内容正文:
专题5.3 直线运动【七大题型】
题型一、匀速直线运动的理解 3
题型二、变速运动与匀速直线运动 4
题型三、用图像描述物体的运动 6
题型四、火车时刻表 7
题型五、测速 8
题型六、追及问题 9
题型七、相遇问题 10
巩固练习 12
提优练习 18
知识点01 匀速直线运动
物体沿着直线快慢不变的运动叫做匀速直线运动。
注释:
1、匀速直线运动的特点:
①匀速直线运动是运动状态不变的运动,是最简单的机械运动。
②在整个运动过程中,物体的运动方向和运动快慢都保持不变。
③在任意一段相等的时间内和任意一段路程内速度都是相等的。
2、做匀速直线运动的物体,其速度的大小可以由v=s/t来计算,但速度的大小与s、t无关。
知识点01 匀速运动及平均速度
物体运动速度发生改变的运动叫做变速运动。
知识点03 用图象描述物体的运动
图像法是描述各物理量之间的关系的有效手段,在物理学里经常用到。
注释:
1.s-t图象:用横坐标表示时间t,纵坐标表示路程s,就得到了物体运动的s-t图象,如下图(1)所示是匀速直线运动的s-t图象。
2.v-t图象:用横坐标表示时间t,用纵坐标表示速度v,就得到了物体运动的v-t图象,如下图(2)所示是匀速直线运动的v-t图象。
知识点04 平均速度
1、如果测出了物体运动的距离s和通过这段距离所用的时间t,就可以算出物体在这段时间内运动的
平均速度。
2、平均速度的计算:
知识点05 平均速度的测量
1、实验器材:斜面、小车、停表、刻度尺
2、实验原理:
3、实验过程:
(1)使斜面保持很小的坡度;
(2)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测量小车要通过的路程S;
(3)测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t;
(4)根据公式:算出平均速度。
(5)将金属片移至斜面的中点,再次测量小车到金属片的距离,小车从斜面的顶端滑下,撞到金属片的时间。然后算出小车通过上半段路程时的平均速度。
4、表格:
路程
运动时间
平均速度
注释:
1、要使斜面保持较小的斜度,这样小车加速下滑的速度较慢方便计时。
2、小车从斜面滑下时,一定要做直线运动,否则测量的路程比实际路程要小,影响实验结果。
题型一、匀速直线运动的理解
1.由速度公式可知,一个做匀速直线运动的物体的速度( )
A.与路程成正比 B.与时间成正比
C.随时间和路程而改变 D.与时间和路程无关
2.下列物体的运动可近似看成匀速直线运动的是( )
A.正在进站的火车
B.离开脚后在草地上滚动的足球
C.站在商场自动扶梯上的顾客
D.绕地球匀速转动的“北斗”卫星
3.以下物体的运动,可以近似地看作匀速直线运动的是( )
A.树上的苹果竖直落向地面
B.投掷出的篮球在空中飞行
C.同步卫星围绕地球做匀速运转
D.乘客乘坐电动扶梯上楼
4.图中的A、B、C、D分别是用频闪照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的小球在不同运动状态下的照片,其中小球做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
题型二、变速运动与匀速直线运动
5.如图记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时,在某段时间内的运动过程。关于甲、乙两车的运动情况,说法错误的是( )
A.司机相对地面是运动的
B.乙车到达600m处所用时间大于甲车达此处所用时间
C.乙车在做匀速直线运动
D.甲、乙两车在40s内的平均速度相同
6.如图为两个小球甲、乙同时从a处竖直下落到b处的频闪照片,已知每两次拍摄的时间间隔为0.2s。该照片显示甲球做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动;0.6s内,甲球通过的路程 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙球通过的路程。
7.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”)。
8.如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。分析照片可知:
(1)小球在做 直线运动(选填“匀速”或“变速”),其理由是: ;
(2)小球从B点运动到D点的平均速度 (填“大于”、“小于”或“等于”)小球从B点运动到F点的平均速度;
(3)小球在 两点间的平均速度最大;
(4)图中四个速度随时间的关系图象,能反映出该小球下落运动的是 。(选填图中的选项字母)
A.B.C. D.
题型三、用图像描述物体的运动
9.如图是某物体运动的s-t图象。根据图象反映出的情况,下列说法正确的是( )
A.物体全程保持匀速运动
B.物体到第4秒时运动的总路程为2m
C.全程的平均速度是1.2m/s
D.物体运动情况是先慢后快
10.甲、乙两辆小车在平直的路面上同一地点出发向东运动,小明测出它们运动路程和时间,并依据数据作出了相应的路程﹣时间关系如图1所示。由图知小车甲做 运动,图2中秒表的示数是 s,此时甲的速度大小为 m/s,第9s时甲、乙相距 m。
11.甲、乙两小车在同一水平面上运动,如图所示是它们运动的s-t图像,由图像可知( )
A.甲车速度大于乙车速度
B.甲、乙两车都由静止开始做加速运动
C.甲、乙两车都以1m/s的速度做匀速运动
D.甲、乙两车经过8s的时间刚好相遇在距离甲车出发点8m处
12.如图甲所示的无人快递派送车已应用于很多大学城,某次该车从快递驿站出发,10min后到第一个派送点停靠并派送快递,完成任务后再次出发开往下一个派送点,其路程s与时间t的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.快递驿站到第一个派送点的距离为2.0km
B.派送车在第一个派送点停靠了13min
C.派送车在10~13min内做匀速直线运动
D.派送车从快递驿站到第一个派送点的平均速度为6km/h
题型四、火车时刻表
13.“坐上动车去台湾,就在那2035年”,京台高铁是国家规划建设的一条国家级高铁主干线,途经合肥等地,至台北。已经建成通车的商合杭高铁是其中的一段路线,上午11:36到达杭州站。若全程约924km。
(1)则该列动车从合肥到杭州的平均速度是多少?
(2)途中以这个速度匀速经过一长度为1000m的山洞,则这列动车完全通过山洞的时间是多少?
14.雅安市素有成都后花园的美誉,随着交通的便利日常自驾出行往返两地的人越来越多。家住雅安的小林一家自驾到成都游玩,导航给出了“时间短”、“限速多”和“收费少时间长”三个方案,如图所示(1公里=1千米)。
(1)若选择“时间短”方案,时间按照1小时30分计算,求汽车的平均速度是多少千米/小时?(结果保留整数)
(2)若以20m/s的平均速度按照“限速多”路线行驶,求全程需要多少小时?
15.下表为小军同学给外婆送电暖器时,根据乘坐出租车的发票,提炼出的信息。求:
车号
川ELZ##6
上车
8∶00
下车
8∶10
单价
2元/km
里程
8km
(1)小军同学乘坐在该出租车上时,出租车行驶的时间为多少min?
(2)小军同学乘坐在出租车上时,出租车的平均速度是多少km/h,合多少m/s?
(3)小军同学乘车这段时间,这辆出租车是否做匀速直线运动?请简述理由。
题型五、测速
16.如图所示是某高速路上的一个区间测速的相关标识,区间测速的基本原理:通过监控摄像头获取车辆到达区间测速起点的时间、车辆到达区间测速终点的时间,从而得出该车辆通过该测速区间的时间,结合区间距离计算平均车速,用来判定车辆是否超速。假设某车辆以70km/h的速度进入如图所示的区间测速路段,行驶了一段距离后,又以100km/h的速度行驶了0.2h,然后再以70km/h的速度继续行驶直至离开该区间测速路段,请计算:
(1)汽车以100km/h的速度行驶的路程;
(2)汽车前后以70km/h的速度行驶的总时间;
(3)在该区间测速路段,该车辆的平均速度有没有超出限定速度。
17.如图,是一辆装有超声测速装置的警车(空气中的声速是 340m/s):
(1)当它停在平直的公路边执勤时,发现一辆匀速行驶的汽车向这边驶来,当该车行驶到距警车 365 m 时,测速仪向该车发出一个超声信号,2s 后收到该车返回的信号。该汽车的速度是多少?
(2)当它匀速行驶在平直的公路上执勤时(行驶速度 20m/s),发现有一辆卡车停在路边,警车测速仪此时向该卡车发出一个超声信号,0.5s 之后收到卡车反射回来的信号。那么警车接受到信号时距卡车多远?
题型六、追及问题
18.如图是根据甲乙两人周末骑行情况,绘制的s—t图像,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两人骑行的速度相同
B.乙骑行速度比甲骑行速度慢
C.乙比甲晚出发2s,乙出发8s之后追上了甲
D.乙比甲晚出发2s,乙出发8s之后与甲相遇
19.甲、乙两物体同一地点、同一时间、同一方向在一条平直道路上开始运动,它们运动的s﹣t和v﹣t图像分别如图所示。求:
(1)甲物体在5~7s内的平均速度为多少?
(2)乙物体15分钟所走的路程为多少?
(3)从开始运动经过多少秒后,它们会再次相遇?
20.甲、乙两物体从同一地点出发沿同一方向运动,其路程s跟时间t的关系图象如图所示,则:
(1)甲与乙物体的运动速度各为多少?
(2)两物体相遇后40 s两物体之间的距离为多少?
题型七、相遇问题
21.甲、乙两人分别从相距1400m的两地同时相向而行,速度分别为3m/s和4m/s,与此同时甲放出一只狗以5m/s的速度跑向乙,与乙相遇后又立即跑向甲,如此反复直到甲、乙相遇.那么这只狗在此过程中共跑了多远的路程?
22.如图甲所示,在平直地面上,两辆玩具小车相向而行。小明和小亮通过测量记录数据描绘出小车A、B在某段时间内通过的路程与所用的时间的图像如图乙。求:
(1)在0~6s内,B车的速度是多少;
(2)在0~5s内,A车平均速度是多少?
巩固练习
一、单选题
1.下列有关物体运动的描述中,物体做匀速直线运动的是( )
A.做匀速圆周运动的小车 B.在盘山公路上运动的小车
C.腾空而起的火箭 D.在平直公路上匀速行驶的汽车
2.一个物体在做匀速直线运动,它的速度为,下列说法正确的是( )
A.v与s成正比 B.v与s成反比
C.v与s,t无关 D.v等于s与t的比值
3.如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩后,鱼漂从露出水面的长度为6cm竖直向下运动到露出水面的长度为2cm的过程,所用时间为0.4s,则该运动过程鱼漂的平均速度为( )
A.5cm/s B.10cm/s C.15cm/s D.20cm/s
4.甲、乙两车同时在同一平直公路上向东平稳行驶,如图所示,采用“频闪摄影”的方式,使用照相机每隔10s拍下一张照片,记录下汽车的位置,有关分析不正确的是( )
A.甲车做匀速直线运动,乙车做变速直线运动 B.甲车全程所用的时间比乙车所用时间长
C.乙车全程的平均速度为30m/s D.甲、乙两车全程的平均速度相等
5.某探究小组在“测量物体运动的平均速度”实验中,拍摄了小球运动过程的频闪照片。让小球从斜面上的点由静止开始滚下,、、点为频闪照相机拍摄小球每隔相同时间所到达的位置,如图所示。能说明小球在斜面上运动情况的图象是( )
A. B.
C. D.
6.小亮和小聪在操场上沿直跑道跑步,他们通过的路程和时间关系如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.两人都做匀速直线运动
B.8 s的时间内,小聪做变速直线运动
C.前2 s的时间,小亮跑的较快
D.8 s的时间内,小亮跑的路程更长
7.甲、乙两车从同一地点沿同一方向运动,两车通过的路程和所用时间的关系如图所示。关于甲、乙两车的运动情况,下列判断正确的是( )
A.0~5s,甲车速度是乙车速度的4倍
B.经过15s,甲、乙两车相距36m
C.经过18s,甲、乙两车相距4m
D.5~25s,乙车做匀速直线运动
二、填空题
8.一个做匀速直线运动的物体5s内通过了20m,该物体在第4s时的瞬时速度是 m/s。
9.如图所示是某小车沿直线运动的路程与时间的关系图像,由图像可知:它做的是 直线运动,其速度大小是 m/s。
10.如图记录了两辆汽车在某段平直公路上由同一起点向东行驶时的运动过程,由图可知甲车做 运动,乙车做 运动,40s内甲、乙辆车的平均速度的大小关系是:v甲 v乙(选填“>”、“<”或“=”)。
11.一个做匀速直线运动的物体,在8s内通过的路程为40m,它在前一半路程内的速度为 m/s,在第6秒内通过的路程为 m。
12.某物理实验小组的同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次,拍下某小球竖直向下的运动状态,如图所示。
(1)可以看出小球在做 直线运动(选填“匀速”或“变速”);
(2)四个速度随时间变化的关系图象中,能正确反映出该小球运动情况的是 。(选填图中的字母)
13.甲、乙两物体从同一位置沿同一方向做直线运动,其s﹣t图像如图所示,其中做匀速直线运动的是 物体。甲、乙从开始运动到A时刻,两者的平均速度的大小关系是v甲 v乙。
三、实验题
14.在物理实验课上,小明利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。
(1)该实验所依据的原理是 ;
(2)图中AB段的距离为 cm;
(3)实验时应使斜面的坡度较缓,目的是便于测量 (选填“路程”或“时间”);
(4)分析实验记录的数据可知:小车在BC段的速度为 m/s;
(5)如下图所示,下列坐标图像中能准确反映小车运动情况的是 。
15.打点计时器1秒钟上下振动50次,如图所示是用打点计时器测甲乙两个物体运动时打出的两条纸带。
(a)甲纸带上从a到f点的时间间隔为 秒,乙纸带上从a点到f点的时间间隔为 秒;
(b)从甲乙两条纸带上看,做匀速直线运动的 纸带;(选填“甲”或“乙”)
(c)甲纸带上从a点到c点和乙纸带上从d点到f点所用时间是 的,距离是 的;(均选填“相同”或“不相同”)
(d)比较甲乙两条纸带的打点情况,甲纸带测的物体的运动情况是 的(选填“加速”或“匀速”),乙纸带的运动情况是 (选填“加速”或“匀速”),理由是 。
四、计算题
16.用雷达测定某云层的厚度的过程中记录了下列数据:从地面垂直向云层发射一束超声波,同时开始计时,经过16s收到第一次回声,经过18s收到第二次回声,已知超声波在空气中的传播速度是340m/s,在云层中的平均传播速度约为1000m/s。求:
(1)云层距地面高度;
(2)云层的厚度。
17.汽车在出厂前要进行测试,某次测试中,先让汽车在模拟山路上以10m/s的速度行驶400s,紧接着又以20m/s的速度继续行驶了400m。求:
(1)该汽车以10m/s的速度行驶的路程s1是多少?
(2)该汽车以20m/s的速度行驶的时间t2是多少?
(3)汽车在这次整个测试过程中的平均速度是多少?
18.如图所示,是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据,描绘出的s-t图象。请你根据图象,求:
(1)0~20min时间段内汽车的速度;
(2)0~50min时间段内汽车的平均速度;
(3)20~38min通过的路程。
提优练习
一、单选题
1.甲、乙两小车分别从P、Q两点出发,沿同一直线匀速运动,它们的s-t图像分别如图(a)(b)所示,甲比乙早3秒出发,甲出发5秒后两车相遇,则P、Q两点间的距离可能为( )
A.22米 B.7米 C.2米 D.1米
2.甲、乙两名同学从同一起点出发,沿平直公路运动到相同终点。 甲在前一半时间里以 2m/s做匀速直线运动,后一半时间里以 1m/s 做匀速直线运动; 乙在前一半路程中以1m/s 做匀速直线运动,后一半路程中以2m/s 做匀速直线运动,则甲、乙到达终点的时间之比为( )
A.1∶1 B.9∶8 C.8∶9 D.4∶3
3.甲、乙物体同时、同地、同向出发,运动情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲在25s~30s反向运动 B.甲和乙在第30s时相遇
C.甲在5s~10s间赶超乙 D.0s~30s甲的平均速度大于乙
4.AB是一条平直公路边上的两块路牌,一只小鸟和一辆小车同时分别由A、B两路牌相向运动,小鸟飞到小车正上方立即以同样大小的速度折返飞回A并停留在路牌处;再过一段时间,小车也行驶到A。它们的位置与时间的关系如图所示,图中t2=2t1。则下列说法中错误的是( )
A.小鸟与汽车速度大小之比为3∶1
B.从出发到相遇这段时间内,小鸟与汽车通过的路程之比为3∶1
C.小鸟到达A时,汽车到达AB中点
D.小鸟与汽车通过的总路程之比为3∶1
5.司机师傅开车行驶了一段路程,在前三分之一的路程中的平均速度为v1,在后三分之二的路程中的平均速度为v2,则全程的平均速度为( )
A. B.
C. D.
二、填空题
6.小华在假期探望外祖母,他乘坐火车时发现,每经过铁轨接头处,车身都要振动一次,他还发现,火车进山洞前的一瞬间要鸣笛一次。小华恰好坐在车尾,从听到笛声到车尾出洞,小华共数出85次车身振动,所用的时间是1分45秒。若车身总长280米,每节铁轨长12.5米,当时火车的速度是 ,山洞的长度是 m。(设火车一直匀速直线行驶,声音在空气中的传播速度是)
7.小宇跟小丽进行百米赛跑,每次小宇都比小丽提前20m到达终点,且小宇百米赛跑所用时间为12s。若小宇退后20m再同小丽比赛(两人同时起跑,并且两人的平均速度和原来一样),结果是小宇比小丽快 s到达终点。
8.速度是表示物体 的物理量.速度大的物体运动 快(填“一定”或“不一定”).做匀速直线运动的物体甲和乙,它们通过的路程之比为3:4,所用时间之比为2:3,则甲、乙两物体速度之比为 ;若他们通过相同的路程,则它们所用时间之比为 .
9.某人驾驶小艇,沿河逆流而上,从甲地到乙地,又立即从乙地返回甲地。若小艇在静水中的速率为8米/秒,河水流速为2米/秒,则小艇往返于甲、乙两地之间的平均速率为 米/秒。
三、实验题
10.课外实践活动中,小明想探究纸锥下落快慢与锥角、扇形半径的关系。他用复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片,制成了如图甲所示的3个纸锥。实验中,纸锥依次从相同高度由静止释放,并测出下落时间。
(1)实验中;通过 (选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法比较纸锥下落快慢:除了刻度尺外,该实验还需要的测量器材是 g;
(2)小明进行多次实验,并将数据记录在下表中:
纸锥编号
下落高度h/m
扇形纸片半径r/cm
剪掉的扇形
圆心角θ/°
纸锥锥角α/°
下落时间t/s
1
1.9
10
90
81.9
2.20
2
1.9
10
135
71.1
1.84
3
1.9
5
90
81.9
2.20
分析表中数据,得出的结论是纸锥下落的快慢与扇形半径 ,与锥角 (均选填“有关”或“无关”);
(3)在做上述实验时,小华利用频闪相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2s拍照一次。如图乙所示,用刻度尺对拍摄的照片进行测量,由图乙可以判断纸锥下落过程中速度的化情况是 。照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1:3,则纸锥在A、B间的平均速度为 m/s;
(4)小明和小华进行交流时,发现测得的纸锥下落的最大速度有差异,请你猜想影响最大速度大小的因素可能是 (写出一个即可)。
11.小明在研究物体的运动速度时,做了测量“气泡速度”的实验。实验装置如图所示,长40cm两端封闭的直玻璃管,管内注满水,内留一个小气泡。
实验操作:倒转玻璃管,保持竖直,观察气泡在管内的运动。实验中,同学们从某一位置A开始用停表计时,每隔2s在玻璃管上标出气泡的位置,用刻度尺测出气泡经过各位置的路程,并将数据填入表-1中。
表-1
位置
A
B
C
D
E
F
G
路程/cm
0
3.0
7.0
12.0
17.0
22.0
27.0
时间/s
0
2
4
6
8
10
12
(1)分析表中数据可知,气泡在AG段的平均速度的大小为 m/s;
(2)根据表格中的数据总结出气泡整个运动过程中,速度变化规律为 ;
(3)小明发现实验过程中气泡运动过快导致时间测量不是很准确,那么如何改变气泡的运动快慢,气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?小明想到液体中的气泡比水中气泡的上升速度慢很多,于是结合生活经验提出了以下猜想:
猜想一:跟气泡的大小有关;
猜想二:跟玻璃管内液体粘度有关。
小明使用盐水和两种粘度不同的液体(液体1的粘度小于液体2,两种液体粘度均大于盐水,三者密度相同)进行了探究,测出气泡经过CG段的时间。实验数据记录如表-2所示:
表-2
气泡长度1cm
气泡长度2cm
气泡长度3cm
实验序号
液体种类
上升所需时间/s
实验序号
液体种类
上升所需时间/s
实验序号
液体种类
上升所需时间/s
1
盐水
5.5
4
盐水
4.7
7
盐水
3.9
2
液体1
10.1
5
液体1
8.5
8
液体1
6.9
3
液体2
12.4
6
液体2
11.2
9
液体2
10.0
①分析 三组实验数据,可以得出实验结论:液体粘度相同,气泡长度越长,气泡运动越 (选填“快”或“慢”);
②分析1、2、3三组实验数据,可以得出实验结论:气泡长度相同,液体粘度越大,气泡运动越 (选填“快”或“慢”);
(4)近些年来,部分不法商贩将用糖勾兑稀释后粘度大的果汁装进正品鲜榨果汁的瓶子中卖给消费者。结合本次实验结论,我们在区分二者的时候,可以将瓶身倒转,其中,气泡上升较 (选填“快”或“慢”)是鲜榨果汁,另一种则是经过稀释后用糖勾兑的果汁;
(5)在一个寒冷早晨,小华在重复小明的实验时发现气泡运动比小明记录的要慢,于是小华据此提出了猜想三:液体中气泡的运动快慢还可能与 有关。
四、计算题
12.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15s两车正好相遇。求:
(1)小车A和小车B在开始计时的时候相距多远;
(2)如图丙所示,马路为双向两车道,每条车道宽3.5m。一辆长5m、宽2.1m的小车C(小车可看成一个长方体)以6m/s的速度由西向东匀速行驶在右侧车道的正中间。此时,一行人突然从图中E点横穿马路,人与小车在东西方向的距离为=25m。为了能够安全通过,行人速度的范围是多少。(不考虑小车车速和方向变化,以及制动情况)
13.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。若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s;求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪的距离;
(2)汽车接收到第二次信号时,距测速仪的距离;
(3)汽车从接收到第一次信号到接收到第二次过程中,行驶的距离;
(4)若此路段限速120km/h,试计算说明汽车在此路段是否超速?
14.小康一家去旅游,开车前往飞机场,经过高速公路入口的ETC收费通道(如图甲)时,到达A处开始减速,AB段s1=50m,经t1=4s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界B处,然后再以21.6km/h的速度匀速通过ETC收费岛BC段,BC段s2=36m。在高速路上行驶时,小康看到如图乙所示的交通标志牌,此时刚好收音机播报为上午10:00整。求:
(1)汽车通过ETC收费岛BC段所用的时间;
(2)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程AC段的平均速度大小;
(3)从交通标志牌处汽车按图丙所示速度计显示速度行驶10分钟后,小康突然想起必须在10:30前赶到机场,请问在遵守交通规则的前提下车速至少提升到多少km/h?
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专题5.3 直线运动【七大题型】
题型一、匀速直线运动的理解 3
题型二、变速运动与匀速直线运动 5
题型三、用图像描述物体的运动 7
题型四、火车时刻表 11
题型五、测速 13
题型六、追及问题 15
题型七、相遇问题 18
巩固练习 20
提优练习 32
知识点01 匀速直线运动
物体沿着直线快慢不变的运动叫做匀速直线运动。
注释:
1、匀速直线运动的特点:
①匀速直线运动是运动状态不变的运动,是最简单的机械运动。
②在整个运动过程中,物体的运动方向和运动快慢都保持不变。
③在任意一段相等的时间内和任意一段路程内速度都是相等的。
2、做匀速直线运动的物体,其速度的大小可以由v=s/t来计算,但速度的大小与s、t无关。
知识点01 匀速运动及平均速度
物体运动速度发生改变的运动叫做变速运动。
知识点03 用图象描述物体的运动
图像法是描述各物理量之间的关系的有效手段,在物理学里经常用到。
注释:
1.s-t图象:用横坐标表示时间t,纵坐标表示路程s,就得到了物体运动的s-t图象,如下图(1)所示是匀速直线运动的s-t图象。
2.v-t图象:用横坐标表示时间t,用纵坐标表示速度v,就得到了物体运动的v-t图象,如下图(2)所示是匀速直线运动的v-t图象。
知识点04 平均速度
1、如果测出了物体运动的距离s和通过这段距离所用的时间t,就可以算出物体在这段时间内运动的
平均速度。
2、平均速度的计算:
知识点05 平均速度的测量
1、实验器材:斜面、小车、停表、刻度尺
2、实验原理:
3、实验过程:
(1)使斜面保持很小的坡度;
(2)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测量小车要通过的路程S;
(3)测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t;
(4)根据公式:算出平均速度。
(5)将金属片移至斜面的中点,再次测量小车到金属片的距离,小车从斜面的顶端滑下,撞到金属片的时间。然后算出小车通过上半段路程时的平均速度。
4、表格:
路程
运动时间
平均速度
注释:
1、要使斜面保持较小的斜度,这样小车加速下滑的速度较慢方便计时。
2、小车从斜面滑下时,一定要做直线运动,否则测量的路程比实际路程要小,影响实验结果。
题型一、匀速直线运动的理解
1.由速度公式可知,一个做匀速直线运动的物体的速度( )
A.与路程成正比 B.与时间成正比
C.随时间和路程而改变 D.与时间和路程无关
【答案】D
【详解】一个物体做匀速直线运动时,其速度保持不变,与路程和时间无关,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.下列物体的运动可近似看成匀速直线运动的是( )
A.正在进站的火车
B.离开脚后在草地上滚动的足球
C.站在商场自动扶梯上的顾客
D.绕地球匀速转动的“北斗”卫星
【答案】C
【详解】A.正在进站的火车,其速度在逐渐减小,因为火车需要减速才能安全进站。所以,火车的运动速度在变化,不是匀速直线运动,故A不符合题意;
B.离开脚后在草地上滚动的足球,由于受到草地的摩擦阻力,足球的速度会逐渐减小,直到停止。所以,足球的运动速度在变化,不是匀速直线运动,故B不符合题意;
C.站在商场自动扶梯上的顾客,如果扶梯是匀速运动的,那么顾客也会随着扶梯做匀速直线运动。因为顾客在扶梯上的位置相对固定,所以其速度大小和方向都与扶梯相同,保持不变。故C符合题意;
D.绕地球匀速转动的“北斗”卫星,虽然其速度大小可能保持不变,但其运动方向在不断变化,因为卫星在绕地球做圆周运动。所以,卫星的运动不是直线运动,更不是匀速直线运动,故D不符合题意。
故选C。
3.以下物体的运动,可以近似地看作匀速直线运动的是( )
A.树上的苹果竖直落向地面
B.投掷出的篮球在空中飞行
C.同步卫星围绕地球做匀速运转
D.乘客乘坐电动扶梯上楼
【答案】D
【详解】A.树上的苹果竖直落向地面,速度越变越快,是加速运动,故A不符合题意;
B.投掷出的篮球在空中飞行,速度发生了变化,故B不符合题意;
C.同步卫星围绕地球做匀速运转,是曲线运动,不是直线运动,故C不符合题意;
D.乘客乘坐电动扶梯上楼,速度不变,且直线运动,近似地看作匀速直线运动,故D符合题意。
故选D。
4.图中的A、B、C、D分别是用频闪照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的小球在不同运动状态下的照片,其中小球做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】小球做匀速直线运动,做匀速直线运动的物体在相同的时间内通过的路程相等,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
题型二、变速运动与匀速直线运动
5.如图记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时,在某段时间内的运动过程。关于甲、乙两车的运动情况,说法错误的是( )
A.司机相对地面是运动的
B.乙车到达600m处所用时间大于甲车达此处所用时间
C.乙车在做匀速直线运动
D.甲、乙两车在40s内的平均速度相同
【答案】C
【详解】A.司机与地面之间有位置的变化,所以司机相对地面是运动的,故A正确,不符合题意;
B.由图象可知,当两车通过的路程都为600m时,甲车用的时间为20s,而乙车用的时间大于30s,故B正确,不符合题意;
C.乙车在相等时间内通过的路程不相等,所以乙车做变速直线运动,故C错误,符合题意;
D.由图象可知,两车在40s的时间内通过的路程相等,都是1200m,所以两车在相等时间内通过的路程相等,则两车的平均速度相同,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.如图为两个小球甲、乙同时从a处竖直下落到b处的频闪照片,已知每两次拍摄的时间间隔为0.2s。该照片显示甲球做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动;0.6s内,甲球通过的路程 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙球通过的路程。
【答案】 变速 大于
【详解】[1]由图可知,甲球在相等的时间内通过的路程不相等,甲球做直线运动,所以甲球做变速直线运动。
[2]由图示可知,0.6s内,甲球通过的路程等于ab之间的距离,而乙球通过的路程小于ab之间的距离,所以甲球通过的路程大于乙球通过的路程。
7.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。
8.如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。分析照片可知:
(1)小球在做 直线运动(选填“匀速”或“变速”),其理由是: ;
(2)小球从B点运动到D点的平均速度 (填“大于”、“小于”或“等于”)小球从B点运动到F点的平均速度;
(3)小球在 两点间的平均速度最大;
(4)图中四个速度随时间的关系图象,能反映出该小球下落运动的是 。(选填图中的选项字母)
A.B.C. D.
【答案】 变速 在相同的时间间隔内,小球运动的路程越来越大 小于 E、F C
【详解】(1)[1][2]由图可知在相同的时间间隔内,小球运动的路程越来越大,说明小球在做变速直线运动。
(2)[3]由于小球的速度越来越快,故小球从B点运动到D点的平均速度小于B点运动到F点的平均速度。
(3)[4]由图可知在时间相同的情况下,E、F两点间的路程最大,故E、F两点间的速度最大。
(4)[5]由图可知小球运动速度越来越大,做加速运动,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
题型三、用图像描述物体的运动
9.如图是某物体运动的s-t图象。根据图象反映出的情况,下列说法正确的是( )
A.物体全程保持匀速运动
B.物体到第4秒时运动的总路程为2m
C.全程的平均速度是1.2m/s
D.物体运动情况是先慢后快
【答案】C
【详解】A.从图中可知,物体在0~2s内做匀速运动,在2s~5s内做匀速运动,但两段时间内直线的倾斜程度不同,故两端时间内的速度不同,故A错误;
B.从图中看出物体到第4秒时运动的总路程为5m,故B错误;
C.全程的平均速度为
故C正确;
D.物体在0~2s内的速度为
物体在2s~5s内的速度为
故物体的运动情况为先快后慢,故D错误。
故选C。
10.甲、乙两辆小车在平直的路面上同一地点出发向东运动,小明测出它们运动路程和时间,并依据数据作出了相应的路程﹣时间关系如图1所示。由图知小车甲做 运动,图2中秒表的示数是 s,此时甲的速度大小为 m/s,第9s时甲、乙相距 m。
【答案】 匀速直线 40 1 3
【详解】[1]横轴是时间,纵轴是路程。甲和乙的图象都是一条直线,表明甲和乙路程与时间成正比,则甲、乙车做的都是匀速直线运动。
[2]由图2知,分针指在0min和1min之间,且靠近1min处,所以秒针指示的时间为40s,即秒表的读数为40s。
[3]当甲车的运动时间是2s时,通过的路程是2m,则甲车的速度为
[4]第9s时甲车通过的路程为
由图1可知,乙车在第9s时通过的路程为6m,则第9s时甲、乙相距
11.甲、乙两小车在同一水平面上运动,如图所示是它们运动的s-t图像,由图像可知( )
A.甲车速度大于乙车速度
B.甲、乙两车都由静止开始做加速运动
C.甲、乙两车都以1m/s的速度做匀速运动
D.甲、乙两车经过8s的时间刚好相遇在距离甲车出发点8m处
【答案】C
【详解】A.由图可知,甲、乙两车运动相同时间4s时,甲车通过的路程为8m-4m=4m,乙车通过的路程为4m,由可知,两车的速度相等,故A错误;
B.由图可知,甲、乙两车都做匀速直线运动,所以,甲、乙两车不是由静止开始做加速运动,故B错误;
C.根据可知,甲、乙两车的速度
所以甲、乙两车都以1m/s的速度做匀速运动,故C正确;
D.由图可知,甲、乙两小车在同一水平面上运动,经过8s的时间,甲的路程距0点为0m,乙的路程距0点为8m,因此两车不相遇,故D错误。
故选C。
12.如图甲所示的无人快递派送车已应用于很多大学城,某次该车从快递驿站出发,10min后到第一个派送点停靠并派送快递,完成任务后再次出发开往下一个派送点,其路程s与时间t的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.快递驿站到第一个派送点的距离为2.0km
B.派送车在第一个派送点停靠了13min
C.派送车在10~13min内做匀速直线运动
D.派送车从快递驿站到第一个派送点的平均速度为6km/h
【答案】D
【详解】乙图图像中0~10min为从出发点到派送点,10~13min为派送车在派送点停留,13~19min为派送车完成任务后再次出发开往下一个派送点。快递驿站到第一个派送点的距离为1km,派送车在第一个派送点停靠的时间为
t1=13min﹣10min=3min
派送车在10~13min内静止;派送车从快递驿站到第一个派送点的平均速度为
故ABC错误,D正确。
故选D。
题型四、火车时刻表
13.“坐上动车去台湾,就在那2035年”,京台高铁是国家规划建设的一条国家级高铁主干线,途经合肥等地,至台北。已经建成通车的商合杭高铁是其中的一段路线,上午11:36到达杭州站。若全程约924km。
(1)则该列动车从合肥到杭州的平均速度是多少?
(2)途中以这个速度匀速经过一长度为1000m的山洞,则这列动车完全通过山洞的时间是多少?
【答案】(1)252km/h
(2)17s
【详解】(1)从合肥到杭州的时间为
则该列动车从合肥到杭州的平均速度为
(2)动车完全通过山洞的路程为
s′=L车+L洞=200m+1000m=1200m
动车的速度
v=252km/h=70m/s
这列动车完全通过山洞的时间为
14.雅安市素有成都后花园的美誉,随着交通的便利日常自驾出行往返两地的人越来越多。家住雅安的小林一家自驾到成都游玩,导航给出了“时间短”、“限速多”和“收费少时间长”三个方案,如图所示(1公里=1千米)。
(1)若选择“时间短”方案,时间按照1小时30分计算,求汽车的平均速度是多少千米/小时?(结果保留整数)
(2)若以20m/s的平均速度按照“限速多”路线行驶,求全程需要多少小时?
【答案】(1)87km/h;(2)2.125h
【详解】解:(1)若选择“时间短”方案,时间按照1小时30分计算,即汽车运动时间为
由图中信息可知,路程为130公里,即
则汽车的平均速度是
(2)若以20m/s的平均速度按照“限速多”路线行驶,“限速多”路线的路程为153公里,即
汽车的平均速度为
“限速多”路线全程需要的时间为
答:(1)汽车的平均速度是87km/h;
(2)“限速多”路线全程需要2.125h。
15.下表为小军同学给外婆送电暖器时,根据乘坐出租车的发票,提炼出的信息。求:
车号
川ELZ##6
上车
8∶00
下车
8∶10
单价
2元/km
里程
8km
(1)小军同学乘坐在该出租车上时,出租车行驶的时间为多少min?
(2)小军同学乘坐在出租车上时,出租车的平均速度是多少km/h,合多少m/s?
(3)小军同学乘车这段时间,这辆出租车是否做匀速直线运动?请简述理由。
【答案】(1)10min
(2)48km/h,13.3m/s
(3)不是,理由见解析
【详解】(1)小军同学乘坐在该出租车上时,出租车行驶的时间为
t=8∶10-8∶00=10min
(2)小军同学乘坐在出租车上时,出租车的平均速度是
(3)小军乘车后,汽车起步时速度增大,停车时汽车速度减小,行驶的路径也不可能是直线,所以,小军同学乘车这段时间,这辆出租车不是做匀速直线运动。
题型五、测速
16.如图所示是某高速路上的一个区间测速的相关标识,区间测速的基本原理:通过监控摄像头获取车辆到达区间测速起点的时间、车辆到达区间测速终点的时间,从而得出该车辆通过该测速区间的时间,结合区间距离计算平均车速,用来判定车辆是否超速。假设某车辆以70km/h的速度进入如图所示的区间测速路段,行驶了一段距离后,又以100km/h的速度行驶了0.2h,然后再以70km/h的速度继续行驶直至离开该区间测速路段,请计算:
(1)汽车以100km/h的速度行驶的路程;
(2)汽车前后以70km/h的速度行驶的总时间;
(3)在该区间测速路段,该车辆的平均速度有没有超出限定速度。
【答案】(1)20km
(2)0.2h
(3)超出限度速度
【详解】(1)汽车以100km/h的速度行驶的路程
(2)以70km/h速度行驶的路程
行驶的时间
(3)由图示知,该路段限定速度为80km/h,区间测速路段,该车辆行驶的总时间
平均速度
所以超出限度速度。
17.如图,是一辆装有超声测速装置的警车(空气中的声速是 340m/s):
(1)当它停在平直的公路边执勤时,发现一辆匀速行驶的汽车向这边驶来,当该车行驶到距警车 365 m 时,测速仪向该车发出一个超声信号,2s 后收到该车返回的信号。该汽车的速度是多少?
(2)当它匀速行驶在平直的公路上执勤时(行驶速度 20m/s),发现有一辆卡车停在路边,警车测速仪此时向该卡车发出一个超声信号,0.5s 之后收到卡车反射回来的信号。那么警车接受到信号时距卡车多远?
【答案】(1)25m/s;(2)80m
【详解】解:(1)超声信号到达该车所用的时间为
超声信号到达该车时,该车与警车之间的距离为
从超声信号到信号到达该车时,该车行驶的路程为
则该汽车的速度是
(2)警车接受到信号时,超声波传播的路程为
警车行驶的路程为
则警车接受到信号时距卡车
答:(1)该汽车的速度是25m/s;
(2)警车接受到信号时距卡车80m。
题型六、追及问题
18.如图是根据甲乙两人周末骑行情况,绘制的s—t图像,则下列说法正确的是( )
A.甲、乙两人骑行的速度相同
B.乙骑行速度比甲骑行速度慢
C.乙比甲晚出发2s,乙出发8s之后追上了甲
D.乙比甲晚出发2s,乙出发8s之后与甲相遇
【答案】D
【详解】AB.由图像可知,甲在10s内运动的路程
s甲=100m-50m=50m
甲的速度
乙比甲晚出发2s,在8s内运动的路程
s乙=50m
乙的速度
可得,甲、乙速度不同,乙的速度大于甲的速度,故AB错误;
CD.由图像可知,甲、乙相距100m,相向而行,甲在10s内运动了50m,乙比甲晚出发2s,乙在8s内运动了50m,因此乙出发8s之后与甲相遇,故C错误,D正确。
故选D。
19.甲、乙两物体同一地点、同一时间、同一方向在一条平直道路上开始运动,它们运动的s﹣t和v﹣t图像分别如图所示。求:
(1)甲物体在5~7s内的平均速度为多少?
(2)乙物体15分钟所走的路程为多少?
(3)从开始运动经过多少秒后,它们会再次相遇?
【答案】(1)2m/s;(2)900m;(3)8s
【详解】解:(1)由s-t图像可知,甲在5~7s内的平均速度
(2)由v-t图像可知,乙做匀速直线运动,速度v乙=1.0m/s,15min内乙运动的路程为
s乙=v乙t乙=1.0m/s×15×60s=900m
(3)甲、乙两物体同一地点、同一时间、同一方向在一条平直道路上开始运动,设从开始运动经过t 时间后会再次相遇; 两物体再次相遇时,则甲物体所走的路程为
s甲=2m+2m/s×(t-5s)
乙所走路程为
s乙=1.0m/s×t
则
2m+2m/s×(t-5s)=1.0m/s×t
解得t=8s。
答:(1)甲物体在5~7s内的平均速度为2m/s;
(2)乙物体15分钟所走的路程为900m;
(3)从开始运动经过8秒后,它们会再次相遇。
20.甲、乙两物体从同一地点出发沿同一方向运动,其路程s跟时间t的关系图象如图所示,则:
(1)甲与乙物体的运动速度各为多少?
(2)两物体相遇后40 s两物体之间的距离为多少?
【答案】(1)2m/s,4m/s;(2)80m。
【分析】(1)由图象上的特殊点对应的物理量,根据即可求出甲乙各自的速度;
(2)已知运动时间,根据可求出甲乙各自的路程,进而可得出两物体之间的距离。
【详解】(1)由图象可知,甲物体运动30s内运动的路程为60m,则甲物体的运动速度:
,
乙物体从15s到30s运动的路程为60m,则乙物体的运动速度:
;
(2)两物体相遇后40 s两物体之间的距离为:
。
答:(1)甲物体的运动速度为2m/s,乙物体的运动速度为4m/s;(2)两物体相遇后40 s两物体之间的距离为80m。
题型七、相遇问题
21.甲、乙两人分别从相距1400m的两地同时相向而行,速度分别为3m/s和4m/s,与此同时甲放出一只狗以5m/s的速度跑向乙,与乙相遇后又立即跑向甲,如此反复直到甲、乙相遇.那么这只狗在此过程中共跑了多远的路程?
【答案】1000m
【详解】根据题意,甲、乙两人分别从相距1400m的两地同时相向而行,速度分别为3m/s和4m/s,根据得,两人相遇所用时间为:
;
狗的速度为5m/s,跑了200s,根据计算狗忠的路程为:
.
点睛:重点是速度公式的应用,关键是求出狗动的时间,即甲、乙相向而行时,两者相遇所用时间,只要用总路程除以甲、乙的速度和即可.
22.如图甲所示,在平直地面上,两辆玩具小车相向而行。小明和小亮通过测量记录数据描绘出小车A、B在某段时间内通过的路程与所用的时间的图像如图乙。求:
(1)在0~6s内,B车的速度是多少;
(2)在0~5s内,A车平均速度是多少?
【答案】(1)0.2m/s;(2)0.2m/s
【详解】解:(1)由图乙可知,B车的s﹣t图像是倾斜直线,即B车做匀速直线运动,则在0~6s内的速度等于在0~7s内的速度,7s内B车通过的路程为1.4m,所以B车的速度
(2)由图乙可知,A车在0~5s内通过的路程为
则A车的平均速度为
答:(1)在0~6s内,B车的速度是0.2m/s;
(2)在0~5s内,A车平均速度是0.2m/s。
巩固练习
一、单选题
1.下列有关物体运动的描述中,物体做匀速直线运动的是( )
A.做匀速圆周运动的小车 B.在盘山公路上运动的小车
C.腾空而起的火箭 D.在平直公路上匀速行驶的汽车
【答案】D
【详解】A.做匀速圆周运动的小车,运动路线是曲线,故A不符合题意;
B.在盘山公路上运动的小车,其运动路线是曲线,故B不符合题意;
C.腾空而起的火箭,其速度在变化,故C不符合题意;
D.在平直公路上匀速行驶的汽车,其速度不变、且沿直线运动,即做匀速直线运动,故D符合题意。
故选D。
2.一个物体在做匀速直线运动,它的速度为,下列说法正确的是( )
A.v与s成正比 B.v与s成反比
C.v与s,t无关 D.v等于s与t的比值
【答案】C
【详解】对于一个正在做匀速直线运动的物体,速度是一个定值,速度的大小与通过的路程和时间无关,故ABD错误,故C正确。
故选C。
3.如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩后,鱼漂从露出水面的长度为6cm竖直向下运动到露出水面的长度为2cm的过程,所用时间为0.4s,则该运动过程鱼漂的平均速度为( )
A.5cm/s B.10cm/s C.15cm/s D.20cm/s
【答案】B
【详解】该运动过程鱼漂的平均速度为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.甲、乙两车同时在同一平直公路上向东平稳行驶,如图所示,采用“频闪摄影”的方式,使用照相机每隔10s拍下一张照片,记录下汽车的位置,有关分析不正确的是( )
A.甲车做匀速直线运动,乙车做变速直线运动 B.甲车全程所用的时间比乙车所用时间长
C.乙车全程的平均速度为30m/s D.甲、乙两车全程的平均速度相等
【答案】B
【详解】A.由图可知,甲车在相同时间内通过的路程相等,其速度是一个定值,所以甲车做匀速直线运动,乙车在相同时间内通过的路程越来越大,其速度不断变大,所以乙车做加速直线运动,故A正确,不符合题意;
B.由题知用照相机每隔10s拍下一张照片,则由图可知,甲车全程所用的时间为40s,乙车全程所用的时间为40s,所以甲车全程所用的时间与乙车所用时间相等,故B错误,符合题意;
C.乙车全程的平均速度为
故C正确,不符合题意;
D.全程中两车通过相同的路程,甲车所用时间与乙车所用时间相等,由公式可知,甲、乙两车全程的平均速度相等,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.某探究小组在“测量物体运动的平均速度”实验中,拍摄了小球运动过程的频闪照片。让小球从斜面上的点由静止开始滚下,、、点为频闪照相机拍摄小球每隔相同时间所到达的位置,如图所示。能说明小球在斜面上运动情况的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由图可知,小球从斜面下滑的过程中,小球做加速直线运动,所以小球的速度随时间的增大而增大;
A.如图,v-t中速度随时间增加而减小,是减速运动,故A不符合题意;
B.如图,v-t中速度不随时间而变化,是匀速运动,故B不符合题意;
C.如图,v-t中速度随时间增加而增大,是加速运动,故C符合题意;
D.如图,v-t中速度先增大后减小,故D不符合题意。
故选C。
6.小亮和小聪在操场上沿直跑道跑步,他们通过的路程和时间关系如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.两人都做匀速直线运动
B.8 s的时间内,小聪做变速直线运动
C.前2 s的时间,小亮跑的较快
D.8 s的时间内,小亮跑的路程更长
【答案】C
【详解】AB.s-t图像的斜率表示物体速度大小,由图得,小亮的速度不断改变,做变速运动;小聪的速度不变,都匀速直线运动,故AB错误;
C.前2 s的时间,小亮运动的路程较大,由得,小亮跑的较快,故C正确;
D.8 s的时间内,小亮与小聪跑的路程一样长,故D错误。
故选C。
7.甲、乙两车从同一地点沿同一方向运动,两车通过的路程和所用时间的关系如图所示。关于甲、乙两车的运动情况,下列判断正确的是( )
A.0~5s,甲车速度是乙车速度的4倍
B.经过15s,甲、乙两车相距36m
C.经过18s,甲、乙两车相距4m
D.5~25s,乙车做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.0~5s,甲车的路程是10m,乙车的路程是40m,甲车的速度
乙车的速度
甲、乙两车的速度关系
甲车速度是乙车速度的,故A错误;
B.经过15s,甲车的路程是30m,乙车的路程是40m,甲、乙两车相距
40m-30m=10m
故B错误;
C.由图可知,甲车一直做匀速直线运动,经过18s,甲车的路程
s甲1=v甲t1=2m/s×18s=36m
乙车在5s后运动到40m处,是静止的,经过18s,甲、乙两车相距
40m-36m=4m
故C正确;
D.5~25s,乙车处于静止状态,故D错误。
故选C。
二、填空题
8.一个做匀速直线运动的物体5s内通过了20m,该物体在第4s时的瞬时速度是 m/s。
【答案】4
【详解】物体做匀速直线运动,5s内的运动速度为
因物体做匀速直线运动,速度不变,故第4s时的瞬时速度是4m/s。
9.如图所示是某小车沿直线运动的路程与时间的关系图像,由图像可知:它做的是 直线运动,其速度大小是 m/s。
【答案】 匀速 4
【详解】[1]由题中图像可知小车沿直线运动的s-t图像可看出路程和时间成正比关系,根据公式
可看出速度是定值。所以,小车做匀速直线运动。
[2]其速度大小根据图中标定的路程和时间的数据得
10.如图记录了两辆汽车在某段平直公路上由同一起点向东行驶时的运动过程,由图可知甲车做 运动,乙车做 运动,40s内甲、乙辆车的平均速度的大小关系是:v甲 v乙(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 匀速直线 加速直线 =
【详解】[1]由图甲知,在相同的时间内,甲车通过的路程不变,说明甲车在做匀速直线运动。
[2]由图乙知,在相同的时间内,乙车行驶的路程逐渐增大,说明乙车在做加速直线运动。
[3]由图可知,在40s内甲车通过的路程为
s甲=1200m
乙车通过的路程为
s乙=1200m
甲、乙两车在相同时间内,通过的路程相同,根据可知,甲、乙两车的速度相同。
11.一个做匀速直线运动的物体,在8s内通过的路程为40m,它在前一半路程内的速度为 m/s,在第6秒内通过的路程为 m。
【答案】 5 5
【详解】[1]物体运动的速度
物体做匀速直线运动,它的速度不变,它在前一半路程内的速度为5m/s。
[2]在第6秒内通过的路程为
12.某物理实验小组的同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次,拍下某小球竖直向下的运动状态,如图所示。
(1)可以看出小球在做 直线运动(选填“匀速”或“变速”);
(2)四个速度随时间变化的关系图象中,能正确反映出该小球运动情况的是 。(选填图中的字母)
【答案】 变速 C
【详解】(1)[1]相机拍照间隔的时间是相同的,由图可知,在相等的间隔时间内,小球运动的距离逐渐变大,小球的运动速度逐渐变大,做的是变速直线运动。
(2)[2]由照片中小球的运动轨迹可知,小球运动的速度随着时间的推移逐渐变大。A中随时间速度越来越小,B中图随时间推移速度不变,C中速度随时间逐渐变大,D中速度随时间先变大后减小。
故选C。
13.甲、乙两物体从同一位置沿同一方向做直线运动,其s﹣t图像如图所示,其中做匀速直线运动的是 物体。甲、乙从开始运动到A时刻,两者的平均速度的大小关系是v甲 v乙。
【答案】 甲 =
【详解】[1]由图可知,甲物体的s﹣t图像是倾斜直线,通过的路程与所用时间成正比,说明甲物体一直做匀速直线运动。
[2]由图可知,甲、乙从开始运动到A时刻,甲、乙两物体通过的路程相等,由可知,乙物体的速度等于甲物体的速度。
三、实验题
14.在物理实验课上,小明利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。
(1)该实验所依据的原理是 ;
(2)图中AB段的距离为 cm;
(3)实验时应使斜面的坡度较缓,目的是便于测量 (选填“路程”或“时间”);
(4)分析实验记录的数据可知:小车在BC段的速度为 m/s;
(5)如下图所示,下列坐标图像中能准确反映小车运动情况的是 。
【答案】 40.0 时间 0.4 B
【详解】(1)[1]根据公式可知,用刻度尺测出小车运动的路程,用停表测出时间,就可以计算出小车运动的速度,所以该实验所依据的原理是。
(2)[2]图中AB段的距离为
80.0cm-40.0cm=40.0cm
(3)[3]实验时使斜面的坡度较缓,小车运动的速度较慢,所用时间较长,便于准确测量小车运动的时间。
(4)[4]由图可知,BC段的路程为
s=40.0cm=0.4m
小车在BC段所用的时间为t=1s,则小车在BC段的速度为
(5)[5]分析实验数据,AB段和BC段路程相等,小车在AB段所用的时间大于BC段所用的时间,则小车在AB段的速度小于在BC段的速度,即小车在斜面上下滑时做加速运动。
A.图像表示物体做匀速运动,故A不符合题意;
B.图像表示物体做加速运动,故B符合题意;
C.图像表示物体做匀速运动,故C不符合题意;
D.图像表示物体静止,故D不符合题意。
故选B。
15.打点计时器1秒钟上下振动50次,如图所示是用打点计时器测甲乙两个物体运动时打出的两条纸带。
(a)甲纸带上从a到f点的时间间隔为 秒,乙纸带上从a点到f点的时间间隔为 秒;
(b)从甲乙两条纸带上看,做匀速直线运动的 纸带;(选填“甲”或“乙”)
(c)甲纸带上从a点到c点和乙纸带上从d点到f点所用时间是 的,距离是 的;(均选填“相同”或“不相同”)
(d)比较甲乙两条纸带的打点情况,甲纸带测的物体的运动情况是 的(选填“加速”或“匀速”),乙纸带的运动情况是 (选填“加速”或“匀速”),理由是 。
【答案】 0.1 0.1 乙 相同 不同 加速 匀速 见解析
【详解】(a)[1]打点计时器1秒钟上下振动50次,则打点计时器每打两个点的时间间隔为
甲纸带上从a到f点之间有5个时间间隔,则时间为
[2]乙纸带上从a点到f点之间有5个时间间隔,则时间也为0.1s。
(b)[3]乙纸带上每两个点间的距离相同,间隔时间相同,由可知,乙做匀速直线运动。
(c)[4]甲纸带上从a点到c点和乙纸带上从d点到f点所用时间是相同的,因为a点到c点和从d点到f点间的时间间隔均为2个时间间隔。
[5]从a到f点,甲乙的路程相同,时间相同,说明平均速度相同,甲做加速运动,乙做匀速运动,所以甲开始的速度小于乙的速度,即甲纸带上从a点到c点的速度小于乙纸带上从d点到f点的速度,因此甲纸带上从a点到c点经过的路程小于乙纸带上从d点到f点经过的路程。
(d)[6][7][8]由图可知,每两点间时间间隔相同,甲每两点间的距离逐渐变大,所以甲做加速运动,乙每两点的距离相同,所以做匀速运动。
四、计算题
16.用雷达测定某云层的厚度的过程中记录了下列数据:从地面垂直向云层发射一束超声波,同时开始计时,经过16s收到第一次回声,经过18s收到第二次回声,已知超声波在空气中的传播速度是340m/s,在云层中的平均传播速度约为1000m/s。求:
(1)云层距地面高度;
(2)云层的厚度。
【答案】(1)2720m
(2)1000m
【详解】(1)云层距地面高度为
(2)声音在云层中传播的时间为
云层的厚度为
17.汽车在出厂前要进行测试,某次测试中,先让汽车在模拟山路上以10m/s的速度行驶400s,紧接着又以20m/s的速度继续行驶了400m。求:
(1)该汽车以10m/s的速度行驶的路程s1是多少?
(2)该汽车以20m/s的速度行驶的时间t2是多少?
(3)汽车在这次整个测试过程中的平均速度是多少?
【答案】(1)4000m;(2)20s;(3)10.5m/s
【详解】解:(1)根据公式可得,该汽车以10m/s的速度行驶的路程
(2)该汽车以20m/s的速度行驶的时间
(3)汽车在这次整个测试过程中的行驶的路程
行驶的时间
则汽车在这次整个测试过程中的平均速度
答:(1)该汽车以10m/s的速度行驶的路程是4000m;
(2)该汽车以20m/s的速度行驶的时间是20s;
(3)汽车在这次整个测试过程中的平均速度是10.5m/s。
18.如图所示,是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据,描绘出的s-t图象。请你根据图象,求:
(1)0~20min时间段内汽车的速度;
(2)0~50min时间段内汽车的平均速度;
(3)20~38min通过的路程。
【答案】(1)120km/h;(2)96km/h;(3)24km
【详解】解:(1)由图像可知0~20min时间段内汽车行驶的距离,所花时间
0~20min时间段内汽车的速度
所以0~20min时间段内汽车的速度为120km/h;
(2)由图像可知0~50min时间段内汽车行驶的距离,所花时间
0~50min时间段内汽车的平均速度
所以0~50min时间段内汽车的平均速度为96km/h;
(3)由图像可知汽车在20~50min做匀速直线运动,在20~50min时间段内汽车行驶的距离为
所花时间为
汽车在20~50min做匀速直线运动的速度为
在20~38min时间段内汽车行驶的时间为
在20~38min时间段内汽车行驶的距离为
所以20~38min时间段内汽车行驶的距离为24km。
答:(1)0~20min时间段内汽车的速度为120km/h;
(2)0~50min时间段内汽车的平均速度为96km/h;
(3)20~38min通过的路程为24km。
提优练习
一、单选题
1.甲、乙两小车分别从P、Q两点出发,沿同一直线匀速运动,它们的s-t图像分别如图(a)(b)所示,甲比乙早3秒出发,甲出发5秒后两车相遇,则P、Q两点间的距离可能为( )
A.22米 B.7米 C.2米 D.1米
【答案】B
【详解】由图(a)(b)可知,甲、乙的速度分别为
因为两车的运动方向未知,所以可分为两种情况讨论:当甲、乙两车相对而行时,甲走过的路程与乙走过的路程之和即为P、Q两点间的距离,由题意可知甲运动的总时间为5s,乙运动的总时间为2s,则甲运动的路程为
s1=v甲t1=2m/s×5s=10m
乙运动的路程为
s2=v乙t2=1.5m/s×2s=3mP、Q两点间的距离为
LPQ=s1+s2=10m+3m=13m
当甲与乙向同一方向行驶时,由题意可知甲出发点在乙出发点后面,两车相遇时是甲追上乙的时刻,那么甲运动的路程减去乙运动的路程即为P、Q两点间的距离,所以有
LPQ=s1-s2=10m-3m=7m
综上可得,P、Q两点间的距离可能为13m或7m,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.甲、乙两名同学从同一起点出发,沿平直公路运动到相同终点。 甲在前一半时间里以 2m/s做匀速直线运动,后一半时间里以 1m/s 做匀速直线运动; 乙在前一半路程中以1m/s 做匀速直线运动,后一半路程中以2m/s 做匀速直线运动,则甲、乙到达终点的时间之比为( )
A.1∶1 B.9∶8 C.8∶9 D.4∶3
【答案】C
【详解】设总路程为s,甲所用时间为t,乙所用时间为,对甲可得出
即
对乙可得出
则甲、乙到达终点的时间之比
综上分析知,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.甲、乙物体同时、同地、同向出发,运动情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲在25s~30s反向运动 B.甲和乙在第30s时相遇
C.甲在5s~10s间赶超乙 D.0s~30s甲的平均速度大于乙
【答案】B
【详解】A.该图像是速度随时间的变化关系,甲在25s~30s之间速度随时间在减小,做减速运动,不是反向运动,故A错误;
B.根据梯形面积公式可得,第30s时,甲运动的路程为
乙做匀速直线运动,30s内所运动的路程为
因为甲和乙在30s内所运动的路程相等,且同时、同向、同地出发,因此甲和乙在30s时相遇,故B正确;
C.由图可知,0~5s内甲的速度大于乙的速度,且同时、同地、同向运动,所以在相同时间内,乙比甲运动的路程多,乙在甲的前面。
根据三角形的面积公式可得,在0~10s内,甲运动的路程是:
0~10s乙运动的路程是:
可以得出0~10s内,乙比甲运动的路程多,乙在甲的前面,说明在后半程的5~10s,甲没有赶超乙,故C错误;
D.根据以上计算,甲和乙在0~30s内所运动的路程相同,且时间相同,所以平均速度也相同,故D错误。
故选B。
4.AB是一条平直公路边上的两块路牌,一只小鸟和一辆小车同时分别由A、B两路牌相向运动,小鸟飞到小车正上方立即以同样大小的速度折返飞回A并停留在路牌处;再过一段时间,小车也行驶到A。它们的位置与时间的关系如图所示,图中t2=2t1。则下列说法中错误的是( )
A.小鸟与汽车速度大小之比为3∶1
B.从出发到相遇这段时间内,小鸟与汽车通过的路程之比为3∶1
C.小鸟到达A时,汽车到达AB中点
D.小鸟与汽车通过的总路程之比为3∶1
【答案】D
【详解】A.设AB之间的距离为L,小鸟的速率是v1 ,汽车的速率是v2 ,由于小鸟飞到小车正上方立即以同样大小的速度折返飞回A,则小鸟从出发到与汽车相遇的时间与小鸟返回的时间相同,故它们相向运动的时间为 ,则由得:在小鸟和汽车相向运动的过程中有
即
……①
对于汽车来说有
……②
联立以上两式可得,故A正确,不符合题意;
B.由可知,所以小鸟从出发到与汽车相遇的路程之比为
故B正确,不符合题意;
C.因为,所以小鸟回到出发点时,汽车通过的路程为
小鸟到达A时,汽车到达AB中点,故C正确,不符合题意;
D.汽车通过的总路程为
小鸟飞行的总路程为
小鸟与汽车通过的总路程之比为
故D错误,符合题意。
故选D。
5.司机师傅开车行驶了一段路程,在前三分之一的路程中的平均速度为v1,在后三分之二的路程中的平均速度为v2,则全程的平均速度为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】设全程的路程是s,全程所用的时间是t,全程的平均速度是v,则前三分之一所用的时间
后三分之二所用的时间t2
全程所用的时间t
全程的平均速度v
故选A。
二、填空题
6.小华在假期探望外祖母,他乘坐火车时发现,每经过铁轨接头处,车身都要振动一次,他还发现,火车进山洞前的一瞬间要鸣笛一次。小华恰好坐在车尾,从听到笛声到车尾出洞,小华共数出85次车身振动,所用的时间是1分45秒。若车身总长280米,每节铁轨长12.5米,当时火车的速度是 ,山洞的长度是 m。(设火车一直匀速直线行驶,声音在空气中的传播速度是)
【答案】 10 778
【详解】[1]从听到笛声到车尾出洞,火车行驶的时间为
在105s火车行驶的路程为
则当时火车的速度为
[2]从火车头进洞到小华听到笛声所用时间为
在0.8s内火车头行驶的距离为
听到笛声时火车在山洞外的长度为
所以山洞的长度为
7.小宇跟小丽进行百米赛跑,每次小宇都比小丽提前20m到达终点,且小宇百米赛跑所用时间为12s。若小宇退后20m再同小丽比赛(两人同时起跑,并且两人的平均速度和原来一样),结果是小宇比小丽快 s到达终点。
【答案】0.6
【详解】已知小宇用的时间为12s,则小宇的速度为
小丽的速度为
第2次比赛时
因为速度不变,小宇用时
小丽用时
则小宇比小丽快的时间
8.速度是表示物体 的物理量.速度大的物体运动 快(填“一定”或“不一定”).做匀速直线运动的物体甲和乙,它们通过的路程之比为3:4,所用时间之比为2:3,则甲、乙两物体速度之比为 ;若他们通过相同的路程,则它们所用时间之比为 .
【答案】 运动快慢 一定 9:8 8:9
【详解】速度是表示物体运动快慢的物理量,速度大的物体运动一定快.两物体的速度之比:,∵,∴两物体的运动时间之比:
故答案为(1). 运动快慢 (2). 一定 (3). 9:8 (4). 8:9
【点睛】本题考查了求出受到之比和运动时间之比,应用速度公式及其变形公式即可正确解题.
9.某人驾驶小艇,沿河逆流而上,从甲地到乙地,又立即从乙地返回甲地。若小艇在静水中的速率为8米/秒,河水流速为2米/秒,则小艇往返于甲、乙两地之间的平均速率为 米/秒。
【答案】7.5
【详解】设甲、乙两地的距离为s,小艇顺水行驶时相对于地面的速度为
v1=8m/s+2m/s=10m
小艇从乙地到甲地所用的时间为
小艇逆水行驶时相对于地面的速度为
v2=8m/s-2m/s=6m/s
小艇从甲地到乙地所用的时间为
小艇往返于甲、乙两地之间的平均速度为
三、实验题
10.课外实践活动中,小明想探究纸锥下落快慢与锥角、扇形半径的关系。他用复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片,制成了如图甲所示的3个纸锥。实验中,纸锥依次从相同高度由静止释放,并测出下落时间。
(1)实验中;通过 (选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法比较纸锥下落快慢:除了刻度尺外,该实验还需要的测量器材是 g;
(2)小明进行多次实验,并将数据记录在下表中:
纸锥编号
下落高度h/m
扇形纸片半径r/cm
剪掉的扇形
圆心角θ/°
纸锥锥角α/°
下落时间t/s
1
1.9
10
90
81.9
2.20
2
1.9
10
135
71.1
1.84
3
1.9
5
90
81.9
2.20
分析表中数据,得出的结论是纸锥下落的快慢与扇形半径 ,与锥角 (均选填“有关”或“无关”);
(3)在做上述实验时,小华利用频闪相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2s拍照一次。如图乙所示,用刻度尺对拍摄的照片进行测量,由图乙可以判断纸锥下落过程中速度的化情况是 。照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1:3,则纸锥在A、B间的平均速度为 m/s;
(4)小明和小华进行交流时,发现测得的纸锥下落的最大速度有差异,请你猜想影响最大速度大小的因素可能是 (写出一个即可)。
【答案】(1) 相同路程比时间 秒表
(2) 无关 有关
(3) 先变大后不变 0.15
(4)纸锥的质量
【详解】(1)[1][2]实验中,纸锥依次从相同高度由静止释放,并测出下落时间,采用的是相同路程比较时间的方式比较纸锥下落快慢,因此需要测量时间,用的测量工具是秒表。
(2)[1][2]根据表格中编号为1、2的数据知:下落高度、纸锥扇形半径相同,纸锥锥角不同,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢;根据表格中编号为1、3的数据知:下落高度、纸锥锥角相同,纸锥扇形半径不同,下落时间相同,下落速度相同,即可得结论:纸锥下落速度与纸锥扇形半径无关;综合分析可得出的结论:纸锥下落速度与纸锥扇形半径无关,与纸锥锥角有关,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢。
(3)[1]频闪相机每隔0.2s拍照一次,即图片中每个物体间的时间都为0.2s,从图像可以看出,A以上越往下面,相同时间纸锥下落的路程越大,由此可以判断,A以上纸锥下落过程中,速度逐渐变大;A到B过程中相同时间纸锥下落的路程相同,由此可知AB间速度不变;综合可知,纸锥下落过程中速度的化情况是先变大后不变。
[2]图乙刻度尺的分度值为0.1cm,AB间的长度为2.00cm,照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1:3,故实际中物体下落的距离为
频闪相机每隔0.2s拍照一次,AB间两个时间间隔,从A到B所用时间为
纸锥在AB间的平均速度为
(4)纸锥下落达到最大速度后保持匀速直线运动,受力平衡,重力等于空气阻力。物理运动速度越大空气阻力越大。因此影响纸锥下落的最大速度受纸锥自身质量的影响,还受纸锥大小,形状等影响纸锥空气阻力的因素的影响。
11.小明在研究物体的运动速度时,做了测量“气泡速度”的实验。实验装置如图所示,长40cm两端封闭的直玻璃管,管内注满水,内留一个小气泡。
实验操作:倒转玻璃管,保持竖直,观察气泡在管内的运动。实验中,同学们从某一位置A开始用停表计时,每隔2s在玻璃管上标出气泡的位置,用刻度尺测出气泡经过各位置的路程,并将数据填入表-1中。
表-1
位置
A
B
C
D
E
F
G
路程/cm
0
3.0
7.0
12.0
17.0
22.0
27.0
时间/s
0
2
4
6
8
10
12
(1)分析表中数据可知,气泡在AG段的平均速度的大小为 m/s;
(2)根据表格中的数据总结出气泡整个运动过程中,速度变化规律为 ;
(3)小明发现实验过程中气泡运动过快导致时间测量不是很准确,那么如何改变气泡的运动快慢,气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?小明想到液体中的气泡比水中气泡的上升速度慢很多,于是结合生活经验提出了以下猜想:
猜想一:跟气泡的大小有关;
猜想二:跟玻璃管内液体粘度有关。
小明使用盐水和两种粘度不同的液体(液体1的粘度小于液体2,两种液体粘度均大于盐水,三者密度相同)进行了探究,测出气泡经过CG段的时间。实验数据记录如表-2所示:
表-2
气泡长度1cm
气泡长度2cm
气泡长度3cm
实验序号
液体种类
上升所需时间/s
实验序号
液体种类
上升所需时间/s
实验序号
液体种类
上升所需时间/s
1
盐水
5.5
4
盐水
4.7
7
盐水
3.9
2
液体1
10.1
5
液体1
8.5
8
液体1
6.9
3
液体2
12.4
6
液体2
11.2
9
液体2
10.0
①分析 三组实验数据,可以得出实验结论:液体粘度相同,气泡长度越长,气泡运动越 (选填“快”或“慢”);
②分析1、2、3三组实验数据,可以得出实验结论:气泡长度相同,液体粘度越大,气泡运动越 (选填“快”或“慢”);
(4)近些年来,部分不法商贩将用糖勾兑稀释后粘度大的果汁装进正品鲜榨果汁的瓶子中卖给消费者。结合本次实验结论,我们在区分二者的时候,可以将瓶身倒转,其中,气泡上升较 (选填“快”或“慢”)是鲜榨果汁,另一种则是经过稀释后用糖勾兑的果汁;
(5)在一个寒冷早晨,小华在重复小明的实验时发现气泡运动比小明记录的要慢,于是小华据此提出了猜想三:液体中气泡的运动快慢还可能与 有关。
【答案】 0.0225 先加速后匀速 1、4、7(或2、5、8;或3、6、9) 快 慢 快 温度
【详解】(1)[1]气泡在AG段的路程
s=27.0cm=0.27m时间t=12s,则气泡在AG段的平均速度
(2)[2]根据表格中的数据可知,从A到C,在相同时间内气泡运动的路程变大,气泡做加速运动;气泡经过C位置后,在相同的时间内通过的路程相同,所以气泡做匀速直线运动。所以整个过程中气泡先加速后匀速。
(3)①[3][4]分析1、4、7或2、5、8或3、6、9三组数据可知,液体粘度相同,气泡长度越长,气泡上升所需时间越短,即气泡运动越快。
②[5]分析1、2、3三组数据可知,气泡长度相同,液体粘度越大,气泡上升所需时间越长,即气泡运动越慢。
(4)[6]由“用糖勾兑稀释后粘度大的果汁装进正品鲜榨果汁的瓶子中”可知,勾兑的果汁粘度大,鲜榨果汁的粘度小,气泡上升较快。
(5)[7]在一个寒冷早晨,小华在重复小明的实验时发现气泡运动比小明记录的要慢,说明气泡运动快慢与温度有关,故猜想三:液体中气泡的运动快慢还可能与液体的温度有关。
四、计算题
12.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15s两车正好相遇。求:
(1)小车A和小车B在开始计时的时候相距多远;
(2)如图丙所示,马路为双向两车道,每条车道宽3.5m。一辆长5m、宽2.1m的小车C(小车可看成一个长方体)以6m/s的速度由西向东匀速行驶在右侧车道的正中间。此时,一行人突然从图中E点横穿马路,人与小车在东西方向的距离为=25m。为了能够安全通过,行人速度的范围是多少。(不考虑小车车速和方向变化,以及制动情况)
【答案】(1)125m;(2)小于0.84m/s,或大于1.53m/s
【详解】解:(1)由图乙可知,A车从15s到25s运动的路程sA=50m,则A车的运动速度
由图乙可知,小车B运动5s后便静止了,由此可知sB=50m,则小车A和小车B在开始计时的时候相距的路程为
(2)由图丙可得,行人到达小车的距离
小车通过后行人行走到车行走位时所用时间为
行人的速度
小车到行人通过小车行走车位时所用时间为
行人的速度
行人速度的范围是小于0.84m/s,或大于1.53m/s。
答:(1)小车A和小车B在开始计时的时候相距125m;
(2)为了能够安全通过,行人速度的范围是小于0.84m/s,或大于1.53m/s。
13.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。若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s;求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪的距离;
(2)汽车接收到第二次信号时,距测速仪的距离;
(3)汽车从接收到第一次信号到接收到第二次过程中,行驶的距离;
(4)若此路段限速120km/h,试计算说明汽车在此路段是否超速?
【答案】(1)85m;(2)68m;(3)17m;(4)汽车在此路段没有超速
【详解】解:(1)由图知,汽车收到第一次信号时,经过的时间为
由速度公式
得,汽车接收到第一次信号时,距测速仪
s1=v波t1=340m/s×0.25s=85m
(2)由图知,汽车收到第二次信号时,经过的时间为
汽车接收到第二次信号时,距测速仪
s2=v波t2=340m/s×0.2s=68m
(3)汽车从接收到第一次信号到接收到第二次过程中行驶的距离
s=s1-s2=85m-68m=17m
(4)汽车在两次信号的间隔过程中行驶了17m;若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,则17m共用时间为
t′=Δt-t1+t2=0.9s-0.25s+0.2s=0.85s
汽车的车速为
路段限速为120km/h,72km/h<120km/h,所以该汽车没有超速。
答:(1)汽车接收到第一次信号时,距离测速仪的距离为85m;
(2)汽车接收到第二次信号时,距测速仪的距离为68m;
(3)汽车从接收到第一次信号到接收到第二次信号的过程中,行驶的距离为17m;
(4)汽车在此路段没有超速。
14.小康一家去旅游,开车前往飞机场,经过高速公路入口的ETC收费通道(如图甲)时,到达A处开始减速,AB段s1=50m,经t1=4s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界B处,然后再以21.6km/h的速度匀速通过ETC收费岛BC段,BC段s2=36m。在高速路上行驶时,小康看到如图乙所示的交通标志牌,此时刚好收音机播报为上午10:00整。求:
(1)汽车通过ETC收费岛BC段所用的时间;
(2)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程AC段的平均速度大小;
(3)从交通标志牌处汽车按图丙所示速度计显示速度行驶10分钟后,小康突然想起必须在10:30前赶到机场,请问在遵守交通规则的前提下车速至少提升到多少km/h?
【答案】(1)6s;(2)8.6m/s;(3)105km/h
【详解】解:(1)汽车通过BC段的速度v2=21.6km/h=6m/s,由
可知,汽车通过ETC收费岛BC段所用的时间
(2)AC段的总长度
sAC=s1+s2=50m+36m=86m
所用的时间
tAC=t1+t2=4s+6s=10s
汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程AC段的平均速度
(3)由图丙可知,速度计的分度值为5km/h,根据指针位置可知,此时汽车的速度v=90km/h,由
可知,10min汽车行驶的路程
由图乙可知,从交通标志牌处到机场的路程为50km,则剩余的路程为
s′=50km-15km=35km
且此路段限速120km/h,由于必须在10:30前赶到机场,所以剩余时间
t′=30min-10min=20min
在遵守交通规则的前提下,要按时到达机场,则小车在余下路程内的最小速度
答:(1)汽车通过ETC收费岛BC段所用的时间为6s;
(2)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程AC段的平均速度为8.6m/s;
(3)在遵守交通规则的前提下车速至少提升到105km/h。
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