内容正文:
第五章 物体的运动
专题训练(六)
速度的相关计算
1. [2023南京建邺区期末]在铁管的一端敲一下,人的耳朵贴在铁管的另一端会听到两次声音,先听到的是从________(填“铁管”或“空气”)中传来的声音,若两次声音时间间隔为t,已知空气中的声速为v1,铁管中的声速为v2,则铁管的长度为________。
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铁管
类型一 声速的相关计算
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2. [2023盐城滨海期末]在打靶演习中,战士用大炮瞄准正在以400 m/s的速度水平匀速直线飞行的靶机,开炮后2 s看到靶机爆炸,再经5 s听到爆炸声。求:(声速取340 m/s,光传播时间不计)
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(1)从开炮到战士看到靶机爆炸,靶机飞行的距离。
(2)靶机爆炸时离炮口的距离。
解:从开炮到战士看到靶机爆炸,靶机飞行的距离
s靶机=v靶机t=400 m/s×2 s=800 m。
靶机爆炸时离炮口的距离s=v声t声=340 m/s×5 s=
1 700 m。
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(3)炮弹飞行的平均速度。
3. [2023苏州期末]一列火车沿直线朝着山崖以108 km/h的速度行驶,在距离山崖不远处鸣笛,经过4 s后便听到了从山崖反射的回声。已知声音在空气中的传播速度是340 m/s,火车长200 m,则:
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(1)4 s内火车行驶的路程是多少米?
(2)鸣笛时火车离山崖多少米?
解:火车的速度v1=108 km/h=30 m/s,
4 s内火车行驶的路程s1=v1t=30 m/s×4 s=120 m。
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(3)火车行至山崖后,完全穿过山崖下的隧道用了3 min,隧道的长度是多少米?
解:火车完全穿过隧道的时间t′=3 min=180 s,火车完全穿过隧道的路程s′=v1t′=30 m/s×180 s=5 400 m,
隧道的长度s隧道=s′-s车长=5 400 m-200 m=5 200m。
4. [2023扬州邗江区期末]长度为150 m的火车在笔直的轨道上匀速行驶,在从山崖驶向大桥的过程中,如图,火车头距离桥头200 m时鸣笛,鸣笛5 s后,火车头到达桥头,此时车头的司机听到来自山崖的回声;听到回声30 s后,车尾驶过桥尾。求:(声音在空气中的传播速度为340m/s)
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(1)火车的速度。
(2)大桥的长度。
火车完全通过大桥的路程s2=v车t2=40 m/s×30 s= 1 200 m,则大桥的长度L桥=s2-L车=1 200 m-150 m=1 050 m。
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(3)鸣笛时,火车车头到山崖的距离。
解:声音传播的距离s声=v声t=340 m/s×5 s=1 700 m,设司机鸣笛时车头到山崖的距离为s,则:2s=s声-s1=1 700 m-200 m,解得:s=750 m。
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5. 在国庆阅兵仪式中,徒步方队要经过长为96 m的“礼仪区”。已知每个方队在长安街上行走600m用时10min。
(1)求方队在长安街上行走的速度。
类型二 过桥、过隧道类
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(2)若方队行走速度不变,某个方队全部通过“礼仪区”的时间是112 s,求这个方队的长度。
解:这个方队全部通过“礼仪区”走过的路程s2=vt2= 1 m/s×112 s=112 m,这个方队的长度s=s2-s区= 112 m-96 m=16 m。
6. [2023宿迁宿豫区期末]如图所示,重庆轨道2号线在李子坝站“穿”居民楼而过,山城的复杂地形造就了全国绝无仅有的震撼景象。吸引众多游客至此来“打卡”。若某辆不停靠站点的空载列车长120 m,
该列车在100 s内能匀速行驶1.5 km的
路程,求:
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(1)该列车的行驶速度。
(2)某位游客测出该列车完全“穿”过居民楼的过程中所花的时间为18 s,由此可知该居民楼长度为多少米?
该列车完全“穿”过居民楼的路程s′=vt′=15 m/s×18 s=270 m,居民楼长度s楼=s′-s车=270 m-120 m= 150 m。
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(3)根据以上信息计算该不停靠站点的空载列车“穿”楼过程中“完全隐没”在楼中的持续时间。
7. [2023泰州兴化期末]下表是从上海到南京的某次特快列车运行时刻表的一部分,根据该列车运行时刻表回答下列问题:
类型三 列车时刻表类
站名 上海 苏州 常州 南京
到站时间 09:39 10:29 11:47
发车时间 09:00 09:43 10:33
里程/km 0 84 303
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(1)该列车由上海站驶往南京站全程的平均速度是多少千米/时?(结果精确到0.1 km/h)
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(2)如果该列车在苏州站到常州站路段上的平均速度是120 km/h,则苏州站到常州站的路程为多少千米?
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(3)某次行驶中,该次特快列车(列车长为150 m)以30 m/s的平均速度通过全长为600 m的大桥,列车全部通过桥所用的时间为多少秒?
8. [2023无锡江阴期末]五一假期,小明乘坐武广高铁G× ×次列车,从深圳出发,跨越广东、湖南、湖北三省,到达武汉,全程约1 171 km。该列车时刻表如表所示。
站次 站名 到达时间 发车时间 里程(千米) 停留时间(分)
1 深圳北 — 17:00 0 0
2 广州南 17:40 17:45 102 5
3 长沙南 20:35 20:43 809 8
4 武汉 22:30 — 1 171 —
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(1)武广高铁全线铺设了具有世界铁路先进水平的混凝土无砟轨道,500 m一根的钢轨全部实现无缝焊接,并在轨道下铺设新型减震材料,有效减少钢轨与列车车轮摩擦时产生的噪声,不再有“咣当”“咣当”的声音,非常平稳,这种控制噪声的措施属于在________控制噪声;列车车窗采用的是双层中空玻璃,能大大减弱外界噪声干扰,这种控制噪声的措施属于在__________控制噪声。
声源处
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传播途中
(2)根据表中信息,试计算该次列车从深圳北站到武汉站的平均速度。(结果保留一位小数)
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(3)高铁铁路会经过许多桥梁和隧道。如图所示,该次列车以180 km/h的速度完全通过某隧道用时0.5 min,若车长为300 m,试计算该隧道的长度。
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解:列车速度v1=180 km/h=50 m/s,
列车0.5 min内通过的距离s1=v1t1=50 m/s×0.5×60 s=1 500 m,
该隧道长度s′=s1-s车=1 500 m-300 m=1200 m。
点拨:在铁管的一端敲一下,人的耳朵贴在铁管的另一端会听到两次声音,由于声音在铁管中比在空气中传播快,所以先听到的是从铁管中传来的声音;两次声音传到人耳的时间间隔是t,则t空气-t铁=t,设铁管的长度为L,根据v=可得:-=t,化简得:L=。
解:炮弹飞行的平均速度v平均===850 m/s。
声音传播的距离s2=v2t=340 m/s×4 s=1 360 m,鸣笛时火车离山崖的距离s=(s1+s2)=×(120 m+1 360 m)=740 m。
解:火车的速度v车===40 m/s。
解:方队在长安街上行走的速度v===1 m/s。
解:该列车的行驶速度v===15 m/s。
解:空载列车“穿”楼过程中“完全隐没”在楼中的路程s″=s楼-s车=150 m-120 m=30 m,空载列车“穿”楼过程中“完全隐没”在楼中的持续时间t″===2 s。
解:该列车由上海站到南京站全程的时间t=11:47- 9:00=2 h 47 min= h,
全程的平均速度v==≈108.9 km/h。
解:该列车从苏州站到常州站所用的时间t′=10:29- 9:43=46 min= h,
苏州站到常州站的路程s′=v′t′=120 km/h× h=92 km。
解:列车全部通过桥所用的时间t″====25 s。
解:根据表中信息可知,该次列车从深圳北站到武汉站行驶的时间为5.5 h,路程为1 171 km,所以该次列车从深圳北站到武汉站的平均速度v==≈212.9 km/h。
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