内容正文:
1.3 运动的快慢
学习目标
1.能用速度描述物体的运动。
2.用速度公式进行简单的计算。
3.知道匀速直线运动的概念;
4.了解变速直线运动的概念;
5.了解平均速度的含义.
知识重点
知识点1.比较物体运动快慢的方法
(1)在相同的时间内,物体经过的路程越长,速度越大。
(2)物体经过相同的路程,所用的时间越短,速度越大。
知识点2. 速度
(1)物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量,在数值上等于物体在单位时间内通过的路程,这个数值越大,表明物体运动的越快。
(2)定义:在物理学中,把路程与时间之比叫做速度
(3)公式:v=s/t. 公式中s表示的是路程,t表示的是通过这段路程所用的时间,v表示的是速度.
(4)国际单位:在国际单位制中,速度的基本单位是米每秒,符号是m/s.
常用单位:千米每小时km/h
换算关系:1m/s=3.6km/h,1 km/h=1/3.6 m/s。
注意:应用公式时s、v、t必须是对同一个物体在同一运动区段所对应的三个物理量,用相同的下标。
知识点3.机械运动的分类和特点
1.机械运动的分类
按照运动路线的曲直分为直线运动和曲线运动。直线运动中,按照速度是否变化又分为匀速直线运动和变速直线运动。
(1)匀速直线运动:我们把物体沿着直线且速度不变的运动叫做匀速直线运动
匀速直线运动是最简单的机械运动,也是理想化的运动模式。
(2)变速直线运动:物体沿着直线但速度变化的运动。变速运动中,可能是速度变化,可能是运动方向变化,可能是两者同时发生变化。
2.匀速直线运动的特点
(1)运动的轨迹是直线;
(2)运动速度保持不变;
(3)路程与时间成正比;
(4)在相等的时间内通过的路程相等,同理,通过相等的路程,所用的时间相等.
知识点4. 求解平均速度
1.平均速度与速度区别
平均速度是在变速直线运动中,某段路程内物体运动的平均快慢程度。平均速度是指物体在一段时间或一段路程内运动的平均快慢程度,而速度是指某一时刻物体运动的快慢。平均速度对应一段时间,速度对应一个时刻。
2.解答计算题的基本步骤
一是认真审题。找出各运动阶段的已知条件,待求得物理量,用准确的字母符号及脚标表示。
二是统一单位。
三是根据物理概念选用物理公式,并进行公式变换,同时应有必要的文字说明。
四是代入数据进行计算,求出答案,数字后面要写上正确的单位。
考点一、速度与物体运动
[例题1] (2024•内江二模)一个物体正常运动的平均速度约为5m/s,该物体可能是( )
A.乌龟 B.老虎 C.自行车 D.飞机
[例题2] (2024春•电白区期中)如图记录了小车做直线运动时的路程和时间,下列判断正确的是( )
A.小车3s运动的路程为60m
B.根据图中小车的运动情况可知,路程与时间成正比
C.由v可知,图中小车运动时v与t成反比
D.图中小车做加速直线运动
[例题3] (2023秋•会同县期末)三位同学在操场上测量自己的步行的平均速度,测得结果为v甲=3.6km/h,v乙=1.2m/s,v丙=40m/min,这三位同学步行速度的关系为( )
A.v乙>v甲>v丙 B.v甲>v丙>v乙
C.v甲>v乙>v丙 D.v乙>v丙>v甲
考点二、比较物体运动的快慢
[例题4] (2023秋•蒲城县期末)第31届世界大学生夏季运动会日照选手宋家辉在男子400米栏中跑出50秒45小组第一的成绩。如图所示,这是他在比赛时冲刺的照片。下列说法正确的是( )
A.宋家辉在比赛过程中做匀速直线运动
B.猎豹奔跑速度可达100km/h,比宋家辉比赛时的平均速度小
C.观众是通过“相同路程比较时间”的方式判断运动快慢的
D.裁判员是通过“相同路程比较时间”的方式判断运动快慢的
[例题5] (2023秋•双峰县期末)2023年10月1日晚,在杭州奥体中心体育场里,24岁的林雨薇在女子100m栏决赛中,以12秒74的成绩力压一众对手,帮助中国田径队夺回了上届亚运会丢失的金牌,我们说“林雨薇比其他选手跑得快”,这句话的物理含义是( )
A.林雨薇运动的速度小
B.通过相同的路程,林雨薇用的时间少
C.通过相同的路程,林雨薇用时间多
D.在相同的时间内,林雨薇通过的路程短
[例题6] (2024春•南昌期中)如图所示,是两种比较自行车和摩托车运动快慢的方法。a图中,两者运动相同的时间,摩托车运动的路程长,所以摩托车运动较 。b图中让两者运动相同的路程,自行车所需的时间长,所以它运动较 。
考点三、速度的计算和公式的应用
[例题7] (2024•临邑县模拟)甲、乙两辆汽车,他们运动的速度之比为3:2,他们所需的时间之比为4:3,两物体通过的路程之比是( )
A.3:2 B.4:3 C.7:5 D.2:1
[例题8] (2024•凉州区校级一模)由速度公式v,可得正确的说法是( )
A.物体的速度与路程成正比,而与时间成反比
B.物体的速度等于单位时间内所通过的路程
C.物体的速度只与路程有关,路程越大,速度越大
D.物体的速度只与时间有关,时间越小,速度越大
[例题9] (2023秋•句容市期末)甲、乙两车分别在同一直线上的M、N两点(M、N间距为10m),同时同向做匀速直线运动,甲、乙的图象分别如图所示。经过时间t,甲、乙相距8m。则该过程中( )
A.t一定为10s
B.甲车的路程一定为4m
C.t可能为90s
D.乙车的路程可能为36m
[例题10] (2023秋•岳阳期末)如图所示,是A、B两新汽车出厂前进行性能测试时的路程﹣时间图像,下列不正确的说法是( )
①两车是同时不同地出发的
②两车原来相距15米
③两车在5秒时相遇,因为两车此时路程相同
④车辆A测试的是启动性能,车辆B测试的是刹车性能
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
[例题11] (2023秋•敦煌市期末)如图所示是小刚同学研究玩具小车在水平路面上直线运动时绘制的路程s与时间t的关系图象,下列说法正确的是( )
A.4s末小车的速度为5m/s
B.小车做匀速直线运动
C.小车做的是减速运动
D.小车在10s内通过的路程是20cm
[例题12] (2023秋•黄冈期末)某科考队在野外考察时,使用无人机和雷达测量仪测量一棵大树的高度。无人机携带雷达测量仪从地面竖直升空,到达树顶所在高度后悬停,通过雷达测量仪向地面竖直发射超声波信号,雷达测量仪记录从发射到收到地面反射回来的信号所用的时间为0.4s,无人机再以2m/s的平均速度竖直降落回地面,完成测量。如图是测量过程中无人机所在高度随时间变化的图象。已知超声波在空气中的传播速度为340m/s,求:
(1)这棵大树的高度h1;
(2)无人机升空过程的平均速度;
(3)图象中时间t1的值。
考点四、匀速直线运动
[例题13] (2024•枣庄一模)“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。下列选项是明明同学利用频闪照相机拍摄的四个物体运动时的频闪照片(黑点表示物体的像),其中表示物体可能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
[例题14] (2023秋•兴隆台区期末)“十一”假期,小明一家自驾旅行,途中他观察到一些与我们学过的物理知识有关的现象,他的认知中不妥当的是( )
A.图甲中汽车行驶,路边的树木向后飞驰,这是选择了汽车为参照物
B.图乙中是对汽车限速的标志牌
C.一段时间内,汽车速度表指针如图丙所示,这段时间汽车一定在做匀速直线运动
D.通过图丙中速度表盘上的示数,可以知道小明家轿车从出发到此时行驶的路程
知识升华
1.利用速度公式解决计算题时思维方法
(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v=s/t求解速度,s=vt求解路程,t=s/v求解时间。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。
巩固提高
1. (2023秋•费县期末)关于匀速直线运动的速度公式v,下列说法中正确的是( )
A.物体通过的路程s越大,运动的速度v越大
B.物体通过的时间t越大,运动的速度v越小
C.物体运动的速度v和路程s成正比,与时间t成反比
D.物体运动的速度可以利用v计算,但与s、t的大小无关
2. (2023秋•射洪市期末)下列有关于匀速直线运动速度的概念描述中,说法错误的是( )
A.速度是表示物体运动快慢的物理量,所以速度大的物体运动的一定快
B.由v可知v与s成正比,v与t成反比
C.由s=vt可知s与t成正比
D.物体在相同的时间内,通过的路程越少,其速度越小
3. (2023秋•泾阳县期末)一物体做匀速直线运动,当它通过45m的路程时用了30s的时间,那么它前15s内的速度为( )
A.0.5m/s B.1.5m/s C.2m/s D.3m/s
4. (2023秋•怀化期末)一辆货车在平直公路上行驶,在第1s内通过了5m,在第2s内通过了10m,在第3s内通过了20m,则这辆货车( )
A.在第1s内做匀速直线运动
B.在这3s内都做匀速直线运动
C.在这3s内做变速直线运动
D.只在第2s内做匀速直线运动
5. (2023秋•铁岭县期末)物体做匀速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.匀速直线运动的速度,与物体通过的路程成正比与时间成反比
B.运动时间越短,速度越大
C.通过相等路程用的时间越短,速度越大
D.匀速直线运动的速度,与物体通过的路程和所用时间无关
6. (2023秋•青州市期末)如图所示为某物体做直线运动时的路程随时间变化的图象。下列分析正确的是( )
A.在5~10s内物体通过的路程为20m
B.在0~20s内物体一直在做匀速直线运动
C.在0~10s内物体的平均速度为4m/s
D.在0~5s内与10~20s内物体的速度之比为2:1
7. (2023秋•利川市期末)如图所示,是甲、乙两物体同时做直线运动的路程随时间变化的图象。由图象判断下列说法正确的是( )
A.在5s时,甲物体的速度为15m/s
B.乙物体在0~10s内相对于地面速度为20m/s
C.在5s时,甲物体比乙物体多运动了5m
D.两物体在10s时,甲比乙运动路程少5m
8. (2023秋•满城区期末)小明同学从家中出发到达学校,其中一半路程骑自行车,一半路程步行,路程与时间图象如图所示。则下列说法正确的是( )
A.小明步行的是OA段
B.小明到学校的距离是3600m
C.小明步行的时间是15min
D.小明骑自行车的速度是5m/s
9. (2023秋•沂水县期末)在进行100米赛跑时,甲同学到达终点时,乙同学恰好跑了90米。第二次比赛时,甲同学的起跑线在乙同学的起跑线后10米处,即甲同学跑110米,乙同学跑100米,若他们还是以原来的速度跑。请问谁先到达终点( )
A.甲先到达 B.乙先到达
C.同时到达 D.条件不足,无法判断
10. (2023秋•宁德期末)如图(a)所示,甲、乙两车分别在同一直线上的M、N两点,同时同向开始沿直线匀速运动,它们的s﹣t图象如图(b)所示。经20s后两车相距6m,则( )
A.甲车速度小于乙车速度
B.经40s时两车一定相遇
C.M、N两点相距可能为10m
D.若M、N两点相距2m,则两车沿MN方向运动
11. (2024•姑苏区校级模拟)赛跑过程中“匀速直线运动”与“变速直线运动”:
(1)某时刻甲、乙两运动员位置的示意图如图(a)所示,用“频闪摄影”可记录运动员相隔相同时间的不同位置,如图所示(b)是甲、乙两运动员不同位置运动时的频闪照片,由照片可知: 运动员做匀速直线运动, 运动员的速度越来越大。(两空均选填“甲”或“乙”)
(2)如图(c)是甲、乙两个物体做直线运动的v﹣t图象。由图象可知:第3s末,甲和乙的图线相交,这说明了甲、乙具有相同的 ;前4s内甲通过的路程是 。
12. (2023秋•邗江区期末)在探究“比较纸锥下落快慢”的活动中,同学们将大小不等的纸锥由同一高度同时释放。
(1)对于纸锥下落前的初始位置,有如图甲、乙所示的两种摆放方式,正确的是图 。
(2)实验中发现用秒表测量时间较难,为了便于测量,应该选择纸锥 (A/B)进行实验较好,同时让纸锥从较 (选填“高”或“低”)的位置同时下落。
(3)接着小明所在小组利用相机频闪拍照,探究纸锥竖直下落的快慢情况,照相机每隔相同时间曝光一次,拍摄的图片如图丙所示,由此可以判断纸锥下落过程中速度的变化情况是 (选填“不变”或“先变大后不变”或“一直变大”)。
13. (2023秋•青州市期末)我国自主研制的C919 大型客机首架机正式下线仪式在上海举行,承载着中华民族的飞行之梦,C919的惊艳亮相让中国人倍感骄傲。如图甲所示,在C919大型客机下线仪式上,站立的庆祝队伍长达61m,牵引车拉动大飞机以1m/s的速度完全通过庆祝队伍需要100s。飞机飞行过程中会经历起飞加速、定速巡航匀速飞行、减速降落等过程,图乙为飞机从甲地飞到相距1500km的乙地的s﹣t图象。求:
(1)C919大型客机的长度;
(2)飞机定速巡航匀速飞行阶段的速度。
14. (2023秋•泰安期末)“龟兔赛跑”是同学们熟悉的寓言故事,今天龟兔又进行了60m比赛。从同一地点O出发,同时沿同一方向运动,乌龟用时10min首先到达终点,它们的s﹣t图象如图所示,求:
(1)乌龟的速度;
(2)龟兔第一次在A点相遇时所用的时间;
(3)兔子在后8min的平均速度。
15. (2023秋•黔东南州期末)为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,如图为某公路直线路段的一处测速仪,测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小轿车与测速仪距离OA=45m时(如图甲),测速仪向小车发出超声波,超声波“追上”小轿车时,小轿车刚好运动到B点(如图乙)。测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波共用时0.3s。已知此路段限速为80km/h,超声波的速度为340m/s。试计算下列问题:
(1)超声波0.3s传播的距离总共是多少?
(2)小车运动的路程s为多少?
(3)说明小车在此路段是否超速?
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1.3 运动的快慢
学习目标
1.能用速度描述物体的运动。
2.用速度公式进行简单的计算。
3.知道匀速直线运动的概念;
4.了解变速直线运动的概念;
5.了解平均速度的含义.
知识重点
知识点1.比较物体运动快慢的方法
(1)在相同的时间内,物体经过的路程越长,速度越大。
(2)物体经过相同的路程,所用的时间越短,速度越大。
知识点2. 速度
(1)物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量,在数值上等于物体在单位时间内通过的路程,这个数值越大,表明物体运动的越快。
(2)定义:在物理学中,把路程与时间之比叫做速度
(3)公式:v=s/t. 公式中s表示的是路程,t表示的是通过这段路程所用的时间,v表示的是速度.
(4)国际单位:在国际单位制中,速度的基本单位是米每秒,符号是m/s.
常用单位:千米每小时km/h
换算关系:1m/s=3.6km/h,1 km/h=1/3.6 m/s。
注意:应用公式时s、v、t必须是对同一个物体在同一运动区段所对应的三个物理量,用相同的下标。
知识点3.机械运动的分类和特点
1.机械运动的分类
按照运动路线的曲直分为直线运动和曲线运动。直线运动中,按照速度是否变化又分为匀速直线运动和变速直线运动。
(1)匀速直线运动:我们把物体沿着直线且速度不变的运动叫做匀速直线运动
匀速直线运动是最简单的机械运动,也是理想化的运动模式。
(2)变速直线运动:物体沿着直线但速度变化的运动。变速运动中,可能是速度变化,可能是运动方向变化,可能是两者同时发生变化。
2.匀速直线运动的特点
(1)运动的轨迹是直线;
(2)运动速度保持不变;
(3)路程与时间成正比;
(4)在相等的时间内通过的路程相等,同理,通过相等的路程,所用的时间相等.
知识点4. 求解平均速度
1.平均速度与速度区别
平均速度是在变速直线运动中,某段路程内物体运动的平均快慢程度。平均速度是指物体在一段时间或一段路程内运动的平均快慢程度,而速度是指某一时刻物体运动的快慢。平均速度对应一段时间,速度对应一个时刻。
2.解答计算题的基本步骤
一是认真审题。找出各运动阶段的已知条件,待求得物理量,用准确的字母符号及脚标表示。
二是统一单位。
三是根据物理概念选用物理公式,并进行公式变换,同时应有必要的文字说明。
四是代入数据进行计算,求出答案,数字后面要写上正确的单位。
考点一、速度与物体运动
[例题1] (2024•内江二模)一个物体正常运动的平均速度约为5m/s,该物体可能是( )
A.乌龟 B.老虎 C.自行车 D.飞机
【解答】解:
5m/s的速度表示物体在每秒内要通过5m 的路程。
A、乌龟1s爬行约为1cm,达不到5m/s,故A错误;
B、老虎的速度约为80km/h,大约为80m/s≈22m/s,故B错误;
C、骑自行车1s约为5m,速度约为5m/s,故C正确;
D、飞机速度约为810km/h,大约为810m/s≈225m/s,故D错误;
故选:C。
[例题2] (2024春•电白区期中)如图记录了小车做直线运动时的路程和时间,下列判断正确的是( )
A.小车3s运动的路程为60m
B.根据图中小车的运动情况可知,路程与时间成正比
C.由v可知,图中小车运动时v与t成反比
D.图中小车做加速直线运动
【解答】解:AD、由图可知,相同时间内通过的距离相同,故小车做匀速直线运动;
小车的速度v30m/s,
由v可得,小车3s运动的路程s′=vt′=30m/s×3s=90m,故AD错误;
B、匀速直线运动的运动速度保持不变,根据s=vt可知,物体做匀速直线运动通过的路程与所需时间成正比,
C、匀速直线运动的运动速度保持不变,与时间无关,故C错误。
故选:B。
[例题3] (2023秋•会同县期末)三位同学在操场上测量自己的步行的平均速度,测得结果为v甲=3.6km/h,v乙=1.2m/s,v丙=40m/min,这三位同学步行速度的关系为( )
A.v乙>v甲>v丙 B.v甲>v丙>v乙
C.v甲>v乙>v丙 D.v乙>v丙>v甲
【解答】解:v甲=3.6km/h=1m/s,
v乙=1.2m/s,
v丙=40m/min0.67m/s,由以上分析知,乙的速度最大,丙的速度最小,A正确,BCD错误。
故选:A。
考点二、比较物体运动的快慢
[例题4] (2023秋•蒲城县期末)第31届世界大学生夏季运动会日照选手宋家辉在男子400米栏中跑出50秒45小组第一的成绩。如图所示,这是他在比赛时冲刺的照片。下列说法正确的是( )
A.宋家辉在比赛过程中做匀速直线运动
B.猎豹奔跑速度可达100km/h,比宋家辉比赛时的平均速度小
C.观众是通过“相同路程比较时间”的方式判断运动快慢的
D.裁判员是通过“相同路程比较时间”的方式判断运动快慢的
【解答】解:A、运动员比赛过程中不可能做匀速直线运动,一般情况下,百米比赛起跑阶段速度较慢,冲刺阶段速度较快,故A错误;
B、猎豹奔跑速度可达100km/hm/s≈27.8m/s,宋家辉比赛时的速度v7.65m/s,比较可知猎豹奔跑速度比宋家辉比赛时的速度大,故B错误;
C、观众是通过“相同时间比较路程”的方式判断运动快慢的,故C错误;
D、裁判员通过相同路程比时间的方法来判定运动快慢,故D正确。
故选:D。
[例题5] (2023秋•双峰县期末)2023年10月1日晚,在杭州奥体中心体育场里,24岁的林雨薇在女子100m栏决赛中,以12秒74的成绩力压一众对手,帮助中国田径队夺回了上届亚运会丢失的金牌,我们说“林雨薇比其他选手跑得快”,这句话的物理含义是( )
A.林雨薇运动的速度小
B.通过相同的路程,林雨薇用的时间少
C.通过相同的路程,林雨薇用时间多
D.在相同的时间内,林雨薇通过的路程短
【解答】解:女子100m栏决赛中,所有运动员通过的路程是相同的,林雨薇以12秒74的成绩力压一众对手,帮助中国田径队夺回了上届亚运会丢失的金牌,说明林雨薇用的时间最少,速度最大,所以我们说“林雨薇比其他选手跑得快”是指通过相同的路程,林雨薇用的时间少。
故选:B。
[例题6] (2024春•南昌期中)如图所示,是两种比较自行车和摩托车运动快慢的方法。a图中,两者运动相同的时间,摩托车运动的路程长,所以摩托车运动较 。b图中让两者运动相同的路程,自行车所需的时间长,所以它运动较 。
【解答】解:(1)a图中让自行车和摩托车运动相同的时间,图中摩托车运动的路程长,所以根据v可知,摩托车运动快,自行车运动的路程短,自行车运动慢;
(2)乙图中让自行车和摩托车运动相同的路程,图中自行车完成运动所需要的时间长,所以根据v可知,自行车运动慢,摩托车运动的快。
故答案为:快;慢。
考点三、速度的计算和公式的应用
[例题7] (2024•临邑县模拟)甲、乙两辆汽车,他们运动的速度之比为3:2,他们所需的时间之比为4:3,两物体通过的路程之比是( )
A.3:2 B.4:3 C.7:5 D.2:1
【解答】解:已知v甲:v乙=3:2,t甲:t乙=3:2,
根据v可得:
。
故选:D。
[例题8] (2024•凉州区校级一模)由速度公式v,可得正确的说法是( )
A.物体的速度与路程成正比,而与时间成反比
B.物体的速度等于单位时间内所通过的路程
C.物体的速度只与路程有关,路程越大,速度越大
D.物体的速度只与时间有关,时间越小,速度越大
【解答】解:由v可知,物体的速度等于单位时间内所通过的路程,故B正确;
速度大小取决于物体的路程与运动时间的比值,在相同时间内,速度与通过的路程成正比,通过的路程越大,速度就越大,故A、C错误;
在通过的路程相同时,速度与时间成反比,运动时间越短,速度就越大,故D错误。
故选:B。
[例题9] (2023秋•句容市期末)甲、乙两车分别在同一直线上的M、N两点(M、N间距为10m),同时同向做匀速直线运动,甲、乙的图象分别如图所示。经过时间t,甲、乙相距8m。则该过程中( )
A.t一定为10s
B.甲车的路程一定为4m
C.t可能为90s
D.乙车的路程可能为36m
【解答】解:由图象可得:
甲的速度v甲0.4m/s;
乙的速度v乙0.6m/s,
根据题意可知,经过t秒,甲、乙相距8米时有两种情况:一种是甲、乙两车未相遇时相距8m,二是相遇以后相距8m。
故可得:v乙t﹣v甲t=10m﹣8m=2m或v乙t﹣v甲t=10m+8m=18m,
代入数值可得:0.6m/s×t﹣0.4m/s×t=10m或0.6m/s×t﹣0.4m/s×t=18m,
解得t=10s或t=90s,即t可能为10s,也可能为90s。
甲车的路程可能是:s甲=v甲t=0.4m/s×10s=4m或s甲′=v甲t′=0.4m/s×90s=36m;
乙车的路程可能是:s乙=v乙t=0.6m/s×10s=6m或s乙′=v乙t′=0.6m/s×90s=54m;
综上分析可知,选项ABD错误,C正确。
故选:C。
[例题10] (2023秋•岳阳期末)如图所示,是A、B两新汽车出厂前进行性能测试时的路程﹣时间图像,下列不正确的说法是( )
①两车是同时不同地出发的
②两车原来相距15米
③两车在5秒时相遇,因为两车此时路程相同
④车辆A测试的是启动性能,车辆B测试的是刹车性能
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
【解答】解:①②从图中可知,A车在3s时,从原点处远离原点出发,B车在0s时,从距原点处15m处向原点处运动,故两车是不同时不同地出发,且两车原来相距15米,故①错误、②正确;
③④两车在5秒时相遇,A车运动的路程为10m,B车运动的路程为15m﹣10m=5m,故两车此时路程不相同,故③错误;
从图中可知,两车的路程﹣时间图像均为倾斜直线,则两车均做匀速直线运动,车辆A测试的不是启动性能,车辆B测试的也不是刹车性能,故④错误。
故选:C。
[例题11] (2023秋•敦煌市期末)如图所示是小刚同学研究玩具小车在水平路面上直线运动时绘制的路程s与时间t的关系图象,下列说法正确的是( )
A.4s末小车的速度为5m/s
B.小车做匀速直线运动
C.小车做的是减速运动
D.小车在10s内通过的路程是20cm
【解答】解:玩具小车在水平路面上的直线运动;
ABC、由图可知,玩具小车的s﹣t图像是一条倾斜的直线,说明小车通过的路程与所用的时间成正比,表示小车做匀速直线运动,小车的速度v2m/s,即4s末小车的速度为2m/s,故AC错误、B正确;
D,由v可知,小车在10s内通过的路程:s′=vt′=2m/s×10s=20m,故D错误。
故选:B。
[例题12] (2023秋•黄冈期末)某科考队在野外考察时,使用无人机和雷达测量仪测量一棵大树的高度。无人机携带雷达测量仪从地面竖直升空,到达树顶所在高度后悬停,通过雷达测量仪向地面竖直发射超声波信号,雷达测量仪记录从发射到收到地面反射回来的信号所用的时间为0.4s,无人机再以2m/s的平均速度竖直降落回地面,完成测量。如图是测量过程中无人机所在高度随时间变化的图象。已知超声波在空气中的传播速度为340m/s,求:
(1)这棵大树的高度h1;
(2)无人机升空过程的平均速度;
(3)图象中时间t1的值。
【解答】解:(1)超声波信号遇到地面时的时间t0.4s=0.2s,
根据v,可得这棵大树的高度h1;s=vt=340m/s×0.2s=68m;
(2)无人机升空过程的平均速度;
v′1.7m/s;
(3)无人机再以2m/s的平均速度竖直降落回地面所用的时间:t″34s;
图象中时间t1的值:t1=t0+t″=110s+34s=144s。
考点四、匀速直线运动
[例题13] (2024•枣庄一模)“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。下列选项是明明同学利用频闪照相机拍摄的四个物体运动时的频闪照片(黑点表示物体的像),其中表示物体可能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、物体沿斜上方运动,运动轨迹是直线,相同时间通过的距离相等,物体做匀速直线运动,故A符合题意;
B、物体沿竖直方向向下运动,运动轨迹是直线,相邻两点的距离逐渐变大,物体做加速直线运动,故B不符合题意;
CD、物体运动的路线不是直线,因此物体不是做匀速直线运动,故CD不符合题意;
故选:A。
[例题14] (2023秋•兴隆台区期末)“十一”假期,小明一家自驾旅行,途中他观察到一些与我们学过的物理知识有关的现象,他的认知中不妥当的是( )
A.图甲中汽车行驶,路边的树木向后飞驰,这是选择了汽车为参照物
B.图乙中是对汽车限速的标志牌
C.一段时间内,汽车速度表指针如图丙所示,这段时间汽车一定在做匀速直线运动
D.通过图丙中速度表盘上的示数,可以知道小明家轿车从出发到此时行驶的路程
【解答】解:A、以行驶的汽车为参照物,路边的树木相对于汽车向后运动,故A项说法正确;
B、图乙中的限速标志牌,“80”是指车速限速80km/h,故B项说法正确;
C、一段时间内,汽车速度仪表指示如图乙,虽然速度的大小不变,但不一定是直线运动,所以不一定是匀速直线运动,故C项说法错误;
D、若读出原来和现在速度表盘上的里程数,通过简单计算就可以知道小明家轿车从出发到此时行驶的路程,故D项说法正确。
故选:C。
知识升华
1.利用速度公式解决计算题时思维方法
(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v=s/t求解速度,s=vt求解路程,t=s/v求解时间。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。
巩固提高
1. (2023秋•费县期末)关于匀速直线运动的速度公式v,下列说法中正确的是( )
A.物体通过的路程s越大,运动的速度v越大
B.物体通过的时间t越大,运动的速度v越小
C.物体运动的速度v和路程s成正比,与时间t成反比
D.物体运动的速度可以利用v计算,但与s、t的大小无关
【解答】解:匀速直线运动的运动速度保持不变,与路程、时间无关,故D正确、ABC错误。
故选:D。
2. (2023秋•射洪市期末)下列有关于匀速直线运动速度的概念描述中,说法错误的是( )
A.速度是表示物体运动快慢的物理量,所以速度大的物体运动的一定快
B.由v可知v与s成正比,v与t成反比
C.由s=vt可知s与t成正比
D.物体在相同的时间内,通过的路程越少,其速度越小
【解答】解:A、速度是表示物体运动快慢的物理量,所以速度大的物体运动的一定快,故A正确;
B、对于做匀速直线运动的物体,其速度大小是不变的,与路程和时间无关,故B错误;
C、对于做匀速直线运动的物体,其速度大小不变,由s=vt可知,s与t成正比,故C正确;
D、物体在相同的时间内,通过的路程越少,其速度越小,故D正确。
故选:B。
3. (2023秋•泾阳县期末)一物体做匀速直线运动,当它通过45m的路程时用了30s的时间,那么它前15s内的速度为( )
A.0.5m/s B.1.5m/s C.2m/s D.3m/s
【解答】解:物体运动速度:
v1.5m/s,
因为物体做的是匀速直线运动,
所以它前15s内的速度也是1.5m/s。
故选:B。
4. (2023秋•怀化期末)一辆货车在平直公路上行驶,在第1s内通过了5m,在第2s内通过了10m,在第3s内通过了20m,则这辆货车( )
A.在第1s内做匀速直线运动
B.在这3s内都做匀速直线运动
C.在这3s内做变速直线运动
D.只在第2s内做匀速直线运动
【解答】解:小车在第1s内通过了5m,第2s内通过10m,第3s内通过20m,明显看出在相等的时间内小车的路程不相等,所以在这3s内小车做变速直线运动。
故选:C。
5. (2023秋•铁岭县期末)物体做匀速直线运动,下列说法中正确的是( )
A.匀速直线运动的速度,与物体通过的路程成正比与时间成反比
B.运动时间越短,速度越大
C.通过相等路程用的时间越短,速度越大
D.匀速直线运动的速度,与物体通过的路程和所用时间无关
【解答】解:物体做匀速直线运动时,速度大小保持不变,与物体通过的路程和所用时间无关,与物体通过的路程和时间都不成比例。故ABC错误,D正确。
故选:D。
6. (2023秋•青州市期末)如图所示为某物体做直线运动时的路程随时间变化的图象。下列分析正确的是( )
A.在5~10s内物体通过的路程为20m
B.在0~20s内物体一直在做匀速直线运动
C.在0~10s内物体的平均速度为4m/s
D.在0~5s内与10~20s内物体的速度之比为2:1
【解答】解:A、由图可知,在5~10s内物体处于静止状态,通过的路程为0,故A错误;
B、由图可知,物体在0~5s内做匀速直线运动,5~10s内物体处于静止状态,10~20s内做匀速直线运动,故在0~20s内物体不是一直在做匀速直线运动,故B错误;
C、由图可知,0~10s内物体的平均速度:v2m/s,故C错误;
D、由图可知,在0~5s内物体的速度:v14m/s,10~20s内物体的速度:v22m/s,
则在0~5s内与10~20s内物体的速度之比:v1:v2=4m/s:2m/s=2:1,故D正确。
故选:D。
7. (2023秋•利川市期末)如图所示,是甲、乙两物体同时做直线运动的路程随时间变化的图象。由图象判断下列说法正确的是( )
A.在5s时,甲物体的速度为15m/s
B.乙物体在0~10s内相对于地面速度为20m/s
C.在5s时,甲物体比乙物体多运动了5m
D.两物体在10s时,甲比乙运动路程少5m
【解答】解:A、由图像可知,甲物体5s内运动路程为15m,在5s时,甲物体的速度为v甲3m/s,故A错误;
B、乙物体在0~10s内相对于地面运动了10m,在10s内,乙的速度为v乙2m/s,故B错误;
C、在5s时,甲物体运动了s甲=v甲t=3m/s×5s=15m,乙物体运动了s乙=v乙t=2m/s×5s=10m,在5s时,甲物体比乙物体多运动了5m,故C正确;
D、由图像可知,两物体在10s时,运动路程相同,故D错误;
故选:C。
8. (2023秋•满城区期末)小明同学从家中出发到达学校,其中一半路程骑自行车,一半路程步行,路程与时间图象如图所示。则下列说法正确的是( )
A.小明步行的是OA段
B.小明到学校的距离是3600m
C.小明步行的时间是15min
D.小明骑自行车的速度是5m/s
【解答】解:根据公式v可计算两段路程的速度:
(1)OA段:
v16m/s
(2)AB段:
v21.5m/s
因为6m/s>1.5m/s
所以步行的是图中AB段,骑车的是OA段;骑车速度6m/s,步行速度1.5m/s,小明步行时间是25min﹣5min=20min。
从图中可看出小华家到小明家的路程为3600m。
故选:B。
9. (2023秋•沂水县期末)在进行100米赛跑时,甲同学到达终点时,乙同学恰好跑了90米。第二次比赛时,甲同学的起跑线在乙同学的起跑线后10米处,即甲同学跑110米,乙同学跑100米,若他们还是以原来的速度跑。请问谁先到达终点( )
A.甲先到达 B.乙先到达
C.同时到达 D.条件不足,无法判断
【解答】解:
根据第一次比赛情况可知:在相同时间t,甲跑了100m,乙跑了90m,根据v可知:
甲的速度v甲,乙的速度v乙;
第二次比赛时,甲跑了110m,甲所用时间t甲1.1t,
乙跑了100m,乙所用时间t乙1.11t,
由此可见:t甲<t乙,所以甲先到达终点;故A正确,BCD错误。
故选:A。
10. (2023秋•宁德期末)如图(a)所示,甲、乙两车分别在同一直线上的M、N两点,同时同向开始沿直线匀速运动,它们的s﹣t图象如图(b)所示。经20s后两车相距6m,则( )
A.甲车速度小于乙车速度
B.经40s时两车一定相遇
C.M、N两点相距可能为10m
D.若M、N两点相距2m,则两车沿MN方向运动
【解答】解:A、由图象可知,当甲车和乙车都行驶24m的路程时,甲车的行驶时间是30s,乙车的行驶时间是40s,由于甲所用时间小于乙的时间,所以甲的速度大于乙的速度,故A错误;
BCD.由图象可知,当时间都为20s时,甲运动的距离为16m,乙运动的距离为12m,20s后两车相距6m,
若沿MN运动,20s内通过的路程,s乙+sMN=s甲+6m,即12m+sMN=16m+6m,解得sMN=10m,40s后,s甲=32m,s乙=24m,s乙+sMN=24m+10m=34m≠s甲=32m,所以两车不相遇;
若沿NM运动,20s内通过的路程,s甲+sMN=s乙+6m,即16m+sMN=12m+6m,解得sMN=2m,40s后,s甲=32m,s乙=24m,s甲+sMN=32m+2m=34m≠s甲=24m,所以两车不相遇;故BD错误,C正确。
故选:C。
11. (2024•姑苏区校级模拟)赛跑过程中“匀速直线运动”与“变速直线运动”:
(1)某时刻甲、乙两运动员位置的示意图如图(a)所示,用“频闪摄影”可记录运动员相隔相同时间的不同位置,如图所示(b)是甲、乙两运动员不同位置运动时的频闪照片,由照片可知: 运动员做匀速直线运动, 运动员的速度越来越大。(两空均选填“甲”或“乙”)
(2)如图(c)是甲、乙两个物体做直线运动的v﹣t图象。由图象可知:第3s末,甲和乙的图线相交,这说明了甲、乙具有相同的 ;前4s内甲通过的路程是 。
【解答】解:(1)由图(b)可知,甲在相同时间里通过的路程相等,乙在相同的时间里通过的路程不相等,且越来越大,所以,甲运动员做匀速直线运动,乙运动员的速度越来越大;
(3)图(c)是甲、乙两个物体做直线运动的速度﹣时间图象,第3s,甲和乙的图线相交,说明甲、乙速度相同;
由(c)知,甲运动的速度是v甲=15m/s,
由v知,前4s内甲通过的路程是s甲=v甲t=15m/s×4s=60m。
故答案为:(1)甲、乙;(2)速度;60m。
12. (2023秋•邗江区期末)在探究“比较纸锥下落快慢”的活动中,同学们将大小不等的纸锥由同一高度同时释放。
(1)对于纸锥下落前的初始位置,有如图甲、乙所示的两种摆放方式,正确的是图 。
(2)实验中发现用秒表测量时间较难,为了便于测量,应该选择纸锥 (A/B)进行实验较好,同时让纸锥从较 (选填“高”或“低”)的位置同时下落。
(3)接着小明所在小组利用相机频闪拍照,探究纸锥竖直下落的快慢情况,照相机每隔相同时间曝光一次,拍摄的图片如图丙所示,由此可以判断纸锥下落过程中速度的变化情况是 (选填“不变”或“先变大后不变”或“一直变大”)。
【解答】解:(1)为了比较纸锥下落的快慢,应把两个纸锥拿到同一高度同时由静止释放;图甲中两纸锥的下端高度相同,图乙中两纸锥的上端高度相同,而落地时是下端触地,故应选图甲的位置释放,然后记录下落至地面的时间。
(2)纸锥下落快,时间较难测量,必须增加纸锥下落的高度和锥角,以增大下落时间,便于时间的测量,应该选择纸锥A较好,让纸锥从较高的位置同时下落。
(3)从图中可以看出,在间隔时间相同时,纸锥下落的距离先小后大,最后保持不变,因此,也说明其速度的变化应该是先变大后不变的。
故答案为:(1)甲;(2)A;高;(3)先变大后不变。
13. (2023秋•青州市期末)我国自主研制的C919 大型客机首架机正式下线仪式在上海举行,承载着中华民族的飞行之梦,C919的惊艳亮相让中国人倍感骄傲。如图甲所示,在C919大型客机下线仪式上,站立的庆祝队伍长达61m,牵引车拉动大飞机以1m/s的速度完全通过庆祝队伍需要100s。飞机飞行过程中会经历起飞加速、定速巡航匀速飞行、减速降落等过程,图乙为飞机从甲地飞到相距1500km的乙地的s﹣t图象。求:
(1)C919大型客机的长度;
(2)飞机定速巡航匀速飞行阶段的速度。
【解答】解:(1)由v得飞机完全通过人群所通过的路程:s=vt=1m/s×100s=100m,
飞机长度L飞机=s﹣L人=100m﹣61m=39m;
(2)由图乙可知,从B到C,飞机通过的路程与所用的时间成正比,则该段路程为匀速飞行阶段,
由图可知,sBC=1430km﹣80km=1350km,所用的时间tBC=100min﹣10min=90min=1.5h,
飞机定速巡航匀速飞行阶段的速度:v′900km/h。
答:(1)飞机长度是39m;
(2)飞机定速巡航匀速飞行阶段的速度为900km/h。
14. (2023秋•泰安期末)“龟兔赛跑”是同学们熟悉的寓言故事,今天龟兔又进行了60m比赛。从同一地点O出发,同时沿同一方向运动,乌龟用时10min首先到达终点,它们的s﹣t图象如图所示,求:
(1)乌龟的速度;
(2)龟兔第一次在A点相遇时所用的时间;
(3)兔子在后8min的平均速度。
【解答】解:(1)乌龟的速度:v乌龟0.1m/s;
(2)乌龟在出发20m时与兔子相遇,此时乌龟行驶的时间t1200s;
(3)由图可知,兔子在后8min后的平均速度v兔子0.075m/s。
答:(1)乌龟的速度是0.1m/s;
(2)龟兔第一次相遇时所用的时间是200s;
(3)兔子在后8min的平均速度是0.075m/s。
15. (2023秋•黔东南州期末)为了监测超速行驶的违法行为,公路上常常设置有超声波测速仪,如图为某公路直线路段的一处测速仪,测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小轿车与测速仪距离OA=45m时(如图甲),测速仪向小车发出超声波,超声波“追上”小轿车时,小轿车刚好运动到B点(如图乙)。测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波共用时0.3s。已知此路段限速为80km/h,超声波的速度为340m/s。试计算下列问题:
(1)超声波0.3s传播的距离总共是多少?
(2)小车运动的路程s为多少?
(3)说明小车在此路段是否超速?
【解答】解:(1)由v可得,超声波0.3s传播的距离:
s声=v声t=340m/s×0.3s=102m;
(2)因测速仪与汽车的距离OB等于超声波通过路程的一半,
所以,OB102m=51m,
则小车运动的路程:
s=OB﹣OA=51m﹣45m=6m;
(3)汽车通过AB段路程所用时间:
t车0.3s=0.15s,
汽车的速度:
v车40m/s=40×3.6km/h=144km/h,
由144km/h>80km/h可知,小车在此路段超速了。
答:(1)超声波0.3s传播的距离总共是102m;
(2)小车运动的路程s为6m;
(3)小车在此路段超速了。
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