2.2运动的描述--2025-2026学年教科版八年级上册物理教学课件

2.2 运动的描述学习目标深入理解机械运动的概念，能准确区分不同形式的机械运动。理解质点的概念，明确将物体看作质点的条件，能在具体情境中判断物体是否可视为质点。进一步掌握参考系的选择原则及对物体运动描述的影响，能根据给定情境灵活选择合适的参考系。理解位移和路程的概念，明确二者的区别与联系，能准确计算物体运动过程中的位移和路程。理解速度和速率的概念，掌握平均速度、瞬时速度和平均速率的计算方法，能区分速度与速率、平均速度与平均速率。理解加速度的概念，掌握加速度的计算方法，明确加速度与速度、速度变化量的关系，能根据加速度判断物体的运动性质。通过对运动描述的学习，培养逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力，提高运用物理知识解释生活中运动现象的能力。复习引入回顾运动的普遍性：宇宙中的一切物体都在运动，运动是绝对的，静止是相对的。举例说明微观和宏观世界的运动现象，如分子的无规则运动、天体的公转和自转等。复习机械运动的定义：一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动。提问学生生活中常见的机械运动实例，巩固对机械运动概念的理解。机械运动的分类直线运动：物体沿着直线的运动。可分为匀速直线运动和变速直线运动。匀速直线运动：物体在直线上运动，且在任意相等的时间内通过的路程都相等。特点是速度大小和方向都不变。例如，在平直轨道上匀速行驶的列车。变速直线运动：物体在直线上运动，速度大小或方向发生改变。如汽车在启动、加速、减速过程中的运动。曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动。其速度方向时刻在改变，是一种变速运动。例如，投出的篮球在空中的运动、卫星绕地球的运动等。曲线运动中，物体的速度方向沿曲线的切线方向。质点定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点。质点是一种理想化模型，实际并不存在。物体看作质点的条件：当物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时，可将物体看作质点。举例说明：研究地球绕太阳公转时，由于地球到太阳的距离远大于地球的直径，地球的大小和形状对公转运动的影响极小，可将地球看作质点。研究列车从北京到上海的运行时间，列车的长度相比于北京到上海的距离可忽略不计，列车可看作质点。但研究列车通过一座桥梁的时间时，列车的长度不能忽略，此时列车不能看作质点。研究乒乓球的旋转时，乒乓球的大小和形状对旋转运动有重要影响，不能将乒乓球看作质点；而研究乒乓球在空中的飞行轨迹时，可将其看作质点。理解质点概念的要点：质点是对实际物体的科学抽象，是为了简化问题而引入的模型。一个物体能否看作质点，取决于所研究问题的性质，而不是物体本身的大小和形状。即使是同一个物体，在不同的研究问题中，有时可看作质点，有时则不能。参考系回顾定义：在研究物体的运动时，被选作标准的物体叫做参考系。参考系的选择原则：参考系的选择是任意的，可以选择静止的物体作为参考系，也可以选择运动的物体作为参考系。为了研究问题的方便，通常选择地面或相对于地面静止的物体（如房屋、树木、路灯等）作为参考系。在研究不同物体的运动时，应选择同一个参考系，这样才能准确比较它们的运动状态。参考系对物体运动描述的影响：选择不同的参考系，对同一物体运动状态的描述可能不同。实例分析：坐在行驶汽车里的乘客，以汽车为参考系，乘客是静止的；以地面为参考系，乘客是运动的。空中飞行的飞机，以地面上的观察者为参考系，飞机是运动的；以与飞机同向同速飞行的另一架飞机为参考系，这架飞机是静止的。总结：物体的运动和静止是相对的，取决于所选的参考系。在描述物体的运动时，必须明确所选取的参考系。位移和路程位移：定义：由初位置指向末位置的有向线段。位移是矢量，既有大小又有方向。其大小等于初末位置间线段的长度，方向由初位置指向末位置。表示方法：通常用字母 “x” 表示位移。在坐标系中，位移可以用坐标的变化量来表示。例如，在一维坐标系中，物体从位置\(x_1\)运动到位置\(x_2\)，则位移\(\Delta x = x_2 - x_1\)。路程：定义：物体运动轨迹的长度。路程是标量，只有大小没有方向。位移和路程的区别与联系：区别：位移是矢量，描述物体位置的变化；路程是标量，描述物体运动轨迹的长度。位移只与物体的初末位置有关，与运动路径无关；路程与物体的运动路径有关。一般情况下，位移的大小不等于路程。只有在物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。联系：在一定时间内，物体的路程不可能小于位移的大小。实例分析：运动员在 400 米标准跑道上跑一圈，其路程为 400 米，而位移为 0（因为初末位置相同）。某人从家出发沿直线步行到学校，位移大小等于家到学校的直线距离，路程等于步行的实际路径长度，若步行路线为直线，则位移大小等于路程。速度和速率速度：定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。速度是矢量，既有大小又有方向。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，方向与位移方向相同。公式：\(v = \frac{\Delta x}{\Delta t}\)，其中\(v\)表示速度，\(\Delta x\)表示位移，\(\Delta t\)表示发生位移\(\Delta x\)所用的时间。速度的单位是米每秒（\(m/s\)），常用单位还有千米每小时（\(km/h\)）等，换算关系为\(1m/s = 3.6km/h\)。平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度。平均速度只能粗略地描述物体在这段时间内的运动快慢和方向。平均速度的方向与这段时间内的位移方向相同。瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。瞬时速度能精确地描述物体在某一时刻（或某一位置）的运动快慢和方向。瞬时速度的方向沿物体运动轨迹在该点的切线方向。在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。速率：定义：瞬时速度的大小叫做速率。速率是标量，只有大小没有方向。平均速率：路程与发生这段路程所用时间的比值叫做平均速率。平均速率是标量，它与平均速度不同，平均速度的大小是位移与时间的比值，而平均速率是路程与时间的比值。在一般的曲线运动或有往返的直线运动中，平均速率大于平均速度的大小。例如，运动员在 400 米标准跑道上跑一圈用时\(t\)，平均速率为\(\frac{400}{t}\)，而平均速度为 0（位移为 0）。速度与速率、平均速度与平均速率的比较：速度与速率：速度是矢量，包含大小和方向；速率是标量，只有大小。在直线运动中，当物体做单向运动时，速度的大小等于速率；当物体做往返运动时，速度的大小与速率不同。平均速度与平均速率：平均速度是矢量，方向与位移方向相同；平均速率是标量。平均速度的大小等于位移与时间的比值，平均速率等于路程与时间的比值。只有在单向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率。加速度定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。加速度是矢量，既有大小又有方向。公式：\(a = \frac{\Delta v}{\Delta t}\)，其中\(a\)表示加速度，\(\Delta v\)表示速度的变化量（\(\Delta v = v - v_0\)，\(v\)是末速度，\(v_0\)是初速度），\(\Delta t\)表示速度变化所用的时间。加速度的单位是米每二次方秒（\(m/s^2\)）。加速度的物理意义：描述物体速度变化快慢的物理量。加速度越大，物体速度变化越快；加速度越小，物体速度变化越慢。加速度的方向与速度变化量\(\Delta v\)的方向相同。加速度与速度、速度变化量的关系：加速度与速度的关系：加速度与速度没有直接关系。速度大，加速度不一定大；速度小，加速度也不一定小。例如，高速匀速飞行的飞机，速度很大，但加速度为 0；汽车启动时，速度较小，但加速度较大。加速度为 0 时，物体做匀速直线运动；加速度不为 0 时，物体做变速运动。当加速度与速度方向相同时，物体做加速运动；当加速度与速度方向相反时，物体做减速运动。加速度与速度变化量的关系：加速度不仅与速度变化量的大小有关，还与速度变化所用的时间有关。速度变化量大，加速度不一定大。例如，汽车启动过程速度变化量较大，但用时较长，加速度较小；而子弹在枪膛内速度变化量较大且用时极短，加速度很大。速度变化量的方向与加速度方向相同。实例分析：汽车启动时，速度从 0 逐渐增大，速度变化量\(\Delta v\)为正值，加速度\(a\)也为正值，且加速度方向与速度方向相同，汽车做加速直线运动。汽车刹车时，速度逐渐减小，速度变化量\(\Delta v = v - v_0\)（\(v\lt v_0\)）为负值，加速度\(a\)也为负值，加速度方向与速度方向相反，汽车做减速直线运动。课堂活动：分析物体的运动描述展示一些生活中的运动场景视频或图片，如：运动员在弯道上跑步。汽车在盘山公路上行驶。电梯的升降运动。让学生分组讨论，分析每个场景中物体的运动类型（直线运动还是曲线运动），能否将物体看作质点，选择合适的参考系描述物体的运动，计算物体的位移、路程、速度、加速度等物理量（若条件允许），并派代表发言交流。随堂练习下列关于质点的说法中，正确的是（ ）A. 体积很小的物体都可看成质点B. 质量很小的物体都可看成质点C. 研究地球的公转时可把地球看成质点D. 研究火车通过一座桥梁的时间时可把火车看成质点甲、乙两物体都做直线运动，通过的路程之比为\(3:1\)，所用的时间之比为\(2:3\)，则甲、乙两物体运动的平均速度之比为（ ）A. \(9:2\)B. \(2:9\)C. \(3:2\)D. \(2:3\)一质点沿直线\(Ox\)方向做变速运动，它离开\(O\)点的距离\(x\)随时间\(t\)变化的关系为\(x = 5 + 2t^3\)（\(m\)），它的速度\(v\)随时间\(t\)变化的关系为\(v = 6t^2\)（\(m/s\)），该质点在\(t = 0\)到\(t = 2s\)间的平均速度和\(t = 2s\)到\(t = 3s\)间的平均速度的大小分别为（ ）A. \(12m/s\)，\(39m/s\)B. \(8m/s\)，\(38m/s\)C. \(12m/s\)，\(19.5m/s\)D. \(8m/s\)，\(13m/s\)关于加速度，下列说法正确的是（ ）A. 加速度为正，物体一定做加速运动B. 加速度为负，物体一定做减速运动C. 物体的速度变化越快，加速度越大D. 物体的速度为零时，加速度一定为零一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为\(4m/s\)，\(1s\)后速度大小变为\(10m/s\)，在这\(1s\)内该物体的（ ）A. 位移的大小可能小于\(4m\)B. 位移的大小可能大于\(10m\)C. 加速度的大小可能小于\(4m/s^2\)D. 加速度的大小可能大于\(10m/s^2\)答案CABCA、D总结机械运动分为直线运动和曲线运动，直线运动又包括匀速直线运动和变速直线运动。质点是一种理想化模型，当物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计时，可将物体看作质点。参考系的选择是任意的，不同参考系对同一物体运动状态的描述可能不同，物体的运动和静止具有相对性。位移是矢量，由初位置指向末位置的有向线段；路程是标量，是物体运动轨迹的长度。一般情况下，位移大小不等于路程，只有在单向直线运动中二者相等。速度是矢量，等于位移与时间的比值；速率是标量，是瞬时速度的大小。平均速度是位移与时间的比值，平均速率是路程与时间的比值，在单向直线运动中平均速度大小等于平均速率。加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度与速度、速度变化量有明确的关系，加速度方向与速度变化量方向相同。通过对运动描述的学习，我们掌握了描述物体运动的基本物理量，能够更准确地分析和解释生活中的各种运动现象。1.人对物体运动的感觉情境探究：假期到了，几个同学送小明乘高铁回家.列车徐徐开动，小明坐在窗边，却看到同学们渐渐向后退去.究竟是谁在运动呢？探究分析：产生错觉的原因是小明主观上选择了行驶的列车为标准，站台旁的同学们相对于小明乘坐的列车位置发生了变化.2.参照物的概念判断物体是否运动和如何运动，首先要选一个标准物，这个标准物叫作参照物.如果物体相对于参照物位置发生变化，就说这个物体是运动的；如果没有发生变化，就说这个物体是静止的.3.参照物的选取原则典例1 [ 厦门期末] 唐朝诗人孟郊在《登科后》中写道“春风得意马蹄疾，一日看尽长安花”.若马是静止的，则选择的参照物是( ) AA.孟郊B.身后的房屋C.路面D.路边的花[解析] 马在地面上跑动，以身后的房屋、路面、路边的花为参照物，马的位置都发生了改变，马是运动的；以孟郊为参照物，马的位置没有发生改变，马是静止的.1.运动和静止的相对性将课本放在课桌上，再将笔放在课本上，用手慢慢拉动课本，观察并思考：以课桌为参照物，笔是运动的还是静止的？以课本为参照物，笔是运动的还是静止的？2.运动的相对性和绝对性分析物体的运动状态取决于所选参照物：描述物体的运动状态时，选取的参照物不同，结论有可能不同.因此，不事先选择参照物，就无法对某个物体的运动状态作出准确描述.3.运动与静止相对性的应用（1）相对运动影视剧拍摄时,为表现演员向某方向运动,可以让演员静止，背景向相反的方向运动,也能达成想要的拍摄效果.（2）相对静止地球同步卫星相对于地球表面静止,为人们提供高精度的定位、导航服务.典例2 [ 成都期中 ] 我国技术人员在研发高速列车时，要进行风洞测试，即将列车模型放在风洞中固定，让风高速迎面吹来，模拟列车在空气中高速行驶的情形，在风洞测试过程中，下列说法正确的是( ) BA.列车模型相对于风洞是运动的B.列车模型相对于风是运动的C.风相对于风洞是静止的D.列车模型相对于地面是运动的 1.比较物体运动快慢的两种方法在运动时间相同的情况下，通过路程长的运动得快.四位同学同时出发，观众会觉得最前面的同学跑得最快.在通过路程相同的情况下，所用时间短的运动得快.四位同学到达终点后，裁判判定最先到达的同学跑得最快.在物理学中,常采用“相同时间比路程”的方法,也就是用物体运动的路程与所用时间的比,即“物体单位时间内通过的路程”，来比较物体运动的快慢.2.速度 （1）速度的定义、公式及单位    3.单位匹配：在用公式进行计算时,代入的数据应包含数字和单位两部分，且要注意单位的对应搭配，“千米”要和“时”搭配，“米”要和“秒”搭配，组合成的速度单位分别是“千米/时”、“米/秒”.教材深挖1.速度里程表很多交通工具里面都有速度里程表，下图是一种速度里程表.2.交通标志牌 （1）求小明步行的速度.     知识点1 参照物1. [2023·承德期中]研究机械运动时，关于参照物的说法正确的是(　D　)D2. [教材素材题][2023·武汉]在中小学爱国主义教育活动中，某学校组织师生观看电影《闪闪的红星》 ，影片中有歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，其中“青山……走”所选的参照物是(　A　)　　研究物体运动状态时，不能以被研究的物体自身作为参照物，歌词“巍巍青山两岸走”中是“青山”在运动，所以应选相对于“青山”位置发生变化的竹排为参照物，A符合题意。【点拨】【答案】A3. [2023·绥化]小明坐在行驶的汽车中，看到路旁的房屋和树木向后退。如果小明是静止的，选择的参照物是(　D　)【点拨】D　　如果小明是静止的，那么小明相对于参照物来说位置没有发生改变，小明相对于树木、房屋、地面位置发生了变化，小明是运动的；相对于汽车座椅位置没有发生变化，小明是静止的，故ABC不符合题意，D符合题意。知识点2 运动的相对性4. [航天科技][2023·北京]2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示的是火箭上升和此过程中航天员在舱内的情景，下列说法正确的是(　C　)【点拨】　　以地面为参照物，发射塔的位置没有发生变化，发射塔是静止的，故A错误；以发射塔为参照物，火箭的位置发生了变化，火箭是运动的，故B错误；以舱内的航天员为参照物，火箭的位置没有发生变化，火箭是静止的，故C正确；以舱内的航天员为参照物，发射塔的位置发生了变化，发射塔是运动的，故D错误。【答案】C5. 旗帜引领方向，旗帜凝聚力量。在国庆阅兵分列式的序幕上，空中护旗梯队，破空而来。如图所示，若以护旗队为参照物，旗帜是 的，若以地面上的观众为参照物，旗帜是 的，由此说明运动和静止是 的。静止　运动　相对　【点拨】　　若以护旗队为参照物，旗帜与护旗队之间没有发生位置变化，旗帜是静止的，若以地面上的观众为参照物，旗帜与观众之间发生了位置变化，旗帜是运动的。判断同一物体的运动状态时，选择的参照物不同，结果一般不同，但都是正确的，说明运动和静止是相对的。6. [传统文化][2023·齐齐哈尔]《吕氏春秋·察今》记录了“刻舟求剑”的典故。学习物理知识后我们懂得，要确定剑落水的实际位置，应选择的参照物是(　A　)　　刻舟求剑的故事中，剑落水后，它与岸边的树的相对位置没有发生改变，与舟、舟上的标记和水流的位置都发生了变化，故要确定剑落水的实际位置，应选择的参照物是岸边的树。【点拨】【答案】A7. [2023·贵州]如图所示是摄影爱好者捕捉到的“乌鸦骑乘老鹰”的精彩画面，下列能描述图中两者相对静止的成语是(　C　)C【点拨】　　并驾齐驱原指几匹马并排拉一辆车，一齐快跑，彼此之间的相对位置没有发生变化，是相对静止的，故C正确。8. [2023·益阳]传说中有一种鸟叫衔枝鸟，它能靠一小截树枝成功地飞越太平洋。它飞行时，把树枝衔在嘴里；累了时，就把树枝放在水面上，站在上面休息。下列说法正确的是(　C　)【点拨】　　飞行时，以树枝为参照物，鸟与树枝的相对位置没有发生改变，鸟是静止的，A错误；飞行时，以海岸为参照物，树枝相对于海岸位置发生了改变，树枝是运动的，B错误；鸟站在树枝上休息时，以树枝为参照物，鸟与树枝的相对位置没有发生改变，鸟是静止的，C正确；鸟站在树枝上一起随海水流动，以海岸为参照物，鸟与海岸的相对位置发生改变，鸟是运动的，D错误。【答案】C9. [日常生活][2024·广州荔湾区期末]某商场外墙悬挂着一条巨型条幅，从上到下写有“广州荔湾欢迎您”，在对面的观光电梯中，小昕对着条幅用固定好的照相机先后拍了两张照片如图甲和图乙，则(　C　)　　条幅相对于地面没有发生位置变化，是静止的。由题中图甲、乙可知，小昕先看到“迎您”，后看到“荔湾”，说明小昕相对于地面向上运动，则相对于条幅向上运动，故A错误。小昕相对于观光电梯没有发生位置变化，是静止的，故B错误。小昕相对于条幅向上运动，相对于观光电梯是静止的，则观光电梯相对于条幅向上运动，故C正确，D错误。【答案】C【点拨】10. [传统文化]有位诗人坐船远眺，写下了著名诗词：“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎。仔细看山山不动，是船行。”从物理学的角度来讲，“看山恰似走来迎”一句中，是以 ⁠为参照物描述山是运动的；“仔细看山山不动”，则是以 ⁠为参照物描述山是静止的。这表明物体的运动和静止是 的。船(或诗人自己)　地面　相对　【点拨】　　“看山恰似走来迎”说山是运动的，是以船(或诗人自己)为参照物，二者的相对位置发生了变化；“仔细看山山不动”说山不动，是以地面为参照物，二者的相对位置没有发生改变。选择不同的参照物来描述物体的运动情况，结论一般不同，说明物体的运动和静止是相对的。11. [科学推理][2024·咸阳期末]小明陪着妈妈在大街散步时，先后拍了两张远处的街景照片，如图所示。若以地面为参照物，大卡车是向 (填“左”或“右”)运动的；若以小轿车为参照物，大卡车是向 (填“左”或“右”)运动的；若以路灯为参照物，马路旁的树木是 (填“运动”或“静止”)的。 　 左　右　静止