第四章第1節(jié)機械運動（課件）七年級科學(xué)上冊（浙教版2024）

4.1機械運動浙教版七年級科學(xué)上冊第四章多種多樣的運動一只老鷹向下俯沖，雙爪伸出,從湖中抓起大魚，振翅飛升。另一只老鷹飛近，伸出雙爪抓住大魚，完成“空中接力”。在這一“空中接力”中，老鷹是運動的還是靜止的?我們?nèi)绾蚊枋隼销椀倪\動狀態(tài)呢?一、參照物運動員運球擺脫防守，手托籃球騰空而起，在空中劃過一道弧線，籃球被扣入框中。在整個過程中，籃球和運動員的空間位置不斷地發(fā)生變化。地平線上升起的月亮、公路上行駛的汽車、緩慢爬行的蝸牛等，這些運動物體都有著共同特點，就是它們的空間位置不斷地發(fā)生變化。我們把物體空間位置隨時間變化的運動叫作機械運動(mechanicalmotion)。上面說到的籃球、月亮、汽車、蝸牛等都在做機械運動。機械運動是自然界中最直觀、最常見的一種運動形式，如浩瀚太空中的天體運動、風(fēng)馳電掣的列車運行、街道上車來人往、導(dǎo)致地表變遷的地殼板塊運動、大氣和江河水的流動等。機械運動與我們的生活聯(lián)系非常密切。日常生活中，我們要判斷物體是否運動，似乎是一件輕而易舉的事。例如，在公路上行駛的汽車是運動的，而路旁的房屋則是靜止的。事情果真那么簡單嗎?怎樣判斷物體是運動的還是靜止的呢?思考與討論如圖4.1-2所示，高鐵上的這名學(xué)生，車上的人認為他是靜止的，但車外的人認為他是運動的。這是為什么呢?這說明了什么?人們判斷物體是運動的還是靜止的，總是先選取某一物體作為參照物(referenceobject)。相對于這個參照物，如果物體的位置發(fā)生了變化，就說它是運動的;如果沒有變化，就說它是靜止的。判斷物體是否運動,首先要選定參照物。參照物可以根據(jù)需要來選擇。選取的參照物不同，對同一個物體運動情況的描述也會不同。如果以地面為參照物,教學(xué)樓、樹木等物體都是靜止的;如果以太陽為參照物，這些物體又是運動的。可見，運動和靜止是相對的。運動和靜止的相對性具有十分重要的實際意義，在生活和科技活動中有很多應(yīng)用。二、運動的描述描述物體的運動有不同的方式。攝影師利用延時曝光，以一條條光帶描述了一輛輛汽車的運動軌跡。那么，我們怎樣描述機械運動呢?物體從一個位置運動到另一個位置，總要經(jīng)過一定的路線。根據(jù)物體運動路線的形狀，可以將物體的運動分為直線運動和曲線運動。曲線運動是自然界中物體普遍存在的運動形式，一般來說，直線運動比曲線運動要簡單。研究物體的機械運動，我們可以從相對簡單的直線運動開始。思考與討論教材P141圖所示的情境、請根據(jù)運動路線，判斷他們是做直線運動，還是做曲線運動。運動的物體，有的運動得快，有的運動得慢。那么，如何比較物體運動的快慢?賽場上，我們?nèi)绾伪容^運動員百米賽跑的快慢?

比較物體運動的快慢有兩種方法:一種是在相同時間內(nèi)，比較物體通過的路程，通過路程長的物體運動快;另一種是比較物體通過相同路程所用的時間，所用時間短的物體運動快。

觀看運動員100m賽跑，在運動員都還沒有跑到終點前的某一瞬間，他們所用時間相同，跑在最前面的人，跑過的路程長，跑得更快;當(dāng)運動員都跑到終點時，他們跑過的路程相同，所用時間越短的運動員跑得越快?？梢?，表示物體運動快慢必須同時考慮路程與時間兩個因素。思考與討論如圖4.1-9所示，某同學(xué)先后兩次參加賽跑，如何比較這兩次賽跑的快慢?

速度單位由長度單位和時間單位組合而成。在國際單位制中，速度的基本單位是米/秒，符號是m/s，讀作米每秒。常用的速度單位還有千米/時，符號為km/h。這兩個單位的關(guān)系是:1m/s=3.6km/h例題:非洲羚羊奔跑的速度為20m/s，城市道路上汽車的速度為30km/h。請通過計算比較它們運動的快慢。思考與討論寫出比較非洲羚羊和汽車運動快慢的其他方法，并通過計算加以說明。三、速度的測量人們研究物體的運動，就要測量物體運動的速度，如人奔跑的速度、汽車行駛的速度、高速列車運行的速度、火箭飛行的速度。測量物體運動的速度可以從簡單的直線運動開始。探索活動1.圖4.1-11記錄了甲、乙兩輛汽車在平直公路上的行駛情況，在坐標圖中畫出路程與時間關(guān)系圖像，判斷甲、乙兩輛汽車在各段時間內(nèi)速度的特點。2.讓一輛玩具小車從斜面滑下，標記玩具小車每隔相同時間所在的位置，用刻度尺測出各時間段的路程,計算出各段時間內(nèi)的速度。宇宙膨脹得到了觀測事實的有力支持，宇宙大爆炸理論成功地解釋了很多觀測事實。因此，宇宙大爆炸理論已成為被人們廣為接受的一種宇宙起源學(xué)說。

多方面觀測研究表明，我們的宇宙始于約138億年前的一次大爆炸，大爆炸為后來的星系、恒星和行星的形成與演化提供了所有的能量。一個物體沿直線運動，如果在相等的時間內(nèi)，通過的路程相等，它的速度是不變的。我們把物體沿直線且速度不變的運動叫作勻速直線運動(uniformrectilinearmotion)。勻速直線運動是最簡單的運動，是快慢不變的運動。在日常生活中，如果物體在運動過程中速度幾乎不變，軌跡近似為直線，通?？醋鲃蛩僦本€運動。人隨電動扶梯的運動可看作勻速直線運動蘋果下落的頻閃照片物體在一條直線上運動，如果在相等的時間內(nèi)通過的路程不相等，這種運動就叫作變速直線運動(variablerectilinearmotion)。在許多情況下，我們不需要精確地考察每一時刻的運動，可以測量某物體通過的某段路程與所用的時間，根據(jù)速度公式求得比值，得知物體這段時間的運動快慢。1.據(jù)圖4.1-15計算某同學(xué)賽跑過程中不同時間段的速度，判斷他在這個過程中的快慢變化情況。如何判斷這種運動的快慢?探索活動2.在生活中，速度是人們比較關(guān)注的一個量。為了保障交通安全，必須對交通工具的速度進行限制。你認識如圖4.1-16所示的限速標志嗎?了解給車輛測速的方法嗎?請查閱資料，并與同學(xué)交流。探索活動四、速度的應(yīng)用

例題：為了交通安全，城市中許多道路都畫有斑馬線,在斑馬線的兩側(cè)裝有紅綠燈。某人過斑馬線前看到綠燈亮的時間還剩6s，斑馬線區(qū)域的道路寬度為15m。如果他步行的速度為2m/s，那么在綠燈熄滅前他能否穿過斑馬線區(qū)域?

思考與討論寫出另外兩種判斷該人能否穿過斑馬線區(qū)域的方法，請通過計算加以說明。五、運動與能運動是自然界最普遍的現(xiàn)象。萬物都在運動，形式多種多樣。生機勃勃的生命運動、劃破長空的電閃雷鳴，肉眼看不見的電磁運動，微觀世界的粒子運動……都是不同的運動形式。宇宙萬物都以各種不同的形式運動著，這些運動使大自然絢爛神奇，使我們的生活豐富多彩。物體的運動有多種多樣的形式，能也有多種形式。天體的運行、河水的流淌、鳥的飛翔、人的行走、蒲公英種子的飄散等,都屬于機械運動。這些做機械運動的物體都具有機械能。奔跑的獵豹跳水的運動員飄散的蒲公英種子人和動物的運動要消耗能，人和動物消耗的能可以從食物中得到補充?？梢?，食物中儲存著能。儲存在食物中的能屬于化學(xué)能。食材牛吃草汽車行駛時需要消耗燃料(如汽油)。燃料燃燒時，將儲存在其中的能釋放出來，供給汽車運動。汽油、木材、天然氣，沼氣、煤炭等燃料都儲存著能，這種能也屬于化學(xué)能。

電力機車通電后才能行駛(如圖4.1-22所示)，家用電器通電后才能工作,機器人通電后才能執(zhí)行指令，這表明電具有電能。各種發(fā)電站能夠提供大量的電能,各種電池也能提供方便使用的電能。電能是我們常用的一種能。

用遙控器遙控機器時，遙控器將發(fā)出電磁輻射，它具有的能屬于電磁能。我們每天看到的光也是一種電磁能。除了可見光外，紅外線、紫外線、微波和X射線等都是電磁能的表現(xiàn)形式。思考與討論夏天經(jīng)常出現(xiàn)雷電交加的天氣現(xiàn)象。那么，雷電具有哪些形式的能?不但物體的機械運動需要能，植物、動物、人進行生命活動也需要能。例如，人在讀書學(xué)習(xí)時需要能，在睡覺休息時也要消耗能，每時每刻都離不開能?！皣a(chǎn)殲-15”艦載機在“遼寧號”航空母艦上向南起飛，如圖所示，關(guān)于艦載機和航空母艦的運動和靜止說法，正確的是（）A．以航空母艦上的跑道為參照物，艦載機是靜止的B．以艦載機為參照物，艦載機上的飛行員是運動的C．以航空母艦為參照物，海岸線一定保持靜止D．以艦載機為參照物，航空母艦一定向北航行課堂小練習(xí)【答案】D【解析】A.艦載機在航空母艦上起飛，相對航空母艦運動，A錯誤。B.艦載機上的飛行員與艦載機相對靜止，B錯誤。C.航空母艦可能是在海面靜止，有可能是在航行，相對海岸線運動或是靜止，C錯誤。D.艦載機相對航空母艦向南運動，航空母艦相對艦載機向北航行，D正確。故答案為：D。比較物體運動快慢的方法?！敬鸢浮繒r間；路程；路程；時間；單位；比；快慢；路程；時間；m/s；km/h；3.6【解析】（1）運動快慢的比較：①比較相同時間內(nèi)內(nèi)通過的路程；②比較通過相同的路程所用的時間。（2）定義：在物理學(xué)中，物體單位時間內(nèi)通過的路程叫做速度，速度等于物體運動的路程與所用時間之比。（3）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。（4）公式：v=s/t，其中s表示路程，t表示時間，v表示速度。（5）單位：①國際單位：米/秒，符號：m/s，讀作：米每秒；②交通運輸中常用千米每小時為單位，符號：km/h，讀作：千米每小時，③1m/s=3.6km/h。課堂小練習(xí)【答案】時間；路程；路程；時間；單位；比；快慢；路程；時間；m/s；km/h；3.6【解析】（1）運動快慢的比較：①比較相同時間內(nèi)內(nèi)通過的路程；②比較通過相同的路程所用的時間。（2）定義：在物理學(xué)中，物體單位時間內(nèi)通過的路程叫做速度，速度等于物體運動的路程與所用時間之比。（3）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。（4）公式：v=s/t，其中s表示路程，t表示時間，v表示速度。（5）單位：①國際單位：米/秒，符號：m/s，讀作：米每秒；②交通運輸中常用千米每小時為單位，符號：km/h，讀作：千米每小時，③1m/s=3.6km/h。課堂小練習(xí)甲、乙兩位同學(xué)，同時從同一地點沿直線向同一方向運動，它們的s-t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．0～4s內(nèi)乙的平均速度為4m/s B．2～4s內(nèi)乙做勻速直線運動C．4s時甲、乙兩物體的速度相等 D．3s時乙在甲的前方課堂小練習(xí)課堂小練習(xí)【答案】D【解析】AB.乙的s-t圖象前2s為一條傾斜直線說明乙在這段時間內(nèi)做勻速直線運動，2s以后乙的s-t圖象為水平直線說明此時乙靜止，則第3s時乙的路程為8m，第4s時乙的速度為0，由圖可知0-4s乙的平均速度為：v=s/t=8m/4s=2m/s，故A、B錯誤；C.甲的s-t圖象是一條傾斜直線說明甲始終做勻速直線運動，而2s以后乙一直靜止，故4s時甲、乙兩物體的速度不相等，故C錯誤；D.甲、乙兩位同學(xué)，同時從同一地點沿直線向同一方向運動，且從圖中可知，3s時甲的路程小于乙的路程，故乙在甲的前方，故D正確。故選D。