内容正文:
专题训练
5.涉及速度计算的常见类型
第二章 机械运动
1. 一名同学骑自行车从家路过书店到学校上学,家到书店的路程为1 800 m,书店到学校的路程为3 600 m;他从家出发到书店用了5 min,在书店等同学用了1 min,然后二人一起又经过了12 min到达学校。求:
(1)这位同学骑车从家到达书店这段路程中的平均速度。
解:(1)家到书店的时间t1=5 min=300 s,
平均速度
1. 一名同学骑自行车从家路过书店到学校上学,家到书店的路程为1 800 m,书店到学校的路程为3 600 m;他从家出发到书店用了5 min,在书店等同学用了1 min,然后二人一起又经过了12 min到达学校。求:
(2)这位同学从家出发到学校的全过程中的平均速度。
从家到学校的路程s=1 800 m+3 600 m=5 400 m,
运动时间t=5 min+1 min+12 min=300 s+60 s+720 s=1 080 s,
平均速度
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2. [2022·上海浦东新区期末]汽车遇到意外情况时需紧急停车,要经历反应和制动两个过程。汽车在反应过程以72 km/h的速度做匀速直线运动,在制动过程中做变速直线运动,因此汽车制动后还要继续向前滑行20 m才能停下,这个滑行长度称为制动距离。如图所示,某司机驾车前行,突然发现前方70 m处有障碍物。
(1)司机在反应过程中,汽车以原来的速度
行驶了14 m,求司机的反应时间。
解:(1)汽车的行驶速度:v=72 km/h=20 m/s,
司机的反应时间:t反= =0.7 s;
(2)汽车在制动过程中所用时间为2.7 s,求汽车从发现情况到车辆停止过程中的平均速度。
汽车从发现情况到车辆停止过程中行驶的路程:s=s反+s制=
14 m+20 m=34 m,汽车从发现情况到车辆停止过程中行驶的时间:t=t反+t制=0.7 s+2.7 s=3.4 s,
汽车从发现情况到车辆停止过程中的平均速度:
v= =10 m/s;
_
(3)若司机酒后驾车,反应时间是平时的4倍,请通过计算判断汽车是否会撞上障碍物。
司机酒后的反应时间t′=4t反=4×0.7 s=2.8 s,
司机酒后在反应过程中行驶的距离:s′=vt′=20 m/s×2.8 s=56 m,司机酒后驾车从发现情况到车辆停止过程中行驶的路程:s″=s′+s制=56 m+20 m=76 m>70 m,所以汽车会撞上障碍物;
(4)假设制动时间与车速成正比,请用文字说明为什么高速公路上要限制汽车的最高速度。
汽车的行驶速度越大,反应过程中通过的距离就越大,而且制动时间与车速成正比,所以汽车速度越大,制动距离也越大,则停车的总距离就越大,越容易发生交通事故,所以高速公路上要限制汽车的最高速度。
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3. [2022·蚌埠期中]张吉怀高铁总长246 km,设计最高速度为350 km/h。小君和她家人从怀化坐高铁去张家界旅游,若该次高铁的平均速度为307.5 km/h。
(1)小君和她家人经过多少分钟到达张家界?
站名 到达时间 开车时间
怀化 始发站 08:50
…… …… ……
张家界 12:25 12:33
…… …… ……
解:小君和她家人到达张家界所用的时间
t= =0.8 h=48 min。
(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铁去张家界比坐K268次列车去张家界节省多少分钟?
坐K268次列车去张家界用的时间t1=12:25-08:50=215 min,
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的时间t2=t1-t=215 min-48 min=167 min。
站名 到达时间 开车时间
怀化 始发站 08:50
…… …… ……
张家界 12:25 12:33
…… …… ……
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4. 小明坐在一列从扬州开往启东的动车上,想测动车的速度。在路上动车通过一座大桥,已知大桥长1 000 m,小明通过大桥的时间是20 s,则:
(1)动车的平均速度是多少?
(2)已知车长150 m,则动车全部通过大桥所行驶的路程是多少?所需要的时间是多少?
解:(1)动车的平均速度v= =50 m/s。
_
动车全部通过大桥所行驶的路程s=s桥+s车=1 000 m+150 m=1 150 m。
动车全部通过大桥所需要的时间t′= =23 s。
_
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5. 如图所示,当该车道斑马线上有行人时,机动车车头就不得越过停止线,否则视为违反交规。现小明以1 m/s的速度沿垂直于车道的直线OAB匀速穿过该车道,其中A、B分别为车道两侧边线上的两个位置,当图中轿车以15 m/s的速度匀速向左行驶且车头距停止线28 m时,司机发现小明正位于O处,于是立即刹车使轿车减速,经过5 s轿车停了下来,该过程中轿车的平均速度为
5.8 m/s,已知O、A相距2 m,A、B相距4 m。
(1)求轿车减速5 s内行驶的路程。
解:(1)由v= 可得,轿车减速5 s内行驶的路程:
s=vt=5.8 m/s×5 s=29 m。
(2)求小明从O处运动至B处所需的时间。
(3)请结合计算结果分析并说明该轿车司机是否违反了交规。
根据(1)(2)的计算结果可知,小明要通过斑马线至少需要6 s,而轿车在5 s内行驶了29 m,由于29 m>28 m,所以该轿车司机违反了交规。
由v= 可得,小明从O点到B点所需的时间:
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6. 交警前方80 m处有一辆行驶的摩托车,其路程与时间关系图像如图所示,交警以54 km/h的速度追赶摩托车,多长时间可以追上?
解:由图像可知,摩托车在做匀速直线运动,
摩托车的速度v1= =10 m/s,
交警的速度v2=54 km/h=15 m/s,
则交警追上摩托车需要的时间
t2= =16 s。
答:交警追上摩托车需要16 s的时间。
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