专题02机械运动
常考长度、时间、速度的估测
例1．
（1）（2019·辽宁营口）小明是即将毕业的中学生，步行上学的速度约4km/h
（2）（2019·四川省巴中市小明百米短跑的平均速度约为15m/s
（3）（2019·重庆市A卷）教室内课桌的高度约为20cm
（4）（2019·辽宁辽阳）菜刀刀刃的厚度约为0.5cm
（5）（2019·福建省）一层普通教室的高度约为10m
（6）（2019·广西省贵港市）初中物理课本的长度约为27cm
（7）（2019·重庆市B卷）成渝高铁列车的速度可达1000?km/h
（8）（2019·吉林省）正常人的心跳每分钟约为5次
长度和时间的测量
例2．（2019·广东省）如图所示，图甲中木块的长度为_______cm；图乙中物体A重为______N；图丙中秒表的读数是_______s。
机械运动的相对性
例3．（2019·北京）2019年1月3日，“玉兔二号”从停稳在月球表面的“嫦娥四号”上沿轨道缓缓下行，到达月球表面，如图所示，关于“玉兔二号”下行的过程，下列说法中正确的是
A.若以月球表面为参照物，“嫦娥四号”是运动的
B.若以月球表面为参照物，“玉兔二号”是静止的
C.若以轨道为参照物，“玉兔二号”是运动的
D.若以“嫦娥四号”为参照物，“玉兔二号”是静止的
运动路程、速度和时间的相关计算
例4．（2019·江苏省泰州市）如图为小明用手机APP软件记录自己某一次跑步的数据截图分析该图可知：他本次跑步时间为____min通过的路程为____km每跑一步的平均长度为____m
．小明和小红从同一地点，沿同一直线，以大小相等的速度，同时向相反方向匀速行走，lmin后两人相距120m。下列说法正确的是
A.以小明为参照物，小红的速度是2m/sB.以地面为参照物，小红的速度是2m/s
C.以小明为参照物，小红是静止的D.如果说小明是静止的，则选择的参照物是地面
．长吉公路全长约110km，一辆轿车以100km/h的速度匀速行驶，通过长吉公路约需要_______小时。以正在行驶的轿车为参照物，路旁的护栏是_______的。
实验：测平均速度
例7．小王在“测量小车的平均速度”的实验中，他已经从实验室借到的实验器材有:小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。
1）他为了完成该实验，还需要的实验器材有______。
2）为了方便计时，应该使斜面的坡度______选填“较大”或“较小”
（3）经测量，s1=0.9m，s2=0.4m，小车从斜面顶端由静止下滑的过程中，秒表记录如图所示，则小车在s3上的平均速度是_____m/s。
亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题
1）如图所示，为了让读数更精确，应选择________刻度尺，所测块的长度为________cm.
2）清晨，王爷爷绕小区花园步行锻炼身体，借助手机中的秒表测量了自己步行一圈的时间为2min24s，如图所示，秒表外圈示数的单位为________，分度值为________s。
3）天平的工作原理是________。如图所示，此时指针静止在________填天平的结构名称的中线左侧，接下来的操作是________________________，使天平水平平衡。
“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，诗句中描述“轻舟”在运动，所选择的参照物是
A.轻舟B.万重山C.坐在轻舟上的人D.以上说法都不对
赛龙舟是端午节的传统体育项目，运动员奋力划浆，龙舟飞速前进。下列说法中不正确的是
A.以龙舟上的运动员为参照物，该龙舟是运动的
B.以岸边为参照物，龙舟是运动的
C.运动员奋力向后划浆，龙舟向前运动，说明力的作用是相互的
D.龙舟到达终点不能马上停下来，是由于龙舟具有惯性
如图所示水面上两船相距15km实验员在一条船上敲响水里的一口钟，同时点燃船上的火药使其发光；另一条船上的实验员在看到火药发光后10s，通过水里的听音器听到了水下的钟声。根据这些数据计算声音在水中传播的速度为__________m/s.??
小明站在竖直放置的平面镜前5米处，当他正对平面镜以1m/s的速度靠近平面镜时，以镜中的像为参照物，小明是_____选填“运动”或“静止”的，他在镜中像的大小____选填“变大”、“变小”或“不变”，2s后小明到平面镜中像的距离是______m。
小明同学为研究小木块在足够长斜面上运动规律每次都使小木块从斜面上O点静止释放沿斜面向下运动利用秒表和刻度尺测出其运动时间和通过的路程记录的数据如下表。
从O点开始计时的时间t/s 0 1 2 3 4 5 从O点开始计时的路程s/m 0 0.3 1.2 2.7 4.8
1）通过分析上表数据可知物块通过的路程与_____成正比，表达式为s=______；
（2）根据表格中的数据物块自O点开始计时的5s时间内通过的路程为_____；
3）小明通过查阅资料知道满足上述路程表达式的运动是一种由静止开始的匀加速运动即在相同的时间内速度的增加量总是相同的运动而且表达式中系数是一个恒量，这个恒量在不同情况下是不同的。在上面实验中你可以通过改变实验装置中的哪个方面因素来增大这个系数？______。（只需填一种方法即可）
小红和小丽同驾一辆车游玩，若说小红是静止的，则所选择的参照物是
A.路标 B.小丽 C.路边的行人 D.路边的树
最近，南京服务网络平台上线了“共享汽车”服务．如图所示是“共享汽车”中的某品牌纯电动汽车，它不仅环保，而且使用成本还不到传统汽车的1/8．
（1）某市民驾驶该车行驶在回家的路上，若以该车为参照物，路旁的树木是_____（选填“运动”或“静止”）的．
（2）该车以36km/h的速度匀速行驶6min，则通过的路程是_______m．
（3）一辆空车静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.08m2，已知车对地面的压强是1.2×105Pa，求空车的质量为_______kg．（g取10N/kg）
如图所示是部分中小学投入使用的新型安全校车，这种校车完全符合校车安全标准．中考期间，××中学的学生乘坐这种新型安全校车以36km/h的速度匀速行驶了15min安全到达考点，此过程中校车的输出功率为150kW，求：
（1）在15min内校车行驶的路程；
（2）在15min内校车牵引力所做的功；
（3）若校车和学生总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为1500cm2，求校车对水平路面的压强．
专题02机械运动及解析
常考长度、时间、速度的估测
例1．（2019·真题组合）判断下列物理量的估测是否正确。
（1）（2019·辽宁营口）小明是即将毕业的中学生，其步行上学的速度约4km/h（）
（2）（2019·四川省巴中市小明百米短跑的平均速度约为15m/s （）
（3）（2019·重庆市A卷）教室内课桌的高度约为20cm （）
（4）（2019·辽宁辽阳）菜刀刀刃的厚度约为0.5cm （）
（5）（2019·福建省）一层普通教室的高度约为10m （）
（6）（2019·广西省贵港市）初中物理课本的长度约为27cm （）
（7）（2019·重庆市B卷）成渝高铁列车的速度可达1000?km/h （）
（8）（2019·吉林省）正常人的心跳每分钟约为5次（）
【答案】（1）（√）；（2）（×）；（3）（×）；（4）（×）；（5）（×）；（6）（√）；（7）（×）；（8）（×）；
【解析】中学生正常步行速度约为：，故（1）估测正确；目前最快的百米短路记录约为10m/s，学生百米短跑的平均速度约为7m/s，故（2）不符合实际；中学生的身高在160cm左右，课桌的高度大约是中学生身高的一半，在80cm左右，故（3）不符合实际；菜刀刀刃是非常锋利的，厚度为0.5cm不符合实际。故（4）错误。一层普通教室的高度约为3m，故（5）不符合实际；一根筷子的长度在25cm左右，初中物理课本的长度略大于25cm，在27cm左右，故（6）正确；成渝高铁速度最快可达350km/h，故（7）不符合实际；正常人的心跳50次～80次/min左右，而每分钟5次肯定太慢了，故（8）不合实际。
长度和时间的测量
例2．（2019·广东省）如图所示，图甲中木块的长度为_______cm；图乙中物体A重为______N；图丙中秒表的读数是_______s。
【答案】（1）.1.93（2）.1.2（3）.335
【解析】由图甲知，该刻度尺分度值为1mm，物体左端对应刻度为1.00cm，终点刻度为2.93cm（2.93cm~2.95cm均可），故木块的长度为2.93cm－1.00cm=1.93cm；由图乙知，该弹簧测力计的分度值为0.2N，由图读得此时示数为1.2N，故物体A重为1.2N；由图丙知，秒表的内圈读数为5min，外圈读数为35s，故最后读数为5min35s即335s。
机械运动的相对性
例3．（2019·北京）2019年1月3日，“玉兔二号”从停稳在月球表面的“嫦娥四号”上沿轨道缓缓下行，到达月球表面，如图所示，关于“玉兔二号”下行的过程，下列说法中正确的是
A.若以月球表面为参照物，“嫦娥四号”是运动的
B.若以月球表面为参照物，“玉兔二号”是静止的
C.若以轨道为参照物，“玉兔二号”是运动的
D.若以“嫦娥四号”为参照物，“玉兔二号”是静止的
【答案】C
【解析】A．若以月球表面为参照物，“嫦娥四号”与月球表面之间的位置没有发生变化，是静止的，故错误；B．若以月球表面为参照物，玉兔二号与月球表面之间的位置发生了变化，玉兔二号是运动的，故错误；C．若以轨道为参照物，玉兔二号与轨道之间的位置发生了变化，“玉兔二号”是运动的，故正确；D．若以“嫦娥四号”为参照物，玉兔二号与“嫦娥四号”之间的位置发生了变化，“玉兔二号”是运动的，故错误。
运动路程、速度和时间的相关计算
例4．（2019·江苏省泰州市）如图为小明用手机APP软件记录自己某一次跑步的数据截图，分析该图可知：他本次跑步时间为____min，通过的路程为____km，每跑一步的平均长度为____m。
【答案】（1）.15（2）.2.025（3）.0.9
【解析】根据图示中表格的信息可知，小明总步数为2250步，步频为150步/min，平均速度为8.10km/h；则他本次跑步时间为：；
通过的路程为：s=vt=8.1km/h×=2.025km；
每跑一步的平均长度为：。
例5．（2019·江苏省无锡市）小明和小红从同一地点，沿同一直线，以大小相等的速度，同时向相反方向匀速行走，lmin后两人相距120m。下列说法正确的是
A.以小明为参照物，小红的速度是2m/s B.以地面为参照物，小红的速度是2m/s
C.以小明为参照物，小红是静止的 D.如果说小明是静止的，则选择的参照物是地面
【答案】A
【解析】A、以小明为参照物，1min后两人距离120m，所以小红的速度是，故A正确；B、以地面为参照物，小红1min行走，所以其速度是，故B错误；C、以小明为参照物，小红的位置不断变化，所以小红是运动的，故C错误；D、如果以地面为参照物，小明的位置不断变化，所以小明是运动的，故D错误。
例6．（2019·吉林省）长吉公路全长约110km，一辆轿车以100km/h的速度匀速行驶，通过长吉公路约需要_______小时。以正在行驶的轿车为参照物，路旁的护栏是_______的。
【答案】（1）1.1（2）运动
【解析】这辆轿车通过长吉公路的时间为：；以正在行驶的轿车为参照物，路旁的护栏相对于轿车位置不断发生变化，因此它是运动的。
实验：测平均速度
例7．（2019·贵州铜仁市）小王在“测量小车的平均速度”的实验中，他已经从实验室借到的实验器材有:小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。
（1）他为了完成该实验，还需要的实验器材有______。
（2）为了方便计时，应该使斜面的坡度______（选填“较大”或“较小”）
（3）经测量，s1=0.9m，s2=0.4m，小车从斜面顶端由静止下滑的过程中，秒表记录如图所示，则小车在s3上的平均速度是_____m/s。
【答案】（1）.刻度尺（2）.较小（3）.0.5
【解析】第一空．实验原理为：，所以测量平均速度需要用秒表测出时间，用刻度尺测出通过的距离，还需要的实验器材是刻度尺；第二空．实验时应使斜面的坡度较小一些，这样小车在斜面上通过的时间更长，计时方便。第三空．由图知：s3.=0.9m-0.4m=0.5m，t3=1s，小车在s3上的平均速度：。
1．（2019·江西省）亲爱的同学，请你应用所学的物理知识解答下列问题
（1）如图所示，为了让读数更精确，应选择________刻度尺，所测块的长度为________cm.
（2）清晨，王爷爷绕小区花园步行锻炼身体，借助手机中的秒表测量了自己步行一圈的时间为2min24s，如图所示，秒表外圈示数的单位为________，分度值为________s。
（3）天平的工作原理是________。如图所示，此时指针静止在________（填天平的结构名称）的中线左侧，接下来的操作是________________________，使天平水平平衡。
【答案】（1）.乙（2）.2.80cm（3）.s（4）.0.2（5）.杠杆原理（6）.分度盘（7）.在右盘在加一个更小的砝码并使用游码。
【解析】（1）如图所示，为了让读数更精确，应选择分度值小的乙刻度尺，物块的左侧与零刻线对齐，右侧与2.80cm对齐，长度为2.80cm；（2）由图可知，内圈示数单位为分，外圈示数的单位为s，2025s之间由5个小格，分度值为0.2s；（3）天平的实质是等臂杠杆，其原理是杠杆原理，如图所示，此时指针静止在分度盘的中线左侧，说明右边质量较小，应在右盘再加一个更小的砝码并使用游码，使天平水平平衡。
2．（2019·贵州铜仁市）“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”，诗句中描述“轻舟”在运动，所选择的参照物是
A.轻舟 B.万重山 C.坐在轻舟上的人 D.以上说法都不对
【答案】B
【解析】A．“轻舟”在运动，不能选择“轻舟”本身做参照物，故A错误；B．“轻舟”已过“万重山”，说明轻舟相对于万重山的位置发生变化，所以选择的参照物是“万重山”，故B正确；C．相对于坐在轻舟上的人，“轻舟”的位置没有发生变化，“轻舟”是静止的，故C错误；D．B正确，则D错误。
3．（2019·湖北省怀化市）赛龙舟是端午节的传统体育项目，运动员奋力划浆，龙舟飞速前进。下列说法中不正确的是
A.以龙舟上的运动员为参照物，该龙舟是运动的
B.以岸边为参照物，龙舟是运动的
C.运动员奋力向后划浆，龙舟向前运动，说明力的作用是相互的
D.龙舟到达终点不能马上停下来，是由于龙舟具有惯性
【答案】A
【解析】A．龙舟承载着运动员一起运动，龙舟与运动员的位置没有发生改变，所以以龙舟上的运动员为参照物，该龙舟是静止的。故A错误，符合题意。B．龙舟与岸边的位置发生了改变，所以以岸边为参照物，龙舟是运动的。故B正确，不符合题意。C．运动员奋力向后划浆，桨给水一个向后的力，同时水给桨一个向前的力，这个力通过人和龙舟的作用，使得龙舟向前运动，说明力的作用是相互的。故C正确，不符合题意。D．龙舟到达终点时，由于龙舟具有惯性，要保持原来的速度向前运动，所以不能马上停下来。故D正确，不符合题意。
4．（2019·安徽省）如图所示，水面上两船相距15km，实验员在一条船上敲响水里的一口钟，同时点燃船上的火药使其发光；另一条船上的实验员在看到火药发光后10s，通过水里的听音器听到了水下的钟声。根据这些数据计算声音在水中传播的速度为__________m/s.??
【答案】1.5×103
【解析】由得，光运动15km所用时间：；光传播所用时间为5×10-5s，时间很短，可以忽略不计，所以从看到光到听到声音的时间大约等于声音传播所用时间，因此用，计算声音的传播速度是合理的。
5．（2019·四川省巴中市）小明站在竖直放置的平面镜前5米处，当他正对平面镜以1m/s的速度靠近平面镜时，以镜中的像为参照物，小明是_____（选填“运动”或“静止”）的，他在镜中像的大小____（选填“变大”、“变小”或“不变”），2s后小明到平面镜中像的距离是______m。
【答案】运动不变6
【解析】第一空．平面镜成像时，物像到平面镜的距离相等，当他正对平面镜以1m/s的速度靠近平面镜时，他的像也以1m/s的速度靠近平面镜，以镜中的像为参照物，小明的位置不断变化，即小明是运动的；第二空．平面镜成等大正立的虚像，与物体到镜面的距离无关，所以他的像的大小不变；第三空．2s后，小明向平面镜靠近了2米，到平面镜的距离为3m，小明的像到平面镜的距离也是3m，所以小明和像之间的距离变为6米。
6．（2019·湖北省襄阳市）小明同学为研究小木块在足够长斜面上运动规律，每次都使小木块从斜面上O点静止释放，沿斜面向下运动，利用秒表和刻度尺测出其运动时间和通过的路程，记录的数据如下表。
从O点开始计时的时间t/s 0 1 2 3 4 5 从O点开始计时的路程s/m 0 0.3 1.2 2.7 4.8
（1）通过分析上表数据可知:物块通过的路程与_____成正比，表达式为：s=______
（2）根据表格中的数据，物块自O点开始计时的5s时间内通过的路程为_____；
（3）小明通过查阅资料知道，满足上述路程表达式的运动是一种由静止开始的匀加速运动（即在相同的时间内速度的增加量总是相同的运动），而且表达式中系数是一个恒量，这个恒量在不同情况下是不同的。在上面实验中，你可以通过改变实验装置中的哪个方面因素来增大这个系数？______。（只需填一种方法即可）
【答案】（1）所用时间的平方（2）（3）7.5m（4）增大实验装置中的斜面倾角
【解析】（1）表格中数据时间是1s的时候，路程是0.3m；时间是2s的时候，路程1.2m；时间是3s的时候，路程是2.7m；时间是4s的时候，路程是4.8m；据此可得物体通过的路程与所用时间的平方成正比；表达式为:；（2）物块自O点开始计时的5s时间内通过的路程。（3）斜面倾角不变时，物块由静止释放，在向下运动的过程中，表达式中系数是一个恒量，我们可以通过增大实验装置中的斜面倾角来增大这个系数。
1．（2019·湖南省长沙市模拟）小红和小丽同驾一辆车游玩，若说小红是静止的，则所选择的参照物是
A.路标 B.小丽 C.路边的行人 D.路边的树
【答案】B
【解析】在研究机械运动时要先选择参照物，如果物体相对于参照物位置不变，则物体静止；如果物体相对于参照物位置发生变化，则物体是运动的。小红和小丽同驾一辆车游玩，小红相对于路标、路边的行人、路边的树，其位置都在发生变化，是运动的；小红相对于小丽的位置没有发生变化，是静止的，因此，所选择的参照物是小丽。故选B
2．（2019·广东省揭阳市模拟）最近，南京服务网络平台上线了“共享汽车”服务．如图所示是“共享汽车”中的某品牌纯电动汽车，它不仅环保，而且使用成本还不到传统汽车的1/8．
（1）某市民驾驶该车行驶在回家的路上，若以该车为参照物，路旁的树木是_____（选填“运动”或“静止”）的。
（2）该车以36km/h的速度匀速行驶6min，则通过的路程是_______m。
（3）一辆空车静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.08m2，已知车对地面的压强是1.2×105Pa，求空车的质量为_______kg。（g取10N/kg）
【答案】（1）运动（2）3600（3）960
【解析】（1）如果物体相对于参照物的位置不变，物体是静止的，如果物体的位置相对于参照物的位置不断变化，则物体是运动的。某市民驾驶该车行驶在回家的路上，若以该车为参照物，因树木相对于车的位置发生了变化，故路旁的树木是运动的；（2）已知速度与运动时间，由速度公式的变形公式可以求出车在6min内行驶的路程。汽车的速度v=36km/h=10m/s，根据得，汽车在6min内的路程：；（3）由公式求出其对地面的压力，因压力等于重力，根据算出空车的质量。根据可得，空车对地面的压力：；其对地面的压力等于重力F=G，根据可得，空车的质量：．
【点睛】本题考查了判断物体的运动状态判断、求汽车的路程、压强等问题，是一道基础题，熟练应用速度公式的变形公式、压强公式等即可正确解题．
3．（2019·江苏省扬州模拟）如图所示是部分中小学投入使用的新型安全校车，这种校车完全符合校车安全标准．中考期间，××中学的学生乘坐这种新型安全校车以36km/h的速度匀速行驶了15min安全到达考点，此过程中校车的输出功率为150kW，求：
（1）在15min内校车行驶的路程；
（2）在15min内校车牵引力所做的功；
（3）若校车和学生总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为1500cm2，求校车对水平路面的压强．
【答案】（1）9km；（2）1.35×108J；（3）6×105Pa．
【解析】（1）15min内校车行驶的路程：s=vt=36km/h×h=9km；（2）15min内校车牵引力所做的功：W=Pt=150×103W×15×60s=1.35×108J；（3）物体在水平面的压力大小等于物体重力，即F=G=mg=9000kg×10N/kg=90000N，校车对水平路面的压强：p==6×105Pa．
答：（1）在15min内校车行驶的路程是9km；（2）在15min内校车牵引力所做的功是1.35×108J；（3）校车对水平路面的压强是6×105Pa．
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