2022年初中應用物理知識競賽輔導講座運動和力

1、【重點知識解讀】1.物理學中把物體位置的變化叫做機械運動。根據物體運動軌跡可將機械運動分為直線運動和曲線運動。 同一物體是運動還是靜止取決于所選的參照物，參照物不同，所得到的結論也不同， 這就是運動和靜止的相對性。兩個物體運動的快慢相同，運動方向相同，這兩個物體相對靜止。參照物的選定可以是任意的，但不能選擇被研究的物體作為參照物。一旦被選作參照物，就假定該物體是靜止的。2.速度是描述物體運動快慢的物理量。速度v=s/t。3.物體沿直線做快慢不變的運動叫做勻速直線運動。4.平均速度用來粗略描述做變速直線運動物體的快慢。平均速度必須指明是在某段時間或某段路程中的平均速度。平均速度等于路程除以時間。

2、 平均速度不是幾個速度的平均值。5.用刻度尺測量長度時要估讀到分度值的下一位。6.力可以改變物體運動狀態(tài)，力可以改變物體形狀。力的大小方向作用點稱為力的三要素。當任一要素發(fā)生改變， 力的作用效果都會發(fā)生改變。 畫出力的示意圖，形象直觀的表示力的三要素。7.力的作用是相互的。 力不能離開物體而單獨存在。 一個物體是受力物體的同時，也必然是施力物體。8.牛頓第一定律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。9.物體保持運動狀態(tài)不變的性質叫做慣性。慣性的大小由物體自身質量決定，與外界因素無關。10.二力平衡條件：作用在一個物體上的兩個力大小相等、方向相反，作用在一條直線上?！?/p>

3、競賽知識拓展】1. 累積法：把 n 段相同長度的物體疊合，使疊合后的總長度比刻度尺的最小分度值大得多，測量出總長度除以n，可以算出物體的長度。利用累積法可以測量紙張的厚度、銅絲的直徑等。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -2. 物體速度的變化量與時間的比值表示物體速度變化的快慢。【經典競賽題分析】例 1.（2011全國初中應用物理知識競賽初賽）心電圖儀通過一系列的傳感手段，可將與人心跳對應的生物電流情況記錄在勻速運動的坐標紙上。醫(yī)生通過心電圖， 可以了解到被檢者心跳的情況， 例如，測

4、量相鄰兩波峰的時間間隔，便可計算出1 min 內心臟跳動的次數（即心率）。同一臺心電圖儀正常工作時測得待檢者甲、乙的心電圖分別如圖甲、 乙所示。若醫(yī)生測量時記下被檢者甲的心率為60 次/ min 。則乙的心率為。【解析】設心電圖儀的坐標紙移動速度為v，根據甲的心率為60次/ min 可知，甲的心動周期為 t1=1s.由甲的心電圖可知， vt1=2510-3。設乙的心動周期為t2，由乙的心電圖可知， vt2=2010-3，解得 t2=0.8s ，則乙的心率為 60/ t2=600.8/min=75 次/min ?！敬鸢浮?75次/min 例 2.(2010 全國初中應用物理知識競賽題)現(xiàn)代社會汽

5、車大量增加， 發(fā)生交通事故的一個重要原因是遇到意外情況時車不能立即停止。司機從看到情況到肌肉動作操縱制動器來剎車需要一段時間，這段時間叫反應時間； 在這段時間內汽車要保持原速前進一段距離，這段距離叫反應距離。從操縱制動器剎車，到車停下來，汽車又要前進一段距離， 這段距離叫制動距離。 下面是一個機警的司機駕駛一輛保養(yǎng)得很好的汽車在干燥的水平公路上以不同的速度行駛時，測得的反應距離和制動距離。請回答 : (1)剎車過程中輪胎會發(fā)熱，這是什么原因?是什么能轉化為什么能的過程？(2)利用上表數據，通過計算求出該司機的反應時間大約是多少秒? (3)分析上表數據可知，汽車制動距離與行駛速度有什么關系? (

6、4)為了提醒司機朋友在雨雪天氣里注意行車安全，在高速公路旁邊設置了“雨雪路滑，減速慢行”的警示牌，請簡要說明這句話的物理道理。速度40 50 60 80 100 精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -/km h-1反應 距離/m 7 9 11 15 19 制動 距離/m 8 13 20 34 54 解析： （1）剎車過程中輪胎發(fā)熱是由于摩擦引起的，這個過程中機械能轉化為內能。（2） 司機的反應時間 t 等于反應距離 s與汽車行駛速度 v 的比值， 即 t=s/v。v1=40km/h=1

7、00/9m/s，t1=s1/v1=0.63s；v2=50km/h=125/9m/s，t2=s2/v2=0.65s；v3=60km/h=50/3m/s，t3=s2/v2=0.66s；v4=80km/h=200/9m/s，t4=s4/v4=0.68s；v5=100km/h=250/9m/s，t5=s5/v5=0.68s；反應時間的平均值t=0.65s. （3）分析上表數據可知，汽車制動距離與行駛速度的關系是：汽車行駛速度越大，制動距離越大。具體計算可知，當速度增大到原來的2 倍時，制動距離約增大到原來的4 倍。（4）雨雪天，道路較滑，汽車所受的剎車阻力較小。在相同的車速的情況下，汽車所受的剎車阻力

8、越小， 汽車的運動狀態(tài)越不容易改變，汽車剎車后滑行的距離就越長，因此汽車就越難停下來，所以為安全起見要減速慢行。【競賽實戰(zhàn)訓練】1( 2011 上海初中物理知識競賽題) 小轎車勻速行駛在公路上， 坐在副駕駛位置的小青觀察到轎車速度盤的指針始終在100km/h 位置處，在超越相鄰車道上同向勻速行駛的另一輛普通轎車的過程中，小青發(fā)現(xiàn)該轎車通過自己的時間恰好為1 秒，則該轎車的車速范圍為（）a1520m/s b2025 m/s c2530 m/s d3035 m/s 1.解析：小轎車速度100km/h=28m/s，以小轎車為參照物，小轎車長度取3.5m，在超越相鄰車道上同向勻速行駛的另一輛普通轎車的

9、過程中，兩車相對路程為精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -7m，由 s=vt 可知，相對速度為7m/s。該轎車的車速范圍為2025m/s，選項 b正確。答案： b 2. (2009 上海初中物理知識競賽復賽題)如圖所示，彈性小球撞擊地面前的速度方向與水平地面的夾角為 ， 撞擊后離開地面時的速度方向與水平地面的夾角為 ，則下列說法中正確的是：( ) (a)無論地面光滑與否，總有=(b)無論地面光滑與否，總有(c) 地面的粗糙程度越大， 越小(d)地面的粗糙程度越大，越大2.答案： d

10、解析：地面光滑時，總有=；地面的粗糙程度越大，小球平行地面的分速度損失越多，導致越大，選項 d正確。3. (2009 上海初中物理知識競賽復賽題)摩托車做飛躍障礙物的表演時為了減少落地時向前翻車的危險，則落地時應采取的措施是：( ) (a)僅前輪制動(b)僅后輪制動(c)前、后兩輪均制動(d)前、后輪均不制動3.答案： b 解析：摩托車做飛躍障礙物的表演時，落地時前輪著地，為了減少落地時向前翻車的危險， 則落地時應采取的措施是僅后輪制動， 選項 b正確。4. (2009 上海初中物理知識競賽復賽題)20xx年 9 月 25日 21 時 10 分“ 神舟” 七號飛船載著三名航天員飛上藍天，實施太

11、空出艙活動等任務后于28 日 17 時 37 分安全返回地球。已知： “ 神舟” 七號飛船在距地球表面高343 千米的圓軌道上運行，運行速度為 7.76 千米/秒；地球半徑 6.37103千米。則在 “ 神舟” 七號飛船運行期間，飛船繞地球運動的圈數為：(a) 15 (b) 30 (c) 45 (d) 60 4.答案： c解析：由題述可知，飛船繞地球運動的時間大約為68.5小時，運行一圈的路程大約為2(6.37 103千米 +343千米)=4.2 107m， 運行一圈的時間大約為 1.5h，飛船繞地球運動的圈數為45，選項 c正確。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - -

12、 - - - - - - 第 4 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -5. (2009 上海初中物理知識競賽復賽題)右圖是水平公路上從車后看到的一輛行駛著的汽車的右后輪，根據圖中所示現(xiàn)象可知：( ) (a)汽車正在向左轉彎，右后輪對地面作用力的方向為向下偏左(b)汽車正在向左轉彎，右后輪對地面作用力的方向為向下偏右(c) 汽車正在向右轉彎，右后輪對地面作用力的方向為向下偏左(d)汽車正在向右轉彎，右后輪對地面作用力的方向為向下偏右5 答案：.b 解析：由圖可知，輪子下部向左凸出，說明地面對右后輪的摩擦力方向向左， 汽車正在向左轉彎。 地面對右后輪的作用力方向為向上偏左，根據牛頓

13、第三定律，右后輪對地面作用力的方向為向下偏右，選項b正確。6(2009 全國初中應用物理知識競賽題)與火車相比，汽車車廂外表面更容易堆積灰塵。對于導致這種現(xiàn)象的原因分析，你認為下列說法中最可能的是( ) a火車車廂的外表面比汽車車廂的外表面光滑，更不容易堆積灰塵b火車行駛的速度比汽車的大，產生的風更大，更容易把灰塵吹掉c火車行駛的速度比汽車的大，車廂外側空氣流動的速度比汽車的大，車廂外側氣壓比汽車的小，車廂的內外壓強差比汽車的大，更不容易堆積灰塵d在車輛行駛過程中，車廂外表面由于和空氣摩擦而帶電，因為汽車的輪胎是絕緣的橡膠， 和鐵輪的火車相比更不容易把電荷導入地下，因而更容易吸附灰塵。6. 答

14、案： d 解析：由于在車輛行駛過程中，車廂外表面由于和空氣摩擦而帶電，帶電體有吸引輕小物體的性質。若車廂與地面用導體相連，可將電荷導入地下，就不容易吸附灰塵。 因為汽車的輪胎是絕緣的橡膠，和鐵輪的火車相比更不容易把電荷導入地下，因而更容易吸附灰塵，選項d 正確。7. (2011全國初中應用物理 知識競賽題 )在晴朗的夜空， 我們很容易找到北斗星與北極星，如圖4 所示。天剛黑下來的時候，我們觀察并記錄一次北斗星與北極星相對于地面的位置；半夜的時候，我們再次觀察并記錄北斗星與北極星相對于地面的位置。比較這兩次的記錄結果，我們會發(fā)現(xiàn)() a.北斗星和北極星都是運動的。精品學習資料 可選擇p d f

15、- - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -b.北斗星和北極星都是靜止的。c.北斗星是運動的，北極星是靜止的。d.北斗星是靜止的，北極星是運動的。7. 答案： c解析：這兩次的記錄結果，我們會發(fā)現(xiàn)北斗星是運動的，北極星是靜止的，選項 c正確。8. (2010 全國初中應用物理知識競賽題)物理小組的同學想利用閃電和雷聲的時間間隔計算閃電發(fā)生位置到他們的距離，以下是四位同學提出的不同方案，其中計算結果誤差最小的應該是( )a記錄剛剛看到閃電至剛剛聽到雷聲的時間，再乘以聲速b記錄剛剛看到閃電至雷聲剛剛結束的時間，再乘以聲速c由兩

16、位同學分別按選項a、b兩種方法測量時間，求平均值后，再乘以聲速d由一位同學按照選項a 的方法，多測幾次對 應不同閃電與雷聲的時間間隔，求平均值后，再乘以聲速8. 答案：a 解析：由于閃電傳播速度遠大于聲音，所以記錄剛剛看到閃電至剛剛聽到雷聲的時間，再乘以聲速，可計算閃電發(fā)生位置到他們的距離，選項a正確。9. (2009上海初中應用物理知識競賽題)一般情況下，河水越靠近河的中央，水速越大；越靠近河岸，水速越小，如圖10所示。假設水速與離河岸的距離成正比，一艘船船頭始終垂直河岸方向(船相對水的速度不變 )，從河岸 a點向對岸駛去并到達對岸下游處的 b點。則在下列示意團中，能合理描述其行進路徑的是（

17、）9. 答案： c 解析：船的速度是船相對水的速度和水速的合速度，能合理描述其行進路徑的是圖 c 。10. (2009上海初中應用物理知識競賽題)著名數學家蘇步青年輕時有一次訪問德國，當地一名數學家在電車上給他出了一道題：甲、乙兩人相對而行，相距 50精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -千米。甲每小時走 3千米，乙每小時走 2千米。甲帶一條狗，狗每小時走4千米，同甲一起出發(fā)， 碰到乙后又往甲方向走， 碰到甲后它又往乙方向走， 這樣持續(xù)下去，直到甲乙兩人相遇時，這條狗一共走了（）(a)

18、 50千米(b)40千米(c)30千米(d)20千米10. 答案： b 解析：甲乙兩人的相對速度是v =3km/h+ 2km/h =5km/h，經過t=s/v=50/5h=10h兩人相遇，這條狗一共走了l=v狗t=410km=40km，選項 b正確。二填空題1(2009上海初中物理知識競賽復賽題)如圖所示，在一條長直路旁有一塊草地，圖中每個小方格的邊長所代表距離為6 米。 小張同學沿草地邊緣直路運動的最大速度是 6 米/秒，在草地上運動的最大速度為3 米/秒。請在下圖中標出小張同學從草地邊緣 a 處出發(fā)，在 6 秒時間內所能到達草地的范圍；他從a 處出發(fā)，選擇恰當的路徑，到達p點的最短時間為

19、_秒（精確到 0.1 秒） 。1.答案：16.4 解析：小張同學從草地邊緣a 處出發(fā)，垂直邊界進入草地，在6 秒時間內精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -能到達草地內距離為18m；沿邊界行走，則能到達距離a 點 36 嗎。所以在 6 秒時間內所能到達草地的范圍如圖所示；設他從草地邊緣 a 處出發(fā)，先沿草地邊緣行走x，然后進入草地直線到達p點。設 進 入 草 地 后 運 動 方 向 與 垂 直 邊 界 的 直 線 方 向 夾 角 為r ， 則 有sinr=2236-3636xx。由折射

20、定律， sini/sinr=6/3=2，sini=1，解得 sinr=0.5,。到達 p點的最短時間為 t=x/6+223636x/3，聯(lián)立解得 t=16.4s。2.(2009 上海初中物理知識競賽復賽題)(1) 在古代，以亞里士多德為代表的古希臘哲學家通過觀察，已經猜想地球是球形，在我們日常生活中有些現(xiàn)象也可以表明地球是球形。試舉一例說明。(2) 人們觀察地球以外的物體，會受到地球大氣層的影響。假設地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時刻與實際存在大氣層的情況相比_選填 ： “ 將 提 前 ” 、 “ 將 延 后 ” 或 “ 不 變 ” ） 。 簡 述 產 生 這 種 現(xiàn) 象 的 原

21、因 是 ：_ (3) 人們在地球上觀察月亮， 發(fā)現(xiàn)月亮朝向地球的一面始終是不變的。這是由于：_ (4) 天文觀測表明，幾乎所有遠處的星體（或星系）都在以各自的速度背離我們而運動，離我們越遠的星體，背離我們運動的速度（稱為退行速度）越大；也就是說， 宇宙在膨脹不同星體的退行速度v 和它們離我們的距離r 成正比，即 v=hr，式中 h 為一常量，稱為哈勃常數?？茖W家由此提出了宇宙大爆炸學說：認為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的，距今已有 137億年，大爆炸后各星體即以不同的速度向外勻速運動。 上述天文觀測中測得的哈勃常數h=_ 。最近的測量發(fā)現(xiàn)哈勃常數在變大，這說明宇宙在_ （選填 : “ 加速

22、” 、“ 勻速” 或“ 減速” ）膨脹。2.答案：(1) 出海的船離開港口時，船身先消失，然后桅桿再消失在海面上：月食。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -(2)將延后大氣層對太陽光的折射作用(3)月球自轉的周期等于月球繞地球公轉的周期(4) 2.1910-5千米（秒 光年）或 2.3110-18秒-1加速3. （2009上海初中物理知識競賽）如圖18所示，b、 c兩點相距60米，c 、 a兩點相距 80米，ac與bc 相互垂直。甲以 2米/秒的速度由 b點向c點運動，乙以 4米/秒

23、的速度同時由 c點向a點運動。經過秒，甲、乙之間的距離最近；經過秒，甲、乙所處位置與 c點構成的三角形和三角形 abc 可能相似。3. 答案： 6 90/11或12 解析：甲、乙之間的距離x=224260tt=144620180122022ttt，當t=6s時甲、乙之間的距離 x最近；由 (602t)/60=4t/80 解得t=12s時甲、乙所處位置與 c點構成的三角形和三角形 abc 相似。由 (602t)/80=4t/60 解得t=9/11s時甲、乙所處位置與 c點構成的三角形和三角形abc 可能相似。三綜合運用1. (2009全國初中應用物理知識競賽復賽題)圖 2 是小強的自行車傳動裝置

24、的示意圖。請思考并回答：（1）假設腳踏板每 2s轉 1 圈，在這種情況下，要計算自行車前進的速度大小，還需要測量哪些量?請你用這些量推導出自行車前進速度的表達式。（2）該自行車后架上裝有向車頭燈供電的小發(fā)電機，小發(fā)電機的上端有一半徑 r0=1.0cm的摩擦小輪。行駛過程中，當需要小發(fā)電機向車頭燈供電時，小輪壓緊車輪，此時小輪與自行車車輪之間無相對滑動，車輪帶動小輪轉動，發(fā)電機發(fā)電。測得自行車大齒輪、小齒輪和后輪的半徑分別為8.0cm、3.4cm、圖 18 精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 11 頁 - - - - - - - - -33cm，問當自行車的車速為15km/h 時，摩擦小輪的轉速 (單位時間內轉過的