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培优作业十一 速度的综合计算
1. [2024昆山模拟]一列长为360 m的火车匀速穿过一条长为1 800 m的隧道,测得火车完全通过隧道需要108s。求:
(1)火车的运行速度。
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(2)火车全部在隧道内运行的时间。
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(3)穿过隧道后,火车继续前进,面对山崖鸣笛一声,2 s后听到回声,则听到回声时火车距山崖多远?
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2. 暑假期间的红色之旅,小明乘坐G1200次列车从上海去徐州参观淮海战役纪念馆。G1200次列车的时刻表信息如表所示。
G1200
站名 到达时间(时:分) 停车时长(分钟) 发车时间(时:分)
上海 — — 10:30
无锡 10:50 10 11:00
南京 12:00 10 12:10
蚌埠 12:40 10 12:50
徐州 14:00 — —
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(1)上海到徐州的里程为525 km,小明乘坐G1200次列车从上海到徐州,全程的平均速度是多少千米每小时?
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(2)当列车途经南京长江大桥时,车厢内电子屏显示列车以 252 km/h的速度匀速通过大桥。小明想估测大桥的长度,当他所坐的位置到达桥头时,他用手机上的电子秒表开始计时,秒表显示0时:0分:0秒,当他所坐的位置驶出桥尾时,秒表显示0时:1分:40秒,则大桥长度为多少米?
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解:小明所坐的位置从桥头到桥尾用时t′=1 min 40 s=100 s,列车匀速通过大桥时的速度v′=252 km/h=70 m/s,则大桥长度L=v′t′=70 m/s×100 s=7 000 m。
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(3)若该列车全长为315 m,则列车全部在大桥上运行的时间为多少秒?
3. [2024南京秦淮区期末]李老师行车至高架路段,遇一测速标志(如图所示),测速原理是根据测速仪前后两次发出并接收到经被测车反射回的超声波信号的时间差测出车速。
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若测速仪第一次发出信号到接收到汽车反射的信号用时1 s,第二次发出信号到接收到汽车反射的信号用时0.6 s,发出两次信号的时间间隔是3.6 s,请通过计算说明李老师是否超 速。(已知超声波的速度为340 m/s,且保持不变)
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4. [2024宿迁模拟]有些人骑行电动车时喜欢看手机、姿势随 意,存在很大的安全隐患。电动车遇到紧急情况时,紧急停车要经历反应和制动两个过程,电动车在反应过程做匀速直线运动,在制动过程做变速运动。某人骑电动车以18 km/h的速度匀速行驶,骑车时看一眼手机用了2 s,在这段时间内相当于在无人驾驶状态下以原来速度匀速行驶。该人发现情况紧急停车时,在反应时间电动车行驶了4 m,电动车在这两个过程中的总距离为9.5 m。求:
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(1)在看手机时间内,电动车行驶的路程。
(2)该电动车骑行人的反应时间。
解:骑电动车的速度v=18 km/h=5 m/s,在看手机时间
内,电动车行驶的路程s=vt=5 m/s×2 s=10 m。
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(3)电动车从发现情况到紧急停车全程的平均速度为2.5 m/s,则电动车的制动时间是多少。
5. 如图甲所示,小车A和小车B在马路上相向而行,小车A向右运动,小车B向左运动。如图乙所示的是小车A和小车B的路程随着时间变化的坐标图,从开始计时到第16 s两车正好相遇。
(1)小车A的速度是多少米每秒?
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(2)如图乙所示,小车A和小车B在开始计时相距多少米?
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解:由图乙可知,B车16 s共运动的路程sB=60 m,
A车16 s共运动的路程sA′=vAt=6 m/s×16 s=96 m,
小车A和小车B在开始计时相距的路程s=sA′+sB=96 m+60 m=156 m。
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(3)如图丙所示,马路为双向两车道,每一条道均为3.5 m 宽,以5 m/s速度做匀速直线运动的小车C正前方25 m处一行人正开始横穿马路,行人也做匀速直线运动,小车C车长为5 m(小车可看成一个长方体),
小车C始终行驶在该车道的中间;为
了能够安全通过,行人速度的范围
是多少?
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解:火车完全通过隧道时行驶的路程s1=L隧道+L车= 1 800 m+360 m=2 160 m,
火车的运行速度v===20 m/s。
解:火车全部在隧道内运行的路程s2=L隧道-L车=1 800 m-360 m=1 440 m,
所需的时间t2===72 s。
解:声音传播的距离s声=v声t=340 m/s×2 s=680 m,
鸣笛后火车通过的路程s车=v车t=20 m/s×2 s=40 m,
则听到回声时火车距山崖的距离s=(s声-s车)=× (680 m-40 m)=320 m。
解:由列车时刻表可知,G1200次列车在上海的发车时间为10:30,到达徐州的时间为14:00,用时3.5 h,上海到徐州的里程为525 km,则列车全程的平均速度v= ==150 km/h。
解:列车全部在大桥上运行的距离s′=L-L车=7 000 m-315 m=6 685 m,则列车全部在大桥上运行的时间t′′===95.5 s。
解:测速仪第一次发出的信号到达汽车处时,汽车与测速仪之间的距离s1=v声t1=340 m/s×=170 m;
第二次发出的信号到达汽车处时,汽车与测速仪之间的距离s2=v声t2=340 m/s×=102 m。
汽车在两次与信号相遇的过程中,行驶的路程s′=s1-s2=170 m-102 m=68 m,
行驶的时间t′=Δt-t1+t2=3.6 s- s+ s=3.4 s,
汽车的行驶的速度v′===20 m/s=72 km/h。
故李老师没有超速。
该电动车骑行人的反应时间t′===0.8 s。
解:紧急停车全程的路程s总=9.5 m,全程的总时间t总===3.8 s,制动时间t″=t总-t′=3.8 s-0.8 s=3 s。
解:小车A的速度vA===6 m/s。
解:由图丙可得,行人到达小车的距离s行人=s1+=3.5 m+=4.2 m,s行人′=s1++s2= 3.5 m++2.1 m=6.3 m,小车通过后行人恰好走到小车位置所用时间t1===6 s,行人的速度v1===0.7 m/s,
行人行走s行人′时,小车刚好到达行人行走的直线位置,小车所用时间t2===5 s,行人的速度v2== =1.26 m/s,
故行人速度v的范围是小于0.7 m/s,或大于1.26 m/s。
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