运动的是（）A． B． C． D．【解答】解：A．图中物体在相同时间内的运动距离越来越大，不是匀速运动，故A不符合题意；B．图中物体在相同时间间隔内，通过的距离相同，是做匀速直线运动，故B符合题意；C．图中物体下落速度在加快，故C不符合题意；D．图中物体运动方向不断发生变化，故D不符合题意。故选：B。（2023春•余杭区月考）如图记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时，在某段时间内的运动过程，关于甲、乙两车的运动情况，说法正确的是（）A．前300米内甲车运动的时间大于乙车运动的时间 B．甲车运动的速度为20米每秒 C．乙车在做匀速直线运动 D．甲、乙两车在20秒内的平均速度相同【解答】解：A、由图可知，甲车到达300m处所用的时间为15s，乙车到达300m处所用的时间也等于15s，所以甲、乙两车前300m内所用时间相等，故A错误；B、由图可知，甲车在相同的时间内通过的路程相等，说明甲车做匀速直线运动，甲车通过400m所用的时间为20s，所以甲车的速度：v=s甲t甲C、由图可知，乙车在相同的时间内通过的路程在变大，说明乙车在做变速运动，故C错误；D、甲在20s内通过的路程s甲＝400m，乙在20s内通过的路程s乙＝450m，即甲、乙两车在相同的时间内通过的路程不相等，则根据v=st可知，甲、乙两车的平均速度不相同，故故选：B。（2023春•婺城区月考）甲、乙、丙三人在操场同一条跑道上进行体育中考跑步训练，某时刻三人所处位置如图①，10秒后，三人所处位置如图②。若判断甲是静止的，则选取的参照物可能是（）A．乙 B．丙 C．跑道 D．旗杆【解答】解：若判断甲是静止的，则选取作为参照物的物体应该相对甲位置没有发生改变，故乙符合题意；丙、跑道、旗杆相对甲位置发生了改变，选其为参照物，甲是运动的，故不符合题意。故选：A。（2023•平阳县模拟）如图是小平周末同家人出门在路上行驶时的两个画面，判断小平（甲车中）正在运动不能选择的参照物是（）A．路面 B．路旁的广告牌 C．驾驶车辆的爸爸 D．旁边经过的乙车辆【解答】解：ABD、选择路面、路旁的广告牌、旁边经过的乙车辆为参照物时，甲车的位置发生变化，可以判断甲车中小平正在运动，故ABD不符合题意；B、选择驾驶车辆的爸爸为参照物，小平的位置没有发生变化，小平是静止的，故C符合题意。故选：C。（2023春•义乌市校级月考）在农村，夏天的池塘旁，蜻蜓点水是常见现象，蜻蜓点水后在水面上激起波纹。王帅同学研究了蜻蜓点水过程，他获得一张俯视照片，该照片是蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，形状如图。王帅同学利用秒表测得蜻蜓每隔1秒钟点水一次。由图可分析出当时蜻蜓飞行的方向、速度以及水波传播速度分别是（）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：根据如图所示，蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，若圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向则为从大圆到小圆；因为蜻蜓连续三次点水后，小圆在右边，所以蜻蜓向右飞行；蜻蜓第一次点水的位置在x1＝0，第三次点水的位置x3＝5m，所以蜻蜓从第一次点水到第三次点水通过的路程为s＝5m；因此蜻蜓的飞行速度v=st由图可知，3次波的传播速度相同，第一次波与第二次波的时间间隔1秒，传播半径差：4m﹣2.5m＝1.5m，则水波的传播速度v1＝1.5m/s。故选：D。（2023春•西湖区校级期中）我国著名短跑运动员苏炳添在某次百米赛跑中测得第5秒的速度为9.5m/s，第10秒到达终点的速度为（）A．在前5秒内苏炳添的平均速度为4.75m/s B．在后5秒内苏炳添的平均速度为5.1m/s C．在本次百米赛跑中苏炳添的平均速度为10.0m/s D．在本次百米赛跑中苏炳添的平均速度为9.85m/s【解答】解：A、在前5秒内没有运动员苏炳添的路程，无法计算出其平均速度，故A错误；B、在后5秒内没有运动员苏炳添的路程，无法计算出其平均速度，故B错误；CD、苏炳添用10s时间跑完100m，那么在本次百米赛跑中它的平均速度为：v=st=100m10s=故选：C。（2023春•萧山区月考）甲、乙两辆小车同时从同一地点出发，其s﹣t图象如图所示，由图象可知（）A．5～20秒乙车做匀速直线运动 B．0～5秒时间内，乙车的速度比甲车的速度大 C．5～20时间内，以甲车为参照物，乙车是静止的 D．第15秒时，甲车与乙车速度相同【解答】解：A、由图象知，5﹣20秒乙车处于静止状态，故A错误；B、由图象看出两车在0～5s内的图象是一条斜线，表示两车做的是匀速直线运动，且在相同时间内乙车通过的路程大于甲车通过的路程，所以v乙＞v甲，故B正确；C、5～20时间内，乙车静止，甲车做匀速直线运动，所以，以甲车为参照物，乙车是运动的，故C错误；D、第15秒时，甲车做匀速直线运动，乙车静止，即此时甲车的速度大于乙车的速度，故D错误；故选：B。（2020秋•鄞州区期中）某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中，让小球从斜面A点由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，照片如图甲所示：（1）依据照片可判断，小球在做变速（选填“匀速”或“变速”）运动。（2）如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次，并测得sAB＝5cm，sBC＝15cm，则小球在BC段的平均速度为0.75m/s，小球在AC段的平均速度为0.5m/s。（3）乙图中能说明小球在斜面上运动情况的图像是C（选填字母）。（4）小球在AD段运动过程中，经过时间tAD中点时的速度为v1，经过路程sAD中点时的速度为v2，则v1＜v2（选填“＞”“＜”或“＝”）。【解答】解：（1）由图甲可知，小球在斜面上运动时，在相同的时间内运动的路程越来越远，所以小球做变速运动，且它的速度越来越大；（2）由图甲可知，小球在BC段运动的时间：tBC＝0.2s，sBC＝15cm＝0.15m；小球在BC段的平均速度：vBC=sBC小球在AC段的运动时间：tAC＝2×0.2s＝0.4s，小球在AC段的运动路程：sAC＝sAB+sBC＝5cm+15cm＝20cm＝0.2m；小球在AC段的平均速度：vAC=sAC（3）根据甲可知，小球在斜面上的运动是加速运动，如图