专题1.4 测量：物体运动的速度【三大题型】（举一反三）-2024-2025学年八年级物理举一反三系列（沪科版2024）

专题1.4 测量：物体的速度【三大题型】 【沪科版2024】 【题型1 测量小车的运动速度】 2 【题型2 超声波测距】 7 【题型3 行程计算】 8 知识点1：测量物体的平均速度 探究小车沿斜面下滑的速度变化 （一）提出问题 小车沿斜面下滑的速度是如何变化的？ （二）猜想与假设： 1.可能越来越快；2.可能越来越慢；3.可能快慢不变 （三）制定计划与设计实验： 1.实验原理： 2.实验器材：刻度尺，停表，长木板、小木块，小车，金属片。 3.实验装置：斜面的一端用木块垫起，使它保持较小的坡度，在斜面的底端或中部固定金属片。 4.实验步骤： （1）将小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车要通过的路程。 （2）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间； （3）根据测得的、，利用公式算出小车通过斜面全程的平均速度。 （4）将金属片移至斜面的中部，测出小车从斜面顶端到金属片的距离； （5）测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段所用的时间，算出小车通过上半段路程的平均速度。 （6）将实验中的相关数据填入下表中 路程s/cm 时间t/s 平均速度v/（cm·s-1） s1= t1= v1= s2= t2= v2= 怎样得到下半段的平均速度？ 我们可以通过计算得到小车在下半段的平均速度。方法是：根据前两次实验，可计算出小车通过下半段的路程：，计算出通过下半段路程所用时间：，根据公式算出小车通过下半段的平均速度。 5.分析与论证： 分析记录表中的数据，算出各段平均速度，填入表格。 结论：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。 6.评估与交流： （1）金属片的作用：让小车停止运动，便于测量时间。 （2）搭建斜面时，坡度不能太小也不能太大。斜面的坡度太小，小车可能达不到底部；斜面的坡度太大，小车运动的速度大，时间短，导致测量难度大、实验误差大。 （3）实验过程中，斜面的倾斜程度不能变。 （4）测量小车下滑路程时，起点从车头算起，终点也应该是车头。 （5）误差分析（实验误差主要来自于时间测量的误差） ①当小车过了起始位置才开始计时或小车未达终点就停止计时，会导致测量时间偏小，平均速度偏大； ②当小车到达终点后才停止计时或小车未开始运动提前计时，会导致测量时间偏大，平均速度偏小； ③小车没有从静止开始下滑，所测平均速度偏大。 【题型1 测量小车的运动速度】 【例1】（2024·山西晋城·八年级期末）频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。物理创新小组用频闪拍摄的方法来测量小车运动的平均速度。如图所示，他们用相机每隔0.5s曝光一次，拍摄了小车在斜面上下滑时的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。 （1）图中AC段的路程=________cm，AC段的平均速度=________cm/s； （2）小车做的是________（选填“匀速”或“变速”）直线运动； （3）实验中保持斜面的坡度较________（选填“大”或“小”），可以减小测量的误差。 【答案】 40.0 40.0 变速 小 【解析】 （1）[1][2]图示刻度尺10cm又分为10个小刻度，故分度值为1cm，相机每隔0.5s曝光一次，由图知道，小车从A点运动到C点所用时间，小车从A点到C点的路程，则小车在AC段的平均速度 （2）[3]由图知道，相同时间内小车通过路程BC段、CD段越来越长，所以速度越来越大，因此小车做的是变速运动。 （3）[4]此实验中，为了便于计时，减小测量时间的误差，故应保持斜面的坡度较小。 【变式1-1】（2024·陕西西安·模拟预测）如图1所示，“测量小车从斜面滑下的速度”实验的情景。 （1）“测量小车从斜面滑下的速度”的实验原理是 。实验中用到的测量工具有秒表和 ； （2）将小车放在斜面80cm刻度线处，静止放手滑下，放手时开始计时，当小车到0cm时停止计时，通过实验操作，发现 （“开始计时”或“停止计时”）的时机不好把握。解决问题后，再一次实验。发现小车运动时间太短，时间测量不准确，经过反复尝试会发现，斜面的坡度 （填“大一些”或“小一些”），可以让小车滑下的时间变得长一些，可以较准确的测量出时间； （3）调整好斜面，小车从A点静止滑下，到达C点用的时间如图2所示，小车经过AC段的平均速度是 m/s； （4）实验中观察到小车从斜面上滑下时，越来越快。为了验证自己的观察小明想分别测出小车在斜面滑下的上半程和下半程的时间，就可以通过 的方式比较出上半程和下半程的快慢。实际操作过程中， （选填“上”或“下”）半程的时间很难直接测出。 【答案】 刻度尺 停止计时 小一些 0.4 相同路程比时间 下 【解析】（1）[1]该实验是通过测量小车经过的路程和时间来计算物体运动的速度的，故实验原理为。 [2]实验中需要测量小车经过的路程，所以还需要的测量仪器是刻度尺。 （2）[3]小车运动到斜面底部的速度较快，所以停止计时的时机不好把握。 [4]斜面的坡度较小，小车运行的速度慢，在坡上停留的时间长，方便计时。 （3）[5]小车经过AC段的平均速度 （4）[6]小车经过上半程和下半程的路程相同，可以通过比较相同路程所花时间的长短来比较运动速度的快慢。 [7]小车在斜面上做加速运动，小车经过上下半程分割点时停留的时间很短，所以下半程的时间很难直接测出。 【变式1-2】（2024·江西九江·二模）【实验名称】测量小车的平均速度 【实验器材】带刻度的木板、木块、小车、 【实验原理】 【设计并进行实验】 （1）如图，实验时小华从木板的A点将小车由静止释放，小明和小英分别记录小车到达B点和C点的时间； （2）小车所在的斜面应保持较 （选填“大”或“小”）的坡度，这是为了使小车在斜面上运动的时间较 （选填“长”或“短”），便于测量； （3）小明和小英的计时方法是 （选填“同时开始计时”或“小明先计时”）； （4）某次实验中，小明的计时为2s，小英的计时为3.6s，则小车在BC段的平均速度为 m/s。 【拓展】实验前必须学会熟练使用测量工具，如果在实验过程中，小明在小车过了A点才开始计时，则测得的小车全程的平均速度 （选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 【答案】 秒表 小 长 同时开始计时 0.25 偏大 【解析】[1] 实验中还需要用秒表测量小车运动的时间。 [2] 平均速度等于总路程除以总时间，则实验原理是。 （2）[3][4] 小车所在的斜面应保持较小的坡度，使得小车运动得慢些，小车在斜面上运动的时间较长，便于测量时间。 （3）[5] 为准确测出小车AB段和AC段的运动时间，小明和小英应同时开始计时。 （4）[6] 小车在BC段的时间为 BC段的路程，则小车在BC段的平均速度为 [7] 小明在小车过了A点才开始计时，则测得的时间会偏小，根据，测得的小车全程的平均速度偏大。 【变式1-3】（2022·山东青岛·八年级期末）如图1所示，在测量小车的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，算出小车在各段的平均速度。 （1）该实验原理是______； （2）该实验需要的测量工具是______和______； （3）为减小______的测量误差，应使斜面的倾角适当______（选填“大”或“小”）一些，并进行多次测量； （4）图中AB段的距离sAB＝______cm，测得时间tAB＝2s，则AB段的平均速度vAB＝______m/s。如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速度vAB会偏______； （5）经正确的测量和计算，同学们发现vBC______vAC；（选填“＞”、“＜”或“＝”） （6）物体的运动常常可以用图像来描述，图2中能反映小车运动情况的______。（选填“A”或“B”） 【答案】 刻度尺 秒表 时间 小 40.0 0.2 小 ＞ B 【解析】（1）[1]测量小车平均速度的实验，是通过测量小车在斜面上运动的路程和时间，利用速度公式进行计算得到结果，所以该实验的原理是。 （2）[2][3]根据实验原理可知，该实验需要测量长度和时间，所以需要测量长度的刻度尺和测量时间的秒表。 （3）[4][5]实验时，如果斜面坡度太大，小车在斜面上会运动过快，给测量时间带来不便，而且误差会比较大，为减小时间测量的误差，应使斜面的倾角适当小一些。 （4）[6][7][8]由图可知，刻度尺的分度值是1cm，AB段的距离 AB段所用的时间：tAB＝2s；则AB段的平均速度 如果小车过了B点才停止计时，则测得AB段的时间会偏大，根据可知，计算得到的平均速度会偏小。 （5）[9]小车从A到C的过程中做加速运动，速度越来越大，故在BC段的速度大于AC段的速度，即。 （6）[10]A图为s—t图像，为过原点的直线，说明做匀速直线运动，通过的距离与时间成正比，故A不符合题意；B图为v—t图像，表示速度逐渐变大，故图B中能反映小车运动情况。故选B。 【变式1-4】（2022·北京大兴·八年级期末）利用如图所示的装置测量小车从A运动到B过程中的平均速度，实验中用刻度尺测量斜面AB之间的长度，用停表测量小车从A运动到B的时间。关于这个实验，下列说法中正确的是（ ） A．小车还未到达A处时就开始计时，将使测量的速度偏大 B．小车还未到达B处时就停止计时，将使测量的速度偏小 C．增大AB间的距离，将使测量的误差增大 D．适当减小斜面的倾斜角度，有利于减小测量误差 【答案】D 【解析】A．小车还未到达A处时就开始计时，测量的时间会偏大，由可知，测量的速度偏小，故A错误； B．小车还未到达B处时就停止计时，测量的时间会偏小，由可知，测量的速度偏大，故B错误； C．增大AB间的距离，小车运动的路程和时间长一些，可以减小误差，故C错误； D．适当减小斜面的倾斜角度，小车运动慢一些，所测时间更加准确，减小测量的误差，故D正确。 故选D。 【题型2 超声波测距】 【例2】（2023·山东烟台·八年级期中）为了督促司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次超声波信号，第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s，第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。超声波的速度是340m/s，求： （1）汽车接收到第一次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是多少？ （2）汽车接收到第二次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是多少？汽车在两次接收到超声波信号时的位置相距为多少？ （3）汽车在第一次接收到超声波信号开始到接收到第二次信号结束所用的时间为0.85s，则在该测速区内，汽车的速度是多少？ 【答案】（1）85m；（2）85m，17m；（3）20m/s 【解析】解：（1）第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s，由可得汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪 （2）第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s，所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s，汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪 汽车两次接收到信号时位置相距 （3）汽车的车速为 答：（1）汽车接收到第一次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是85m； （2）汽车接收到第二次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是85m，汽车在两次接收到超声波信号时的位置相距17m； （3）汽车的速度是20m/s。 【变式2-1】（2023·云南昭通·八年级阶段练习）如图所示，一艘轮船以10m/s的速度驶向一尊大佛，船长在某处鸣笛，5s后听到回声（已知声音此时的传播速度为340m/s），则： （1）5s内汽轮船走过的路程是多少； （2）5s内声音传播的距离是多少； （3）该鸣笛处离大佛多远？ 【答案】（1）50m；（2）1700m；（3）875m 【详解】解：（1）由可知，在t=5s的时间内，车行驶的距离 （2）5s内声音传播的距离是 （3）该鸣笛处离大佛的距离 答：（1）5s内汽轮船走过的路程是50m； （2）5s内声音传播的距离是1700m； （3）该鸣笛处离大佛的距离为875m。 【题型3 行程计算】 【例3】（2023·山西大同·八年级期中）K279 次列车由北京开往十堰，从北京到十堰铁路 923km，此次列车的运行时刻表如下，中途 K279 次列车以 36km/h 的速度穿越长度为 1600m 的一个隧道，列车全部通过隧道的时间是 170s，请你计算： 车次 到、发站时间 北京 郑州 襄阳 十堰 K279 到站时间 —— 19∶09 3∶42 6∶10 发车时间 9∶52 19∶33 3∶58 —— （1）这列火车由北京到达十堰的平均速度（结果保留一位小数）。 （2）这列火车的长度。 【答案】（1）45.5km/h；（2）100m 【解析】 解：（1）由表格中的数据可知，这列火车由北京到达十堰的时间为 t=6∶10+（24∶00-9∶52）=20h18min=20.3h 因为从北京到十堰铁路的路程s=923km，所以这列火车由北京到达十堰的平均速度为 （2）由题意可得，火车匀速穿越隧道的速度为 v1=36km/h=10m/s 列车全部通过隧道的路程为 s1=v1t1=10m/s×170s=1700m 所以这列火车的长度为 L车=s1-L隧道=1700m-1600m=100m 答：（1）这列火车由北京到达十堰的平均速度为45.5km/h。 （2）这列火车的长度为100m。 【变式3-1】（2022·河北保定·八年级期末）小阳同学家住高阳，假期去北京游玩，小阳爸爸先开车送小阳到保定东站然后乘坐高铁去北京，汽车在行驶途中小阳看到路旁的交通标志牌如图甲所示，汽车的速度表如图乙所示，小阳所乘坐的列车的运行时刻表如图丙所示；（保定到北京路程150km）；求： （1）按汽车速度表的速度匀速行驶，汽车从标志牌到保定东站的行驶时间是多少？ （2）G6704次列车从保定东站到北京西的平均速度是多少？ （3）列车在行驶途中经过一座桥，小阳用手表计时发现列车完全通过桥用时20s，询问列车员知道列车过桥时的平均速度为216km/h，列车长200m，这座桥长度是多少？ 【答案】（1）0.5h；（2）180km/h；（3）1000m 【解析】 解：（1）如图所示，汽车从标志牌到保定东站的路程为25km，汽车速度表显示的速度为50km/h，由可知，汽车从标志牌到郑州东站的行驶时间为 （2）保定到北京路程s′＝150km，G6704次列车从保定东站到北京西运行的时间为 则列车运行的平均速度为 （3）列车过桥的速度为 由可知，列车过桥的路程为 这座桥的长度为 答：（1）按汽车速度表的速度匀速行驶，汽车从标志牌到保定东站的行驶时间是0.5h； （2）G6704次列车从保定东站到北京西的平均速度是180km/h； （3）这座桥长度是1000m； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！11 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题1.4 测量：物体的速度【三大题型】 【沪科版2024】 【题型1 测量小车的运动速度】 2 【题型2 超声波测距】 5 【题型3 行程计算】 6 知识点1：测量物体的平均速度 探究小车沿斜面下滑的速度变化 （一）提出问题 小车沿斜面下滑的速度是如何变化的？ （二）猜想与假设： 1.可能越来越快；2.可能越来越慢；3.可能快慢不变 （三）制定计划与设计实验： 1.实验原理： 2.实验器材：刻度尺，停表，长木板、小木块，小车，金属片。 3.实验装置：斜面的一端用木块垫起，使它保持较小的坡度，在斜面的底端或中部固定金属片。 4.实验步骤： （1）将小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车要通过的路程。 （2）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间； （3）根据测得的、，利用公式算出小车通过斜面全程的平均速度。 （4）将金属片移至斜面的中部，测出小车从斜面顶端到金属片的距离； （5）测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段所用的时间，算出小车通过上半段路程的平均速度。 （6）将实验中的相关数据填入下表中 路程s/cm 时间t/s 平均速度v/（cm·s-1） s1= t1= v1= s2= t2= v2= 怎样得到下半段的平均速度？ 我们可以通过计算得到小车在下半段的平均速度。方法是：根据前两次实验，可计算出小车通过下半段的路程：，计算出通过下半段路程所用时间：，根据公式算出小车通过下半段的平均速度。 5.分析与论证： 分析记录表中的数据，算出各段平均速度，填入表格。 结论：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。 6.评估与交流： （1）金属片的作用：让小车停止运动，便于测量时间。 （2）搭建斜面时，坡度不能太小也不能太大。斜面的坡度太小，小车可能达不到底部；斜面的坡度太大，小车运动的速度大，时间短，导致测量难度大、实验误差大。 （3）实验过程中，斜面的倾斜程度不能变。 （4）测量小车下滑路程时，起点从车头算起，终点也应该是车头。 （5）误差分析（实验误差主要来自于时间测量的误差） ①当小车过了起始位置才开始计时或小车未达终点就停止计时，会导致测量时间偏小，平均速度偏大； ②当小车到达终点后才停止计时或小车未开始运动提前计时，会导致测量时间偏大，平均速度偏小； ③小车没有从静止开始下滑，所测平均速度偏大。 【题型1 测量小车的运动速度】 【例1】（2024·山西晋城·八年级期末）频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。物理创新小组用频闪拍摄的方法来测量小车运动的平均速度。如图所示，他们用相机每隔0.5s曝光一次，拍摄了小车在斜面上下滑时的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。 （1）图中AC段的路程=________cm，AC段的平均速度=________cm/s； （2）小车做的是________（选填“匀速”或“变速”）直线运动； （3）实验中保持斜面的坡度较________（选填“大”或“小”），可以减小测量的误差。 【变式1-1】（2024·陕西西安·模拟预测）如图1所示，“测量小车从斜面滑下的速度”实验的情景。 （1）“测量小车从斜面滑下的速度”的实验原理是 。实验中用到的测量工具有秒表和 ； （2）将小车放在斜面80cm刻度线处，静止放手滑下，放手时开始计时，当小车到0cm时停止计时，通过实验操作，发现 （“开始计时”或“停止计时”）的时机不好把握。解决问题后，再一次实验。发现小车运动时间太短，时间测量不准确，经过反复尝试会发现，斜面的坡度 （填“大一些”或“小一些”），可以让小车滑下的时间变得长一些，可以较准确的测量出时间； （3）调整好斜面，小车从A点静止滑下，到达C点用的时间如图2所示，小车经过AC段的平均速度是 m/s； （4）实验中观察到小车从斜面上滑下时，越来越快。为了验证自己的观察小明想分别测出小车在斜面滑下的上半程和下半程的时间，就可以通过 的方式比较出上半程和下半程的快慢。实际操作过程中， （选填“上”或“下”）半程的时间很难直接测出。 【变式1-2】（2024·江西九江·二模）【实验名称】测量小车的平均速度 【实验器材】带刻度的木板、木块、小车、 【实验原理】 【设计并进行实验】 （1）如图，实验时小华从木板的A点将小车由静止释放，小明和小英分别记录小车到达B点和C点的时间； （2）小车所在的斜面应保持较 （选填“大”或“小”）的坡度，这是为了使小车在斜面上运动的时间较 （选填“长”或“短”），便于测量； （3）小明和小英的计时方法是 （选填“同时开始计时”或“小明先计时”）； （4）某次实验中，小明的计时为2s，小英的计时为3.6s，则小车在BC段的平均速度为 m/s。 【拓展】实验前必须学会熟练使用测量工具，如果在实验过程中，小明在小车过了A点才开始计时，则测得的小车全程的平均速度 （选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 【变式1-3】（2022·山东青岛·八年级期末）如图1所示，在测量小车的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，算出小车在各段的平均速度。 （1）该实验原理是______； （2）该实验需要的测量工具是______和______； （3）为减小______的测量误差，应使斜面的倾角适当______（选填“大”或“小”）一些，并进行多次测量； （4）图中AB段的距离sAB＝______cm，测得时间tAB＝2s，则AB段的平均速度vAB＝______m/s。如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速度vAB会偏______； （5）经正确的测量和计算，同学们发现vBC______vAC；（选填“＞”、“＜”或“＝”） （6）物体的运动常常可以用图像来描述，图2中能反映小车运动情况的______。（选填“A”或“B”） 【变式1-4】（2022·北京大兴·八年级期末）利用如图所示的装置测量小车从A运动到B过程中的平均速度，实验中用刻度尺测量斜面AB之间的长度，用停表测量小车从A运动到B的时间。关于这个实验，下列说法中正确的是（ ） A．小车还未到达A处时就开始计时，将使测量的速度偏大 B．小车还未到达B处时就停止计时，将使测量的速度偏小 C．增大AB间的距离，将使测量的误差增大 D．适当减小斜面的倾斜角度，有利于减小测量误差 【题型2 超声波测距】 【例2】（2023·山东烟台·八年级期中）为了督促司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次超声波信号，第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s，第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。超声波的速度是340m/s，求： （1）汽车接收到第一次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是多少？ （2）汽车接收到第二次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是多少？汽车在两次接收到超声波信号时的位置相距为多少？ （3）汽车在第一次接收到超声波信号开始到接收到第二次信号结束所用的时间为0.85s，则在该测速区内，汽车的速度是多少？ 【变式2-1】（2023·云南昭通·八年级阶段练习）如图所示，一艘轮船以10m/s的速度驶向一尊大佛，船长在某处鸣笛，5s后听到回声（已知声音此时的传播速度为340m/s），则： （1）5s内汽轮船走过的路程是多少； （2）5s内声音传播的距离是多少； （3）该鸣笛处离大佛多远？ 【题型3 行程计算】 【例3】（2023·山西大同·八年级期中）K279 次列车由北京开往十堰，从北京到十堰铁路 923km，此次列车的运行时刻表如下，中途 K279 次列车以 36km/h 的速度穿越长度为 1600m 的一个隧道，列车全部通过隧道的时间是 170s，请你计算： 车次 到、发站时间 北京 郑州 襄阳 十堰 K279 到站时间 —— 19∶09 3∶42 6∶10 发车时间 9∶52 19∶33 3∶58 —— （1）这列火车由北京到达十堰的平均速度（结果保留一位小数）。 （2）这列火车的长度。 【变式3-1】（2022·河北保定·八年级期末）小阳同学家住高阳，假期去北京游玩，小阳爸爸先开车送小阳到保定东站然后乘坐高铁去北京，汽车在行驶途中小阳看到路旁的交通标志牌如图甲所示，汽车的速度表如图乙所示，小阳所乘坐的列车的运行时刻表如图丙所示；（保定到北京路程150km）；求： （1）按汽车速度表的速度匀速行驶，汽车从标志牌到保定东站的行驶时间是多少？ （2）G6704次列车从保定东站到北京西的平均速度是多少？ （3）列车在行驶途中经过一座桥，小阳用手表计时发现列车完全通过桥用时20s，询问列车员知道列车过桥时的平均速度为216km/h，列车长200m，这座桥长度是多少？ 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