内容正文:
第二章 机械运动
第一节 运动与静止
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能力提升
1.(2023·陕西汉中期末)若两火车车头朝向一致,坐在甲火车中的小丽在车窗里先看到乙火车的车头,过一会儿,她又在车窗里看到乙火车的车尾。关于它们运动情况的判断,不可能的是( )。
A.甲火车停在轨道上,乙火车向前运动
B.两列火车均向后倒车,但甲火车运动较慢
C.甲火车向后倒车,乙火车停在轨道上
D.两列火车均向前运动,但甲火车运动较慢
2.(2023·陕西咸阳期末)李白的诗句“轻舟已过万重山”引起了人们深刻的共鸣和感动。“轻舟已过万重山”的参照物是( )。
A.轻舟 B.山
C.舟上的诗人 D.飞鸟
探究创新
3.观察图2-1-2中房屋上的炊烟和甲、乙两车上小旗的飘动方向,判断两小车的运动情况,下列说法正确的是( )。
图2-1-2
A.甲车相对于房子一定向右运动
B.甲车相对于乙车一定向右运动
C.乙车相对于房子可能向右运动
D.乙车相对于甲车可能静止
参考答案
1.B
解析:先看到乙火车的车头,后看到乙火车的车尾,以甲火车为参照物,乙火车是向前运动的。有三种情况:①甲火车静止,乙火车是向前运动的;②甲火车向前运动,乙火车也向前运动,且乙火车的运动速度比甲火车的大;③甲火车向后倒车,乙火车静止或向前运动或向后倒车且乙火车的倒车速度比甲火车的小,所以关于它们运动情况的判断,不可能的是B。
2.B
解析:诗句“轻舟已过万重山”中,描述的轻舟是运动的,而轻舟相对于山的位置发生了改变,故所选的参照物是山。
3.B
解析:由题图的信息可以判断:房屋上的炊烟向左飘,所以风向左吹。甲车的旗向左飘,运动状态有三种可能:(1)向右运动;(2)静止;(3)向左运动,但速度小于风速。乙车的旗向右飘,所以乙车只能向左运动,且速度要大于风速。由于乙车一定向左且速度大于风速,而甲车无论是向右运动、静止或以小于风速的速度向左运动,其相对于乙车都有位置的改变,因此甲车都是相对于乙车向右运动的。
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第二节 长度及其测量
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1.将金属丝在铅笔上紧密地绕了40圈,然后用毫米刻度尺测得其长度为5.00 cm,由图2-2-2可计算该金属丝的直径为 cm。
图2-2-2
2.图2-2-3中刻度尺测量的物体长度为 cm。
图2-2-3
3.如图2-2-4所示,用刻度尺测量物体的长度,所用刻度尺的分度值为 ,所测物体的长度为 cm。
图2-2-4
探究创新
4.下列各项按空间尺度由大到小排列的是( )。
A.银河系、太阳系、地球、生物体
B.太阳系、银河系、地球、生物体
C.银河系、太阳系、生物体、地球
D.太阳系、银河系、生物体、地球
参考答案
1.答案:0.125
解析:将金属丝在铅笔上紧密地绕了40圈,然后用毫米刻度尺测得其长度为5.00 cm,由此可知该金属丝的直径D==0.125 cm。
2.答案:3.83(3.82~3.84均可)
3.答案:1 mm 3.20(3.19~3.21均可)
解析:刻度尺上1 cm之间有10个小格,此刻度尺的分度值是1 mm。物体的长度为3.20 cm。
4.A
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第三节 比较物体运动的快慢
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1.中国首艘国产大型邮轮全长323.6 m。一位成年游客从船头以正常步速走到船尾,大约需要( )。
A.10 s B.30 s
C.300 s D.1 200 s
2.在夏季运动会女子100 m决赛中,下列估测正确的是( )。
A.运动员的身高约为15.5 m
B.运动员跑100 m用时约为7 s
C.运动员平静后1 min的心跳约为70次
D.运动员步行的速度约为6 m/s
3.图2-3-2是比较甲、乙两只蜗牛运动快慢的方法,图2-3-2(1)中用的方法是 ,得出的结果是 (选填“甲”或“乙”)蜗牛运动得快;图2-3-2(2)中,两只蜗牛运动的速度之比v甲∶v乙= 。
图2-3-2
4.(2024·福建福州期末)“春风得意马蹄疾,一日看尽长安花”。当诗人孟郊骑马看到百花纷纷向后退去,以马为参照物,诗人是 (选填“运动”或“静止”)的。某段路程约为200 km,骑马速度为20 km/h,若诗人骑马走完此路段,则大约需要 h。
探究创新
5.(2024·陕西西安期末)为了提高高速公路通行效率,高速收费站建有ETC专用通道,专用通道需要汽车安装ETC卡,当汽车进入ETC卡读取器识别范围的时候,卡上的信息被读取,同时栏杆机将横杆抬起,汽车无需停车就实现了缴费,大大节约了通站时间。
(1)汽车在运动时,ETC卡相对于汽车是 (选填“运动”或“静止”)的。
(2)某市郊区公路旁的交通标志牌上标记着“限速40”和“距收费站2 km”的字样,如果此时汽车正以10 m/s的速度匀速行驶,则该车有没有违反交通规则?照这样的速度行驶,再经过多少秒,汽车就可以到达收费站?
参考答案
1.C
解析:人步行的速度约为1.3 m/s,从船头以正常步速走到船尾大约需要的时间t=≈249 s,C符合题意。
2.C
解析:运动员的身高不可能约为15.5 m,A错误;女子百米短跑世界纪录是10.49 s,普通人百米成绩应该大于这个数值,B错误;正常情况下,人的脉搏1 min约跳动70次,C正确;人正常步行的速度约为1.3 m/s,D错误。
3.答案:相同时间内比较物体通过的路程 乙 1∶2
解析:比较物体运动快慢的方法有两种:相同的时间内比较物体通过的路程;物体通过相同的路程比较所用的时间。题图(1)中使用的方法是相同的时间内比较物体通过的路程。由题图(1)可知,相同时间内,乙蜗牛通过的路程长,因此乙蜗牛运动得快。由题图(2)可知,甲蜗牛和乙蜗牛通过相同的路程,所用的时间之比为2∶1,由v=可知,两只蜗牛运动的速度之比为v甲∶v乙=1∶2。
4.答案:静止 10
解析:诗人骑在马上,以马为参照物,诗人的位置没有发生变化,诗人是静止的。若诗人骑马走完此路段,则大约需要的时间为t==10 h。
5.答案:(1)静止 (2)没有 200 s
解析:(1)汽车在运动时,ETC卡在汽车上,相对于汽车没有发生位置的变化,是静止的。
(2)汽车的速度v=10 m/s=36 km/h<40 km/h,该车没有超速,没有违反交通规则。以10 m/s的速度匀速行驶,汽车到达收费站的时间t==200 s。
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第四节 平均速度
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1.秦岭终南山公路隧道是位于陕西省秦岭终南山的一条双洞高速公路隧道。隧道单洞长18.02 km,一辆汽车以80 km/h的速度在隧道内匀速行驶3 min,通过的路程为 m。
2.公共汽车在平直公路上行驶,用固定于路边的照相机连续两次对其拍照,两次拍照的时间间隔为2 s,车长为12 m,如图2-4-3所示,由此可知,汽车行驶的平均速度为 m/s,合 km/h。
图2-4-3
3.汽车以v1的速度匀速驶上60 m的斜坡,到达坡顶后从坡顶沿原路以v2的速度匀速返回,不计调头时间,则上坡与下坡的时间之比为 ,上下坡全程的平均速度为 。
探究创新
4.元旦期间,小明一家自驾到延安探亲。在高速路上小明看到如图2-4-4甲所示的标志牌,并在某时刻看到汽车速度的表盘如图2-4-4乙所示。
图2-4-4
(1)在遵守交通规则的前提下,汽车从交通标志牌所在的地方到达延安的最短时间是 。若汽车以图2-4-4乙所示的速度行驶6 min,通过的路程是 。
(2)小明了解到高速公路上还设有“区间测速”,就是在两个监测点安装监控探头,测出车辆通过两个监测点的时间,再根据两点间的距离,算出该车在这一区间路段的平均速度,以此来判断车辆是否超速。小明测得爸爸驾驶汽车通过监测点A、B的时间如图2-4-4丙所示,从交通标志牌中得知监测点A、B相距20 km。请通过计算说明小明爸爸驾驶汽车在这一路段是否超速(该路段限速标志牌与图2-4-4甲相同)。
参考答案
1.答案:4 000
2.答案:6 21.6
解析:由题意可知,汽车在2 s内通过的路程是自己的车长,因此行驶的平均速度为=6 m/s=21.6 km/h。
3.答案:v2∶v1
解析:汽车以v1的速度匀速驶上60 m的斜坡,上坡时间为t1=,同理,汽车以v2的速度匀速返回,则下坡时间为t2=,则上坡与下坡的时间之比为t1∶t2=v2∶v1。全程路程为120 m,根据平均速度公式得,全程平均速度为。
4.答案:(1)1.25 h 9 km (2)见解析
解析:(1)由题图甲可知,从交通标志牌所在的地方到达延安的路程为150 km,汽车允许的最大行驶速度为120 km/h,在遵守交通规则的前提下,汽车从交通标志牌所在的地方到达延安的最短时间为t==1.25 h。由题图乙可知,汽车的行驶速度v1=90 km/h,汽车行驶6 min通过的路程为s1=v1t1=90 km/h× h=9 km。
(2)由题图丙可知,汽车经过A、B监测点的时间间隔为t2=12 min=0.2 h,驾驶汽车通过这一路段的平均速度为=100 km/h<120 km/h,所以小明爸爸驾驶汽车在这一路段没有超速。
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第五节 平均速度的测量
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1.小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从A点由静止滑下,如图2-5-6所示。他撰写的实验报告(摘要)如下,请将其报告中的内容补充完整。
图2-5-6
(1)实验目的:测量小车的平均速度。
(2)实验原理:。
(3)实验器材:小车、刻度尺、 、斜面、金属挡板等。
(4)实验装置:如图2-5-6所示。
(5)实验数据:如下表所示,请补全表格中的相关内容:① ,② ,③ 。
路程s/cm
①
平均速度/(cm·s-1)
AC段
80
5.0
16.0
AB段
30
3.0
②
BC段
50
2.0
③
(6)实验分析:小车全程是做 (选填“匀速”或“变速”)运动;实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长一些,应 (选填“增大”或“减小”)斜面的倾斜角度;若小车被释放前就已开始计时,则测得的在AC段的平均速度比真实值偏 。
2.(2024·陕西宝鸡期末)小明一家假期驾车到山海关旅游,途中某路段小明看到路边的标志牌如图2-5-7所示。
图2-5-7
(1)此时他家的车速是20 m/s,这辆车是否超速?
(2)在不违反交通规则的情况下,该车从标志牌处到达山海关,至少要行驶多少小时?
(3)小明家到山海关的路程是585 km,总共用了6 h 30 min,他们行驶的平均速度是多少千米每小时?
探究创新
3.我国自主研制的首架大型客机C919全机长度约39 m,翼展近36 m,高约12 m。牵引车拉动C919匀速经过51 m长的地面工作人群(人群可视为相对于地面静止且处于安全位置),请综合应用所学知识解答下列问题。
(1)以驾驶员为参照物,C919是 (选填“运动”或“静止”)的;以地面人群为参照物,C919是 (选填“运动”或“静止”)的。
(2)若C919完全经过地面人群需要1.5 min,则C919运动的平均速度为 km/h。
(3)若某两地的空中距离为4 500 km,C919飞行的平均速度为750 km/h,则C919飞行的时间为 h。
(4)飞机飞行过程中会经历起飞加速、定速巡航、减速降落等过程。该飞机从甲地飞到相距1 500 km的乙地的s-t图像如图2-5-8所示,则下列说法正确的是 (选填选项字母)。
图2-5-8
A.在AB段的平均速度为8 km/h
B.在BC段为定速巡航过程,速度为250 m/s
C.在DE段为定速巡航过程,速度为12.5 km/min
D.飞机从甲地到乙地的平均速度为750 km/h
参考答案
1.答案:(3)停表 (5)时间t/s 10.0 25.0
(6)变速 减小 小
解析:(3)由实验原理可知需要测量路程和时间,因此需要的器材还有停表。
(5)需要测量的物理量除了路程还有时间,因此①是时间t/s。
小车在AB段的平均速度为=10.0 cm/s,小车在BC段的平均速度为=25.0 cm/s。
(6)小车在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度,说明小车在斜面上做的是加速运动,即变速运动。
斜面的倾斜角度越大,小车在斜面上运动的速度越大,因此为了使小车在斜面上运动的时间长一些,需要减小斜面的倾斜角度。
若小车被释放前就已开始计时,则AC段所测量的时间会偏大,平均速度会偏小。
2.答案:(1)是 (2)0.5 h (3)90 km/h
解析:(1)由题图可知,该路段最高限速为60 km/h,而此时汽车的速度为v=20 m/s=72 km/h,因为72 km/h大于60 km/h,所以这辆车已超速。
(2)由题图可知,标志牌处到山海关的距离为30 km,从标志牌处到达山海关,至少要行驶的时间为t==0.5 h。
(3)小明家到山海关的路程s1=585 km,所用时间为t1=6.5 h,他们行驶的平均速度为=90 km/h。
3.答案:(1)静止 运动 (2)3.6 (3)6 (4)B
解析:(1)以驾驶员为参照物,C919没有位置变化,是静止的。以地面人群为参照物,C919有位置变化,是运动的。
(2)C919完全经过地面人群行驶的距离为s=L飞机+L队伍=39 m+51 m=90 m,飞机完全经过地面人群需要的时间为t=1.5 min=90 s,则飞机运动的平均速度为=1 m/s=3.6 km/h。
(3)C919飞行的时间为t'==6 h。
(4)由题图可知,AB段的路程为80 km,时间为10 min,则在AB段的平均速度为=480 km/h,A错误;由题图可知,BC段是一条倾斜的直线,为定速巡航过程,速度为vBC==250 m/s,B正确;由题图可知,DE段是一条平行于横轴的直线,表示飞机处于静止状态,速度为0,C错误;由题图可知,飞机从甲地到乙地的路程s2=1 500 km,时间t2=110 min,平均速度为≈818.2 km/h,D错误。
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