初中七年級科學(xué)（浙教版）下冊第三章《運動和力》第1節(jié) 機械運動 核心知識清單

初中七年級科學(xué)（浙教版）下冊第三章《運動和力》第1節(jié)機械運動核心知識清單一、▲▲▲【基礎(chǔ)基石】機械運動與參照物的概念體系▲【核心定義】機械運動在物理學(xué)中，我們把物體空間位置隨時間發(fā)生的改變稱為機械運動。這是一個基本且重要的概念。判斷一個物體是否在做機械運動，唯一的依據(jù)就是看它相對于另一個物體的位置是否發(fā)生了變化。例如，飛翔的小鳥、行駛的汽車、流動的河水，它們的位置都在不斷改變，因此都在做機械運動。宇宙中的一切物體都在不停地運動，絕對靜止的物體是不存在的，這就是運動的絕對性。▲▲【高頻考點】參照物的選擇與判斷要描述一個物體是運動還是靜止，必須先選定一個標準物體，這個被選作標準的物體就是參照物。（1）參照物的選定：參照物的選擇是任意的，既可以選靜止的物體，也可以選運動的物體。但為了研究問題的方便，我們通常選擇地面或相對于地面靜止的物體作為參照物。需要特別注意的是，絕不能將研究對象本身作為參照物，因為這樣研究結(jié)果永遠是靜止的，失去了研究的意義。（2）運動和靜止的判斷：如果一個物體相對于參照物的位置發(fā)生了變化，我們就說這個物體是運動的；如果位置沒有變化，我們就說這個物體是靜止的。（3）★★★【難點與熱點】運動和靜止的相對性：這是本知識點最核心的考查內(nèi)容。由于選擇的參照物不同，對同一個物體運動狀態(tài)的描述可能會完全不同。例如，坐在行駛的火車里的乘客，如果選擇車廂為參照物，他是靜止的；但如果選擇地面上的樹木為參照物，他又是運動的。因此，我們描述一個物體的運動狀態(tài)時，必須指明是相對于哪個參照物而言的，這就是運動和靜止的相對性。▲▲【重要推論】相對靜止的條件如果兩個物體運動的方向和速度大小都相同，那么它們之間就是相對靜止的。例如，空中正在給飛機加油的加油機和受油機，以其中任何一個為參照物，另一個都是靜止的。這是科技和生活中的一個重要應(yīng)用。二、▲▲【核心分類】機械運動的分類體系與方法根據(jù)不同的標準，我們可以將機械運動進行細致的分類。▲【基礎(chǔ)分類一】按運動路線分類（1）直線運動：運動經(jīng)過的路線是直線的運動。例如，電梯的上下運動、在平直軌道上勻速行駛的火車。（2）曲線運動：運動經(jīng)過的路線是曲線的運動。例如，被拋出的籃球、繞地球運動的人造衛(wèi)星。▲▲▲【必考核心】按運動快慢是否變化分類（直線運動中的核心考點）在直線運動中，根據(jù)速度是否變化，又可以分為兩類：（1）▲▲【重要概念】勻速直線運動：這是機械運動中最基本、最簡單的形式。它必須同時滿足兩個條件：①運動路線是直線；②運動速度（即快慢）保持不變。也就是說，物體在任何時刻、任何相等的時間內(nèi)，通過的路程都是相等的。它是一種理想化的運動模型。（2）【基礎(chǔ)概念】變速直線運動：運動路線是直線，但速度的大小發(fā)生變化的運動。這是自然界中最普遍、最常見的一種運動形式。例如，汽車啟動、剎車的過程，蘋果從樹上落地等。三、▲▲▲【高頻計算】運動的快慢描述——速度▲【基礎(chǔ)定義】速度的物理意義速度是用來定量描述物體運動快慢的物理量。在比較物體運動快慢時，通常有三種方法：①相同時間比路程（時間相同，路程長的運動快）；②相同路程比時間（路程相同，用時短的運動快）；③當路程和時間都不同時，就需要比較單位時間內(nèi)通過的路程，即速度。▲▲【核心公式】速度的定義與計算（1）定義：在勻速直線運動中，速度等于物體在單位時間內(nèi)通過的路程。（2）公式：v=s/t其中，v表示速度，s表示路程，t表示時間。（3）變形公式：求路程s=vt；求時間t=s/v。▲【必會基礎(chǔ)】速度的單位及換算（1）國際單位：米/秒，符號為m/s。在交通運輸中常用千米/時，符號為km/h。（2）★【高頻考點】單位換算：1m/s=3.6km/h。這是一個非常重要的換算關(guān)系，必須熟練掌握。例如，36km/h換算為m/s就是36÷3.6=10m/s。換算技巧：由m/s換算為km/h要乘以3.6；由km/h換算為m/s要除以3.6。▲▲▲【難點突破】平均速度的理解與計算（1）定義：對于變速直線運動，我們不能用一個恒定的速度來描述它，因此引入了平均速度。它粗略地描述了物體在某一段路程或某一段時間內(nèi)的運動快慢。（2）公式：平均速度=總路程/總時間，即v平均=s總/t總。（3）★★★★★【超級易錯點】平均速度不是速度的平均值！這是學(xué)生最容易犯的錯誤。求全程的平均速度，必須用全程的總路程除以通過全程所用的總時間（包括途中停留的時間），絕不能將各段路程的速度加起來除以段數(shù)。例如，某物體前一半路程速度為v1，后一半路程速度為v2，則全程平均速度應(yīng)為2v1v2/(v1+v2)，而不是(v1+v2)/2。（4）說明：在計算平均速度時，必須指明是哪一段路程或哪一段時間內(nèi)的平均速度，因為不同的路段或時間段，平均速度通常是不同的。四、▲▲▲【數(shù)形結(jié)合】運動圖像分析（核心能力）用圖像來表示物體的運動規(guī)律，是科學(xué)學(xué)習中非常重要的方法。主要考查兩種圖像：▲▲【圖像一】路程時間圖像（st圖像）（1）圖像含義：表示路程隨時間的變化關(guān)系。（2）勻速直線運動在st圖像中的特征：是一條過原點的傾斜直線（如果從原點開始計時）。這條直線的傾斜程度（斜率）表示速度的大小，直線越陡，速度越大。（3）靜止物體在st圖像中的特征：是一條平行于時間軸（橫軸）的水平直線。表示路程不隨時間變化。（4）變速運動在st圖像中的特征：是一條曲線。（5）★【高頻考點】圖像識別：在st圖像中，如果兩條圖線相交，表示兩物體在此時刻相遇（路程相同）。▲▲【圖像二】速度時間圖像（vt圖像）（1）圖像含義：表示速度隨時間的變化關(guān)系。（2）勻速直線運動在vt圖像中的特征：是一條平行于時間軸（橫軸）的水平直線。表示速度不隨時間變化。（3）加速運動在vt圖像中的特征：是一條上升的線（直線或曲線）；減速運動則是一條下降的線。（4）★【難點解析】在vt圖像中，圖線與時間軸所圍成的“面積”表示這段時間內(nèi)通過的路程。五、▲▲▲【實踐應(yīng)用】長度與時間的測量（技能基礎(chǔ)）描述機械運動離不開對路程和時間的測量。▲【基礎(chǔ)工具】長度的測量（1）單位：國際單位制中，長度的基本單位是米（m）。其他常用單位有千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、納米（nm）。（2）換算關(guān)系：1km=1000m，1m=10dm=100cm=1000mm，1mm=1000μm，1μm=1000nm。（3）測量工具：刻度尺是常用的測量工具。使用前要注意觀察它的零刻度線、量程和分度值。分度值（相鄰兩刻度線間的距離）決定了測量的精確程度。（4）使用方法：刻度尺要放正，有刻度的一邊要緊貼被測物體；讀數(shù)時視線要與尺面垂直；要估讀到分度值的下一位；記錄測量結(jié)果時，必須包括數(shù)字和單位。▲▲【高頻考點】長度的特殊測量（1）累積法：測量一張紙的厚度、一根銅絲的直徑等微小長度時，可以測出多個相同物體的總長度，然后除以個數(shù)。（2）組合法（卡尺法）：用兩個三角板夾住硬幣或圓柱體，測出其直徑。（3）化曲為直法：用無彈性的棉線與曲線重合，再拉直測棉線長度（如測地圖上的鐵路線長度）。（4）滾輪法：先測出輪的周長，再用輪在較長線段上滾過的圈數(shù)乘以周長。▲【基礎(chǔ)工具】時間的測量（1）單位：國際單位制中，時間的基本單位是秒（s）。其他常用單位有小時（h）、分鐘（min）。（2）換算關(guān)系：1h=60min，1min=60s。（3）測量工具：在古代有日晷、沙漏等；現(xiàn)代實驗室常用停表（機械停表或電子停表）；生活中常用鐘、表。六、▲▲▲【綜合題型】考點、考向與解題步驟▲【考向一】參照物的選取與運動狀態(tài)的判斷（選擇題、填空題高頻）（1）解題步驟：①找對象：確定要研究的物體。②定參照：找出題目中隱含或明確給出的參照物。③看位置：分析研究對象相對于參照物的位置是否改變。④得結(jié)論：改變則運動，不變則靜止。（2）典型例題：古詩詞“兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來。”詩中“青山相對出”是以______為參照物；“孤帆日邊來”是以______為參照物。分析：“青山相對出”是說青山在運動，它相對于“孤帆”或“行船”的位置發(fā)生了改變；“孤帆日邊來”是說船在運動，它相對于“岸”或“地面”的位置發(fā)生了改變。答案：孤帆（或行船）；岸（或地面）。▲【考向二】速度、路程、時間的圖像分析（選擇題、填空題中檔題）（1）解題步驟：①識縱軸：看清圖像橫坐標和縱坐標分別表示什么物理量（st還是vt）。②看趨勢：觀察圖線是上升、水平還是下降。③析運動：根據(jù)趨勢判斷物體是勻速、靜止還是變速。④求數(shù)值：從圖像中找出對應(yīng)點的坐標，代入公式計算速度或路程。（2）典型例題：甲、乙兩同學(xué)同時從同一地點出發(fā)，沿直線同向運動的st圖像如圖所示。則在0~15s內(nèi)，甲做______運動（選填“勻速”或“變速”），乙在前5s的平均速度是______m/s。分析：甲的st圖線是直線，所以做勻速直線運動；乙在前5s通過的路程由圖像可知為5m，所以速度v=s/t=5m/5s=1m/s。答案：勻速；1。▲【考向三】速度公式的簡單計算與交通安全（計算題、應(yīng)用題）（1）解題步驟：①審題：找出已知物理量（s、t、v中的兩個）及其單位。②寫公式：寫出所用的公式，如v=s/t或s=vt。③換單位：如果單位不統(tǒng)一（如km和h對應(yīng)，m和s對應(yīng)），要先進行單位換算，使其統(tǒng)一。④代數(shù)據(jù)：將數(shù)值和單位代入公式。⑤算結(jié)果：計算出結(jié)果，并寫出答語。（2）典型例題（過馬路問題）：小明過馬路，馬路寬12m，綠燈亮的時間還剩10s。小明步行速度是1.2m/s，他能在綠燈熄滅前安全通過馬路嗎？解：方法一：比較時間。通過馬路所需時間t需=s/v=12m/1.2m/s=10s。由于10s等于10s，所以剛好能通過。方法二：比較路程。10s內(nèi)通過的路程s通=vt=1.2m/s×10s=12m。由于12m等于12m，所以剛好能通過。答：他能在綠燈熄滅前剛好通過馬路。▲【考向四】平均速度的計算（計算題、實驗題壓軸）（1）解題步驟：①明確對象：找出求哪一段路程或哪一段時間的平均速度。②找總路程：找出對應(yīng)這段路程的總長度。③找總時間：找出通過這段路程所用的全部時間（包括停留時間）。④代公式：用v=s總/t總計算。（2）典型例題（上山下山問題）：一人從山腳上山，上山速度為2m/s，到達山頂后立即原路返回，下山速度為3m/s，忽略在山頂停留時間，求此人全程的平均速度。解：設(shè)上山的路程為s。則上山時間t1=s/2，下山時間t2=s/3。全程總路程s總=2s。全程總時間t總=t1+t2=s/2+s/3=(5/6)s。全程平均速度v平均=s總/t總=2s/[(5/6)s]=2.4m/s。注意：千萬不要算成(2+3)/2=2.5m/s，這是錯誤的。答案：2.4m/s。七、▲▲【思維拓展】跨學(xué)科視野與工程實踐▲【跨學(xué)科視野】（1）與地理學(xué)科的聯(lián)系：地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)都是典型的機械運動。我們平時感受到的晝夜交替（以太陽為參照物，地球自轉(zhuǎn)）和四季變化（以太陽為參照物，地球公轉(zhuǎn)），都是運動相對性的宏觀體現(xiàn)。（2）與語文古詩詞的聯(lián)系：許多古詩詞中蘊含了豐富的運動知識。如“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”，生動地描述了人在“坐”著（相對于地面靜止）的同時，又因地球自轉(zhuǎn)在高速運動（相對于太陽），完美詮釋了運動的絕對性和靜止的相對性。▲【工程與實踐應(yīng)用】（1）交通標志：公路上常見的限速標志牌，如“60”，表示在此路段行駛速度不得超過60km/h。交警通過測速儀計算車輛的速度，