4.1 机械运动-(新教材)【帮课堂】2024-2025学年七年级科学上册同步学与练(浙教版)
2024-07-09
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内容正文:
4.1 机械运动
1、理解机械运动的定义,如何去描述物体的运动,掌握参照物的定义。
2、掌握速度的定义与计算,学会如何测量速度。
3、理解能量与运动。
一只老鹰向下俯冲,双爪仲出,从湖中抓起大鱼,振翅飞开。另一只老鹰飞近,伸出双爪抓住大鱼、完成“空中接力”在这一“空中接力”中,老鹰是运动的还是静止的?我们如何描述老鹰 的运动状态呢?
一、参照物
1、物理学中,把物体空间位置的变化(一个物体相对于另一个物体位置的变化)叫机械运动,简称运动
2、定义:在研究物体的运动时,要先选定某一物体作为标准。如果一个物体的位置相对于这个标准发生了变化,就说它是运动的;如果没有发生变化,就说它是静止的。这个被选为标准的物体叫参照物
3、参照物的选择:参照物的选择是任意的,但要根据需要和方便而定
4、由于物体的描述与参照物有关,故物体的运动和静止是相对的
知识点二、运动的描述
1、分类
运动
直线运动
曲线运动
匀速直线运动
变速直线运动
2、定义:在物理学中,把路程与时间之比叫速度。速度等于运动物体在单位时间内通过的路程
3、物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。物体运动得越快,速度越大;物体运动得越慢,速度越小
4、公式:通常用s表示路程,t表示时间,用v表示速度,即
5、单位:在国际单位制中,速度的单位是m/s或m•s-1(米每秒)。交通运输中常用km/h(千米每小时)做单位。1m/s3.6km/h
6、匀速直线运动:物体沿直线运动,如果在相等的时间内通过的路程相等,运动快慢保持不变,这种运动叫匀速直线运动
7、变速直线运动:物体沿直线运动,如果在相等的时间内通过的路程不相等,运动快慢发生了变化,这种运动叫变速直线运动
8、匀速直线运动的图像
三、速度的应用
1. 速度公式及其变形公式
1) 变形公式: →
2) 如果知道速度、路程、时间三个量中的任意两个,利用速度公式及其变形公式可计算出第三个量
2. 注意事项
1) 公式中速度、路程、时间三个量必须对应于同一物体
2) 公式中速度、路程、时间三个量的单位必须统一到国际单位制下
3) 先进行字母运算,再代入数值进行计算
四、运动与能
运动是自然世界最普遍的现象。万物都在运动,形式多种多样。生机勃勃的生命运动,划破长空的电闪雪鸣,肉眼看不见的电磁运动,微观世界的粒子运动…都是不同的运动形式。宇宙万物都以各种不同的形式运动着,这些运动使处自然绚烂神奇,使我们的生活丰富多彩。
物体的运动有多种多样的形式,能也有多种形式。天体的运行、河水的流淌、鸟的飞翔、人行走、蒲公英种子的飘散等,都属于机械运动。这些做机械运动的物体都有机械能。
人和动物的运动要消耗能,人和动物消耗的能可以从食物中得到补充。可见,食物中储存着能储存在食物中的能属于化学能。
化学能:汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等储存着化学能
电能:家电,遥控器等使用需要电能
电磁能:可见光,红外线、紫外线、微波和X射线。
题型1参照物
[例题1] (2024春•临平区期末)研学小组同学在杭州乐园亲身体验了一次极限运动——过山车,同学们乘坐过山车在环形跑道上高速行驶时,感觉“天旋地转”,感觉“天旋地转”选取的参照物是( )
A.地面上站立的同学 B.地面上建筑物
C.过山车的座椅 D.过山车轨道最高点
研究物体的运动时,必须事先选定一个标准的物体,这个事先被选作标准的物体叫参照物。如果被研究的物体相对于这个标准位置发生了改变,则是运动的;如果被研究的物体相对于这个标准位置没有发生改变,则是静止的。
[变式1] (2023春•浦江县期末)古诗古韵是中国的传统文化。下列古诗中对诗人所选参照物判断正确的是( )
A.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”→“相对出”→太阳
B.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”→“月落”→乌鸦
C.“不疑行船动,唯看远树来”→“远树来”→树
D.“卧看满天云不动,不知云与我俱东”→“云不动”→诗人
[变式2] (2023秋•余姚市期中)一辆公交车在雨中由北向南行驶,坐在窗口的乘客看到雨滴相对车窗竖直下落,则( )
A.窗外有由北向南吹的风
B.窗外有风,但无法判断风的方向
C.窗外无风,看到雨滴相对车窗竖直下落是乘客的错觉
D.窗外无风,站在路边的人看到雨滴也是竖直下落的
[变式3] (2023春•杭州月考)(1)“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还,两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,这是唐代诗人李白《早发白帝城》中的诗句,从物理学的角度来看,以高山为参照物,轻舟是 的,以轻舟为参照物,船篷是 。
(2)歼15战机从航空母舰的甲板起飞,以 为参照物,飞行员是静止的;以 为参照物,飞行员是运动的。
[变式4] (2023秋•鄞州区校级月考)如图所示是道路旁某监控时隔2s拍摄到的两张照片,小明正骑着自行车由西向东行驶,以地面为参照物,道路旁的树是 (填“静止”或“运动”)的;小明认为树是向西运动的,则小明选择的参照物是 ;以小轿车为参照物,则大卡车是向 (选填“东”或“西”)运动的。
题型2速度 速度的计算与应用
[例题2] (2023春•东阳市期中)关于匀速直线运动的速度公式v,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度v越大,通过的路程s越长
B.物体运动的速度v越大,所用的时间t越少
C.物体运动的速度v由 s/t 决定,与s、t的大小无关
D.物体运动的速度v与路程s成正比,与时间t成反比
匀速直线运动的速度大小、运动方向都是不变的,而速度的大小与物体通过的路程和运动时间无关;实际上对于匀速直线运动,时间t是原来的几倍,路程s就是原来的几倍,其速度是不变的。
[变式5] (2023秋•北仑区校级期中)为了践行“绿色环保”的生活理念,小张、小王、小李从同一地点A沿同一道路同时出发,最终都到达地点B,小张驾驶电瓶车以30km/h的速度匀速前进,小王以5m/s的速度跑步匀速前进,小李以每分钟通过0.6km的速度骑自行车匀速前进,则( )
A.小张先到达B地 B.小王先到达B地
C.小李先到达B地 D.三人同时到达B地
[变式6] (2023春•桐乡市月考)经测定,某志愿者的刹车反应时间(即图中“反应过程”所用时间)是0.4s。在某次实验中,该志愿者驾车以72km/h的速度在实验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离33m,则经过 m距离后汽车才开始减速;若志愿者边打电话边驾车,以72km/h的速度在实验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离39m,此时志愿者的刹车反应时间是 s,由此研究可知,驾驶员驾驶时打电话,驾驶员的刹车反应会 。(选填“变快”“变慢”或“不变”)
[变式7] (2023春•临平区月考)歼20是由我国自主飞机设计和制造的中国第五代隐身重型歼击机,其部分技术参数如表所示:
空载质量
最大飞行速度
作战半径
最大飞行高度
17吨
2.8马赫
2200千米
18500米
其中,最大飞行速度2.8马赫,表示歼20的最大飞行速度是空气中声速的2.8倍。
(1)若空气中声速取340m/s,求歼20以2马赫的速度飞行5min运动的路程。
(2)“作战半径”是指战机携带正常作战载荷,在不进行空中加油,自机场起飞,沿指定航线飞行,执行完任务后,返回原机场所能达到的最远距离。歼20以2马赫的速度完成一次目标恰好在作战半径处的任务,请问需要多长时间(近似到小数点后面一位)?
[变式8] (2023春•仙居县校级月考)“区间测速”目前在全国大部分高速公路实行。所谓的“区间测速”,就是在两监测点安装监控和测速探头,测出同一辆车通过两个监测点的时间,再根据两点间的距离算出该车在这区间路段的平均车速,如果这个平均车速超过了该路段的最高限速,即被判为超速。如图所示,监测点A、B相距30km,一辆轿车通过监测点A的速度为100km/h通过监测点B的速度为110km/h,通过两个监测点的时间如图所示,该路段最高限速120km/h。
(1)某驾驶员坐在这辆行驶的轿车中,他看到远处的监控装置正在向他靠近,这是以 为参照物得出的结果;
(2)通过计算说明,采用“区间测速”,这辆轿车从监测点A运动到监测点B是否超速。
题型3匀速直线运动的图像
[例题3] (2023春•拱墅区期末)利用地震波中纵波和横波的传播速度不同可以监测震源的位置。图示两条直线分别表示这两种波从震源开始传播的距离(s)与所用时间(t)的关系。若测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s,则震源到该监测站的距离为( )
A.10km B.25km C.50km D.75km
由图读取横波和纵波对应的路程和时间,根据速度公式计算横波与纵波的速度,由速度公式可得横波与纵波传播的时间差,列出方程可得震源到该监测站的距离。
[变式9] (2023春•西湖区校级期中)小绵同学在校运动会100m比赛中成绩优异。他在比赛中经历了加速起跑、匀速途中跑和略有降速的冲刺三个阶段。下列速度﹣时间图像能正确反映比赛过程的是( )
A. B.
C. D.
[变式10] (2023春•萧山区月考)甲、乙两辆小车同时从同一地点出发,其s﹣t图象如图所示,由图象可知( )
A.5~20秒乙车做匀速直线运动
B.0~5秒时间内,乙车的速度比甲车的速度大
C.5~20时间内,以甲车为参照物,乙车是静止的
D.第15秒时,甲车与乙车速度相同
[变式11] (2023春•东阳市月考)甲、乙两车在平直路面上运动,他们通过的路程随时间变化的图像如图所示。分析图像可知:
(1)在此运动过程中,若以乙车为参照物,甲车是 (选填“运动”或“静止”)的。
(2)由图像可得乙车的运动速度为 米/秒。
题型4运动与能
[例题4] (2023秋•拱墅区校级期中)杭州亚运会女子跳远决赛中,中国运动员熊诗麒夺得金牌。在起跳前冲刺过程中,运动员具有较大的 能;运动员在比赛时消耗体内储存的 能。
物体由于运动所具有的能量叫动能;人体内存储有化学能。
[变式12] (2023秋•宁海县期中)填写下列物体或现象中所具有的能量:
(1)被拉弯的弓具有 。
(2)雷雨天听到的雷声具有 。
(3)太阳能路灯是将 能转化成 。
【基础强化】
1. (2023秋•镇海区校级期中)宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是( )
A.飞行的蒲公英种子具有机械能
B.人在运动时要消耗能量
C.植物的生长都需要太阳能
D.人在睡觉时不消耗能量
2. (2024•鄞州区二模)如图是小平周末同家人出门在路上行驶时的两个画面,判断小平(甲车中)正在运动不能选择的参照物是( )
A.路面 B.路旁的广告牌
C.驾驶车辆的爸爸 D.旁边经过的乙车辆
3. (2024•浙江模拟)如果没有参照物,则不能对物体的运动状态进行正确描述。下列说法正确的是( )
A.只能选择静止的物体作为参照物
B.选择不同的参照物来描述同一个物体的运动状态,可能得出不同结论
C.地球同步卫星围绕地球飞行时,以地面为参照物,卫星是运动的
D.人在上升电梯中,以地面为参照物,人是静止的
4. (2024•宁波模拟)甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标,甲车在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动,后一半时间里以速度v2做匀速直线运动(v1≠v2);乙车在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动,后一半路程中以速度v2做匀速直线运动(v1≠v2).则( )
A.甲车先到达 B.乙车先到达
C.甲、乙同时到达 D.不能确定
5. (2024•象山县模拟)某“闯关游戏”在笔直通道上每隔16m设有一个关卡,总共9个关卡(如图所示),各关卡同步放行和关闭,关卡放行时间为5s,关闭时间为2s,小科站在关卡1左侧18m远的A处,当关卡刚好放行时,他以4m/s的速度从A处匀速跑向关卡。之后,他从关卡5开始以5m/s的速度匀速通过剩下关卡到达距关卡9有20m的终点B。下列说法正确的是( )
A.小科从A到关卡5所用时间为22s
B.18s后小科与A处之间的距离为64m
C.小科总共会被关卡挡住3次
D.小科从A到达终点B所用的时间为38s
【素养提升】
6. (2023秋•北仑区期末)甲、乙两位同学,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~4s内乙的平均速度为4m/s
B.2~4s内乙做匀速直线运动
C.4s时甲、乙两物体的速度相等
D.3s时乙在甲的前方
7. (2023秋•镇海区校级期中)甲、乙两物体从同一地点同时向相同方向做直线运动,其s﹣t图象如图所示,由图象可知( )
A.两物体在0~10s内都做匀速运动,且v甲<v乙
B.两物体在15~20s内都做匀速运动,且v甲<v乙
C.两物体在15s末相遇,且0~15s内通过的路程相等
D.两物体在20s末相遇,且0~20s内通过的路程相等
8. (2023秋•宁波期中)李军的家距学校600m远,某天他上学时,以1m/s的速度走完前一半的路程,为了不迟到,他改以1.5m/s的速度走完后一半的路程,他上学时走路的平均速度是( )
A.1.2m/s B.1.25m/s C.2m/s D.2.5m/s
9. (2023秋•余姚市校级月考)在田径赛中,运动员可在10s内跑完100m的路程;城市马路上汽车的速度是30km/h;非洲羚羊的奔跑速度可达1200m/min.这三者速度从大到小排列顺序是( )
A.汽车、羚羊、运动员 B.运动员、汽车、羚羊
C.羚羊、运动员、汽车 D.羚羊、汽车、运动员
10. (2023春•义乌市校级期中)为监控车辆是否超过规定的最高车速,交通部常用测速仪来检测。测速原理如图乙所示,测速仪前后两次发出并接收超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出被测车辆的速度。如果某次检测车速时,第一次从发出至接收到超声波信号用了0.4秒,第二次从发出至接收到超声波信号用了0.3秒,两次信号发出时间间隔是1秒,则两次超声波与汽车相遇经过的时间间隔是 秒,被测汽车速度是 米/秒。(结果保留一位小数,超声波的速度为340米/秒,且保持不变)
11. (2023春•椒江区校级月考)某校同学在水平直道上进行1000米跑步比赛。甲、乙两位同学同时出发,甲同学在整个比赛过程中做匀速运动。乙同学出发后,经过100秒通过的路程400米,此时他发现比甲同学落后100米;接着乙同学以6米/秒的速度追赶,经过50秒没有赶上;然后乙同学发起冲刺,最后比甲同学提前10秒到达终点。则甲同学比赛中的速度为 米/秒。乙同学出发后,前100秒时间内的平均速度为 米/秒;乙同学最后冲刺的平均速度为 米/秒。
【能力培优】
12. (2023秋•义乌市期中)在研究“气泡运动规律”实验时,小科在细玻璃管中注入水,管中留一个小气泡,让玻璃管与水平面间保持不同的倾角,观察气泡的运动情况,如图所示。气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?他做出了如下猜想:
猜想一:跟气泡的长度有关;猜想二:跟玻璃管与水平面的倾角有关。
气泡长度约2cm
实验序号
倾角/°
气泡经过AB段的时间/秒
1
15
22.5
2
30
14.9
3
45
12.2
4
60
13.8
5
90
19.9
为了便于研究,她在玻璃管上做上记号A、B,测出气泡经过AB段的时间。实验数据记录如表。
(1)实验中所用刻度尺的最小刻度为 mm。
(2)用上述器材探究气泡的运动快慢与气泡长度的关系,则需要控制 相同。
(3)分析表中数据,可得出的结论是 。
13. (2023秋•越城区校级月考)近年以来,整治酒后驾车行为在全国进行。林子的爸爸对此却不以为然,为了说服爸爸,林子和爸爸一起做了一个“测定反应速度”的实验。实验操作如图,实验结果如表:
A不饮酒
B饮一杯啤酒
C饮两瓶啤酒
第一次
24.4
32.2
48.7
第二次
25.5
34.2
①
第三次
25.1
35.0
51.3
说明:表中测量值为林子松开直尺后,爸爸尽快用拇指和食指夹住直尺时手指所在位置的刻度值,单位为厘米(cm)。请分析回答:
(1)测量并记录手指所在位置的刻度,这在科学探究过程中属于 。
A.提出问题 B.建立假设 C.收集事实证据 D.表达与交流
(2)请帮林子将表中C组第二次测量数据填上,① 。
(3)实验结果表明:饮酒会影响人的反应速度,且饮酒越多,测量值越 ,人的反应速度越 。
(4)小林还可以通过增加 方法来改进实验,增强实验的说服力。
14. (2024春•东阳市月考)声音传播的速度和温度有关,下表是空气中声速随温度变化的数据。
空气温度/℃
﹣20
﹣10
0
10
20
30
声音速度/(m/s)
318
324
330
336
342
348
(1)请你根据图像找出温度为5℃时声速为 m/s。
(2)当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期,人们就尝试进行超音速飞行。在飞机速度有限的情况下,你能指出在什么情况下试验更容易成功吗? 。
(3)10℃时,某人站在一个较大的山谷里,想估测山谷的宽度。他大喊一声后经过0.3秒钟听到右面山崖反射回来的声音,经过0.5秒钟才听到左面山崖反射回来的声音。则这个山谷的宽度为多少米?
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4.1 机械运动
1、理解机械运动的定义,如何去描述物体的运动,掌握参照物的定义。
2、掌握速度的定义与计算,学会如何测量速度。
3、理解能量与运动。
一只老鹰向下俯冲,双爪伸出,从湖中抓起大鱼,振翅飞开。另一只老鹰飞近,伸出双爪抓住大鱼、完成“空中接力”在这一“空中接力”中,老鹰是运动的还是静止的?我们如何描述老鹰 的运动状态呢?
一、参照物
1、物理学中,把物体空间位置的变化(一个物体相对于另一个物体位置的变化)叫机械运动,简称运动
2、定义:在研究物体的运动时,要先选定某一物体作为标准。如果一个物体的位置相对于这个标准发生了变化,就说它是运动的;如果没有发生变化,就说它是静止的。这个被选为标准的物体叫参照物
3、参照物的选择:参照物的选择是任意的,但要根据需要和方便而定
4、由于物体的描述与参照物有关,故物体的运动和静止是相对的
知识点二、运动的描述
1、分类
运动
直线运动
曲线运动
匀速直线运动
变速直线运动
2、定义:在物理学中,把路程与时间之比叫速度。速度等于运动物体在单位时间内通过的路程
3、物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。物体运动得越快,速度越大;物体运动得越慢,速度越小
4、公式:通常用s表示路程,t表示时间,用v表示速度,即
5、单位:在国际单位制中,速度的单位是m/s或m•s-1(米每秒)。交通运输中常用km/h(千米每小时)做单位。1m/s3.6km/h
6、匀速直线运动:物体沿直线运动,如果在相等的时间内通过的路程相等,运动快慢保持不变,这种运动叫匀速直线运动
7、变速直线运动:物体沿直线运动,如果在相等的时间内通过的路程不相等,运动快慢发生了变化,这种运动叫变速直线运动
8、匀速直线运动的图像
三、速度的应用
1. 速度公式及其变形公式
1) 变形公式: →
2) 如果知道速度、路程、时间三个量中的任意两个,利用速度公式及其变形公式可计算出第三个量
2. 注意事项
1) 公式中速度、路程、时间三个量必须对应于同一物体
2) 公式中速度、路程、时间三个量的单位必须统一到国际单位制下
3) 先进行字母运算,再代入数值进行计算
四、运动与能
运动是自然世界最普遍的现象。万物都在运动,形式多种多样。生机勃勃的生命运动,划破长空的电闪雪鸣,肉眼看不见的电磁运动,微观世界的粒子运动…都是不同的运动形式。宇宙万物都以各种不同的形式运动着,这些运动使处自然绚烂神奇,使我们的生活丰富多彩。
物体的运动有多种多样的形式,能也有多种形式。天体的运行、河水的流淌、鸟的飞翔、人行走、蒲公英种子的飘散等,都属于机械运动。这些做机械运动的物体都有机械能。
人和动物的运动要消耗能,人和动物消耗的能可以从食物中得到补充。可见,食物中储存着能储存在食物中的能属于化学能。
化学能:汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等储存着化学能
电能:家电,遥控器等使用需要电能
电磁能:可见光,红外线、紫外线、微波和X射线。
题型1参照物
[例题1] (2024春•临平区期末)研学小组同学在杭州乐园亲身体验了一次极限运动——过山车,同学们乘坐过山车在环形跑道上高速行驶时,感觉“天旋地转”,感觉“天旋地转”选取的参照物是( )
A.地面上站立的同学 B.地面上建筑物
C.过山车的座椅 D.过山车轨道最高点
【解答】解:以过山车座椅为参照物,地面上的人和建筑物与过山车座椅之间的位置不断发生变化,建筑物是不断运动的,所以感觉“天旋地转“,好像地面上的人和建筑物都在旋转,故C正确,ABD错误。
故选:C。
研究物体的运动时,必须事先选定一个标准的物体,这个事先被选作标准的物体叫参照物。如果被研究的物体相对于这个标准位置发生了改变,则是运动的;如果被研究的物体相对于这个标准位置没有发生改变,则是静止的。
[变式1] (2023春•浦江县期末)古诗古韵是中国的传统文化。下列古诗中对诗人所选参照物判断正确的是( )
A.“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”→“相对出”→太阳
B.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”→“月落”→乌鸦
C.“不疑行船动,唯看远树来”→“远树来”→树
D.“卧看满天云不动,不知云与我俱东”→“云不动”→诗人
【解答】解:A.“相对出”以帆为参照物青山是运动的,故A错误;
B.“月落”以地面为参照物月亮是运动的,故B错误;
C.“远树来”以船为参照物树是运动的,故C错误;
D.“云不动”以诗人为参照物云是运动的,故D正确。
故选:D。
[变式2] (2023秋•余姚市期中)一辆公交车在雨中由北向南行驶,坐在窗口的乘客看到雨滴相对车窗竖直下落,则( )
A.窗外有由北向南吹的风
B.窗外有风,但无法判断风的方向
C.窗外无风,看到雨滴相对车窗竖直下落是乘客的错觉
D.窗外无风,站在路边的人看到雨滴也是竖直下落的
【解答】解:以地面为参照物公交车正在由北向南行驶;雨竖直下落,说明雨在水平方向上与公交车保持相对静止;所以风向南刮,即刮北风,而且风速与车速相同。故只有A说法正确。
故选:A。
[变式3] (2023春•杭州月考)(1)“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还,两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,这是唐代诗人李白《早发白帝城》中的诗句,从物理学的角度来看,以高山为参照物,轻舟是 的,以轻舟为参照物,船篷是 。
(2)歼15战机从航空母舰的甲板起飞,以 为参照物,飞行员是静止的;以 为参照物,飞行员是运动的。
【解答】解:(1)轻舟在行驶时,舟和山的位置发生了改变,故以高山为参照物,轻舟是运动的;轻舟与船篷的位置没有发生改变,以轻舟为参照物,船篷是静止的;
(2)歼15战机从航空母舰的甲板起飞时,歼15战机和飞行员的位置没有发生变化,故以歼15战机为参照物,飞行员是静止的;飞行员和航空母舰的位置发生了变化,故以航空母舰为参照物,飞行员是运动的。
故答案为:(1)运动;静止的;(2)歼15战机;航空母舰。
[变式4] (2023秋•鄞州区校级月考)如图所示是道路旁某监控时隔2s拍摄到的两张照片,小明正骑着自行车由西向东行驶,以地面为参照物,道路旁的树是 (填“静止”或“运动”)的;小明认为树是向西运动的,则小明选择的参照物是 ;以小轿车为参照物,则大卡车是向 (选填“东”或“西”)运动的。
【解答】解:以地面为参照物,道路旁的树相对于地面的位置没有改变,道路旁的树是静止的;
小明正骑着自行车向东运动,小明认为树是向西运动的,他选择自己或自行车为参照物;
以小轿车为参照物,大卡车的位置向东发生了改变,因此是向东运动的。
故答案为:静止;他自己(自行车);东。
题型2速度 速度的计算与应用
[例题2] (2023春•东阳市期中)关于匀速直线运动的速度公式v,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度v越大,通过的路程s越长
B.物体运动的速度v越大,所用的时间t越少
C.物体运动的速度v由 s/t 决定,与s、t的大小无关
D.物体运动的速度v与路程s成正比,与时间t成反比
【解答】解:A、在相同时间下,速度越大,物体通过的路程一定越大。若时间不同,无法比较路程大小,故A不符合题意。
B、在相同路程下,速度越大,所用的时间t越少。若路程不同,无法比较时间长短,故B不符合题意。
C、物体做匀速直线运动时,速度大小保持不变,速度的大小由决定,但与s、t的大小无关,故C符合题意。
D、匀速直线运动的运动速度保持不变,与路程s不成正比,与时间t不成反比,故D不符合题意。
故选:C。
匀速直线运动的速度大小、运动方向都是不变的,而速度的大小与物体通过的路程和运动时间无关;实际上对于匀速直线运动,时间t是原来的几倍,路程s就是原来的几倍,其速度是不变的。
[变式5] (2023秋•北仑区校级期中)为了践行“绿色环保”的生活理念,小张、小王、小李从同一地点A沿同一道路同时出发,最终都到达地点B,小张驾驶电瓶车以30km/h的速度匀速前进,小王以5m/s的速度跑步匀速前进,小李以每分钟通过0.6km的速度骑自行车匀速前进,则( )
A.小张先到达B地 B.小王先到达B地
C.小李先到达B地 D.三人同时到达B地
【解答】解:由题意知,v小张=30km/h,v小王=5m/s=18km/h,v小李=0.6km/min=36km/h,
由速度公式v可知,时间:t,由于他们的路程s相同而小李的速度最大,
则小李的运动时间最短,小李最先到达B地,故C正确;
故选:C。
[变式6] (2023春•桐乡市月考)经测定,某志愿者的刹车反应时间(即图中“反应过程”所用时间)是0.4s。在某次实验中,该志愿者驾车以72km/h的速度在实验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离33m,则经过 m距离后汽车才开始减速;若志愿者边打电话边驾车,以72km/h的速度在实验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离39m,此时志愿者的刹车反应时间是 s,由此研究可知,驾驶员驾驶时打电话,驾驶员的刹车反应会 。(选填“变快”“变慢”或“不变”)
【解答】解:(1)反应时间是0.4s,此时的速度是72km/h,即20m/s,
所以此时运动的距离是:s=vt=20m/s×0.4s=8m,
故从发现情况到汽车停止,行驶距离33m,则经过8m距离后汽车才开始减速;
(2)据(1)可知,汽车的司机反应后的距离是s=33m﹣8m=25m,故当司机打电话时,从发现情况到汽车停止,行驶距离39m,即汽车司机从发现情况到刹车运动的距离是s1=39m﹣25m=14m,故据v得,志愿者的刹车反应时间t0.7s;
故驾驶员驾驶时打电话,驾驶员的刹车反应会变慢。
故答案为:8;0.7;变慢。
[变式7] (2023春•临平区月考)歼20是由我国自主飞机设计和制造的中国第五代隐身重型歼击机,其部分技术参数如表所示:
空载质量
最大飞行速度
作战半径
最大飞行高度
17吨
2.8马赫
2200千米
18500米
其中,最大飞行速度2.8马赫,表示歼20的最大飞行速度是空气中声速的2.8倍。
(1)若空气中声速取340m/s,求歼20以2马赫的速度飞行5min运动的路程。
(2)“作战半径”是指战机携带正常作战载荷,在不进行空中加油,自机场起飞,沿指定航线飞行,执行完任务后,返回原机场所能达到的最远距离。歼20以2马赫的速度完成一次目标恰好在作战半径处的任务,请问需要多长时间(近似到小数点后面一位)?
【解答】解:(1)歼20飞行的速度:
v=2×340m/s=680m/s,
由v可得,飞行5min运动的路程:
s=vt=680m×5×60s=2.04×105m;
(2)“歼20”一个作战半径的飞行路程s′=2×2200km=4400km,
由v可得飞行一个作战半径的来回需要的时间:
t′6470.6s≈1.8h。
答:(1)歼20以2马赫的速度飞行5min运动的路程为2.04×105m;
(2)需要1.8h的时间。
[变式8] (2023春•仙居县校级月考)“区间测速”目前在全国大部分高速公路实行。所谓的“区间测速”,就是在两监测点安装监控和测速探头,测出同一辆车通过两个监测点的时间,再根据两点间的距离算出该车在这区间路段的平均车速,如果这个平均车速超过了该路段的最高限速,即被判为超速。如图所示,监测点A、B相距30km,一辆轿车通过监测点A的速度为100km/h通过监测点B的速度为110km/h,通过两个监测点的时间如图所示,该路段最高限速120km/h。
(1)某驾驶员坐在这辆行驶的轿车中,他看到远处的监控装置正在向他靠近,这是以 为参照物得出的结果;
(2)通过计算说明,采用“区间测速”,这辆轿车从监测点A运动到监测点B是否超速。
【解答】解:(1)驾驶员坐在这辆行驶的轿车中,他看到远处的监控装置正在向他靠近,意思是说监控装置是运动的,他选择的参照物是轿车(驾驶员);
(2)由图可知,轿车的行驶时间:
t=10:43﹣10:31=12min=0.2h,
则轿车的平均速度:
v150km/h>120km/h,该轿车超速。
故答案为:(1)轿车(驾驶员);(2)该轿车超速。
题型3匀速直线运动的图像
[例题3] (2023春•拱墅区期末)利用地震波中纵波和横波的传播速度不同可以监测震源的位置。图示两条直线分别表示这两种波从震源开始传播的距离(s)与所用时间(t)的关系。若测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s,则震源到该监测站的距离为( )
A.10km B.25km C.50km D.75km
【解答】解:由图可知,纵波的速度为:v15km/s,横波的速度为:v23km/s,
测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s,假设震源到该监测站的距离为s,
由题意可得:10s,即10s,
解得:s=75km。
故选:D。
由图读取横波和纵波对应的路程和时间,根据速度公式计算横波与纵波的速度,由速度公式可得横波与纵波传播的时间差,列出方程可得震源到该监测站的距离。
[变式9] (2023春•西湖区校级期中)小绵同学在校运动会100m比赛中成绩优异。他在比赛中经历了加速起跑、匀速途中跑和略有降速的冲刺三个阶段。下列速度﹣时间图像能正确反映比赛过程的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:小绵同学的“100m跑”经历了起跑、途中跑和冲刺等过程,起跑是加速过程,途中速度不变,冲刺过程中是略有降速的,在整个过程中,做变速直线运动,大致如图A所示,故A正确。
故选:A。
[变式10] (2023春•萧山区月考)甲、乙两辆小车同时从同一地点出发,其s﹣t图象如图所示,由图象可知( )
A.5~20秒乙车做匀速直线运动
B.0~5秒时间内,乙车的速度比甲车的速度大
C.5~20时间内,以甲车为参照物,乙车是静止的
D.第15秒时,甲车与乙车速度相同
【解答】解:
A、由图象知,5﹣20秒乙车处于静止状态,故A错误;
B、由图象看出两车在0~5s内的图象是一条斜线,表示两车做的是匀速直线运动,且在相同时间内乙车通过的路程大于甲车通过的路程,所以v乙>v甲,故B正确;
C、5~20时间内,乙车静止,甲车做匀速直线运动,所以,以甲车为参照物,乙车是运动的,故C错误;
D、第15秒时,甲车做匀速直线运动,乙车静止,即此时甲车的速度大于乙车的速度,故D错误;
故选:B。
[变式11] (2023春•东阳市月考)甲、乙两车在平直路面上运动,他们通过的路程随时间变化的图像如图所示。分析图像可知:
(1)在此运动过程中,若以乙车为参照物,甲车是 (选填“运动”或“静止”)的。
(2)由图像可得乙车的运动速度为 米/秒。
【解答】解:(1)根据图片可知,甲车到起点的距离始终保持10m不变,则甲是静止的,在此过程中,若以乙车为参照物,甲相对乙车的位置不断改变,则甲车是运动的。
(2)乙车的速度为:v2m/s。
故答案为:(1)运动;(2)2。
题型4运动与能
[例题4] (2023秋•拱墅区校级期中)杭州亚运会女子跳远决赛中,中国运动员熊诗麒夺得金牌。在起跳前冲刺过程中,运动员具有较大的 能;运动员在比赛时消耗体内储存的 能。
【解答】解:在起跳前冲刺过程中,运动员获得了较大的速度,运动员具有较大的动能;运动员在比赛时消耗体内储存的化学能。
故答案为:动;化学。
物体由于运动所具有的能量叫动能;人体内存储有化学能。
[变式12] (2023秋•宁海县期中)填写下列物体或现象中所具有的能量:
(1)被拉弯的弓具有 。
(2)雷雨天听到的雷声具有 。
(3)太阳能路灯是将 能转化成 。
【解答】解:(1)被拉弯的弓具有弹性势能。
(2)雷雨天听到的雷声具有声能。
(3)太阳能路灯是将太阳能转化为光能。
故答案为:(1)弹性势能;(2)声能;(3)太阳;光能。
【基础强化】
1. (2023秋•镇海区校级期中)宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法错误的是( )
A.飞行的蒲公英种子具有机械能
B.人在运动时要消耗能量
C.植物的生长都需要太阳能
D.人在睡觉时不消耗能量
【解答】解:A、飞行的蒲公英种子具有动能和重力势能,也就是具有机械能,故正确;
B、人在运动时要消耗能量,故正确;
C、植物生长需要太阳能,才能完成光合作用,故正确;
D、人在睡觉时仍在进行呼吸作用,人的内脏仍在活动,因此人在睡觉时仍在消耗能量,故错误。
故选:D。
2. (2024•鄞州区二模)如图是小平周末同家人出门在路上行驶时的两个画面,判断小平(甲车中)正在运动不能选择的参照物是( )
A.路面 B.路旁的广告牌
C.驾驶车辆的爸爸 D.旁边经过的乙车辆
【解答】解:ABD、选择路面、路旁的广告牌、旁边经过的乙车辆为参照物时,甲车的位置发生变化,可以判断甲车中小平正在运动,故ABD不符合题意;
B、选择驾驶车辆的爸爸为参照物,小平的位置没有发生变化,小平是静止的,故C符合题意。
故选:C。
3. (2024•浙江模拟)如果没有参照物,则不能对物体的运动状态进行正确描述。下列说法正确的是( )
A.只能选择静止的物体作为参照物
B.选择不同的参照物来描述同一个物体的运动状态,可能得出不同结论
C.地球同步卫星围绕地球飞行时,以地面为参照物,卫星是运动的
D.人在上升电梯中,以地面为参照物,人是静止的
【解答】解:A、参照物可以是静止的,也可以是运动的,故A错误;
B、运动和静止具有相对性,选择不同的参照物来描述同一个物体的运动状态,可能得出不同结论,故B正确;
C、地球同步卫星围绕地球飞行时,以地面为参照物,卫星是静止的,故C错误;
D、人在上升电梯中,人和地面的距离发生了变化,以地面为参照物,人是运动的,故D错误。
故选:B。
4. (2024•宁波模拟)甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标,甲车在前一半时间里以速度v1做匀速直线运动,后一半时间里以速度v2做匀速直线运动(v1≠v2);乙车在前一半路程中以速度v1做匀速直线运动,后一半路程中以速度v2做匀速直线运动(v1≠v2).则( )
A.甲车先到达 B.乙车先到达
C.甲、乙同时到达 D.不能确定
【解答】解:将A、B两地间的距离看成1,设甲从A地出发到达B地所用的时间为t1,乙从A地出发到达B地所用的时间为t2,则
甲从A地出发到达B地所用的时间t1,乙从A地出发到达B地所用的时间t2,因 t1﹣t20,
即t1<t2
所以甲车先到达。
故选:A。
5. (2024•象山县模拟)某“闯关游戏”在笔直通道上每隔16m设有一个关卡,总共9个关卡(如图所示),各关卡同步放行和关闭,关卡放行时间为5s,关闭时间为2s,小科站在关卡1左侧18m远的A处,当关卡刚好放行时,他以4m/s的速度从A处匀速跑向关卡。之后,他从关卡5开始以5m/s的速度匀速通过剩下关卡到达距关卡9有20m的终点B。下列说法正确的是( )
A.小科从A到关卡5所用时间为22s
B.18s后小科与A处之间的距离为64m
C.小科总共会被关卡挡住3次
D.小科从A到达终点B所用的时间为38s
【解答】解:各关卡同步放行和关闭,关卡放行时间为5s,关闭时间为2s,因此第一个关闭时间为5s~7s,第二个关闭时间为12s~14s,第三个关闭时间为19s~21s,以此类推;第四个关闭时间为26s~28s,第五个关闭时间为33s~35s,第六个关闭时间为40s~42s;
AB、小科到达关卡1用的时间:t14.5s;
关卡放行时间为5s,小科过了关卡1后0.5s才闭合,因此关卡1小科能顺利通过,以后以4m/s的速度走过16m所用的时间:t4s;
到达关卡2的时间为8.5s,不在关闭时间内,小科能顺利通过关卡2,
小科到达关卡3所用时间为8s+4.5s=12.5s,在第二个关闭时间内,此时关卡已经关闭了12.5s﹣12s=0.5s,小科不能通过顺利关卡3,需等待14s﹣12.5s=1.5s,小科过关卡3时的时间为14s,
小科到达关卡4的时间为18s,小科能顺利通过关卡4,
小科到达关卡5的时间为22s,小科能顺利通过关卡5。
18s时小科到达关卡4,此时小科与A处之间的距离为:s4=18m+3×16m=66m;
故A正确、B错误;
CD、他从关卡5开始以5m/s的速度匀速通过剩下关卡,走完每个关卡所用的时间:t′3.2s;
小科到达关卡6,所用的时间为:t6=22s+3.2s=25.2s,小科能顺利通过关卡6,
小科到达关卡7,所用的时间为:t7=25.2s+3.2s=28.4s,小科能顺利通过关卡7,
小科到达关卡8,所用的时间为:t8=28.4s+3.2s=31.6s,小科能顺利通过关卡8,
小科到达关卡9,所用的时间为:t9=31.6s+3.2s=34.8s,此时关卡关闭34.8s﹣33s=1.8s,小科需等待t=35s﹣34.8s=0.2s,
小科从A到通过关卡9时,所用的时间为35s,小科被挡住两次,小科从A到达终点B所用的时间为:t总=t935s39s,
故CD错误。
故选:A。
【素养提升】
6. (2023秋•北仑区期末)甲、乙两位同学,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~4s内乙的平均速度为4m/s
B.2~4s内乙做匀速直线运动
C.4s时甲、乙两物体的速度相等
D.3s时乙在甲的前方
【解答】解:AB、乙的s﹣t图象前2s为一条倾斜直线说明乙在这段时间内做匀速直线运动,2s以后乙的s﹣t图象为水平直线说明此时乙静止,则第3s时乙的路程为8m,第4s时乙的速度为0,由图可知0﹣4s乙的平均速度为:v2m/s,故AB错误;
C、甲的s﹣t图象是一条倾斜直线说明甲始终做匀速直线运动,而2s以后乙一直静止,
故4s时甲、乙两物体的速度不相等,故C错误;
D、甲、乙两位同学,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,且从图中可知,3s时甲的路程小于乙的路程,故乙在甲的前方,故D正确。
故选:D。
7. (2023秋•镇海区校级期中)甲、乙两物体从同一地点同时向相同方向做直线运动,其s﹣t图象如图所示,由图象可知( )
A.两物体在0~10s内都做匀速运动,且v甲<v乙
B.两物体在15~20s内都做匀速运动,且v甲<v乙
C.两物体在15s末相遇,且0~15s内通过的路程相等
D.两物体在20s末相遇,且0~20s内通过的路程相等
【解答】解:
A、由图象看出两物体在0~10s内的图象是一条斜线,表示物体做的是匀速直线运动,且在此时间内甲物体通过的路程大于乙物体通过的路程,所以v甲>v乙.此选项错误;
B、甲物体在15~20s内的图象是一条和时间轴平行的直线,所以甲物体处于静止状态。此选项错误;
C、由图象看出两物体在15s末相遇,且0~15s内通过的路程相等,都是100m。此选项正确;
D、由图象看出两物体在15s末相遇,不是在20s末相遇,0~20s内通过乙通过的路程大于甲。此选项错误。
故选:C。
8. (2023秋•宁波期中)李军的家距学校600m远,某天他上学时,以1m/s的速度走完前一半的路程,为了不迟到,他改以1.5m/s的速度走完后一半的路程,他上学时走路的平均速度是( )
A.1.2m/s B.1.25m/s C.2m/s D.2.5m/s
【解答】解:s=600m
∵v,
∴李军走前一半路程所用的时间t1300s,
后一半路程所用的时间t2200s,
从家到学校总时间t=t1+t2=300s+200s=500s,
李军上学的平均速度v1.2m/s。
故选:A。
9. (2023秋•余姚市校级月考)在田径赛中,运动员可在10s内跑完100m的路程;城市马路上汽车的速度是30km/h;非洲羚羊的奔跑速度可达1200m/min.这三者速度从大到小排列顺序是( )
A.汽车、羚羊、运动员 B.运动员、汽车、羚羊
C.羚羊、运动员、汽车 D.羚羊、汽车、运动员
【解答】解:运动员的速度为:V员10m/s;
V车=30km/h=8.3m/s;
V羊=1200m/min=20m/s;
V羊>V员>V车。
故选:C。
10. (2023春•义乌市校级期中)为监控车辆是否超过规定的最高车速,交通部常用测速仪来检测。测速原理如图乙所示,测速仪前后两次发出并接收超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出被测车辆的速度。如果某次检测车速时,第一次从发出至接收到超声波信号用了0.4秒,第二次从发出至接收到超声波信号用了0.3秒,两次信号发出时间间隔是1秒,则两次超声波与汽车相遇经过的时间间隔是 秒,被测汽车速度是 米/秒。(结果保留一位小数,超声波的速度为340米/秒,且保持不变)
【解答】解:t10.4s=0.2s,
测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪:
s1=v声t1=340m/s×0.2s=68m;
t20.3s=0.15s,
第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪:
s2=v声t2=340m/s×0.15s=51m;
因此汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶了:s′=s1﹣s2=68m﹣51m=17m;
这17m共用了:t′=Δt+t2﹣t1=1s+0.15s﹣0.2s=0.95s;
所以汽车的车速为:v′17.9m/s。
故答案为:0.95;17.9。
11. (2023春•椒江区校级月考)某校同学在水平直道上进行1000米跑步比赛。甲、乙两位同学同时出发,甲同学在整个比赛过程中做匀速运动。乙同学出发后,经过100秒通过的路程400米,此时他发现比甲同学落后100米;接着乙同学以6米/秒的速度追赶,经过50秒没有赶上;然后乙同学发起冲刺,最后比甲同学提前10秒到达终点。则甲同学比赛中的速度为 米/秒。乙同学出发后,前100秒时间内的平均速度为 米/秒;乙同学最后冲刺的平均速度为 米/秒。
【解答】解:(1)经过100秒甲通过的路程s甲=500m,
甲的速度:v甲5m/s;
(2)乙同学出发后,前100秒时间内的平均速度:
v14m/s;
(3)由题意可知甲通过全程用的时间为t甲=200s,所以乙用的总时间为t乙=200s﹣10s=190s,
乙同学最后冲刺阶段的时间t冲=190s﹣100s﹣50s=40s,
追赶阶段通过的路程:s2=v2t2=6m/s×50s=300m,
冲刺阶段的路程s冲=s﹣s1﹣s2=1000m﹣400m﹣300m=300m,
最后冲刺的平均速度:
v冲7.5m/s。
故答案为:5;4;7.5。
【能力培优】
12. (2023秋•义乌市期中)在研究“气泡运动规律”实验时,小科在细玻璃管中注入水,管中留一个小气泡,让玻璃管与水平面间保持不同的倾角,观察气泡的运动情况,如图所示。气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?他做出了如下猜想:
猜想一:跟气泡的长度有关;猜想二:跟玻璃管与水平面的倾角有关。
气泡长度约2cm
实验序号
倾角/°
气泡经过AB段的时间/秒
1
15
22.5
2
30
14.9
3
45
12.2
4
60
13.8
5
90
19.9
为了便于研究,她在玻璃管上做上记号A、B,测出气泡经过AB段的时间。实验数据记录如表。
(1)实验中所用刻度尺的最小刻度为 mm。
(2)用上述器材探究气泡的运动快慢与气泡长度的关系,则需要控制 相同。
(3)分析表中数据,可得出的结论是 。
【解答】解:(1)由图可知,该刻度尺相邻数字刻度之间的长度为5cm,邻数字刻度之间的格数为20格,则最小刻度为0.25cm,所以最小刻度为2.5mm;
(2)根据控制变量法知:若用上述器材探究气泡的运动快慢与气泡长度的关系,则需要控制倾角相同,改变气泡的长度;
(3)根据表格中数据可以看出,气泡长度相同时,当倾角变大,气泡在上升过程中,时间先变短再变长,根据知速度先变大后变小,当夹角为45度时,气泡运动的速度最大。
故答案为:(1)2.5;(2)倾角;(3)气泡长度相同时,当倾角变大,气泡上升的速度先变大后变小,当夹角为45度时,气泡运动的速度最大。
13. (2023秋•越城区校级月考)近年以来,整治酒后驾车行为在全国进行。林子的爸爸对此却不以为然,为了说服爸爸,林子和爸爸一起做了一个“测定反应速度”的实验。实验操作如图,实验结果如表:
A不饮酒
B饮一杯啤酒
C饮两瓶啤酒
第一次
24.4
32.2
48.7
第二次
25.5
34.2
①
第三次
25.1
35.0
51.3
说明:表中测量值为林子松开直尺后,爸爸尽快用拇指和食指夹住直尺时手指所在位置的刻度值,单位为厘米(cm)。请分析回答:
(1)测量并记录手指所在位置的刻度,这在科学探究过程中属于 。
A.提出问题 B.建立假设 C.收集事实证据 D.表达与交流
(2)请帮林子将表中C组第二次测量数据填上,① 。
(3)实验结果表明:饮酒会影响人的反应速度,且饮酒越多,测量值越 ,人的反应速度越 。
(4)小林还可以通过增加 方法来改进实验,增强实验的说服力。
【解答】解:(1)科学探究包括提出问题、建立假设、设计实验、收集事实证据、得出结论、表达与交流;测量并记录手指所在位置的刻度,这在科学探究过程中属于收集事实证据,故C正确;
(2)由图知C组的平均值是51,所以表中C组第二次测量数据为:51×3﹣48.7﹣51.3=53,所以表中的①是53;
(3)实验结果表明:饮酒会影响人的反应速度,且饮酒越多,测量值越大,人的反应速度越慢;
(4)实验中只对爸爸一人进行了测量,实验误差太大,具有偶然性。测量数据还缺乏足够的说服力,可以通过增加实验人数、增大饮酒量和测量次数来改进实验,增强可信度,让更多的人认识。
故答案为:(1)C;(2)53;(3)大;慢;(4)增加实验人数、增大饮酒量和测量次数。
14. (2024春•东阳市月考)声音传播的速度和温度有关,下表是空气中声速随温度变化的数据。
空气温度/℃
﹣20
﹣10
0
10
20
30
声音速度/(m/s)
318
324
330
336
342
348
(1)请你根据图像找出温度为5℃时声速为 m/s。
(2)当飞机的飞行速度接近周围的声速时会受到相当大的阻力。上世纪中期,人们就尝试进行超音速飞行。在飞机速度有限的情况下,你能指出在什么情况下试验更容易成功吗? 。
(3)10℃时,某人站在一个较大的山谷里,想估测山谷的宽度。他大喊一声后经过0.3秒钟听到右面山崖反射回来的声音,经过0.5秒钟才听到左面山崖反射回来的声音。则这个山谷的宽度为多少米?
【解答】解:
(1)根据所作图象分析:当空气温度每升高10℃,声音的速度升高6m/s,因此当空气温度每升高5℃,声音的速度升高3m/s。现在空气的温度为
10℃,声音的速度为336m/s,所以当空气的温度为5℃,声音的速度变为333m/s;
(2)因为声音在空气中传播的速度与温度有关,而且温度越低时,声音传播的越慢,故在低温下更容易成功;
(3)声音传播到高山的时间为听到回声的时间的一半,
则这个山谷的宽度为:s=vt=336m/s×(0.3s+0.5s)134.4m。
故答案为:(1)333;(2)在空气温度低时进行实验;(3)这个山谷的宽度为134.4m。
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