§第二节 运动的描述：
★一、机械运动：
1、机械运动的定义：在物理学中，把物体的位置变化叫做机械运动，简称运动。
说明：①物理学中的机械运动和其它运动的区别关键是看物体的位置有无发生变化，有位置的变化就是机械运动，否则就不是机械运动。位置的变化包括距离的变化和运动方向的变化。
②机械运动指的是宏观物体的运动。
在自然界中，除了机械运动，还存在分子运动、原子运动、电磁运动、生命运动等等，它们都属于不同于机械运动的其它运动。
2、运动的普遍性：宇宙中一切物体都在运动，没有不动的物体，运动是宇宙中的普遍现象，宇宙中的一切物体都在运动，绝对静止的物体是不存在的。看似静止的树木、高山、房屋都在随地球自传而运动，同时又随地球绕太阳公转而运动。
★二、参照物：
1、参照物的定义：在研究物体的运动时，要先选定某一物体作为标准，这个被选定为标准的物体叫做参照物。
2、参照物的选取原则：
①假定性：参照物一旦被选定，我们就假定该物体是静止的。
②任意性：参照物的选择可以是任意的，既可以是运动的物体，也可以是静止的物体。但要注意的是参照物一般不选择研究对象自身，若以研究对象自身为参照物，研究对象的位置是不可能变化的，即研究对象永远是静止的。
③不唯一性：同一物体，可以选择不同的参照物，若选用了不同的参照物，其运动状态的描述可能是不同的。
④方便性：通常情况下，为了研究机械运动的方便，物理学中一般选取地面或相对于地面静止的物体为参照物，此时可不指明参照物；如果选取了其它物体作参照物，则一定要指明所选定的参照物。
3、运动和静止的相对性：物体相对于参照物位置发生了变化，我们就说这个物体是运动的；如果物体相对于参照物没有发生位置变化，那么我们就说这个物体是静止的。同一物体是运动还是静止取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。
★三、运动的快慢：
1、比较物体运动快慢的两种方法：
①在相同时间内，比较路程：在相同时间内，通过路程长的物体，运动得快。
②通过相同的路程时，比较时间：在物体通过相同的路程的情况下，所用时间短的物体，运动得快。
2、速度：
①速度的定义：在物理学中，把路程与时间的比叫做速度。
速度在数值上等于运动物体在单位时间内通过的路程。
速度既有大小，又有方向，属于矢量。
速度的大小变化，叫做速度的变化，速度的方向变化也叫做速度的变化。
【说明】速度是用路程和时间的比值来定义的，这种用两个物理量的比值给第三个量下定义的方法叫做比值定义法，是物理学中一种常用的定义方法。
②速度的物理意义：速度是表示物体运动状态的物理量。
③速度的计算公式：通常用s表示路程，t表示时间，v表示速度，则
V=S/t。
④速度的单位：在国际单位制中，路程的单位是米（m）,时间的单位是秒（s）,则速度的单位是m/s（读作米每秒）；
交通运输中常用km/h（千米每小时）作速度的单位；有时还用m/min(米每分) 作速度的单位.
它们之间的换算关系是：
1m/s=3.6km/h，
1km/h=1/3.6m/s
【说明】①在应用速度公式V=S/t做题时，三个物理量的单位必须统一。
例如，当速度的单位是km/h时，则路程的单位是km，时间的单位是h；当速度的单位是m/s时，则路程的单位是m，时间的单位是s。
②在比较速度的大小时，必须先化成相同的单位后，再比较。
③物理学中，应用公式做题是一个重要类型，要注意做题格式。
④对于速度公式V=S/t,
不能说速度与路程成正比，与时间成反比，只能说速度等于路程与时间的比。
但是，对于两个运动物体而言，如果它们运动的路程相同，可以说它们的速度与所用的时间成反比；如果它们运动的时间相同，可以说它们的速度与通过的路程成正比。利用这个比例关系，可以解决一些实际问题。
3、运动的形式：
❶匀速直线运动：
①匀速直线运动的概念：
物体沿着直线且速度不变的运动叫做匀速直线运动。
真正的匀速直线运动是很难出现的，为简化问题，常把近似的匀速直线运动当作真正的匀速直线运动来处理。
②匀速直线运动的特点：
特点之一：做匀速直线运动的物体，在整个运动过程中的任何时刻、任何路段速度的大小不变，方向不变，所以知其任一段的速度，便知全过程任一段的速度。
特点之二：匀速直线运动的速度可以利用公式V=S/t计算。
❷变速直线运动：
①变速直线运动的概念：物体在做直线运动时，其速度的大小常常是变化的，这种运动叫做变速直线运动。
②变速运动快慢的描述方法：变速运动中常用平均速度来粗略描述运动物体在某一段路程或某一段时间内运动的平均快慢程度。只作粗略研究时，也可以用V=S/t求平均速度。
但由于变速运动的速度是不断变化的，即不同的路程段或时间段内所对应的平均速度不相同，所以在用公式V=S/t求平均速度时，要注意三者之间的对应性。
【知识拓展】物体作机械运动，一要考虑方向，二要考虑快慢。直线运动就是方向不变的运动，速度的大小反映了物体运动的快慢程度。前面说过，“速度是表示物体运动状态的物理量”，匀速直线运动就是指的匀速运动。
变速直线运动属于速度的大小发生变化的运动，若速度值变大是加速运动，若速度值是均匀变大的则属于匀加速运动；若速度值变小是减速运动，若速度值是均匀变小的则属于匀减速运动。凡曲线运动都是方向在变化的运动，都属于变速运动。
❸物体运动的图像：
常用的描述物体运动的图像有s-t图像和v-t图像。
①s-t图像：
横坐标表示时间，纵坐标表示路程，图像表示物体运动的路程随时间变化的规律，并且同一图像中直线的倾斜度越大，表示物体的速度越大。如图所示，甲表示物体作匀速直线运动，乙表示物体静止。
②v-t图像：
横坐标表示时间，纵坐标表示速度，图像表示物体运动的速度随时间变化的规律。如图所示，甲表示物体作匀速直线运动，乙表示物体静止。
❹速度、路程、时间的计算：
①常见的几个类型：
第一，题目中出现标志牌，一定要明确交通标志牌的含义。例如交通标志牌上的“20km”表示距某地还有20km的路程，“80km/h”表示限速80km/h。
我们可以根据交通标志牌上的路程和速度计算出到达某地所用的时间。
②过桥问题：一列火车要完全通过一座大桥，所通过的路程等于桥长加车长。
③列车运行时间表问题:要明确时间和时刻的关系。
★四、测量平均速度：
通常，科学探究涉及提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。
1、实验原理：V=S/t,
其中s为一段路程，t为通过这段路程所用时间。
2、实验器材：斜面、木块、小车、刻度尺、停表、金属片。
3、测量的物理量：小车运动的路程和通过这段路程所用的时间。
4、实验注意事项：
①小车的前端对齐起始线，开始释放；实验中金属片的作用是使小车在同一位置停下，便于准确测量小车移动的距离。
②计时开始与小车释放应该是同时的，发生碰撞时马上停表。必须专人操作。正式实验前应该练习几次, 熟练之后会使测量的数据更准确。
③实验中斜面应保持较小的坡度，让小车走得慢一点，路程适当长一点, 这是为了便于测量时间，这样测量的误差可以小一点。
④小车从斜面滑下时，一定要做直线运动, 否则测量的路程比实际路程要小，影响实验结果。
5、实验步骤：
①调整斜面装置，保持较小的合适的倾角。
②将金属片卡放在底端，小车放在顶端。标好起点，测出小车将要通过的路程s₁，计入表格。
③释放小车同时用停表计时, 到小车撞击金属片时停止计时，得到时间t₁，记入表格。
④将小车重新放到顶点，重复测量两次，记入表格。
⑤将金属片移到斜面中部，再测量三次路程s₂和时间t₂,记入表格。
⑥由测出的数据，依据公式 算出各个速度，求出平均值，得到结果。
⑦整理回收器材。
6、实验结论：
①小车沿斜面下滑的速度越来越大,说明小车沿斜面下滑运动越来越快。
②小车在不同的路段，平均速度不同，下半段更快，因此全程速度大于上半段速度，但不是二倍关系。
设全程的平均速度为v₁, 上半段的平均速度为v₂, 下半段的平均速度为v₃，则v₂＜v₁＜v₃。
③如何得出小车在整段路程中，后半段的平均速度?根据平均速度的公式可算出小车后半段的平均速度。
设斜面长（整段路程）为2s,全程的平均速度为v₁, 上半段的平均速度为v₂, 下半段的平均速度为v₃，则
④小车在任意一段路程中的平均速度都小于最末端速度。
⑤各小组的测量值不同：不是误差。其原因是：一是斜面倾角不同，快慢不一；二是路程不一致，故得到的速度互不相同。
⑥减小误差的方法：
A、安装置时,斜面倾角要小一点，但不能过小, 过小 则小车不动，稍大就会使小车过快，计时不准。起止点距离适当大一点好。
B、测同一组数据时保证起止点相同。
C、测时间时释放小车与开始计时要尽量同步。
D、对刻度尺和停表读数要规范准确。
【知识拓展】测量平均速度的变式：
测量一个物体的平均速度，一般需要测量路程和时间。由于测量路程和时间的方式不同，就出现了测量平均速度方法的多种变式：
①路程测量出现的变式：物体的运动轨迹为曲线时，可以采用化曲为直的方法测量路程，测量汽车的运动距离可利用读里程表或数里程碑的方法……。
②时间测量出现的变式：在没有钟表的情况下，可以采用数脉搏的方法测量时间……。
③利用位移传感器测量速度：将位移传感器和计算机连在一起，可以直接测量出物体的运动速度，并通过计算机观察物体的速度变化情况。
