内容正文:
第一章 机械运动 专题1.7 路程速度时间计算思维方法问题
路程速度时间计算思维方法
一、对机械运动速度公式的使用说明
1.应用计算时,单位要统一。s用米(m),t用秒(s)作单位时,速度v的单位为米/秒 (m/s);当s用千米(km),t用小时(h)时,速度v的单位为千米/时(km/h)。
2.速度公式及其变形
(1)速度公式:v=s/t
(2)变形公式:s=vt,t=s/v
3.常用单位及其换算
(1)时间单位换算:1h=60min=3600s, 1min=60s
(2)长度、路程单位换算:1m=10dm=102cm=103mm=106μm=109nm
(3)速度单位换算:1km/h=5/18m/s, 1m/s=3.6km/h
4.公式的三个物理量必须对应同一对象、同一运动时段。
二、利用速度公式解决计算题的思维方法
(1)读题、审题后确认物体是做匀速直线运动还是做变速直线运动;
(2)若做匀速直线运动,其速度的大小和方向均不变。可由公式
分别求解解速度,路程,时间。在从题干中或图表中找到已知量后,要立即把已知量的单位化为国际单位,v用米/秒(m/s)、S用米(m)、时间用秒(s)。将已知量连同单位代入相应公式求出相应物理量;
(3)若做变速直线运动,可用v=s/t求某段时间内的平均速度,求某段路程的平均速度。在计算时也要注意单位的统一。
(4)在解决较复杂的问题时,或者说题中涉及两个物体的运动时,各物理量要做到一一对应,也就是v1,s1,t1是物体1的速度、路程、时间,满足v1=s1/t1;v2,s2,t2是物体2的速度、路程、时间,满足v2=s2/t2。决不能相互混淆。然后找与两物体对应方程相连接的物理量之间的关系,如S1+S2=a,或者S1-S2=b,有了这样的联系,两方程即可变为一个方程,所求物理量就在该方程之中。
【例题1】小明家离学校2km,他以5km/h的速度步行上学,出发5分钟后小明父亲发现小明的教科书忘记带上,立即以10km/h的速度沿小明上学的方向骑车去追小明;求:
(1)小明父亲经多少分钟能追上小明?
(2)如果小明父亲发现小明忘记带教科书的同时,小明也发现自己的教科书忘记带上并立即掉头返回,问小明与父亲在途中相遇时离学校多少千米(小数点后保留2位有效数字)?
【例题2】一次王先生出门去办事,如图为他乘车到达目的地时车上电脑自动计费器上打印出的车费发票。试求:
车号:闽A00591
乘车时间:7:30
下车时间:7:40
单价:2元/km
里程:7km
金额:20元
(1)出租车行驶的时间;
(2)出租车行驶的速度;
(3)如果仍按照当前的速度行驶,则这辆出租车从相隔42km的甲地到乙地大概需要多长时间?
1.(2021·湖南怀化)张吉怀高速铁路预计2021年底通车,让怀化人们去往张家界又多了一种出行方式。张吉怀高速铁路总长246km,设计最高速度为350km/h。假设通车后,小君和她家人从怀化坐高速列车去张家界旅游,若该次高速列车的平均速度为307.5km/h。求:
(1)小君和她家人经过多少分钟到达张家界;
(2)下表为目前怀化站到北京西站的K268次列车运行时刻表(部分),请比较,小君和她家人坐高速列车去张家界比坐K268次列车去张家界节省多少分钟。
站名
到达时间
开车时间
怀化
始发站
09:08
吉首
10:38
10:44
张家界
12:29
12:40
……
……
……
2.小豪同学上学时,前300s时间内的平均速度为v1=4m/s,后300s内的平均速度为v2=6m/s;放学回家时,前一半路程内的平均速度为v1'=4m/s,后一半路程内的平均速度为v2'=6m/s。求:
(1)小豪同学上学时的平均速度v;
(2)小豪同学放学时的平均速度v';
3.小明一家驾车外出旅游。一路上,所学的运动学知识帮助他解决了不少实际问题。
(1)经过某交通标志牌时,小明注意到了牌上的标志如图所示。小明想了想,马上就明白了这两个数据的含义。请你解释两个数据的含义。
(2)如果小明的爸爸驾车通过标志所示的这段路程用时30min,则汽车的平均速度为多少km/h?在遵守交通规则的前提下,试计算从标志牌到上桥最快需要用几分钟?
(3)当汽车行至某高速公路入口处时,小明注意到这段高速公路全长180km,行驶速度要求为:最低限速60km/h,最高限速120km/h,小明看表此时正好是上午10:00,他很快算出并告诉爸爸要跑完这段路程,必须在哪一段时间内到达高速公路出口才不会违规。请你通过计算说明小明告诉他爸爸的是哪一段时间?
4.甲船在河道内航行的速度为18 km/h,从A地出发半小时后,乙船以7m/s的速度也由A地出发沿同一河道同向行驶。求:
(1)乙船