内容正文:
第二章 运动与能量
课时2.3 物体运动的速度
2022年课程标准
物理素养
2.2.2 能用速度描述物体运动的快慢,并能进行简单计算。会测量物体运动的速度。
科学观念:知道匀速直线运动的特征,理解匀速直线运动速度的概念;知道变式运动中平均速度的概念和计算方法。
科学思维:会用速度公式进行有关的计算。
科学探究:通过实验测量物体运动的速度。
知识点1:匀速直线运动
1. 现象探究:
结论:汽车沿直线运动,在相同时间内(10s)行驶的路程(200m)相等。
2. 匀速直线运动
(1)定义:在物理学中,一个物体沿着直线运动,在任意相同时间内,通过的路程始终相等,这样的运动叫作匀速直线运动(uniform rectilinear motion)。
(2)特点: ①运动路径是直线;
②运动方向和运动快慢不变;
③任意相等时间内通过的路程都相等。
(3)在匀速直线运动中,任何时刻物体的速度都相等,即不能认为速度与路程成正比,与时间成反比。
3. 匀速直线运动的图像
物体的运动图像分为路程—时间(s-t)图像和速度—时间(v-t)图像,分析相关问题时,首先要正确识别图像类型,即“认人先认脸,看图先看轴”。
【注意】在v-t图像图像中,图像越倾斜,物体运动的速度越大。
知识点2:变速直线运动
1. 变速直线运动
(1)现象探究:
通过计算,得到,即该同学在运动过程中速度在发生变化。
(2)定义:物体沿直线运动时,在相同的时间内通过的路程不相等,这种运动叫做变速直线运动。
2. 平均速度
(1)为了粗略描述做变速直线运动的物体通过某段路程(或某段时间内)的平均快慢程度,我们引入“平均速度”这一概念。平均速度等于物体运动的路程除以通过这段路程所用的时间。
(2)平均速度公式:(s表示通过的路程、t表示通过这段路程所用的时间、表示物质在这段时间内的平均速度)
(3)平均速度的理解
①时间和路程要对应,总时间包括中间停留或休息的时间;
②由于变速运动的速度是变化的,所以在不同路程或某段时间对应的平均速度一般不同。
知识点3:实验:测量物体运动的平均速度
【实验原理】
【实验器材】刻度尺、秒表、斜面、木块、小车、可移动挡片
【实验步骤】
(1)组装实验装置:将斜面的一端用木块垫起来,使它保持较小的坡度,选取小车为研究对象.
(2)测量小车在轨道上运动全程的平均速度:将可移动挡片移至斜面底端,将小车置于轨道顶端;释放小车,同时启动秒表,小车撞击挡片时,停止计时,读出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间;用刻度尺测出小车运动路程s将数据记录在表格中。
(3)根据计算小车运动全程的平均速度。
(4)测量小车在轨道上前半程运动的平均速度:将可移动挡片移至斜面中部,测出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间t2;用刻度尺测出小车运动路程s1。将数据记录在表格中,计算小车在轨道上前半程运动的平均速度。
(5)利用数据,计算出小车通过下半段路程s3的平均速度。
(6)重复实验:
路程s
时间t
平均速度
s₁=1m
t1=3s
v₁=0.33m/s
s₂=0.5m
t₂=1.8s
v2=0.28 m/s
s3=s₁-s₂=0.5m
t3=1.2s
v3=0.42 m/s
……
……
……
【实验结论】小车在斜面上做变速直线运动,在不同的路段,小车平均速度的大小不同。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
【注意事项】
(1)斜面足够长:这样可以让小车在上面滑行足够远的距离,以便更准确地测量时间。
(2)斜面坡度适宜:①斜面坡度过大,会导致小车下滑速度过快,难以精确测量时间;②斜面坡度过小,会导致小车下滑速度变化不明显各段平均速度差异较小.
【误差分析】
(1)计时过长,若小车到达终点后没有及时停止计时,即t偏大,测量正确,则计算得到的平均速度会偏小;
(2)计时不足,若小车开始运动后没有及时开始计时,即偏小,那么计算得到的平均速度会偏大。
问题一:平均速度的计算
方法点拨
(1)平均速度的公式:。式中,“s”是通过的路程,“t”是通过这段路程所用时间,“v”是这段时间内(或这段路程上)的平均速度。
(2)算全程的平均速度时,不能用前段路程的平均速度和后段的平均速度求平均值。全程的平均速度等于全程的路程与所用时间的比值。
(3)一种特殊情况,全程的平均速度等于前半段时间的平均速度与后半段时间的平均速度的平均值。
角度1:时刻表问题
方法点拨
(1)与运动有关的交通标志
①速度表
可以直接显示出车辆的运动速度。下图中的汽车速度表,它上面的单位是km/h,当指针指在哪个位置时,说明此时的速度是多少km/h。如图所示,汽车的速度是80 km/h。“136018”是指这辆车总共通过的路程为136018km。
汽车速度表 高铁速度指示屏
②限速标志与里程标记
甲 乙
在不同的道路或不同的路段,有很多限速的标志牌。如图甲所示为限速标志,限速标志牌的单位是km/h,表示机动车在该道路上行驶,速度不得超过60km/h。图乙是公路上的里程标记牌,表示从此标志牌到北海的路程为24km。
【典例1】小明开车去三亚,在高速路上看到指示牌,如图所示。求:
(1)在不违规情况下,从指示牌处匀速行驶到三亚需要的最短时间为多少?
(2)若该司机前一半路程以图乙速度表指示的速度行驶,后一半路程用了0.45h,则他全程的平均速度是多少?
【答案】(1)1.2h;(2)100km/h
【详解】解:(1)在不违规情况下,需要行驶的路程为120km,速度为100km/h,从指示牌处匀速行驶到三亚需要的最短时间为
(2)图乙所示的速度是80km/h,所以汽车行驶前一半路程所需时间为
后一半路程用了0.45h,全程所需时间为
则他全程的平均速度为
答:(1)在不违规情况下,从指示牌处匀速行驶到三亚需要的最短时间为1.2h;
(2)他全程的平均速度是100km/h。
【变式1-1】(23-24八年级上·河南南阳·阶段练习)如图是某隧道前的交通标志牌,在遵守交通规则的前提下,汽车通过此隧道的最短时间为( )
A.252min B.70min C.8.4min D.4.2min
【答案】D
【详解】由交通标志牌可知:汽车通过该隧道的最大速度不能超过60km/h,隧道的长度s=4.2km,由可知,汽车通过该隧道的最短时间
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式1-2】如图所示是遵义至乌江高速公路上的一块交通标志牌,
(1)请解释这两个交通标志的含义?
(2)若驾车通过这段路程用时70min,则汽车的速度是多少km/h?
(3)在遵守交通规则的前提下,从这个标志牌开始匀速行驶的汽车到达乌江大桥最快需要多少min?
【答案】(1)答案见解析 (2)51.43km/h (3)45min
【详解】(1)“80”表示此路段机动车最大车速不能超过80km/h,“60km”表示此地距乌江大桥60km。
(2)若驾车通过这段路程用时
汽车的速度是
(3)从这个标志牌开始匀速行驶的汽车到达乌江大桥最快时间
角度2:车过桥(或隧道)问题
方法点拨
列车过桥、过洞问题:列车完全通过桥或洞时,求路程要加上车的长度,;列车完全在桥上或在洞内时,求路程要减去车的长度,。
【典例2】甲、乙两地的距离是900km,一列火车早上7:30从甲地出发开往乙地,途中停靠了几个车站,在当日16:30到达乙地。火车行驶途中以144km/h的速度匀速通过长度为400m的桥梁,火车全部通过桥梁的时间是25s,则火车从甲地开往乙地的平均速度是 km/h,火车的长度是 m。
【答案】 100 600
【详解】[1]从甲地到乙地的路程s=900km,所用时间为t=9h,可知火车从甲地到乙地的平均速度为
[2]火车过桥的速度为v'=144km/h=40m/s
桥的长度L桥=400m,过桥时间t'=25s,火车的长度为L火时满足L桥+L火=v't'
整理得火车的长度为L火=v't'-L桥=40m/s×25s-400m=600m
【变式2-1】(23-24八年级上·山东聊城·期末)一列长为360m的火车匀速驶过长为1800m的隧道,测得火车完全通过隧道需要72s。则该火车运行的速度是 m/s,火车全部在隧道内运行需要的时间是 s。
【答案】 30 48
【详解】[1]由题意可知,火车匀速驶过长为1800m的隧道,火车自身的长度为360m,火车完全通过隧道,实际走过的路程
需要的时间为72s,根据速度公式可知,该火车运行的速度
该火车运行的速度为30m/s。
[2]由题意可知,火车全部在隧道内运行,即为火车的车尾刚好进入隧道,到火车的车头刚好离开隧道的过程,火车所走的路程
火车所走的路程为1440m,由[1]解析可知,该火车运行的速度为30m/s,该火车是匀速驶过,需要的时间
火车全部在隧道内运行需要的时间是48s。
【变式2-2】在平直的路面上,一辆卡车在匀速驶过一个大桥,大桥的长度是100米,卡车行驶的速度是20m/s,卡车完全通过大桥时所用时间是6s,问:卡车的长度是多少?
【答案】20m
【详解】解:由题意可知,卡车行驶的速度是20m/s,卡车完全通过大桥时所用时间是6s,根据可得,卡车完全通过大桥的路程为s=vt=20m/s×6s=120m
又因为大桥的长度是100米,所以卡车的长度为s车=s-s桥=120m-100m=20m
答:卡车的长度是20m。
角度3:追击问题
【典例3】(23-24八年级上·重庆潼南·期中)山城重庆的车辆世界闻名,能上天入地、穿楼穿隧道。如图所示,一辆洒水车一直匀速直线行驶进行洒水工作,在进入隧道前,距隧道口519m处鸣笛,司机在鸣笛3s后听到隧道口处山崖反射的回声,声音在空气中的速度为340m/s,则洒水车行驶的速度是 m/s。在进入隧道前,洒水车距隧道口360m时,步行于隧道内某处的赵洋刚好听到洒水车的音乐声,她立刻向隧道前或后两个方向跑,都刚好能跑出隧道进入开阔地带,避免水溅到身上。如果赵洋跑动的速度恒为3m/s,则该隧道的长度为 m。
【答案】 6 720
【详解】[1]假设洒水车行驶的速度为,声音在空气中传播的速度为,车行驶的距离加声音传播到隧道口山崖处再反射回来传播的距离等于司机在鸣笛时于隧道口距离的两倍,即
洒水车行驶的速度为
[2]假设隧道的长度为L,赵洋距离隧道前方的出口为d,则赵洋距离她后方的隧道出口为,洒水车与隧道口的距离为,赵洋跑动的速度为,由于她往前后两个方向跑都刚好能跑出隧道,则有
①
②
联立①②可解得L=720m,d=540m
故隧道的长度为720m。
【变式3-1】(22-23八年级上·福建厦门·期中)竹坝凄凄别,西风袅袅秋。同学们依依不舍地排队离开竹坝。随队老师小朱从队尾走到队头传达信息,然后立即返回到队尾。假设队伍长为60m,以1.2m/s速度匀速前进;小朱往返队伍的速度大小均为1.8m/s,不计传达信息的时间,则小朱往返一次所用的时间为 s,此段时间内队伍前进的距离为 m。
【答案】 120 144
【详解】[1][2]设小朱从队尾走到对头运动的时间为t1,当小朱从队尾走到队头属于追及问题,小朱和队伍运动的时间t1是相同的,小朱运动的距离等于队伍的长度加上队伍在相同时间前进的距离。则有
1.8t1=60m+1.2t1
解得t1=100s;小朱从队头走到队尾运动的时间为t2,小朱从队头返回队尾属于相遇问题,小朱和队伍运动的时间t2是相同的,则小朱运动距离加上队伍前进的距离等于队伍的长度。则有1.8t2+1.2t2=60m
解得t2=20s;小朱往返的总时间为t=t1+t2=100s+20s=120s
队伍前进的距离为s=1.2m/s×120s=144m
【变式3-2】老鹰以30m/s的速度追赶前面140m处的一只兔子,兔子以20m/s的速度向前面100m处的一个树洞逃窜,求:
(1)兔子逃到树洞的时间;
(2)老鹰能抓到兔子吗?写出过程。
【答案】(1)5s;(2)老鹰不能抓到兔子;过程见解析
【详解】解:(1)由兔子以20m/s的速度向前面100m处的一个树洞逃窜及速度公式可得兔子逃到树洞的时间为
(2)老鹰以30m/s的速度追赶前面140m处的一只兔子,速度公式可得老鹰在5s的时间前进的距离为
因为
所以老鹰不能抓到兔子。
答:(1)兔子逃到树洞的时间为5s;
(2)老鹰不能抓到兔子,过程见解析。
问题二:图像在运动路程、速度和时间计算中的应用
方法点拨
透析运动图像隐含的条件
(1)从物体运动的s-t图像中我们可以获取的信息:
①根据图像判断物体的运动状态;
②利用一组对应的时间和路程值,可以求出匀速运动物体的速度大小;
③通过图像,得出运动物体某段时间内通过的路程或通过某段路程需要的时间;
④如果两条线段在同一图中,还可以比较两个物体运动的速度大小。
【典例4】(23-24八年级上·重庆大足·期末)甲、乙、丙三辆小车同时同地向东运动,它们的运动图象如图所示,由图象分析,错误的是( )
A.甲、乙、丙均做匀速直线运动,甲、丙运动速度相同
B.开始运动15s后,甲在乙正西30米处
C.图B中阴影部分的面积表示丙在4s内通过的路程
D.若乙和丙运动的路程相同,则乙和丙所用的时间之比是5∶2
【答案】D
【详解】A.在第一个s-t图象中,甲运动路程与时间成正比,说明甲在做匀速直线运动,t=5s时,s=20m,所以甲车的速度
在第二个v-t图象中,乙车的速度v乙=6m/s,丙车的速度v丙=4m/s,且都做匀速直线运动,故A正确,不符合题意;
B.开始运动10s后,甲通过的路程为
乙通过的路程为
因此,甲在乙正西20米处,故B正确,不符合题意;
C.图B中阴影部分的面积=速度×时间,所以阴影面积表示小车4s内通过的路程,故C正确,不符合题意;
D.已知丙和乙运动的路程之比是l∶l,由可得,乙和丙所运动的时间之比
故D错误,符合题意。
故选D。
【变式4-1】(23-24八年级上·陕西西安·期中)a、b两辆小车从同一地点同方向出发,沿水平地面做直线运动,它们运动v-t图象如图所示,已知速度图线与时间横轴围成的“面积”可以表示该时间内的路程。由图象可知,0到60s过程中说法正确的是( )
A.两小车在40s时相遇 B.20到60s内,b小车做匀速直线运动
C.40s时,小车b在小车a的前方 D.40s时,a、b两小车相距800m
【答案】D
【详解】在给出的v-t图象中,横坐标表示时间,单位为s,纵坐标表示速度,单位为,由图知,a车在内,速度由零匀加速到,,a车做匀速直线运动,b车从20s开始由静止做匀加速运动;
A.由图知两小车在0到40s时速度图线与时间横轴围成的“面积”不相等,说明两车该时间内通过的路程不相等,由于两车从同一地点同方向出发,此时两车没有相遇,故A错误;
B.根据图像可知,20到60s内,b小车做匀加速直线运动,故B错误;
C.由图知,,a车速度图线与时间横轴围成的“面积”大于b车的,说明a车在b车的前方,故C错误;
D.,a车通过的路程
b车通过的路程
40s时,a、b两小车相距,故D正确。
故选D。
【变式4-2】(多选)甲、乙两汽车从同一地点沿平直公路同时向东运动,其路程s随时间t变化的图象如图所示,由图象可知( )
A.前6s内,甲、乙均做匀速直线运动 B.4s末到6s末之间,甲汽车相对地面静止
C.前6s内,甲汽车的平均速度为30m/s D.前4s内,以甲汽车为参照物,乙汽车向西运动
【答案】BD
【详解】A.由图可知,前6s内,乙的路程和时间的图象是过原点的直线,乙做的是匀速直线运动,4﹣6s甲是静止的,故A错误;
B.4s末到6s末之间,甲处于静止状态,甲汽车相对地面是静止的,故B正确;
C.前6s内,甲的路程是120m,甲车的平均速度,故C错误;
D.前4s内,甲的路程大于乙的路程,由,可知甲的速度大于乙的速度,以甲汽车为参照物,乙汽车向西运动,故D正确。
故选BD。
问题三:测量小车运动的速度
【典例5】(23-24八年级下·广东清远·期中)如图所示,在测量小车运动的平均速度实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可算出小车在各段的平均速度。
(1)根据实验的原理,需要测量的物理量是小车运动的路程和所用的时间。图中AB段的距离sAB= (估计到分度值下一位)cm,测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB= cm/s;
(2)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度vAB会偏 ;
(3)实验中应多次测量,每次测量时必须让小车从 位置由静止开始下滑;在BC段、AC段的平均速度关系为vBC vAC(填“>”、“<”或“=”);
(4)物体的运动可以用图像来描述,图中能反映图小车运动情况的是___________(填选项字母)
A.B. C. D.
【答案】(1) 40.0 25.0
(2)小
(3) 同一 >
(4)C
【详解】(1)[1]根据图示可知, 图中AB段的距离为sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm
[2]小车通过AB段的平均速度为
(2)如果小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,根据公式可知,AB段的平均速度vAB会偏小。
(3)[1]实验中应多次测量,应保证小车每次通过的距离相等,故每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑。
[2]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vBC>vAC。
(4)小车在从顶端到底端下滑的过程中,速度越来越快,小车做加速运动。
A.在v—t图像中,v随时间变小,是减速运动,故A不符合题意;
B.在v—t图像中,v随时间不变,是匀速运动,故B不符合题意;
C.在v—t图像中,v随时间增大,是加速运动,故C符合题意;
D.在v—t图像中,v随时间先减小后增大,故D不符合题意。
故选C。
【变式5-1】(23-24八年级上·江苏南通·阶段练习)为比较纸锥下落快慢,用两个相同的纸片分别裁去一个扇形(如图甲所示),做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
(1)两个纸锥按从同一高度同时释放,则选择图乙中 (填“a”或“b”)所示的位置释放,通过比较下落至地面的 来比较纸锥下落的快慢;
(2)用频闪相机拍下某一纸锥下落过程的照片如图丙所示,纸锥从A下落到B的过程是 (填“匀速”“加速”或“减速”)运动。已知照相机每隔0.2s曝光一次,照片与实际物体的尺寸大小之比为1∶8,测得照片上B、D之间距离为2cm,则纸锥在C位置时的速度为 m/s;
(3)取三个纸锥,让它们从不同高度分别自由落下,并以竖直砖墙为背景,当进入竖直砖墙的区域时,用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程,如图丁是其中一段的示意图,则对于图丁中的这段运动过程,纸锥1、纸锥2、纸锥3三个纸锥的速度之比是 。
【答案】(1) a 时间 (2) 加速 0.4 (3)1∶2∶3
【详解】(1)[1][2]比较两个纸锥下落快慢,应使两个纸锥从同一高度同时由静止释放,比较锥尖着地时所用的时间,所以应使纸锥的锥尖距离地面的高度相同,即图a。
(2)[1]如图丙,纸维从A下落到B的过程,在相同时间内,纸锥通过的路程越来越大,说明纸锥在做加速运动。
[2]由图丙可知,纸维从B下落到D的过程,在相同时间内通过的路程相等,纸锥在做匀速直线运动,测得照片上B、D之间距离为2cm,,照片与实际物体的尺寸大小之比为1∶8,则从B到D的实际距离为
所用的时间为,则BD段的速度为,则纸锥在C位置时的速度为0.4m/s。
(3)由图丁可知,在相同的时间内,纸锥1、纸锥2、纸锥3通过的路程之比为1∶2∶3,根据公式可知,三个纸锥的速度之比是1∶2∶3。
【变式5-2】(2024八年级下·山东青岛·竞赛)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是 (填“从右向左”或“从左向右”)运动的;
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做变速运动。求小车在连续滴下这六个点的过程中平均速度的大小为 m/s(保留到小数点后三位数字)。
【答案】 从右向左 0.175m/s
【详解】(1)[1]根据题意可知,小车在桌面上做减速运动,因此水滴之间的间距逐渐减小,根据图(b)可知小车在桌面上是从右向左运动。
(2)[2]由于滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴,则水滴滴落的周期是
小车在连续滴下这六个点的过程中平均速度的大小为
【基础强化】
一、单选题
1.(23-24八年级上·湖北十堰·阶段练习)加油机在空中给战斗机加油时,若加油机的速度为720km/h,则此时战斗机的速度是( )
A.0km/h B.等于200m/s C.大于720km/h D.等于720km
【答案】D
【详解】加油机在空中给战斗机加油时,两者应该相对静止,则它们的速度相同,若加油机的速度为720km/h,则此时战斗机的速度也是720km/h,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(2024·山东菏泽·二模)下列运动速度最大的是( )
A.飞机滑行的速度为50km/h B.火箭发射的速度是
C.羚羊奔跑的速度是22m/s D.旗鱼最快的速度是112km/h
【答案】B
【详解】飞机滑行的速度为50km/h;火箭发射的速度是=8×3600km/h=2.88×104km/h
羚羊奔跑的速度是22m/s=22×3.6km/h=79.2km/h
旗鱼最快的速度是112km/h,综上所述可知,火箭发射的速度最大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.(23-24八年级上·四川成都·期末)在高速公路上行驶的汽车速度为108km/h,火车进站时每秒运动15m,摩托车每分钟运动1km,它们的速度由大到小的顺序为( )
A.摩托车 汽车 火车 B.汽车 摩托车 火车
C.火车 汽车 摩托车 D.一样大
【答案】B
【详解】A.比较三者的速度大小,首先要进行单位换算,将速度单位统一。汽车速度为108km/h,即汽车速度为30m/s,火车进站时每秒运动15m,即火车速度为15m/s,摩托车每分钟运动1km,即摩托车的速度为16.7m/s,因此它们的速度由大到小的顺序为:汽车、摩托车、火车,故A不符合题意;
B.它们的速度由大到小的顺序为:汽车、摩托车、火车,故B符合题意;
C.它们的速度由大到小的顺序为:汽车、摩托车、火车,故C不符合题意;
D.它们的速度由大到小的顺序为:汽车、摩托车、火车,故D不符合题意。
故选B。
4.(24八年级上·江苏扬州·期末)速度是表示物体运动快慢的物理量,物理学上的速度在数值上等于物体在单位时间内通过的路程,那么,能否用单位路程所用的时间表示运动的快慢?若能,数学表达式是什么?武汉军运会军事五项冠军,我国选手潘玉程在障碍赛跑中,全程500m用时2min,用此数学表达式计算出快慢应是多少,下列选项是分别关于这三个问题的答案,你认为正确的是( )
A.能,,4.17m/s B.能,,0.24s/m
C.不能,,4.17m/s D.不能,,0.24s/m
【答案】B
【详解】速度是表示物体运动快慢的物理量,物理学上的速度在数值上等于物体在单位时间内通过的路程,因为比较物体运动快慢需要知道路程和时间;相同时间比路程,或相同路程比时间;用单位路程所用的时间,即通过相同路程比时间;所以可以用物体通过的时间与路程的比值来表示运动的快慢,用公式表示为
潘玉程在障碍赛跑中,全程500m用时2min=120s,则速度为
故ACD错误,B正确。
故选B。
5.(23-24九年级下·河南驻马店·阶段练习)甲、乙两同学同时从家中步行到学校,刚好在学校大门口相遇,他们的路程s与时间t的关系图像如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲同学从家中到学校的平均速度比乙同学大
B.甲同学的速度始终比乙同学的速度大
C.乙同学先匀速直线运动,后静止,再加速直线运动
D.12~16min,乙同学的平均速度为2m/s
【答案】D
【详解】A.由图像可知,甲、乙两同学同时从家中步行到学校,刚好在学校大门口相遇,所走的路程相等,所用的时间都相等,根据可知,甲、乙二人从家中到学校的平均速度相等,故A错误;
BCD.在s-t图像中倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,与时间轴平行的直线表示物体处于静止状态,据此结合图像可知,甲同学在整个过程中一直做匀速直线运动,速度为
乙先是在0~10min做匀速直线运动,速度为
中间有一段时间静止;在12min~16min做匀速直线运动,速度为
所以,甲的速度并不是始终比乙的速度大;乙同学先匀速直线运动,后静止,再匀速直线运动;12~16min,乙同学的平均速度为2m/s,故BC错误,D正确。
故选D。
6.(23-24八年级下·上海宝山·期末)甲、乙两小车运动的s—t图像如图所示,由图像可知( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动 B.甲车的速度为10米/秒,乙车的速度为2米/秒
C.经过6秒,甲、乙两车相距2米 D.经过5秒,甲、乙两车通过的路程均为10米
【答案】C
【详解】A.乙路程和时间的图像是一条过原点的直线,所以路程和时间的比值是一个定值,即速度不变,故乙做匀速直线运动;甲的图像是一条过10.0m的直线,随着时间的变化,路程大小不变,所以甲处于静止状态,故A不符合题意;
B.因为甲是静止的,所以甲车的运动速度为0,由图象可知,乙在5s内运动的路程是10m,所以乙车的速度
故B不符合题意;
C.经过6s,甲依然在10.0m处;乙车的速度为2m/s,6s的时间内乙运动的路程s=vt=2m/s×6s=12m
甲和乙相距的距离s1=12m-10.0m=2m
故C符合题意;
D.由图像可知,开始时,乙在原点,而甲距离原点10m;乙车的速度为2m/s,乙在5s内运动的路程是10m;甲静止,5s内通过的路程为0m,故D不符合题意。
故选C。
7.(24-25八年级上·全国·假期作业)甲、乙两物体做匀速直线运动,它们的速度之比为3∶1,通过的路程之比为3∶2,甲、乙运动时间之比为( )
A.2∶9 B.2∶1 C.9∶2 D.1∶2
【答案】D
【详解】
根据得,运动的时间之比为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.(2024·山东德州·二模)小红参加了学校组织的远足活动,全程6km。她行走前一半时间的平均速度是6km/h,行走后一半时间的平均速度是4km/h,则她通过全程的平均速度是( )
A.4km/h B.4.8km/h C.5km/h D.6km/h
【答案】C
【详解】由题意可知,前一半时间的路程为
后一半时间的路程为
则走完全程可表示为
解得,则通过全程的平均速度为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9.(2024·湖北·一模)在操场直跑道上进行遥控小车比赛,甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,两者运动的s﹣t图像分别如图中的甲、乙所示,下列判断正确的是( )
A.t=10s时两车的速度相等 B.在0~5s内甲车的速度是10m/s
C.在0~5s内乙车的速度是1m/s D.t=10s后甲车超过乙车
【答案】C
【详解】A.在t=10s时,甲车静止,速度为0m/s;乙车的图象是一条斜线,表示物体做的是匀速直线运动,乙车的速度是
两车的速度不相等,故A错误;
B.由图象可知,甲车在0~5s做匀速直线运动,在0~5s内甲车的速度是
故B错误;
C.乙车做匀速直线运动,在0~5s内的速度是,故C正确;
D.甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,由图象可知,两车在10s末相遇,t=10s后,甲车静止,乙车超过甲车,故D错误。
故选C。
第II卷(非选择题)
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二、填空题
10.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图所示,小明在“测平均速度”的实验中,使小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。BC段平均速度为 m/s,小车从斜面A点静止下滑到C点做 (选填“匀速直线运动”或“加速直线运动”或“减速直线运动”)。
【答案】 0.500 加速直线运动
【详解】[1]刻度尺的分度值为0.1dm,由图可知,BC段的距离为
小车通过BC段的时间为1s,由可得,BC段的平均速度为
[2]由图可知,AB段在2s时间内,小车的运动距离为4.00dm,BC段在1s时间内,小车的运动距离为5.00dm,所以小车从斜面A点静止下滑到C点做加速直线运动。
11.(23-24八年级上·河南安阳·阶段练习)古人的八百里加急快到什么程度?安禄山在范阳起兵暴乱,当时唐玄宗正在华清宫,两地相隔三千里,6日以内唐玄宗就知道了这一音讯。如图的驿马日夜兼程,但每隔20里要更换一匹驿马,一昼夜能行驶540里(1里=0.5km),平均速度为 km/h,合 m/s。如图。若采用飞鸽传书会更快,鸽子的飞行速度在70千米每小时到110千米每小时。考虑到休息和觅食,若鸽子的远距离飞行平均速度约为60千米每小时,则飞行三千里,则大约需要 h。
【答案】 11.25 3.125 25
【详解】[1][2]驿马一昼夜能行驶540里=270km,平均速度为
[3]信鸽飞行三千里,大约需要
12.(23-24八年级上·江苏扬州·期末)甲、乙、丙三辆小车同时同地向西方向运动,它们运动的图像如图所示,由图像可知:运动速度相同的两小车的速度是 m/s;若以甲车为参照物,乙向 (东/南/西/北)运动;乙行驶12min到达终点,则乙通过的路程为 km。
【答案】 4 东 0.72
【详解】[1]由图得,甲车的速度为
乙车的速度为
丙车的速度为4m/s,则运动速度相同的两小车的速度是4m/s。
[2]甲、乙、丙三辆小车同时同地向西方向运动,乙车的速度小于甲车的速度,若以甲车为参照物,乙向东运动。
[3]乙行驶12min到达终点,由得,乙通过的路程为
13.(22-23八年级上·河南安阳·期中)甲、乙两同学进行百米赛跑,前半程甲同学一直领先,最终乙同学领先冲过终点。由此可知,全程 (填“甲”或“乙”)同学平均速度快。前半程甲同学速度快,依据的是 (填“相同路程比时间”或“相同时间比路程”)。
【答案】 乙 相同时间比路程
【详解】[1]甲、乙两同学进行百米赛跑,前半程甲同学一直领先,最终乙同学领先冲过终点。由此可知,全程甲乙通过的路程相同,乙同学运动时间较短,由得,乙同学平均速度快。
[2]前半程甲同学一直领先,甲乙同学运动的时间相同,甲同学运动的路程较长,说明前半程甲同学速度快,依据的是相同时间比路程。
14.(23-24八年级上·重庆南川·期末)“移动式划船机”在重庆市第30届青少年科技创新大赛上荣获学生创造发明一等奖。它改变了传统健身器材的局限性,如图是小王现场划行的情景,以 为参照物,小王是处于静止的,若他在30s内向前行驶了60米,则他行驶的平均速度为 m/s。
【答案】 划船机 2
【详解】[1]小王现场划行的情景,以划船机为参照物,小王与划船机没有位置上的变化,是静止的。
[2]行驶的平均速度为
15.(23-24八年级上·上海·阶段练习)甲、乙两车同时同地沿直线反方向而行,它们的图像如下图所示。甲车的速度是 米/秒;乙车通过20米的路程需要的时间为 秒;经过20秒,两车相距 米。
【答案】 0.5 10 50
【详解】[1]由图可知,甲车做匀速直线运动,甲车通过6m的路程用时12s,则甲车的速度为
[2]由图可知,乙车做匀速直线运动,乙车通过12m的路程用时6s,则乙车的速度为
乙车通过20米的路程需要的时间为
[3]由于甲、乙两车同时同地沿直线反方向而行,所以经过20s两车相距
16.(23-24八年级上·宁夏石嘴山·期末)甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向左运动,它们的s-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体都在做匀速直线运动
B.1s时乙的速度大于甲的速度
C. 4s时甲、乙两物体的速度相等
D.0~4s内甲的平均速度大于乙的平均速度
理由:
【答案】 B 见解析
【详解】[1][2]A.由图可知,甲物体在做匀速直线运动,乙物体先做匀速直线运动,然后保持静止,故A错误;
B.1s时,甲的速度为
乙的速度为,乙的速度大于甲的速度,故B正确;
C.4s时甲做匀速直线运动,乙静止不动,甲、乙两物体的速度不相等,故C错误;
D.0~4s内两物体通过的路程相等,甲的平均速度等于乙的平均速度,故D错误。
故选B。
【能力培优】
三、实验题
17.(23-24八年级下·广东湛江·期中)小梦在“测量物体运动的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置:让小车从带刻度的斜面上某一位置由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“小时∶分∶秒”)。
(1)该实验的原理是 ;
(2)由图可知,斜面上的刻度尺的分度值是 cm;
(3)实验中应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”),目的是:增大小车运动时间,减小误差;
(4)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 (选填“大”或“小”);
(5)请根据图中信息回答:vAB= m/s,vBC= m/s,vAC= m/s;
(6)计算出小车的平均速度,发现小车全程做 (填“变速”或“匀速”)运动。
【答案】(1)
(2)0.02
(3)小
(4)大
(5) 0.02 0.05 0.03
(6)变速
【详解】(1)实验中需要测量路程和时间,根据得到速度,实验原理是。
(2)根据图示可知,刻度尺上一小格距离表示2mm=0.2cm,因此刻度尺的分度值为0.2cm。
(3)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面坡度应较小。
(4)如果让小车过了A点后才开始计时,计时晚了,所计时间偏小,用公式算出AC段的平均速度偏大。
(5)[1][2][3]小车通过AB、BC和AC段的路程为
sAB=4.00cm=0.04m
sBC=5.00cm=0.05m
sAC=9.00cm=0.09m
小车通过AB、BC和AC段的时间
tAB=15∶35∶22-15∶35∶20=2s
tBC=15∶35∶23-15∶35∶22=1s
tAC=15∶35∶23-15∶35∶20=3s
小车通过AB、BC、AC段路程的平均速度
(6)因为vBC>vAB,所以小车在运动过程中做变速运动。
四、计算题
18.(23-24八年级上·湖北荆州·期末)甲、乙两地的距离是900km,一列火车从甲地早上7∶30出发开往乙地,途中停靠了3个车站,每个车站停靠了10分钟,在当日16∶30到达乙地;列车行驶途中以144km/h的速度匀速通过长度为400m的桥梁,列车全部通过桥梁的时间为25s。
(1)火车从甲地开往乙地的平均速度是多少?
(2)火车的长度是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)火车从甲地早上7∶30出发开往乙地,途中停靠了几个车站,在当日16∶30到达乙地,则甲地开往乙地所用时间
火车从甲地开往乙地的平均速度
(2)列车行驶途中匀速通过桥梁的速度
由得:火车过桥通过的总距离
火车的长度
19.(23-24八年级上·重庆江津·期中)国庆期间,小明计划从重庆北乘坐火车前往长沙,他看到K504次列车的运行时刻表如下表所示:
成都西
潼南
重庆北
恩施
宜昌东
长沙
到达时间
15:08
16:31
20:09
22:44
05:15
发车时间
12:00
15:14
16:45
20:18
23:11
已知列车自重庆北到长沙约为1325km,根据列车运行时刻表回答下列问题:
(1)K504次列车由潼南到重庆北的运行时间为多少分钟?
(2)K504次列车由重庆北到长沙的平均速度为多少km/h?
(3)若该列车全长760m,当以144km/h的速度通过某座长为5560m的桥时,求列车全部在桥上的时间为多少秒?
【答案】(1)77min
(2)106m/h
(3)120s
【详解】(1)由列车运行时刻表中的发车时间和到站时间可得,K504次列车由潼南到重庆北的运行时间为
(2)K504次列车由重庆北到长沙的运行时间为
K504次列车由重庆北到长沙的运行路程为1325km, 列车由重庆北到长沙的平均速度为
(3)列车全部在桥上的路程为
列车速度为144km/h=40m/s,列车全部在桥上的时间为
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第二章 运动与能量
课时2.3 物体运动的速度
2022年课程标准
物理素养
2.2.2 能用速度描述物体运动的快慢,并能进行简单计算。会测量物体运动的速度。
科学观念:知道匀速直线运动的特征,理解匀速直线运动速度的概念;知道变式运动中平均速度的概念和计算方法。
科学思维:会用速度公式进行有关的计算。
科学探究:通过实验测量物体运动的速度。
知识点1:匀速直线运动
1. 现象探究:
结论:汽车沿直线运动,在相同时间内(10s)行驶的路程(200m)相等。
2. 匀速直线运动
(1)定义:在物理学中,一个物体沿着直线运动,在任意相同时间内,通过的路程始终相等,这样的运动叫作匀速直线运动(uniform rectilinear motion)。
(2)特点: ①运动路径是直线;
②运动方向和运动快慢不变;
③任意相等时间内通过的路程都相等。
(3)在匀速直线运动中,任何时刻物体的速度都相等,即不能认为速度与路程成正比,与时间成反比。
3. 匀速直线运动的图像
物体的运动图像分为路程—时间(s-t)图像和速度—时间(v-t)图像,分析相关问题时,首先要正确识别图像类型,即“认人先认脸,看图先看轴”。
【注意】在v-t图像图像中,图像越倾斜,物体运动的速度越大。
知识点2:变速直线运动
1. 变速直线运动
(1)现象探究:
通过计算,得到,即该同学在运动过程中速度在发生变化。
(2)定义:物体沿直线运动时,在相同的时间内通过的路程不相等,这种运动叫做变速直线运动。
2. 平均速度
(1)为了粗略描述做变速直线运动的物体通过某段路程(或某段时间内)的平均快慢程度,我们引入“平均速度”这一概念。平均速度等于物体运动的路程除以通过这段路程所用的时间。
(2)平均速度公式:(s表示通过的路程、t表示通过这段路程所用的时间、表示物质在这段时间内的平均速度)
(3)平均速度的理解
①时间和路程要对应,总时间包括中间停留或休息的时间;
②由于变速运动的速度是变化的,所以在不同路程或某段时间对应的平均速度一般不同。
知识点3:实验:测量物体运动的平均速度
【实验原理】
【实验器材】刻度尺、秒表、斜面、木块、小车、可移动挡片
【实验步骤】
(1)组装实验装置:将斜面的一端用木块垫起来,使它保持较小的坡度,选取小车为研究对象.
(2)测量小车在轨道上运动全程的平均速度:将可移动挡片移至斜面底端,将小车置于轨道顶端;释放小车,同时启动秒表,小车撞击挡片时,停止计时,读出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间;用刻度尺测出小车运动路程s将数据记录在表格中。
(3)根据计算小车运动全程的平均速度。
(4)测量小车在轨道上前半程运动的平均速度:将可移动挡片移至斜面中部,测出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间t2;用刻度尺测出小车运动路程s1。将数据记录在表格中,计算小车在轨道上前半程运动的平均速度。
(5)利用数据,计算出小车通过下半段路程s3的平均速度。
(6)重复实验:
路程s
时间t
平均速度
s₁=1m
t1=3s
v₁=0.33m/s
s₂=0.5m
t₂=1.8s
v2=0.28 m/s
s3=s₁-s₂=0.5m
t3=1.2s
v3=0.42 m/s
……
……
……
【实验结论】小车在斜面上做变速直线运动,在不同的路段,小车平均速度的大小不同。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
【注意事项】
(1)斜面足够长:这样可以让小车在上面滑行足够远的距离,以便更准确地测量时间。
(2)斜面坡度适宜:①斜面坡度过大,会导致小车下滑速度过快,难以精确测量时间;②斜面坡度过小,会导致小车下滑速度变化不明显各段平均速度差异较小.
【误差分析】
(1)计时过长,若小车到达终点后没有及时停止计时,即t偏大,测量正确,则计算得到的平均速度会偏小;
(2)计时不足,若小车开始运动后没有及时开始计时,即偏小,那么计算得到的平均速度会偏大。
问题一:平均速度的计算
方法点拨
(1)平均速度的公式:。式中,“s”是通过的路程,“t”是通过这段路程所用时间,“v”是这段时间内(或这段路程上)的平均速度。
(2)算全程的平均速度时,不能用前段路程的平均速度和后段的平均速度求平均值。全程的平均速度等于全程的路程与所用时间的比值。
(3)一种特殊情况,全程的平均速度等于前半段时间的平均速度与后半段时间的平均速度的平均值。
角度1:时刻表问题
方法点拨
(1)与运动有关的交通标志
①速度表
可以直接显示出车辆的运动速度。下图中的汽车速度表,它上面的单位是km/h,当指针指在哪个位置时,说明此时的速度是多少km/h。如图所示,汽车的速度是80 km/h。“136018”是指这辆车总共通过的路程为136018km。
汽车速度表 高铁速度指示屏
②限速标志与里程标记
甲 乙
在不同的道路或不同的路段,有很多限速的标志牌。如图甲所示为限速标志,限速标志牌的单位是km/h,表示机动车在该道路上行驶,速度不得超过60km/h。图乙是公路上的里程标记牌,表示从此标志牌到北海的路程为24km。
【典例1】小明开车去三亚,在高速路上看到指示牌,如图所示。求:
(1)在不违规情况下,从指示牌处匀速行驶到三亚需要的最短时间为多少?
(2)若该司机前一半路程以图乙速度表指示的速度行驶,后一半路程用了0.45h,则他全程的平均速度是多少?
【变式1-1】(23-24八年级上·河南南阳·阶段练习)如图是某隧道前的交通标志牌,在遵守交通规则的前提下,汽车通过此隧道的最短时间为( )
A.252min B.70min C.8.4min D.4.2min
【变式1-2】如图所示是遵义至乌江高速公路上的一块交通标志牌,
(1)请解释这两个交通标志的含义?
(2)若驾车通过这段路程用时70min,则汽车的速度是多少km/h?
(3)在遵守交通规则的前提下,从这个标志牌开始匀速行驶的汽车到达乌江大桥最快需要多少min?
角度2:车过桥(或隧道)问题
方法点拨
列车过桥、过洞问题:列车完全通过桥或洞时,求路程要加上车的长度,;列车完全在桥上或在洞内时,求路程要减去车的长度,。
【典例2】甲、乙两地的距离是900km,一列火车早上7:30从甲地出发开往乙地,途中停靠了几个车站,在当日16:30到达乙地。火车行驶途中以144km/h的速度匀速通过长度为400m的桥梁,火车全部通过桥梁的时间是25s,则火车从甲地开往乙地的平均速度是 km/h,火车的长度是 m。
【变式2-1】(23-24八年级上·山东聊城·期末)一列长为360m的火车匀速驶过长为1800m的隧道,测得火车完全通过隧道需要72s。则该火车运行的速度是 m/s,火车全部在隧道内运行需要的时间是 s。
【变式2-2】在平直的路面上,一辆卡车在匀速驶过一个大桥,大桥的长度是100米,卡车行驶的速度是20m/s,卡车完全通过大桥时所用时间是6s,问:卡车的长度是多少?
角度3:追击问题
【典例3】(23-24八年级上·重庆潼南·期中)山城重庆的车辆世界闻名,能上天入地、穿楼穿隧道。如图所示,一辆洒水车一直匀速直线行驶进行洒水工作,在进入隧道前,距隧道口519m处鸣笛,司机在鸣笛3s后听到隧道口处山崖反射的回声,声音在空气中的速度为340m/s,则洒水车行驶的速度是 m/s。在进入隧道前,洒水车距隧道口360m时,步行于隧道内某处的赵洋刚好听到洒水车的音乐声,她立刻向隧道前或后两个方向跑,都刚好能跑出隧道进入开阔地带,避免水溅到身上。如果赵洋跑动的速度恒为3m/s,则该隧道的长度为 m。
【变式3-1】(22-23八年级上·福建厦门·期中)竹坝凄凄别,西风袅袅秋。同学们依依不舍地排队离开竹坝。随队老师小朱从队尾走到队头传达信息,然后立即返回到队尾。假设队伍长为60m,以1.2m/s速度匀速前进;小朱往返队伍的速度大小均为1.8m/s,不计传达信息的时间,则小朱往返一次所用的时间为 s,此段时间内队伍前进的距离为 m。
【变式3-2】老鹰以30m/s的速度追赶前面140m处的一只兔子,兔子以20m/s的速度向前面100m处的一个树洞逃窜,求:
(1)兔子逃到树洞的时间;
(2)老鹰能抓到兔子吗?写出过程。
问题二:图像在运动路程、速度和时间计算中的应用
方法点拨
透析运动图像隐含的条件
(1)从物体运动的s-t图像中我们可以获取的信息:
①根据图像判断物体的运动状态;
②利用一组对应的时间和路程值,可以求出匀速运动物体的速度大小;
③通过图像,得出运动物体某段时间内通过的路程或通过某段路程需要的时间;
④如果两条线段在同一图中,还可以比较两个物体运动的速度大小。
【典例4】(23-24八年级上·重庆大足·期末)甲、乙、丙三辆小车同时同地向东运动,它们的运动图象如图所示,由图象分析,错误的是( )
A.甲、乙、丙均做匀速直线运动,甲、丙运动速度相同
B.开始运动15s后,甲在乙正西30米处
C.图B中阴影部分的面积表示丙在4s内通过的路程
D.若乙和丙运动的路程相同,则乙和丙所用的时间之比是5∶2
【变式4-1】(23-24八年级上·陕西西安·期中)a、b两辆小车从同一地点同方向出发,沿水平地面做直线运动,它们运动v-t图象如图所示,已知速度图线与时间横轴围成的“面积”可以表示该时间内的路程。由图象可知,0到60s过程中说法正确的是( )
A.两小车在40s时相遇 B.20到60s内,b小车做匀速直线运动
C.40s时,小车b在小车a的前方 D.40s时,a、b两小车相距800m
【变式4-2】(多选)甲、乙两汽车从同一地点沿平直公路同时向东运动,其路程s随时间t变化的图象如图所示,由图象可知( )
A.前6s内,甲、乙均做匀速直线运动 B.4s末到6s末之间,甲汽车相对地面静止
C.前6s内,甲汽车的平均速度为30m/s D.前4s内,以甲汽车为参照物,乙汽车向西运动
问题三:测量小车运动的速度
【典例5】(23-24八年级下·广东清远·期中)如图所示,在测量小车运动的平均速度实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可算出小车在各段的平均速度。
(1)根据实验的原理,需要测量的物理量是小车运动的路程和所用的时间。图中AB段的距离sAB= (估计到分度值下一位)cm,测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB= cm/s;
(2)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度vAB会偏 ;
(3)实验中应多次测量,每次测量时必须让小车从 位置由静止开始下滑;在BC段、AC段的平均速度关系为vBC vAC(填“>”、“<”或“=”);
(4)物体的运动可以用图像来描述,图中能反映图小车运动情况的是___________(填选项字母)
A.B. C. D.
【变式5-1】(23-24八年级上·江苏南通·阶段练习)为比较纸锥下落快慢,用两个相同的纸片分别裁去一个扇形(如图甲所示),做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
(1)两个纸锥按从同一高度同时释放,则选择图乙中 (填“a”或“b”)所示的位置释放,通过比较下落至地面的 来比较纸锥下落的快慢;
(2)用频闪相机拍下某一纸锥下落过程的照片如图丙所示,纸锥从A下落到B的过程是 (填“匀速”“加速”或“减速”)运动。已知照相机每隔0.2s曝光一次,照片与实际物体的尺寸大小之比为1∶8,测得照片上B、D之间距离为2cm,则纸锥在C位置时的速度为 m/s;
(3)取三个纸锥,让它们从不同高度分别自由落下,并以竖直砖墙为背景,当进入竖直砖墙的区域时,用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程,如图丁是其中一段的示意图,则对于图丁中的这段运动过程,纸锥1、纸锥2、纸锥3三个纸锥的速度之比是 。
【变式5-2】(2024八年级下·山东青岛·竞赛)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是 (填“从右向左”或“从左向右”)运动的;
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做变速运动。求小车在连续滴下这六个点的过程中平均速度的大小为 m/s(保留到小数点后三位数字)。
【基础强化】
一、单选题
1.(23-24八年级上·湖北十堰·阶段练习)加油机在空中给战斗机加油时,若加油机的速度为720km/h,则此时战斗机的速度是( )
A.0km/h B.等于200m/s C.大于720km/h D.等于720km
2.(2024·山东菏泽·二模)下列运动速度最大的是( )
A.飞机滑行的速度为50km/h B.火箭发射的速度是
C.羚羊奔跑的速度是22m/s D.旗鱼最快的速度是112km/h
3.(23-24八年级上·四川成都·期末)在高速公路上行驶的汽车速度为108km/h,火车进站时每秒运动15m,摩托车每分钟运动1km,它们的速度由大到小的顺序为( )
A.摩托车 汽车 火车 B.汽车 摩托车 火车
C.火车 汽车 摩托车 D.一样大
4.(24八年级上·江苏扬州·期末)速度是表示物体运动快慢的物理量,物理学上的速度在数值上等于物体在单位时间内通过的路程,那么,能否用单位路程所用的时间表示运动的快慢?若能,数学表达式是什么?武汉军运会军事五项冠军,我国选手潘玉程在障碍赛跑中,全程500m用时2min,用此数学表达式计算出快慢应是多少,下列选项是分别关于这三个问题的答案,你认为正确的是( )
A.能,,4.17m/s B.能,,0.24s/m
C.不能,,4.17m/s D.不能,,0.24s/m
5.(23-24九年级下·河南驻马店·阶段练习)甲、乙两同学同时从家中步行到学校,刚好在学校大门口相遇,他们的路程s与时间t的关系图像如图所示。下列判断正确的是( )
A.甲同学从家中到学校的平均速度比乙同学大
B.甲同学的速度始终比乙同学的速度大
C.乙同学先匀速直线运动,后静止,再加速直线运动
D.12~16min,乙同学的平均速度为2m/s
6.(23-24八年级下·上海宝山·期末)甲、乙两小车运动的s—t图像如图所示,由图像可知( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动 B.甲车的速度为10米/秒,乙车的速度为2米/秒
C.经过6秒,甲、乙两车相距2米 D.经过5秒,甲、乙两车通过的路程均为10米
7.(24-25八年级上·全国·假期作业)甲、乙两物体做匀速直线运动,它们的速度之比为3∶1,通过的路程之比为3∶2,甲、乙运动时间之比为( )
A.2∶9 B.2∶1 C.9∶2 D.1∶2
8.(2024·山东德州·二模)小红参加了学校组织的远足活动,全程6km。她行走前一半时间的平均速度是6km/h,行走后一半时间的平均速度是4km/h,则她通过全程的平均速度是( )
A.4km/h B.4.8km/h C.5km/h D.6km/h
9.(2024·湖北·一模)在操场直跑道上进行遥控小车比赛,甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,两者运动的s﹣t图像分别如图中的甲、乙所示,下列判断正确的是( )
A.t=10s时两车的速度相等 B.在0~5s内甲车的速度是10m/s
C.在0~5s内乙车的速度是1m/s D.t=10s后甲车超过乙车
第II卷(非选择题)
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二、填空题
10.(24-25八年级上·全国·课后作业)如图所示,小明在“测平均速度”的实验中,使小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。BC段平均速度为 m/s,小车从斜面A点静止下滑到C点做 (选填“匀速直线运动”或“加速直线运动”或“减速直线运动”)。
11.(23-24八年级上·河南安阳·阶段练习)古人的八百里加急快到什么程度?安禄山在范阳起兵暴乱,当时唐玄宗正在华清宫,两地相隔三千里,6日以内唐玄宗就知道了这一音讯。如图的驿马日夜兼程,但每隔20里要更换一匹驿马,一昼夜能行驶540里(1里=0.5km),平均速度为 km/h,合 m/s。如图。若采用飞鸽传书会更快,鸽子的飞行速度在70千米每小时到110千米每小时。考虑到休息和觅食,若鸽子的远距离飞行平均速度约为60千米每小时,则飞行三千里,则大约需要 h。
12.(23-24八年级上·江苏扬州·期末)甲、乙、丙三辆小车同时同地向西方向运动,它们运动的图像如图所示,由图像可知:运动速度相同的两小车的速度是 m/s;若以甲车为参照物,乙向 (东/南/西/北)运动;乙行驶12min到达终点,则乙通过的路程为 km。
13.(22-23八年级上·河南安阳·期中)甲、乙两同学进行百米赛跑,前半程甲同学一直领先,最终乙同学领先冲过终点。由此可知,全程 (填“甲”或“乙”)同学平均速度快。前半程甲同学速度快,依据的是 (填“相同路程比时间”或“相同时间比路程”)。
14.(23-24八年级上·重庆南川·期末)“移动式划船机”在重庆市第30届青少年科技创新大赛上荣获学生创造发明一等奖。它改变了传统健身器材的局限性,如图是小王现场划行的情景,以 为参照物,小王是处于静止的,若他在30s内向前行驶了60米,则他行驶的平均速度为 m/s。
15.(23-24八年级上·上海·阶段练习)甲、乙两车同时同地沿直线反方向而行,它们的图像如下图所示。甲车的速度是 米/秒;乙车通过20米的路程需要的时间为 秒;经过20秒,两车相距 米。
16.(23-24八年级上·宁夏石嘴山·期末)甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向左运动,它们的s-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体都在做匀速直线运动
B.1s时乙的速度大于甲的速度
C. 4s时甲、乙两物体的速度相等
D.0~4s内甲的平均速度大于乙的平均速度
理由:
【能力培优】
三、实验题
17.(23-24八年级下·广东湛江·期中)小梦在“测量物体运动的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置:让小车从带刻度的斜面上某一位置由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“小时∶分∶秒”)。
(1)该实验的原理是 ;
(2)由图可知,斜面上的刻度尺的分度值是 cm;
(3)实验中应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”),目的是:增大小车运动时间,减小误差;
(4)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 (选填“大”或“小”);
(5)请根据图中信息回答:vAB= m/s,vBC= m/s,vAC= m/s;
(6)计算出小车的平均速度,发现小车全程做 (填“变速”或“匀速”)运动。
四、计算题
18.(23-24八年级上·湖北荆州·期末)甲、乙两地的距离是900km,一列火车从甲地早上7∶30出发开往乙地,途中停靠了3个车站,每个车站停靠了10分钟,在当日16∶30到达乙地;列车行驶途中以144km/h的速度匀速通过长度为400m的桥梁,列车全部通过桥梁的时间为25s。
(1)火车从甲地开往乙地的平均速度是多少?
(2)火车的长度是多少?
19.(23-24八年级上·重庆江津·期中)国庆期间,小明计划从重庆北乘坐火车前往长沙,他看到K504次列车的运行时刻表如下表所示:
成都西
潼南
重庆北
恩施
宜昌东
长沙
到达时间
15:08
16:31
20:09
22:44
05:15
发车时间
12:00
15:14
16:45
20:18
23:11
已知列车自重庆北到长沙约为1325km,根据列车运行时刻表回答下列问题:
(1)K504次列车由潼南到重庆北的运行时间为多少分钟?
(2)K504次列车由重庆北到长沙的平均速度为多少km/h?
(3)若该列车全长760m,当以144km/h的速度通过某座长为5560m的桥时,求列车全部在桥上的时间为多少秒?
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