内容正文:
专题01 机械运动(2~6)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 长度与时间的测量
实验01 长度、时间的测量
考点二 运动的描述
考点三 运动的快慢
考点四 平均速度的测量
实验02 平均速度的测量
04解题方法·技巧点拨
05题型精研·考向洞悉
题型一 长度与时间的测量
►考向01 长度与时间的估测
►考向02 长度与长度的测量
►考向03 时间与时间的测量
题型二 运动的描述
►考向01 参照物
►考向02 运动与静止的相对性
题型三 运动的快慢
►考向01 速度的估测
►考向02 速度概念及其应用
►考向03 速度相关计算
►考向04 运动图像
题型四 平均速度的测量
►考向01 测量小车的平均速度
►考向02 频闪摄影法测量平均速度、区间测速
06跨学科实践 制作降落伞
07分层训练·巩固提升
► 基础巩固
► 能力提升
考点要求
课标要求
命题预测
长度与时间的测量
· 认识长度和时间单位、测量工具及测量方法
《机械运动》是中考必考内容。虽然本单元在试卷中所占分值不大(一般在2-6分之间),但作为必考内容,仍需要考生加强对本单元的复习,做好备考准备。在本单元的考题中,从出现概率看,主要有:长度、时间与速度的估测,长度与时间的测量,参照物,物体运动速度的简单计算,运动图像的应用与计算,测量平均速度等。考试题型也非常多样,主要有:选择题、填空题、实验题和综合题等。
物体运动的描述
· 知道物体运动和静止是相对的
运动的快慢
· 能用速度描述物体运动;知道匀速直线运动的概念;会计算速度
平均速度测量
· 理解测量平均速度的方法
考点一 长度与时间的测量
1.长度:长度是物理学中的基本物理量。
(1)长度单位:在国际单位制中,长度的单位是米(用m表示)。常用的长度单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)等。
千米(km)、米(m)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)相邻之间都是千进位(103),1km=103m,1m=103mm=106μm=109nm;米(m)、分米(dm)、厘米(cm)相邻之间都是十进位,1m=10dm=100cm。
(2)长度测量
1)测量工具:长度的测量是最基本的测量。测量长度的常用测量工具有刻度尺、三角板、卷尺等。用于精密测量的,还有游标卡尺、千分尺(螺旋测微器)等。
2)正确使用刻度尺
a. 使用前要注意观察零刻度线、量程和分度值。量程是指测量工具的测量范围;分度值是指相邻两刻度线之间的长度,零刻线是否被磨损。
b. 正确放置刻度尺。零刻度线对准被测长度的一端,有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测长度保持平行,不能歪斜(如图(2)中“刻度尺怎样放置”);如因零刻度线磨损而取另一整刻度线作为零刻度线时,切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。
c. 读数时,视线应与尺面垂直。
d. 记录数据要由数字和单位组成,没有单位的记录是毫无意义的(如1.5m、35cm等);要估读到最小刻度的下一位。
3)长度的估测:在平时,大家应多积累生活方面的知识,估测物体长度也是生活积累的一个方面。如黑板的长度大概2.5m、课桌高0.7m、课本高30cm,篮球直径24cm、铅笔芯的直径1mm 、一只新铅笔长度20cm 、手掌宽度1dm 、墨水瓶高度6cm等等。
(3)误差
1)误差:测量值与真实值之间的差别。误差是不能避免的,通过提高测量水平、改进测量手段就能尽量减小误差;但错误(由于不遵守测量仪器的使用规则和主观粗心造成的,或测量方法不正确造成的)是能够避免的,也是不该发生的。
误差产生的原因:测量工具精密度,测量环境变化和人为因素。
2)减小误差的方法:多次测量求平均值、选用精密测量仪器和改进测量方法。
2.时间:时间也是物理学中的基本物理量。
(1)在国际单位制中,时间的单位是秒(s),常用单位还有分钟(min)、小时(h)等。
1h=60min=3600s(1h=60min)。
(2)时间的测量常用工具是钟表、秒表。在现代生活中,通常用钟表测量时间,实验室和运动场常用秒表测量时间。
3.国际单位制
(1)单位:是用来比较某个物理量大小的标准量。
(2)国际单位制:国际计量组织制定的一套国际统一的单位,叫国际单位制(简称SI)。是国际上统一使用的单位。
(3)我国的法定计量单位是以国际单位制为基础的,物理学中各物理量的单位都采用国际单位制。
进行单位换算的步骤:数值不变,乘以原单位与目标单位之间的进率,将原单位改写为目标单位。
1.【新情景】(2024·山东威海·中考真题)三星堆祭祀区8号坑出土了一件迷你版纵目面具,工作人员按照考古挖掘的要求用比例尺作参照拍照,每一个小方格的宽度为1cm,如图所示。请估测面具两耳之间的距离更接近于( )
A.3cm B.6cm C.9cm D.12cm
2.(2024·山东德州·二模)小华用各种工具与器材进行测量,测量情况如图所示。甲图中物体的长度为 cm;乙图中机械秒表的读数为 s;
考点二 运动的描述
1.机械运动:物体位置的变化叫机械运动。
运动是宇宙中最普遍的现象,宇宙中的万物都在以各种不同的形式运动着,绝对不动的物体是没有的,这就是说运动是绝对的。我们平常说的运动和静止都是相对于另一个物体(参照物)而言的,所以,对物体的运动和静止的描述是相对的。
2.参照物:研究机械运动时,事先选定的,衡量被研究物体的位置是否改变,作为参考标准的物体叫参照物。
选取参照物并不一定都是相对地面静止不动的物体,只是选哪个物体为参照物,我们就假定该物体不动。
参照物可任意选取,但选取的参照物不同,对同一物体的运动情况的描述可能不同。如:公路上行驶的汽车,以路面为参照物,汽车是运动的;以车里的人或物品为参照物,汽车是静止的。
3.相对静止:两个以同样快慢、向同一方向运动的物体,以对方为参照物,他们是静止的(实际上,它们相对于路面是运动的),这叫两个物体相对静止。
4.运动分类(根据运动路线):曲线运动、直线运动。
判断物体的运动状态的方法
一定
确定被研究的物体
二选
选定参照物
三分析
分析被研究的物体相对于参照物的位置是否发生变化
四判断
相对于所选的参照物,若物体位置没有发生变化,则物体是静止的;否则,就是运动的
判断参照物的方法
一定
明确被研究的物体及其运动状态
二找
分析被研究的物体相对于哪个物体位置发生了变化,相对于哪个物体位置没有发生变化
三断
根据题意确定所选的参照物
3.(2024·山东济南·一模)滑雪模拟机可以调整速度和坡度,带给人们真实的滑雪感受。如图所示,小朋友在教练的指导下利用仿真雪毯专心练习滑行。如果说小朋友是运动的,选取的参照物是( )
A.教练 B.雪毯 C.地面 D.扶手
4.(2024·广东·中考真题)如图为珠江两岸景观图。下列相对广州塔静止的是( )
A.飞行的客机 B.两岸的高楼 C.行驶的游船 D.流动的江水
考点三 运动的快慢
1.速度
(1)速度:是描述物体运动快慢的物理量。一个物体,在t时间内,运动了S的路程,这个物体的运动速度为:(时间t用表示,路程用S表示,速度v用表示)。
(2)速度单位:速度的单位是由路程单位(m)和时间单位(s)组成,国际单位制中速度单位是m/s(读作米每秒)。速度的常用单位还有km/h(1m/s=3.6km/h)。
(3)匀速直线动:机械运动,按照运动路线的曲直可分为直线运动和曲线运动。在直线运动中,按照速度是否变化,又分为匀速直线运动和变速直线运动。
匀速直线运动:运动快慢不变,运动路线是直线的运动,叫做匀速直线运动。物体做匀速直线运动时,运动方向、速度大小始终保持不变(如传送带上物体的运动)。
(4)变速直线运动:在相等的时间内通过的路程不相等的直线运动叫做变速直线运动(如汽车在平直公路上的运动属于变速直线运动)。
(5)路程图像:路程随时间的变化图像叫路程时间图像(s-t图像),纵坐标表示路程(s),横坐标表示时间(t),图像表示路程随时间变化的规律,如图所示。
如果是图像是一条直线,表示物体做匀速直线运动;直线的倾斜度越大,表示物体运动的速度越大。
由图可以看出甲比乙在相同时间内经过的路程长,甲、乙均做匀速直线运动,但甲的速度大,乙的速度小。
(6)速度图像:速度随时间的变化图像叫速度时间图像(v-t图像),纵坐标表示速度(v),横坐标表示时间(t),图像表示速度随时间变化的规律,如图所示。
甲图像是一条水平直线(平行于横轴),表示物体做匀速直线运动;如果不是水平直线,表示物体做变速运动,乙物体的速度越来越大(加速运动),丙物体的速度越来越小(减速运动)。
2.平均速度
(1)平均速度:做变速运动的物体通过某段路程跟通过这段路程所用的时间之比,叫物体在这段路程上的平均速度。求平速度必须指明是在哪段路程或哪段时间内的平均速度。
(2)公式:平均速度的公式是(如:小明从家步行走到学校用时10分钟,已知小明家距学校1500米,那么,小明上学的平均速度为2.5m/s)。
1.速度公式中的v、s和t三个物理量,必须是同一个物体在同一运动过程中的速度、路程和时间。
2.速度的大小时由路程与时间的比值决定的,不能说“速度与路程成正比”或“速度与时间成反比”。
3.计算时代入的数据,应包含数字和单位两个部分。
4.在用公式进行计算时,要注意单位的对应搭配,“千米”和“时”搭配,“米”和“秒”搭配,组合成的速度单位分别是“千米/小时”或“米/秒”。
5.由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速度一般不相同。
6.平均速度与速度的平均值
平均速度描述的是物体运动的平均快慢,应该根据公式,用总路程除以总时间求得。当我们说一个物体的平均速度时,必须指明是那段路程上或那段时间内。
速度的平均值是指物体在不同路程(或时间)的速度的平均值。例如,物体从甲地道乙地的速度是v1,从乙地道丙地的速度是v2,这两端路程的速度的平均值是。实际上,物理学中并没有速度平均值的概念,不要把“平均速度”误解为“速度的平均值”。
5.(2024·山东滨州·中考真题)下列估测的数据,符合实际的是( )
A.教学楼每层楼高约为3.5m
B.中学生跑完800米的时间约为1min
C.中学生步行的速度约为20km/h
D.九年级物理课本的质量约为2kg
6.(2024·山东淄博·二模)司机小林驾车前往漳州,在某路口处看到如图标志,在遵守交通法规的前提下,小林到达漳州最快需要多少时间?
7.(2024·山东德州·一模)如图所示是一辆汽车在一条公路上直行时, 速度随时间变化的图像。则下列说法正确的是( )
A.0s~4s内汽车做匀速直线运动
B.4s~8s内汽车处于静止状态
C.由图像可以看出v-t图像和时间轴围成的面积可以代表汽车在这段时间运动的路程
D.该汽车在整个运行过程中动能保持不变
考点四 平均速度的测量
实验:测量平均速度
实验目的:
(1)学会使用停表和刻度尺正确测量时间、距离并求出平均速度;
(2)加深对平均速度的理解;
(3)学会简单的实验报告;
(4)会用公式 进行简单的计算。
实验原理:
实验器材:斜面、小车、刻度尺、停表、金属片。
实验装置:
实验步骤:
(1)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程S1,把S1和后面测得的数据填入下表中。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。
(3)根据测得的S1、t1,利用公式υ1=S1/t1算出小车通过斜面全程的平均速度υ1。
(4)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离S2。
(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程S2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度υ2。
路程
运动时间
平均速度
S1=
t1=
υ1=
S2=
t2=
υ2=
实验结论:物体从斜面顶端运动到底端,每个时刻的速度并不相同。
1、斜面的长度要足够长、坡度要小(注意:坡度也不能过小,否则测出的平均速度大小会过于接近),且测量过程中不能改变斜面的坡度;
2、要测量哪一段路程的平均速度,就测量其对应的路程及通过这段路程所用时间。
8.(2024·山东聊城·二模)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 。
9.(2024·江苏泰州·二模)在研究“气泡运动规律”实验时,小明在细玻璃管中注入水,管中留一个小气泡,将玻璃管翻转后,观察气泡的运动情况,如图所示。
气泡长度约为2cm
实验序号
倾角
气泡经过AB段的时间/秒
1
15°
22.5
2
30°
14.9
3
45°
12.2
4
60°
13.8
5
90°
19.9
气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?他做出了如下猜想:
猜想一:跟气泡的长度有关;
猜想二:跟玻璃管与水平面的倾角有关。
为了便于研究,他在玻璃管上做上记号A、B,测出气泡经过AB段的时间,实验数据记录如表。
(1)实验中,除刻度尺、秒表外,还需要的测量器材为 ;气泡通过AB段的路程为 cm;
(2)实验中,为便于测量时间,应设法使管内气泡运动得 (选填“快”或“慢”)一些;
(3)老师建议小明同一个倾角的情况下需要做3次实验,测出3次气泡经过AB段的时间并取其平均值,这样做的目的是 ;
(4)分析表中的数据,可以发现气泡运动的快慢随倾角的变化关系: ;
(5)若用上述器材探究气泡的运动快慢与气泡长度的关系,则需要控制 相同。
1.长度的特殊测量方法。
(1)累积法:测量细钢丝直径、纸张厚度等微小长度时,先测出n个相同长度的物体的总长度L,则有l=L/n。
(2)滚轮法:待测的长度是弯曲的,并且在长度很长的情况下,无法直接测量,可采用滚轮法.例如,测环形跑道的路程,可以先测出一个轮的周长C,再用轮在待测的路程上滚动,记下滚动的圈数n,则有s=nC。
(3)化曲为直法:用此方法测弯曲的物体长度、弧长等较方便.具体做法:将柔软的无弹性的细线与被测物体的弯曲部分重合,并在细线上标出与被测弯曲部分重合的起、终点,然后把细线拉直,用直尺测出其长度即为被测物体弯曲部分的长度.
2.停表的读数方法。
a.先观察表盘:如图所示,小盘内示数的单位为分,指针转一圈的时间是15 min,分度值为0.5min,大盘内示数的单位为秒,指针转一圈的时间为30 s,分度值为0.1s;
b.确定小盘的示数:小盘内指针刚好经过的刻度线所表示的时间即为小盘的示数;
c.确定大盘的示数:若小盘内指针处于前0.5 min 内,则大盘内示数在0~30 s读数,若小盘内指针处于后0.5 min 内,则大盘内示数在30~60 s读数;
d.读数:停表示数=小盘示数+大盘示数。
3.运动的相对性分析理解。
(1)运动是绝对的:一切物体都在运动,绝对不动的物体是不存在的
(2)静止是相对的:通常所说的静止,只是被研究的物体相对于某一特定参照物的位置没有发生变化
(3)物体的运动状态取决于所选的参照物:描述某物体的运动状态时,选择的参照物不同,结论有可能不同,但都是正确的。因而,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态做出准确地描述
4.匀速直线运动的特点理解。
①做匀速直线运动的物体,其速度大小和方向都不变;
②做匀速直线运动的物体,在相等的时间内通过的路程相等,或者说通过相等的路程所用的时间相等;
③做匀速直线运动的物体通过的路程与其时间成正比。
5.平均速度理解。
(1)平均速度:为了粗略描述做变速直线运动的物体在某段时间内(或某一段路程上)运动快慢,我们引入了“平均速度”的概念。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。
(3)由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速度一般不相同。
6.运动图像的理解分析。
1.路程图像:(s-t图像),纵坐标表示路程(s),横坐标表示时间(t),图像表示路程随时间变化的规律,如图所示。
如果是图像是一条直线,表示物体做匀速直线运动;直线的倾斜度越大,表示物体运动的速度越大。
由图可以看出甲比乙在相同时间内经过的路程长,甲、乙均做匀速直线运动,但甲的速度大,乙的速度小。
2.速度图像:(v-t图像),纵坐标表示速度(v),横坐标表示时间(t),图像表示速度随时间变化的规律,如图所示。
甲图像是一条水平直线(平行于横轴),表示物体做匀速直线运动;如果不是水平直线,表示物体做变速运动,乙物体的速度越来越大(加速运动),丙物体的速度越来越小(减速运动)。
题型一 长度与时间的测量
►考向01 长度与时间的估测
1.(2024·山东烟台·中考真题)五一前夕,某学校举行了春季运动会,下列数据中你认为符合实际的是( )
A.男子立定跳远的成绩为6.8m B.女子跳绳的成绩为每分钟360个
C.男子100m的成绩为15.5s D.女子铅球的成绩为45m
2.(2024·山东聊城·一模)人的身体中藏有很多“尺”,生活中我们可以利用“身体尺”进行估测。已知小红的身高是1.6m,她利用自己的身体进行了以下估测,符合实际的是( )
A.把手张开,大拇指和食指之间的距离称“一拃(zhǎ)”。测量书桌的长度是5拃,约90dm
B.展开手臂,左手到右手的长度称“一庹(tuǒ)”。测量黑板的长度为3庹,约4.5m
C.步行时,前后两个脚尖的距离称“一步”。测量教室到校门口的距离为500步,约1000m
D.穿上鞋子,脚尖到脚后根的距离称“一脚”。测量一条跑道的宽度为5脚,约250cm
►考向02 长度与长度的测量
3.(2024·山东泰安·二模)如图所示,所测木块长度是 cm。
4.(2024·海南·中考真题)端午赛龙舟,请估测龙舟最接近的长度是( )
A.10mm B.10cm C.10m D.10km
►考向03 时间与时间的测量
5.(2024·辽宁·中考真题)为保护视力,应认真做好眼保健操,做一遍眼保健操的时间大约是( )
A.5s B.5min C.50min D.5h
6.【改编】中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径,其中“切”就是用手指把脉,根据脉象诊断疾病,这是中国古代传统医学家独创的诊法。如图所示,每次把脉的时间,古人强调不应少于脉跳五十次,据此可知中医把脉一次至少约多长时间( )
A.50min B.10min C.1min D.1s
题型二 运动的描述
►考向01 参照物
1.(2024·山东聊城·二模)“五一”假期期间,小明与父母一起乘坐摩天轮观赏城市美景,坐在轿厢内的小明透过玻璃窗看到周围的建筑物缓缓转动,他选择的参照物是( )
A.地面 B.周围的建筑物
C.天空 D.轿厢内坐在身旁的父母
2.(2024·北京·中考真题)图中所示为我国某型号的火箭发射时上升的情境。关于该发射过程,下列说法正确的是( )
A.以发射塔为参照物,火箭是静止的
B.以火箭为参照物,发射塔是静止的
C.以地面为参照物,火箭是运动的
D.以地面为参照物,发射塔是运动的
►考向02 运动与静止的相对性
3.(2024·山东聊城·一模)2024年3月31日,我区半程马拉松比赛在21.0975公里的环金牛湖赛道举行。当2名选手并肩跑时,若以其中一名选手为参照物,则另一位选手是 (选填“运动”或“静止”)的。其中一名选手跑完全程用时120分钟,则他的平均速度为 km/h。
4.(2024·山东济宁·二模)甲辰龙年的央视春晚,一首《上春山》广为传唱,这首歌巧妙化用了14首古诗词。其中“春风得意正少年”出自“春风得意马蹄疾,一日看尽长安花”,当诗人孟郊骑着马看到百花纷纷向西退去,此时孟郊正骑马向 运动。西安到洛阳的路程约为360km,若古人骑马走完此路段,平均速度5m/s,则大约需要 h。
题型三 运动的快慢
►考向01 速度的估测
1.(2024·山东泰安·中考真题)下列对生活中常见物理量的估测,符合实际的是( )
A.物理课本的长度约为 B.成年人步行的速度约为
C.一名普通中学生的重力约为 D.一节新干电池的电压约为
2.(2024·山东聊城·中考真题)根据生活经验,下列数据符合实际的是( )
A.一台家用空调的功率约为1000W
B.一本初中物理课本的厚度约为ldm
C.两个鸡蛋的质量约为1kg
D.磁悬浮列车的速度可达400m/s
考向02 速度概念及其应用
3.(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8km/s
C.羚羊奔跑的速度是22m/s D.旗鱼最快的速度是112km/h
4.(2024·山东烟台·一模)如图所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为0.005s.已知感应器距测高台的高度为2.6m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为( )
A.1.65m B.1.70m C.1.75m D.0.85m
►考向03 速度相关计算
5.(2023·山东济南·中考真题)如图所示,济南至石家庄铁路客运专线济南黄河公铁两用特大桥,全长约14km,其中主桥长1792m。上层为设计时速100km/h的双向六车道高速公路,下层为四线铁路。汽车以设计时速通过该特大桥主桥,大约需要多少秒?
6.(2024·山东济南·一模)港珠澳大桥全长55km,其中主桥29.6km,桥面为双向六车道高速公路。大桥全线设计通行速度为100km/h,就货运车辆而言,在主桥行驶时须使用慢线,车速限制为80km/h。求货运车辆通过港珠澳大桥的主桥至少需要多长时间?
►考向04 运动图像
7.(2023·山东德州·中考真题)在某次测试中,甲、乙两车都向东做直线运动,它们的图象如图所示,则( )
A.甲、乙两车都做加速直线运动 B.两车出发前相距,甲比乙晚出发5s
C.在第10s时两车速度相等 D.内乙车相对于甲车向东运动
8.(2023·山东日照·中考真题)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
题型四 平均速度的测量
►考向01 测量小车平均速度
1.(2024·山东聊城·二模)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 。
2.(2024·山东潍坊·二模)小明在做“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置:小车从长10dm带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C的时间,则:
(1)本实验原理: ;
(2)实验中斜面的坡度较小,其目的是 ;
(3)如果小车过了A点后才计时,则会使所测AC段的平均速度偏 (填“大”或“小”);
(4)请根据图中所给信息回答: m/s(结果保留两位小数);下图能说明小车在斜面上运动情况的图像是 ;
(5)如果在某次实验中,经过测量计算出小车通过上半段路程AB的平均速度,小车经过BC段的平均速度,则小车通过全过程的平均速度 m/s。
►考向02 频闪摄影法测量平均速度、区间测速
1.(2023·新疆)频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10cm。
/mm
/mm
/mm
/mm
A球()
4.9
14.7
24.5
34.3
B球()
1.2
9.8
19.6
29.4
3.7
4.9
4.9
4.9
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是___________(填“A”或“B”)球;
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时,刻度尺的示数如图乙所示,则s5=_______mm。设 A球在空中下落时,通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3,则v2:v3=__________;
(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做________(填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。先开始下落的小球的速度为__________m/s时,后开始下落的小球刚好开始下落。
2.【新情景】港珠澳大桥是我国二十一世纪“超级工程”,全长55千米(其中主桥29.6km,海底隧道全长5.6km),大桥上还设有“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,判断是否超速。若监测点A、B相距16km,一辆轿车通过两个监测点的时间如图乙所示。
(1)大桥上某处有如图甲所示交通标志,其物理意义是:___________________________________。
(2)轿车在这一区间路段平均速度是多少?是否超速?( )
跨学科实践 制作降落伞
一、科学探究的六个步骤
物理是一门实验科学,它是在观察、思考、提问、假设、实验的基础上发展起来。发现问题、提出问题,继而进行科学探究是研究物理的重要方法。
生活中处处有物理现象,用心去观察,你会受益匪浅;像科学家们一样用科学探究的方法去学习物理,你会变得越来越强大。
科学探究有如下几步:
1.提出问题:有疑惑就提问,不要嫌幼稚;
2.猜想:大胆去猜,不论对错;
3.设计实验:根据猜想,从实验原理、需要哪些器材、实验方法、实验步骤、数据记录表格等方面去设计实验方案;
4.做实验:按照步骤进行实验,记录好需要的数据;
5.总结出结论:分析实验数据,用推导、归纳的方法得出结论;
6.交流反思:分析误差产生的原因,在哪些环节上可以减小误差?评价本次实验的得与失,了解其他组实验的情况并给予评价。
二、控制变量法
物理学中对于多变量的问题,常常采用控制变量的方法,把多变量的问题变成多个单变量的问题;每一次只改变其中的某一个变量,而控制其余几个变量不变,从而研究被改变的这个变量对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。在制作降落伞的实验时,需要控制伞的材料、伞绳的长度、伞的质量等因素相同,通过改变伞的面积来研究降落伞在空中的滞留时间与伞的面积的关系,所以这种实验方法是控制变量法。
控制变量法适用于所研究问题受两个及以上因素影响的情况,这些因素可能是正确的也可能是不正确的。
即将学习到的声学、力学、电磁学里都将用到这个方法,希望同学们能掌握这个方法。
三、降落伞
1. 降落伞是一种使人或物从空中安全降落到地面的航空工具。
2. 用途:广泛用于航空、航天和救援等领域。
3. 构造:常见的降落伞主要由伞衣、伞绳和安全保障装置组成。
四、影响降落伞飞行时间的因素
1. 提出问题:降落伞在空中飞行的时间与什么因素有关
2. 猜想与假设:①可能与降落伞的伞绳长度有关;②可能与降落伞的形状有关;③可能与降落伞的面积有关;④可能与降落伞降落的高度有关;⑤可能与降落伞的总质量有关。
3. 设计实验与方案的制定:
(1)方法:控制变量法,即先探究其中一个因素对研究问题的影响,而保持其他因素不变。例如,每次只改变降落伞伞衣的面积而保持其他因素不变,便可得出降落伞在空中飞行时间的长短与降落伞面积的关系。
(2)不规则面积的测量方法:
测量降落伞的伞衣面积,可以把伞衣放在方格纸上,在方格纸上描下它的轮廓,数一下图形中包含的方格数对不满一格而大于或等于半格的都算一格,小于半格的都舍去不计,总的格数乘以一个格的面积,就是伞衣的面积,如图所示。
(3)器材选择:①用秒表测量降落伞在空中飞行的时间;②用皮卷尺测量伞绳长度和降落伞下降高度;③用托盘天平测量降落伞的总质量
4. 实验步骤:
(1)控制伞绳长度(1m)伞衣的形状(圆形)、降落伞的总质量(20g)不变,改变伞衣的面积(05m2、1m2),制成降落伞,从距地面3m的地方自由下落,用秒表测量其在空中飞行的时间,并记录在表格内。
(2)控制伞绳长度(1m)伞衣的形状(圆形)、伞衣的面积(lm2)不变,改变降落伞的总质量(30g),制成降落伞,从距地面3m的地方自由下落,用秒表测量其在空中飞行的时间,并记录在表格内。
(3)控制伞绳长度(1m)伞衣的面积(1m2)、降落伞的总质量(20g)不变,改变伞衣的形状(正方形),制成降落伞,从距地面3m的地方自由下落,用秒表测量其在空中飞行的时间,并记录在表格内。
(4)控制伞衣的形状(正方形)伞衣的面积(1m2)、降落伞的总质量(20g)不变,改变伞绳长度(1.5m),制成降落伞,从距地面3m的地方自由下落,用秒表测量其在空中飞行的时间,并记录在表格内
数据记录表格:
实验次序
伞绳
长度
伞衣的
形状
伞衣的
面积
降落伞
的高度
降落伞
总质量
降落伞的飞行时间
1
1 m
圆形
0.5m²
3m
20g
3.67 s
2
1m
圆形
1m²
3m
20g
5.82 s
3
1m
圆形
1m²
3m
30g
4.91 s
4
1m
正方形
1m²
3m
20g
5.81 s
5
1.5m
正方形
1m²
3m
20g
5.83 s
6
1.5m
正方形
1m²
6m
20g
9.24 s
5. 得出结论:
(1)由1、2次实验数据可知:在其他条件一定时,伞衣的面积越大,降落伞在空中飞行的时间越长;
(2)由2、3次实验数据可知:在其他条件一定时,降落伞的总质量越小,降落伞在空中飞行的时间越长;
(3)由2、4次实验数据可知:在其他条件一定时,伞衣的形状改变,降落伞在空中飞行的时间不变;
(4)由4、5次实验数据可知:在其他条件一定时,降落伞的伞绳长度改变,降落伞在空中飞行的时间不变;
(5)由5、6次实验数据可知:在其他条件一定时,降落伞的下落的高度越大,降落伞在空中飞行的时间越长;总结:降落伞在空中飞行的时间与伞衣的面积、降落伞的总质量、降落伞的下落的高度等都有关系,伞衣的面积越大、降落伞的总质量越小、降落伞的下落的高度越大,降落伞在空中飞行的时间越长。
6. 交流、评估和反思:
降落伞在空中飞行的时间是否与伞绳的多少、伞衣的材质有关?在降落伞比赛中,制作降落伞要考虑材料的易得,要从指定的高度开始自由下落。
降落伞实验设计中应注意的几个问题
1.降落伞在空中自由飘落时只受两个力的作用:自身重力和空气阻力。自重越小或阻力越大时在空中飞行的时间越长,想取胜就得减小自重,增大阻力。
2.减小自重的方法:在伞面大小、伞绳长短不变的情况下,选用轻薄的面料制作伞衣,用细棉线制作伞绳。经筛选发现一次性塑料桌布制作伞衣最合适。
3.增大阻力的方法:在伞衣、伞绳的材料确定的情况下,尽量使伞降落时兜风的伞面最大。
1.【改编】降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具,广泛用于应急救生、空投物资等。物理实验小组对“降落伞在空中滞留时间的影响因素”展开了实验,他们提出如下猜想:
猜想一:降落伞在空中滞留时间与伞面的材料有关;
猜想二:降落伞在空中滞留时间与伞面的面积有关;
猜想三:降落伞在空中滞留时间与伞和重物的总质量有关;
实验次数
伞面材料
伞面面积/cm2
伞和重物的总质量/g
滞留时间/s
第l次
第2次
第3次
平均值
1
纱布
1200
200
8.6
8.5
8.7
8.6
2
棉布
1200
200
9.3
9.5
9.4
9.4
3
防水布
1200
230
10.7
10.8
10.9
10.8
4
防水布
1500
230
13.1
13.4
13.4
13.3
5
纱布
230
(1)同学们从实验室找来了纱布、棉布、防水布、透明胶带、绳子、天平、空塑料盒(带盖子)、细沙。如图所示,将装有沙子的塑料盒挂在降落伞上,并使它从三楼窗户处自由下落(纱布、棉布、防水布规格均有1200cm2和1500cm2两种)。同学们发现缺少一种测量工具 ,完善实验器材后继续实验,获得以下数据:
(2)在验证猜想一、二时,要控制 不变;
(3)通过表格信息可得出:当降落伞和重物总质量相等、降落伞材料相同时,降落伞的伞面面积越 (选填“大”或“小”),降落伞在空中的滞留时间越长;
(4)通过表格中 次的实验数据还能得出,降落伞在空中的滞留时间与降落伞的材料有关;
(5)针对上述猜想三,同学们发现所收集的数据并不完整,经大家讨论,表格中横线位置应填 ;
(6)实验结束后,小西将装有半盒和满盒细沙的塑料盒,分别从三楼窗户处自由下落,两次下落时间都为1.2s,比带有降落伞的时间明显小。小西分析,降落伞是通过增大 增大降落伞所受的空气阻力,从而增大了降落伞在空中的滞留时间;
(7)以上实验,用到的科学探究方法是 。
2.下面是某小组同学进行降落伞比赛所记录的实验数据,请你帮他们完成实验后的分析与论证。
实验次数
降落伞绳长
降落伞的形状
降落伞的面积
降落伞的高度
降落伞的总质量
降落伞在空中滞留的时间
1
1m
圆形
0.5m2
3m
20g
3.67s
2
1m
圆形
1m2
3m
20g
5.82s
3
1m
圆形
1m2
3m
30g
4.91s
4
1m
正方形
1m2
3m
20g
5.82s
5
1.5m
正方形
1m2
3m
20g
5.82s
6
1.5m
正方形
1m2
6m
20g
9.24s
根据下表数据分析:
(1)比较1、2两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越长;
(2)比较2、3两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越短;
(3)比较2、4两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 无关,比较4、5两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 无关;
(4)比较5、6两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越长;
(5)设计实验时,常用的方法是先考察其中一个因素对研究问题的影响,而保持其他因素不变,这种方法叫 ,这里说的 就是那些影响问题的因素。
基础巩固
一、单选题
1.下列对生活中常见物理数据的说法正确的是( )
A.中学生食指的长度为1.6 cm B.中学生脉搏跳动一次的时间约为3s
C.成年人散步的速度约为5m/s D.教室内课桌的高度约为80cm
2.【比例法】甲、乙两物体做匀速直线运动,它们的速度之比为2∶5,通过的路程之比为3∶4,那么甲、乙两物体运动的时间之比是( )
A.8∶15 B.15∶8 C.3∶10 D.1∶2
3.【图像法】下列四幅图中物体运动的路程s或速度v与时间t的关系图像,表示物体做匀速直线运动的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4.下列情况不属于机械运动的是 ( )
A.小鸟在空中飞行 B.万马奔腾
C.长高的小树 D.雪花飞扬
5.下列说法中,正确的是( )
A.速度越大的物体,运动的路程也越长
B.运动时间越长的物体,它的路程也越大
C.物体做匀速直线运动时,速度与路程、时间无关
D.匀速直线运动,速度与路程成正比,与时间成反比
6.(新考法)用同一把刻度尺测量同一个物体的长度,先后四次测量的结果为:13.25cm、13.27cm、13.42cm、13.28cm,则该物体的长度为( )
A.13.27cm B.13.28cm C.13.255cm D.13.26cm
7.小明和小丽在测量课本的长和宽时,发现同时测量同一本书的长,他们两人测量的方法和读数均正确,所得的结果不相同,关于这种现象,他们展开了讨论,其中正确的是( )
A.这种现象是误差,只要多估读几位误差可以消除
B.这种现象是误差,通过改进测量方法可以减小,但不能消除
C.误差现象总是存在的,不论你如何改进测量方法,误差既不能减小也不能消除
D.误差和错误是一样的,只要我们能认真仔细测量,它们都是可以避免的
8.关于运动和静止,下列说法正确的是( )
A.加油机在空中给受油机加油时,它们是相对运动的
B.卡车和联合收割机收割庄稼时,它们是相对静止的
C.两辆赛车在赛道上行驶时,它们是相对静止的
D.“天宫一号”与“神舟八号”对接成功时,它们是相对运动的
9.对于匀速直线运动速度公式的物理意义的理解,说法正确的是( )
A.物体运动的速度v与路程s成正比,与时间t成反比
B.物体运动的路程s与时间t成正比
C.物体运动的路程s与速度v成正比
D.物体运动的速度v与路程s、时间t均无关
10.如图为甲、乙两物体沿直线运动的路程随时间变化的图像,下列对两物体在0~5s内运动情况分析正确的是( )
A.两物体在0~5s内均做匀速直线运动
B.甲物体在1~3s时间内,速度为1m/s
C.甲、乙两物体在2s时相遇,是乙物体追上甲物体
D.两物体在5s内全程的平均速度相等
二、多选题
11.下图记录了甲、乙两车同时在同一平直公路上行驶时,在相同的时间内通过的路程。以下分析正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
C.在20~30s的时间内,甲车的平均速度等于乙车的平均速度
D.在0~40s的时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等
12.(中国文化)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)。若采用飞鸽传书会更快,鸽子的飞行速度在70km/h到110km/h之间。考虑到休息和觅食,若鸽子的远距离飞行平均速度约为50km/h。下列正确的是( )
A.驿马的平均速度为11.25km/h
B.驿使骑驿马时,以驿马为参照物驿使是静止的
C.鸽子飞行三千里,则大约需要30h
D.计算信鸽的平均速度时,鸽子休息和觅食的时间必须除外
13.a、b两辆小车从同一点沿相同方向出发,图甲是a车运动的s-t图像,乙是b车运动的v-t图像。下列说法正确的的是( )
A.第4s末,a、b两小车相遇
B.2~4s内,a车静止
C.第4s末,a、b两车相距20m
D.0~4s,a车的平均速度等于b车的平均速度
14.甲、乙两物体同时由同一位置开始在水平面上向相同方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法中正确的是( )
A.在0~2s内,甲物体比乙物体运动速度慢
B.在2~4s内,乙物体做匀速直线运动
C.前4s内,甲、乙两物体的平均速度相等
D.第4s末,两物体的运动速度恰好相等
15.下列有关运动的说法中,正确的是( )
A.速度是表示物体运动快慢的物理量
B.两个运动的物体相比较,速度大的物体运动得一定快
C.匀速直线运动物体任意两个时刻速度相同
D.以10m/s的平均速度做变速运动的物体,每秒内通过的路程一定均为10m
三、填空题
16.(安全教育)每天清晨,好多同学坐着“长鼻子”校车来校学习。《校车安全管理条例》中明确指出载有学生的校车车速不得超过40 (填合适的单位符号),该数值是指校车在行驶过程中的 (选填“平均速度”或“最大速度”)。
17.如图甲所示,被测铅笔的长度为 cm;如图乙所示,停表的读数为 s。
18.沈阳地铁3号线是中国东北地区首条空中地铁线路,线路全长约为42km。地铁列车试运行期间,全程用时约为1.05h,则该地铁列车试运行全程的平均速度为 km/h;以行驶的列车为参照物,车内上的广告牌是 (填“运动”或“静止”)的。
19.甲、乙两人同时、同地向东运动,运动图像如图所示。由图像可知,以甲为参照物,乙向 (选填“东”或“西”)运动。当时间t=12s时,两人相距 m。
20.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向南运动,它们的运动规律如图所示, 两辆小车的运动速度相同;以乙为参照物,甲向 (选填“南”或“北”)。
四、作图题
21.小明同学在平直路面上以3m/s的速度做匀速直线运动,请在如图坐标系中画出他运动的s-t图像。
五、实验题
22.如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。
(1)该实验的原理是 。
(2)本实验中除了需要木块、长木板、挡板、小车外,还需要的器材有 、 。
(3)为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持较 (选填“大”或“小”)的坡度。
(4)B为AC中点,,实验中小车从A点由静止下滑,到达B点所用时间为2s,到达C点所用时间为2.8s,则小车通过AB段的平均速度为 m/s,小车通过BC段的平均速度为 m/s
(5)综上可得:小车在下滑过程中速度越来越 ,整个过程中小车做 运动(“匀速”或“变速”)
23.小明同学用如图所示的实验装置“测量小车运动的平均速度”。实验中,他们将小车从带刻度(分度值为1cm)的斜面顶端A点由静止释放,并同时按下电子停表开始计时,图中圆圈内显示了小车位于A、B、C三点的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。
(1)由图中的实验数据可知,小车下滑过程中做 运动(填“减速”、“匀速”或“加速”);
(2)根据图中信息,小车在下滑过程中AB段的运动时间为 s,AB段的路程为 cm,BC段的平均速度大小是 cm/s;
(3)如果在A点时,先释放小车,后按下停表开始计时,则会使所测AB段的平均速度 (填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(4)实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,便于测量时间,应 (填“增大”或“减小”)斜面的倾斜角度。
24.小明在做“测量小车运动的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置,小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的三个框内是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“小时:分:秒”);
(1)该实验测小车平均速度的原理是 ;
(2)根据图中信息知,AC长为 cm,小车通过AB段的平均速度是 m/s;
(3)实验中为了便于测量时间,应使斜面的坡度较 (选填“陡”或“缓”);
(4)如图所示的四个速度随时间的关系图像,能反映出小车下滑运动的是________(选填图中的选项字母)。
A.B.C. D.
(5)实验时,测量同学过于紧张小车还未到达C点就停止计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 ;为方便计时,你觉得可以增加 ,具体操作是 。
六、计算题
25.一列火车长200m,它以10m/s的速度匀速通过一个长为1800m的隧道,火车全部通过隧道需要多少时间?
26.(爱国主义)小明一家去外地旅游,在开车赶往高铁站过程中,他看到如图甲所示的交通标志牌,此时刚好收音机报告为上午10:00整。
(1)按如图乙所示的小车速度表显示速度行驶到高铁站需要多少h?
(2)看到交通标志牌时,小明才突然想起必须在10:50前赶到高铁站办理安检手续。请问在遵守交通规则的前提下小明能及时赶到高铁站吗?
27.我国在高速公路上设置了道路限速监控。一种是“定点测速”,即监测汽车在某点的车速;另一种是“区间测速”,即测算出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该路段的最高限速,则被判为超速。若监测点A、B相距15km,全程限速如图,一辆轿车通过监测点A、B的速度分别为100km/h和110km/h,通过这两个监测点的时间如图所示。
(1)采用“定点测速”,该轿车通过监测点A、B时会不会被判超速? 并说明理由;
(2)采用“区间测速”,这辆轿车在该路段会不会被判超速; (请通过计算进行说明)
(3)若要确保通过AB路段区间测速不会被判超速,则通过该路段的最短时间是多少分钟。
能力提升
1.(2024·山东青岛·模拟改编)古人云:“不积跬步,无以至千里。”单脚迈出一次为“跬”,双脚相继迈出为“步”。按此规定,一名普通中学生正常行走时,1“步”的距离最接近( )
A.1mm B.1cm C.1m D.1km
2.(2024·山东日照·模拟改编)小明去考场参加考试,以36km/h的速度步行到达公交站点,坐上公交车,以小明为参照物公交车运动了起来。进入考场,他通过大脑的机械运动进行周密的思考。做完选择题,他用长为的铅笔认真填涂答题卡。文中有关描述符合物理事实的是( )
A.步行速度为36km/h B.以小明为参照物公交车运动起来
C.大脑进行思考是机械运动 D.铅笔的长为
3.(2024·山东烟台·模拟改编)李白的七言绝句《早发白帝城》中有诗句“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”。诗句中描述的“轻舟”是运动的,所选择的参照物是( )
A.轻舟 B.山峰 C.船夫 D.船舱
4.(2024·辽宁·中考真题)为保护视力,应认真做好眼保健操,做一遍眼保健操的时间大约是( )
A.5s B.5min C.50min D.5h
5.(2024·湖南长沙·中考真题)为给课桌裁剪一块合适的课桌垫,小明用卷尺对课桌长度进行了三次测量,记录的数据分别为66.8cm、67.0cm、67.5cm。则课桌长度的测量结果应为( )
A.66.8cm B.67.0cm C.67.1cm D.67.5cm
6.(2024·四川乐山·中考真题)如图所示,记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时,相同时间内通过的路程。根据图片信息下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动 B.甲、乙两车都做变速直线运动
C.10~20s内,甲、乙两车平均速度相等 D.20~30s内,甲、乙两车平均速度相等
7.(2024·山东临沂·二模)甲车从A地沿直线向B地运动,同时乙车从B地沿直线向A地运动,它们的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲做变速直线运动,乙做匀速直线运动
B.甲、乙运动了8s时,在距甲的出发点40m处相遇
C.2s~6s内,乙做匀速直线运动
D.0~2s内,甲比乙运动得快
8.(2024·山东潍坊·二模)某汽车由静止开始驶入某公路,前15s行驶了0.45km,前30s的速度随时间变化关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.0~10s内汽车做匀速直线运动
B.汽车前15s的平均速度是20m/s
C.汽车前30s行驶的路程是750m
D.10~30s内汽车一定做曲线运动
9.(2024·西藏·中考真题)有一首诗词写道“满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎。仔细看山山不动,是船行。”诗人感觉“山走来迎”是以 为参照物;全诗说明运动和静止是 的。
10.(2024·北京·中考真题)如图所示为一个水滴下落过程的示意图,水滴由A位置下落到B位置,A、B之间的距离为 cm,所用的时间为0.2s,依据公式 可计算出这个过程中水滴下落的平均速度为 cm/s。
11.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)小明和爸爸自驾游返程时,看到如图所示的交通标志,在遵守交通法规的前提下,从此处至少需 h到达哈尔滨;若以他们正在行驶的车为参照物,此交通标志是 (选填“运动”或“静止”)的。
12.(2024·湖北·中考真题)2024年5月28日,神舟十八号航天员圆满完成出舱任务。如图,搭乘机械臂的航天员A已为空间站安装好空间碎片防护装置,航天员B正在出舱。以空间站为参照物,安装好的防护装置是 的,航天员B是 的。
13.(2024·甘肃兰州·中考真题)观察如图所示的图像,请在坐标系中画出对应的图像。
14.(2024·山东潍坊·二模)小明在做“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置:小车从长10dm带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C的时间,则:
(1)本实验原理: ;
(2)实验中斜面的坡度较小,其目的是 ;
(3)如果小车过了A点后才计时,则会使所测AC段的平均速度偏 (填“大”或“小”);
(4)请根据图中所给信息回答: m/s(结果保留两位小数);下图能说明小车在斜面上运动情况的图像是 ;
(5)如果在某次实验中,经过测量计算出小车通过上半段路程AB的平均速度,小车经过BC段的平均速度,则小车通过全过程的平均速度 m/s。
14.(2024·吉林·中考真题)如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。
(1)为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持很 的坡度。
(2)B为AC中点,,两次实验小车都从A点由静止下滑,到达C点所用时间为2.8s,到达B点所用时间为2s,则小车通过AB段的平均速度为 m/s。
(3)由实验可得:小车在下滑过程中速度越来越 。
15.(2023·山东济南·中考真题)如图所示,济南至石家庄铁路客运专线济南黄河公铁两用特大桥,全长约14km,其中主桥长1792m。上层为设计时速100km/h的双向六车道高速公路,下层为四线铁路。汽车以设计时速通过该特大桥主桥,大约需要多少秒?
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专题01 机械运动(2~6)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 长度与时间的测量
实验01 长度、时间的测量
考点二 运动的描述
考点三 运动的快慢
考点四 平均速度的测量
实验02 平均速度的测量
04解题方法·技巧点拨
05题型精研·考向洞悉
题型一 长度与时间的测量
►考向01 长度与时间的估测
►考向02 长度与长度的测量
►考向03 时间与时间的测量
题型二 运动的描述
►考向01 参照物
►考向02 运动与静止的相对性
题型三 运动的快慢
►考向01 速度的估测
►考向02 速度概念及其应用
►考向03 速度相关计算
►考向04 运动图像
题型四 平均速度的测量
►考向01 测量小车的平均速度
►考向02 频闪摄影法测量平均速度、区间测速
06跨学科实践 制作降落伞
07分层训练·巩固提升
► 基础巩固
► 能力提升
考点要求
课标要求
命题预测
长度与时间的测量
· 认识长度和时间单位、测量工具及测量方法
《机械运动》是中考必考内容。虽然本单元在试卷中所占分值不大(一般在2-6分之间),但作为必考内容,仍需要考生加强对本单元的复习,做好备考准备。在本单元的考题中,从出现概率看,主要有:长度、时间与速度的估测,长度与时间的测量,参照物,物体运动速度的简单计算,运动图像的应用与计算,测量平均速度等。考试题型也非常多样,主要有:选择题、填空题、实验题和综合题等。
物体运动的描述
· 知道物体运动和静止是相对的
运动的快慢
· 能用速度描述物体运动;知道匀速直线运动的概念;会计算速度
平均速度测量
· 理解测量平均速度的方法
考点一 长度与时间的测量
1.长度:长度是物理学中的基本物理量。
(1)长度单位:在国际单位制中,长度的单位是米(用m表示)。常用的长度单位还有千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)等。
千米(km)、米(m)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)相邻之间都是千进位(103),1km=103m,1m=103mm=106μm=109nm;米(m)、分米(dm)、厘米(cm)相邻之间都是十进位,1m=10dm=100cm。
(2)长度测量
1)测量工具:长度的测量是最基本的测量。测量长度的常用测量工具有刻度尺、三角板、卷尺等。用于精密测量的,还有游标卡尺、千分尺(螺旋测微器)等。
2)正确使用刻度尺
a. 使用前要注意观察零刻度线、量程和分度值。量程是指测量工具的测量范围;分度值是指相邻两刻度线之间的长度,零刻线是否被磨损。
b. 正确放置刻度尺。零刻度线对准被测长度的一端,有刻度线的一边要紧靠被测物体且与被测长度保持平行,不能歪斜(如图(2)中“刻度尺怎样放置”);如因零刻度线磨损而取另一整刻度线作为零刻度线时,切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。
c. 读数时,视线应与尺面垂直。
d. 记录数据要由数字和单位组成,没有单位的记录是毫无意义的(如1.5m、35cm等);要估读到最小刻度的下一位。
3)长度的估测:在平时,大家应多积累生活方面的知识,估测物体长度也是生活积累的一个方面。如黑板的长度大概2.5m、课桌高0.7m、课本高30cm,篮球直径24cm、铅笔芯的直径1mm 、一只新铅笔长度20cm 、手掌宽度1dm 、墨水瓶高度6cm等等。
(3)误差
1)误差:测量值与真实值之间的差别。误差是不能避免的,通过提高测量水平、改进测量手段就能尽量减小误差;但错误(由于不遵守测量仪器的使用规则和主观粗心造成的,或测量方法不正确造成的)是能够避免的,也是不该发生的。
误差产生的原因:测量工具精密度,测量环境变化和人为因素。
2)减小误差的方法:多次测量求平均值、选用精密测量仪器和改进测量方法。
2.时间:时间也是物理学中的基本物理量。
(1)在国际单位制中,时间的单位是秒(s),常用单位还有分钟(min)、小时(h)等。
1h=60min=3600s(1h=60min)。
(2)时间的测量常用工具是钟表、秒表。在现代生活中,通常用钟表测量时间,实验室和运动场常用秒表测量时间。
3.国际单位制
(1)单位:是用来比较某个物理量大小的标准量。
(2)国际单位制:国际计量组织制定的一套国际统一的单位,叫国际单位制(简称SI)。是国际上统一使用的单位。
(3)我国的法定计量单位是以国际单位制为基础的,物理学中各物理量的单位都采用国际单位制。
进行单位换算的步骤:数值不变,乘以原单位与目标单位之间的进率,将原单位改写为目标单位。
1.【新情景】(2024·山东威海·中考真题)三星堆祭祀区8号坑出土了一件迷你版纵目面具,工作人员按照考古挖掘的要求用比例尺作参照拍照,每一个小方格的宽度为1cm,如图所示。请估测面具两耳之间的距离更接近于( )
A.3cm B.6cm C.9cm D.12cm
【答案】B
【详解】由图可知,面具两耳之间的距离大约等于6个小方格的宽度,面具两耳之间的距离为
6×1cm=6cm
故选B。
2.(2024·山东德州·二模)小华用各种工具与器材进行测量,测量情况如图所示。甲图中物体的长度为 cm;乙图中机械秒表的读数为 s;
【答案】 1.15 337.5
【详解】[1]甲图中,刻度尺的分度值为1mm,物体的左边缘对准1.00cm,右边缘对准2.15cm,所以甲图中物体的长度为
2.15cm-1.00cm=1.15cm
[2]乙图中机械秒表小表盘的分针指在5min和6min之间,读作5min,指针在靠近6min,表示大表盘读数大于30s;大表盘分度值为0.1s,秒针指在37s和38s中间,读作37.5s,所以秒表的读数
5×60s+37.5s = 337.5s
考点二 运动的描述
1.机械运动:物体位置的变化叫机械运动。
运动是宇宙中最普遍的现象,宇宙中的万物都在以各种不同的形式运动着,绝对不动的物体是没有的,这就是说运动是绝对的。我们平常说的运动和静止都是相对于另一个物体(参照物)而言的,所以,对物体的运动和静止的描述是相对的。
2.参照物:研究机械运动时,事先选定的,衡量被研究物体的位置是否改变,作为参考标准的物体叫参照物。
选取参照物并不一定都是相对地面静止不动的物体,只是选哪个物体为参照物,我们就假定该物体不动。
参照物可任意选取,但选取的参照物不同,对同一物体的运动情况的描述可能不同。如:公路上行驶的汽车,以路面为参照物,汽车是运动的;以车里的人或物品为参照物,汽车是静止的。
3.相对静止:两个以同样快慢、向同一方向运动的物体,以对方为参照物,他们是静止的(实际上,它们相对于路面是运动的),这叫两个物体相对静止。
4.运动分类(根据运动路线):曲线运动、直线运动。
判断物体的运动状态的方法
一定
确定被研究的物体
二选
选定参照物
三分析
分析被研究的物体相对于参照物的位置是否发生变化
四判断
相对于所选的参照物,若物体位置没有发生变化,则物体是静止的;否则,就是运动的
判断参照物的方法
一定
明确被研究的物体及其运动状态
二找
分析被研究的物体相对于哪个物体位置发生了变化,相对于哪个物体位置没有发生变化
三断
根据题意确定所选的参照物
3.(2024·山东济南·一模)滑雪模拟机可以调整速度和坡度,带给人们真实的滑雪感受。如图所示,小朋友在教练的指导下利用仿真雪毯专心练习滑行。如果说小朋友是运动的,选取的参照物是( )
A.教练 B.雪毯 C.地面 D.扶手
【答案】B
【详解】小朋友在教练的指导下在白色的仿真雪毯上专心练习滑行时,小朋友相对于仿真雪毯的位置发生了变化,故说他是运动的,故参照物是仿真雪毯,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.(2024·广东·中考真题)如图为珠江两岸景观图。下列相对广州塔静止的是( )
A.飞行的客机 B.两岸的高楼 C.行驶的游船 D.流动的江水
【答案】B
【详解】判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化。若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的。
A.飞行的客机与广州塔之间的位置不断发生变化,是运动的,故A不符合题意;
B.两岸的高楼与广州塔之间的位置没有发生变化,是静止的,故B符合题意;
C.行驶的游船与广州塔之间的位置不断发生变化,是运动的,故C不符合题意;
D.流动的江水与广州塔之间的位置不断发生变化,是运动的,故D不符合题意。
故选B。
考点三 运动的快慢
1.速度
(1)速度:是描述物体运动快慢的物理量。一个物体,在t时间内,运动了S的路程,这个物体的运动速度为:(时间t用表示,路程用S表示,速度v用表示)。
(2)速度单位:速度的单位是由路程单位(m)和时间单位(s)组成,国际单位制中速度单位是m/s(读作米每秒)。速度的常用单位还有km/h(1m/s=3.6km/h)。
(3)匀速直线动:机械运动,按照运动路线的曲直可分为直线运动和曲线运动。在直线运动中,按照速度是否变化,又分为匀速直线运动和变速直线运动。
匀速直线运动:运动快慢不变,运动路线是直线的运动,叫做匀速直线运动。物体做匀速直线运动时,运动方向、速度大小始终保持不变(如传送带上物体的运动)。
(4)变速直线运动:在相等的时间内通过的路程不相等的直线运动叫做变速直线运动(如汽车在平直公路上的运动属于变速直线运动)。
(5)路程图像:路程随时间的变化图像叫路程时间图像(s-t图像),纵坐标表示路程(s),横坐标表示时间(t),图像表示路程随时间变化的规律,如图所示。
如果是图像是一条直线,表示物体做匀速直线运动;直线的倾斜度越大,表示物体运动的速度越大。
由图可以看出甲比乙在相同时间内经过的路程长,甲、乙均做匀速直线运动,但甲的速度大,乙的速度小。
(6)速度图像:速度随时间的变化图像叫速度时间图像(v-t图像),纵坐标表示速度(v),横坐标表示时间(t),图像表示速度随时间变化的规律,如图所示。
甲图像是一条水平直线(平行于横轴),表示物体做匀速直线运动;如果不是水平直线,表示物体做变速运动,乙物体的速度越来越大(加速运动),丙物体的速度越来越小(减速运动)。
2.平均速度
(1)平均速度:做变速运动的物体通过某段路程跟通过这段路程所用的时间之比,叫物体在这段路程上的平均速度。求平速度必须指明是在哪段路程或哪段时间内的平均速度。
(2)公式:平均速度的公式是(如:小明从家步行走到学校用时10分钟,已知小明家距学校1500米,那么,小明上学的平均速度为2.5m/s)。
1.速度公式中的v、s和t三个物理量,必须是同一个物体在同一运动过程中的速度、路程和时间。
2.速度的大小时由路程与时间的比值决定的,不能说“速度与路程成正比”或“速度与时间成反比”。
3.计算时代入的数据,应包含数字和单位两个部分。
4.在用公式进行计算时,要注意单位的对应搭配,“千米”和“时”搭配,“米”和“秒”搭配,组合成的速度单位分别是“千米/小时”或“米/秒”。
5.由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速度一般不相同。
6.平均速度与速度的平均值
平均速度描述的是物体运动的平均快慢,应该根据公式,用总路程除以总时间求得。当我们说一个物体的平均速度时,必须指明是那段路程上或那段时间内。
速度的平均值是指物体在不同路程(或时间)的速度的平均值。例如,物体从甲地道乙地的速度是v1,从乙地道丙地的速度是v2,这两端路程的速度的平均值是。实际上,物理学中并没有速度平均值的概念,不要把“平均速度”误解为“速度的平均值”。
5.(2024·山东滨州·中考真题)下列估测的数据,符合实际的是( )
A.教学楼每层楼高约为3.5m
B.中学生跑完800米的时间约为1min
C.中学生步行的速度约为20km/h
D.九年级物理课本的质量约为2kg
【答案】A
【详解】A.教学楼每层楼高约为3.5m,比成人身高高一些,故A符合题意;
B.学生跑完800米的时间约为3min,故B不符合题意;
C.中学生步行的速度约为,约合4km/h,故C不符合题意;
D.九年级物理课本的质量约为0.2kg,故D不符合题意。
故选A。
6.(2024·山东淄博·二模)司机小林驾车前往漳州,在某路口处看到如图标志,在遵守交通法规的前提下,小林到达漳州最快需要多少时间?
【答案】
【详解】“漳州”的含义是从此处到达漳州的路程为;“40是限速标志,限速;由得可知在遵守交通规则的前提下,从此标志牌到漳州的时间
7.(2024·山东德州·一模)如图所示是一辆汽车在一条公路上直行时, 速度随时间变化的图像。则下列说法正确的是( )
A.0s~4s内汽车做匀速直线运动
B.4s~8s内汽车处于静止状态
C.由图像可以看出v-t图像和时间轴围成的面积可以代表汽车在这段时间运动的路程
D.该汽车在整个运行过程中动能保持不变
【答案】B
【知识点】通过v-t图像研究物体运动、动能的概念、影响动能的因素
【详解】在v-t图像中,倾斜的直线表示物体做变速运动,平行于时间轴的直线表示物体的速度不变,即做匀速运动。
A.由图可知,0~4s内,汽车运动的v-t图像是一条倾斜的直线,说明该过程中汽车做加速运动,故A错误;
B.由图可知,4~8s内,汽车运动的v-t图像是一条平行于时间轴的直线,说明该过程中汽车做匀速运动,故B正确;
C.图中的图像是v-t图,“速度图线和时间横轴所夹的“面积”可以表示该时间内通过的路程”,故C错误;
D.由图可知,0~4s内,汽车做加速运动,质量不变,动能变大,4~8s内,汽车做匀速运动,动能不变,故D错误。
故选B。
考点四 平均速度的测量
实验:测量平均速度
实验目的:
(1)学会使用停表和刻度尺正确测量时间、距离并求出平均速度;
(2)加深对平均速度的理解;
(3)学会简单的实验报告;
(4)会用公式 进行简单的计算。
实验原理:
实验器材:斜面、小车、刻度尺、停表、金属片。
实验装置:
实验步骤:
(1)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程S1,把S1和后面测得的数据填入下表中。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。
(3)根据测得的S1、t1,利用公式υ1=S1/t1算出小车通过斜面全程的平均速度υ1。
(4)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离S2。
(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程S2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度υ2。
路程
运动时间
平均速度
S1=
t1=
υ1=
S2=
t2=
υ2=
实验结论:物体从斜面顶端运动到底端,每个时刻的速度并不相同。
1、斜面的长度要足够长、坡度要小(注意:坡度也不能过小,否则测出的平均速度大小会过于接近),且测量过程中不能改变斜面的坡度;
2、要测量哪一段路程的平均速度,就测量其对应的路程及通过这段路程所用时间。
8.(2024·山东聊城·二模)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
【知识点】测量物体平均速度的数据处理和误差分析、测量物体平均速度的实验器材和实验步骤、测量物体运动的平均速度
【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。
9.(2024·江苏泰州·二模)在研究“气泡运动规律”实验时,小明在细玻璃管中注入水,管中留一个小气泡,将玻璃管翻转后,观察气泡的运动情况,如图所示。
气泡长度约为2cm
实验序号
倾角
气泡经过AB段的时间/秒
1
15°
22.5
2
30°
14.9
3
45°
12.2
4
60°
13.8
5
90°
19.9
气泡的运动快慢到底与哪些因素有关呢?他做出了如下猜想:
猜想一:跟气泡的长度有关;
猜想二:跟玻璃管与水平面的倾角有关。
为了便于研究,他在玻璃管上做上记号A、B,测出气泡经过AB段的时间,实验数据记录如表。
(1)实验中,除刻度尺、秒表外,还需要的测量器材为 ;气泡通过AB段的路程为 cm;
(2)实验中,为便于测量时间,应设法使管内气泡运动得 (选填“快”或“慢”)一些;
(3)老师建议小明同一个倾角的情况下需要做3次实验,测出3次气泡经过AB段的时间并取其平均值,这样做的目的是 ;
(4)分析表中的数据,可以发现气泡运动的快慢随倾角的变化关系: ;
(5)若用上述器材探究气泡的运动快慢与气泡长度的关系,则需要控制 相同。
【答案】 量角器 80.0 慢 减小实验误差 气泡大小相同时,当倾角变大,运动速度先变大后变小 玻璃管与水平面的倾角
【知识点】测量物体运动的平均速度、测量物体平均速度的实验器材和实验步骤、测量物体平均速度的数据处理和误差分析
【详解】(1)[1][2]实验中,需要测量玻璃管与水平面的倾角,因此除刻度尺、秒表外,还需要的测量器材为量角器,气泡通过AB段的路程为
sAB=100.0cm-20.0cm=80.0cm
(2)[3]物体运动的越慢,越易于测量时间,故应使气泡在管内运动得较慢。
(3)[4]多次测量气泡经过AB段的时间并取其平均值,这样做的目的是为了减小实验误差。
(4)[5]根据表格中数据可以看出,气泡大小相同时,当倾角变大,气泡在上升过程中,速度先变大后变小,当夹角为45度时,气泡运动的速度最大。
(5)[6]根据控制变量法的思想,要想探究气泡的运动快慢与气泡长度的关系,则需要控制玻璃管与水平面的倾角不变。
1.长度的特殊测量方法。
(1)累积法:测量细钢丝直径、纸张厚度等微小长度时,先测出n个相同长度的物体的总长度L,则有l=L/n。
(2)滚轮法:待测的长度是弯曲的,并且在长度很长的情况下,无法直接测量,可采用滚轮法.例如,测环形跑道的路程,可以先测出一个轮的周长C,再用轮在待测的路程上滚动,记下滚动的圈数n,则有s=nC。
(3)化曲为直法:用此方法测弯曲的物体长度、弧长等较方便.具体做法:将柔软的无弹性的细线与被测物体的弯曲部分重合,并在细线上标出与被测弯曲部分重合的起、终点,然后把细线拉直,用直尺测出其长度即为被测物体弯曲部分的长度.
2.停表的读数方法。
a.先观察表盘:如图所示,小盘内示数的单位为分,指针转一圈的时间是15 min,分度值为0.5min,大盘内示数的单位为秒,指针转一圈的时间为30 s,分度值为0.1s;
b.确定小盘的示数:小盘内指针刚好经过的刻度线所表示的时间即为小盘的示数;
c.确定大盘的示数:若小盘内指针处于前0.5 min 内,则大盘内示数在0~30 s读数,若小盘内指针处于后0.5 min 内,则大盘内示数在30~60 s读数;
d.读数:停表示数=小盘示数+大盘示数。
3.运动的相对性分析理解。
(1)运动是绝对的:一切物体都在运动,绝对不动的物体是不存在的
(2)静止是相对的:通常所说的静止,只是被研究的物体相对于某一特定参照物的位置没有发生变化
(3)物体的运动状态取决于所选的参照物:描述某物体的运动状态时,选择的参照物不同,结论有可能不同,但都是正确的。因而,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态做出准确地描述
4.匀速直线运动的特点理解。
①做匀速直线运动的物体,其速度大小和方向都不变;
②做匀速直线运动的物体,在相等的时间内通过的路程相等,或者说通过相等的路程所用的时间相等;
③做匀速直线运动的物体通过的路程与其时间成正比。
5.平均速度理解。
(1)平均速度:为了粗略描述做变速直线运动的物体在某段时间内(或某一段路程上)运动快慢,我们引入了“平均速度”的概念。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。
(3)由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速度一般不相同。
6.运动图像的理解分析。
1.路程图像:(s-t图像),纵坐标表示路程(s),横坐标表示时间(t),图像表示路程随时间变化的规律,如图所示。
如果是图像是一条直线,表示物体做匀速直线运动;直线的倾斜度越大,表示物体运动的速度越大。
由图可以看出甲比乙在相同时间内经过的路程长,甲、乙均做匀速直线运动,但甲的速度大,乙的速度小。
2.速度图像:(v-t图像),纵坐标表示速度(v),横坐标表示时间(t),图像表示速度随时间变化的规律,如图所示。
甲图像是一条水平直线(平行于横轴),表示物体做匀速直线运动;如果不是水平直线,表示物体做变速运动,乙物体的速度越来越大(加速运动),丙物体的速度越来越小(减速运动)。
题型一 长度与时间的测量
►考向01 长度与时间的估测
1.(2024·山东烟台·中考真题)五一前夕,某学校举行了春季运动会,下列数据中你认为符合实际的是( )
A.男子立定跳远的成绩为6.8m B.女子跳绳的成绩为每分钟360个
C.男子100m的成绩为15.5s D.女子铅球的成绩为45m
【答案】C
【详解】A.男子立定跳远成绩约为2.2m,故A不符合题意;
B.中学生跳绳的成绩约为每分钟140个,故B不符合题意;
C.男子100跑成绩约为15秒,故C符合题意;
D.中学生掷实心球的距离在6~8m,故D不符合题意。
故选C。
2.(2024·山东聊城·一模)人的身体中藏有很多“尺”,生活中我们可以利用“身体尺”进行估测。已知小红的身高是1.6m,她利用自己的身体进行了以下估测,符合实际的是( )
A.把手张开,大拇指和食指之间的距离称“一拃(zhǎ)”。测量书桌的长度是5拃,约90dm
B.展开手臂,左手到右手的长度称“一庹(tuǒ)”。测量黑板的长度为3庹,约4.5m
C.步行时,前后两个脚尖的距离称“一步”。测量教室到校门口的距离为500步,约1000m
D.穿上鞋子,脚尖到脚后根的距离称“一脚”。测量一条跑道的宽度为5脚,约250cm
【答案】B
【详解】A.把手张开,大拇指和食指之间的距离称“一拃(zhǎ)”。一拃约18cm,测量书桌的长度是5拃,约
5×18cm=90cm=9dm
故A不符合题意;
B.展开手臂,左手到右手的长度称“一庹(tuǒ)”。一庹约等于人的身高,测量黑板的长度为3庹,约
3×1.6m=4.8m
与4.5m接近,故B符合题意;
C.步行时,前后两个脚尖的距离称“一步”。一步约0.5m,测量教室到校门口的距离为500步,约
500×0.5m=250m
故C不符合题意;
D.穿上鞋子,脚尖到脚后根的距离称“一脚”。一脚约23cm,测量一条跑道的宽度为5脚,约
5×23cm=115cm
故D不符合题意。
故选B。
►考向02 长度与长度的测量
3.(2024·山东泰安·二模)如图所示,所测木块长度是 cm。
【答案】3.20cm
【详解】由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;木块左端与10.00cm刻度线对齐,右端与13.20cm刻度线对齐,所以木块的长度为3.20cm。
4.(2024·海南·中考真题)端午赛龙舟,请估测龙舟最接近的长度是( )
A.10mm B.10cm C.10m D.10km
【答案】C
【详解】如图,龙舟上有数人,根据人的身高可以估测出,龙舟的长度大约为10m,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
►考向03 时间与时间的测量
5.(2024·辽宁·中考真题)为保护视力,应认真做好眼保健操,做一遍眼保健操的时间大约是( )
A.5s B.5min C.50min D.5h
【答案】B
【详解】中小学课间活动时间一般是10min,做一遍眼保健操的时间约为5min,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.【改编】中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径,其中“切”就是用手指把脉,根据脉象诊断疾病,这是中国古代传统医学家独创的诊法。如图所示,每次把脉的时间,古人强调不应少于脉跳五十次,据此可知中医把脉一次至少约多长时间( )
A.50min B.10min C.1min D.1s
【答案】C
【详解】正常情况下,人的脉搏跳动一次的时间接近1s,跳动50次的时间在1min左右。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
题型二 运动的描述
►考向01 参照物
1.(2024·山东聊城·二模)“五一”假期期间,小明与父母一起乘坐摩天轮观赏城市美景,坐在轿厢内的小明透过玻璃窗看到周围的建筑物缓缓转动,他选择的参照物是( )
A.地面 B.周围的建筑物
C.天空 D.轿厢内坐在身旁的父母
【答案】D
【详解】A.以地面为参照物,建筑物与地面之间的位置没有发生变化,建筑物是静止的,故A不符合题意;
B.研究建筑物,不能以其本身为参照物,故B不符合题意;
C.天空不是具体的物体,不能作为参照物,故C不符合题意;
D.以轿厢内坐在身旁的父母为参照物,建筑物与轿厢内父母之间的位置发生了变化,建筑物是运动的,故D符合题意。
故选D。
2.(2024·北京·中考真题)图中所示为我国某型号的火箭发射时上升的情境。关于该发射过程,下列说法正确的是( )
A.以发射塔为参照物,火箭是静止的
B.以火箭为参照物,发射塔是静止的
C.以地面为参照物,火箭是运动的
D.以地面为参照物,发射塔是运动的
【答案】C
【详解】A.以发射塔为参照物,火箭的位置发生了变化,火箭是运动的,故A错误;
B.以火箭为参照物,发射塔的位置发生了变化,发射塔是运动的,故B错误;
C.以地面为参照物,火箭的位置发生了变化,火箭是运动的,故C正确;
D.以地面为参照物,发射塔的位置没有发生了变化,发射塔是静止的,故D错误。
故选C。
►考向02 运动与静止的相对性
3.(2024·山东聊城·一模)2024年3月31日,我区半程马拉松比赛在21.0975公里的环金牛湖赛道举行。当2名选手并肩跑时,若以其中一名选手为参照物,则另一位选手是 (选填“运动”或“静止”)的。其中一名选手跑完全程用时120分钟,则他的平均速度为 km/h。
【答案】 静止 10.54875
【详解】[1]当2名选手并肩跑时,若以其中一名选手为参照物,则另一位选手的位置不改变,相对静止。
[2]半程马拉松比赛在21.0975公里的环金牛湖赛道举行,一名选手跑完全程用时120分钟,他的平均速度
4.(2024·山东济宁·二模)甲辰龙年的央视春晚,一首《上春山》广为传唱,这首歌巧妙化用了14首古诗词。其中“春风得意正少年”出自“春风得意马蹄疾,一日看尽长安花”,当诗人孟郊骑着马看到百花纷纷向西退去,此时孟郊正骑马向 运动。西安到洛阳的路程约为360km,若古人骑马走完此路段,平均速度5m/s,则大约需要 h。
【答案】 东 20
【详解】[1]以孟郊骑行的马为参照物,路边的花向西运动,路边的花相对于地面静止,因此说明孟郊正骑马相对地面向东运动。
[2]古人骑马的速度
v=5m/s=18km/h
则骑马走完此路段需要的时间为
题型三 运动的快慢
►考向01 速度的估测
1.(2024·山东泰安·中考真题)下列对生活中常见物理量的估测,符合实际的是( )
A.物理课本的长度约为 B.成年人步行的速度约为
C.一名普通中学生的重力约为 D.一节新干电池的电压约为
【答案】C
【详解】A.中学物理课本的长度约为
26cm=2.6dm
故A不符合题意;
B.成年人步行的速度约为1m/s,故B不符合题意;
C.中学生的质量约为50kg,中学生的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
故C符合题意;
D.一节新干电池的电压约为1.5V,故D不符合题意。
故选C。
2.(2024·山东聊城·中考真题)根据生活经验,下列数据符合实际的是( )
A.一台家用空调的功率约为1000W
B.一本初中物理课本的厚度约为ldm
C.两个鸡蛋的质量约为1kg
D.磁悬浮列车的速度可达400m/s
【答案】A
【详解】A.家用空调正常工作时的功率约为1000W,故A符合实际,符合题意;
B.一本初中物理课本的厚度约为lcm,故B不符合实际,不符合题意;
C.十个鸡蛋的质量约为一斤即500g,则两个鸡蛋的质量约为100g,故C不符合实际,不符合题意;
D.磁悬浮列车的速度可达400km/h,故D不符合实际,不符合题意。
故选A。
考向02 速度概念及其应用
3.(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8km/s
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】比较速度,统一单位,羚羊奔跑的速度是
火箭发射的速度
进行比较,火箭的发射速度最快。
故选B。
4.(2024·山东烟台·一模)如图所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为0.005s.已知感应器距测高台的高度为2.6m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为( )
A.1.65m B.1.70m C.1.75m D.0.85m
【答案】C
【详解】超声波从发射到该同学的头顶所用的时间为
感应器到该同学的头顶的距离为
该同学的身高为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
►考向03 速度相关计算
5.(2023·山东济南·中考真题)如图所示,济南至石家庄铁路客运专线济南黄河公铁两用特大桥,全长约14km,其中主桥长1792m。上层为设计时速100km/h的双向六车道高速公路,下层为四线铁路。汽车以设计时速通过该特大桥主桥,大约需要多少秒?
【答案】64.8
【详解】解:先进行单位换算
s=1792m≈1.8km
再由速度公式,得汽车通过该特大桥主桥大约需要的时间为
答:汽车以设计时速通过该特大桥主桥,大约需要64.8秒。
6.(2024·山东济南·一模)港珠澳大桥全长55km,其中主桥29.6km,桥面为双向六车道高速公路。大桥全线设计通行速度为100km/h,就货运车辆而言,在主桥行驶时须使用慢线,车速限制为80km/h。求货运车辆通过港珠澳大桥的主桥至少需要多长时间?
【答案】0.37h
【详解】解:根据可得,货运车辆通过港珠澳大桥的主桥至少需要的时间为
答:货运车辆通过港珠澳大桥的主桥至少需要0.37h。
►考向04 运动图像
7.(2023·山东德州·中考真题)在某次测试中,甲、乙两车都向东做直线运动,它们的图象如图所示,则( )
A.甲、乙两车都做加速直线运动 B.两车出发前相距,甲比乙晚出发5s
C.在第10s时两车速度相等 D.内乙车相对于甲车向东运动
【答案】B
【详解】A.由图像可知,甲、乙图线都是倾斜直线,故两车均在做匀速直线运动,故A不符合题意;
B.图像中乙车是在离计时位置20m处出发,而甲车在乙车出发后5s才出发,故两车出发前相距20m,甲比乙晚出发5s。故B符合题意;
C.甲、乙两车在10s时,甲车运动的路程大于乙车运动的路程,而甲车运动的时间小于乙车运动的时间,说明甲车的速度大于乙车的速度,故C不符合题意;
D.因为5~10s时,甲的速度大于乙的速度,甲车在乙车的后方,说明乙车相对于甲车向西运动,故D不符合题意。
故选B。
8.(2023·山东日照·中考真题)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.根据上图可知,计时的第5分钟弟弟才出发,姐姐比弟弟早5min离开家,故A错误;
B.由上图可知,弟弟的平均速度为
姐姐的平均速度
故弟弟和姐姐的平均速度不相同,故B错误;
C.根据上图知,姐姐自5-15分钟通过的距离为0,即处于静止状态,故姐姐行走的时间为
t=20min-10min=10min
故姐姐行走时的速度
弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min,故C正确;
D.因姐姐自5-15分钟处于静止状态,故D错误。
故选C。
题型四 平均速度的测量
►考向01 测量小车平均速度
1.(2024·山东聊城·二模)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。
2.(2024·山东潍坊·二模)小明在做“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置:小车从长10dm带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C的时间,则:
(1)本实验原理: ;
(2)实验中斜面的坡度较小,其目的是 ;
(3)如果小车过了A点后才计时,则会使所测AC段的平均速度偏 (填“大”或“小”);
(4)请根据图中所给信息回答: m/s(结果保留两位小数);下图能说明小车在斜面上运动情况的图像是 ;
(5)如果在某次实验中,经过测量计算出小车通过上半段路程AB的平均速度,小车经过BC段的平均速度,则小车通过全过程的平均速度 m/s。
【答案】 便于测量时间 大 0.33 C 0.24
【详解】(1)[1] 测平均速度时,可用速度公式进行计算,所以实验原理是。
(2)[2] 为了方便计时,就要使小车的运动时间变长,所以应使斜面的坡度较小。
(3)[3] 如果小车过了A点后才计时,则会使所测AC段的时间偏短,则根据,所测AC段的平均速度偏大。
(4)[4] 由图可知,AC段的路程为10.0dm,AC段的时间为
则AC段的平均速度为
[5] 小车在斜面上做加速运动。
A.速度随时间增加而减小,表示做减速运动,故A不符合题意;
B.速度保持不变,表示做匀速直线运动,故B不符合题意;
C.速度随时间增加而增大,表示做加速运动,故C符合题意;
D.随着时间增加,速度先减小后增大,故D不符合题意。
故选C。
(5)[6] 设路程的一半为,则小车通过全过程的平均速度为
►考向02 频闪摄影法测量平均速度、区间测速
1.(2023·新疆)频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10cm。
/mm
/mm
/mm
/mm
A球()
4.9
14.7
24.5
34.3
B球()
1.2
9.8
19.6
29.4
3.7
4.9
4.9
4.9
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是___________(填“A”或“B”)球;
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时,刻度尺的示数如图乙所示,则s5=_______mm。设 A球在空中下落时,通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3,则v2:v3=__________;
(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做________(填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。先开始下落的小球的速度为__________m/s时,后开始下落的小球刚好开始下落。
【答案】①A;②39.0;③3:5;④加速;⑤0.49。
【详解】(1)[1]由表格数据可知,单位时间内A球运动路程长,说明A球的速度大,因此,先由静止下落的是A球。
(2)[2]由刻度尺示数可知,s5的长度s5=9.90cm-6.00cm=3.90cm=39.0mm
[3]有比各种数据可知s2=14.7mm,s3=24.5mm
由题意可知,运动s2和s3所用的时间都是0.1s,则
(3)[4]由表格数据可知,单位时间内A球运动的路程一直大于B球运动的路程,及A球运动的更快。因此以B为参照物,A做加速运动。
[5]由表格数据可知, B球在第一个0.1s内运动1.2mm,则根据题意可知实际运动了1.2cm,即
sB=1.2cm=0.012m
根据公式可得,B球运动10.012m所用的时间
则B球是A球运动了0.05s时开始运动,则B球运动时A球已经运动的时间tA=0.1s-0.05s=0.05s
A球在运动0.05s时的速度vA=gtA=9.8m/s2×0.05s=0.49m/s。
2.【新情景】港珠澳大桥是我国二十一世纪“超级工程”,全长55千米(其中主桥29.6km,海底隧道全长5.6km),大桥上还设有“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,判断是否超速。若监测点A、B相距16km,一辆轿车通过两个监测点的时间如图乙所示。
(1)大桥上某处有如图甲所示交通标志,其物理意义是:___________________________________。
(2)轿车在这一区间路段平均速度是多少?是否超速?( )
【答案】小型客车限速100km/h;80km/h;没有超速。
【详解】(1)[1]图甲所示的是限速标志,其物理意义是:小型客车限速100km/h。
(2)[2]由图乙可知轿车通过两个监测点用的时间
轿车在这一区间路段平均速度是
所以轿车没有超速。
跨学科实践 制作降落伞
一、科学探究的六个步骤
物理是一门实验科学,它是在观察、思考、提问、假设、实验的基础上发展起来。发现问题、提出问题,继而进行科学探究是研究物理的重要方法。
生活中处处有物理现象,用心去观察,你会受益匪浅;像科学家们一样用科学探究的方法去学习物理,你会变得越来越强大。
科学探究有如下几步:
1.提出问题:有疑惑就提问,不要嫌幼稚;
2.猜想:大胆去猜,不论对错;
3.设计实验:根据猜想,从实验原理、需要哪些器材、实验方法、实验步骤、数据记录表格等方面去设计实验方案;
4.做实验:按照步骤进行实验,记录好需要的数据;
5.总结出结论:分析实验数据,用推导、归纳的方法得出结论;
6.交流反思:分析误差产生的原因,在哪些环节上可以减小误差?评价本次实验的得与失,了解其他组实验的情况并给予评价。
二、控制变量法
物理学中对于多变量的问题,常常采用控制变量的方法,把多变量的问题变成多个单变量的问题;每一次只改变其中的某一个变量,而控制其余几个变量不变,从而研究被改变的这个变量对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。在制作降落伞的实验时,需要控制伞的材料、伞绳的长度、伞的质量等因素相同,通过改变伞的面积来研究降落伞在空中的滞留时间与伞的面积的关系,所以这种实验方法是控制变量法。
控制变量法适用于所研究问题受两个及以上因素影响的情况,这些因素可能是正确的也可能是不正确的。
即将学习到的声学、力学、电磁学里都将用到这个方法,希望同学们能掌握这个方法。
三、降落伞
1. 降落伞是一种使人或物从空中安全降落到地面的航空工具。
2. 用途:广泛用于航空、航天和救援等领域。
3. 构造:常见的降落伞主要由伞衣、伞绳和安全保障装置组成。
四、影响降落伞飞行时间的因素
1. 提出问题:降落伞在空中飞行的时间与什么因素有关
2. 猜想与假设:①可能与降落伞的伞绳长度有关;②可能与降落伞的形状有关;③可能与降落伞的面积有关;④可能与降落伞降落的高度有关;⑤可能与降落伞的总质量有关。
3. 设计实验与方案的制定:
(1)方法:控制变量法,即先探究其中一个因素对研究问题的影响,而保持其他因素不变。例如,每次只改变降落伞伞衣的面积而保持其他因素不变,便可得出降落伞在空中飞行时间的长短与降落伞面积的关系。
(2)不规则面积的测量方法:
测量降落伞的伞衣面积,可以把伞衣放在方格纸上,在方格纸上描下它的轮廓,数一下图形中包含的方格数对不满一格而大于或等于半格的都算一格,小于半格的都舍去不计,总的格数乘以一个格的面积,就是伞衣的面积,如图所示。
(3)器材选择:①用秒表测量降落伞在空中飞行的时间;②用皮卷尺测量伞绳长度和降落伞下降高度;③用托盘天平测量降落伞的总质量
4. 实验步骤:
(1)控制伞绳长度(1m)伞衣的形状(圆形)、降落伞的总质量(20g)不变,改变伞衣的面积(05m2、1m2),制成降落伞,从距地面3m的地方自由下落,用秒表测量其在空中飞行的时间,并记录在表格内。
(2)控制伞绳长度(1m)伞衣的形状(圆形)、伞衣的面积(lm2)不变,改变降落伞的总质量(30g),制成降落伞,从距地面3m的地方自由下落,用秒表测量其在空中飞行的时间,并记录在表格内。
(3)控制伞绳长度(1m)伞衣的面积(1m2)、降落伞的总质量(20g)不变,改变伞衣的形状(正方形),制成降落伞,从距地面3m的地方自由下落,用秒表测量其在空中飞行的时间,并记录在表格内。
(4)控制伞衣的形状(正方形)伞衣的面积(1m2)、降落伞的总质量(20g)不变,改变伞绳长度(1.5m),制成降落伞,从距地面3m的地方自由下落,用秒表测量其在空中飞行的时间,并记录在表格内
数据记录表格:
实验次序
伞绳
长度
伞衣的
形状
伞衣的
面积
降落伞
的高度
降落伞
总质量
降落伞的飞行时间
1
1 m
圆形
0.5m²
3m
20g
3.67 s
2
1m
圆形
1m²
3m
20g
5.82 s
3
1m
圆形
1m²
3m
30g
4.91 s
4
1m
正方形
1m²
3m
20g
5.81 s
5
1.5m
正方形
1m²
3m
20g
5.83 s
6
1.5m
正方形
1m²
6m
20g
9.24 s
5. 得出结论:
(1)由1、2次实验数据可知:在其他条件一定时,伞衣的面积越大,降落伞在空中飞行的时间越长;
(2)由2、3次实验数据可知:在其他条件一定时,降落伞的总质量越小,降落伞在空中飞行的时间越长;
(3)由2、4次实验数据可知:在其他条件一定时,伞衣的形状改变,降落伞在空中飞行的时间不变;
(4)由4、5次实验数据可知:在其他条件一定时,降落伞的伞绳长度改变,降落伞在空中飞行的时间不变;
(5)由5、6次实验数据可知:在其他条件一定时,降落伞的下落的高度越大,降落伞在空中飞行的时间越长;总结:降落伞在空中飞行的时间与伞衣的面积、降落伞的总质量、降落伞的下落的高度等都有关系,伞衣的面积越大、降落伞的总质量越小、降落伞的下落的高度越大,降落伞在空中飞行的时间越长。
6. 交流、评估和反思:
降落伞在空中飞行的时间是否与伞绳的多少、伞衣的材质有关?在降落伞比赛中,制作降落伞要考虑材料的易得,要从指定的高度开始自由下落。
降落伞实验设计中应注意的几个问题
1.降落伞在空中自由飘落时只受两个力的作用:自身重力和空气阻力。自重越小或阻力越大时在空中飞行的时间越长,想取胜就得减小自重,增大阻力。
2.减小自重的方法:在伞面大小、伞绳长短不变的情况下,选用轻薄的面料制作伞衣,用细棉线制作伞绳。经筛选发现一次性塑料桌布制作伞衣最合适。
3.增大阻力的方法:在伞衣、伞绳的材料确定的情况下,尽量使伞降落时兜风的伞面最大。
1.【改编】降落伞是让人或物体从空中安全降落到地面的一种工具,广泛用于应急救生、空投物资等。物理实验小组对“降落伞在空中滞留时间的影响因素”展开了实验,他们提出如下猜想:
猜想一:降落伞在空中滞留时间与伞面的材料有关;
猜想二:降落伞在空中滞留时间与伞面的面积有关;
猜想三:降落伞在空中滞留时间与伞和重物的总质量有关;
实验次数
伞面材料
伞面面积/cm2
伞和重物的总质量/g
滞留时间/s
第l次
第2次
第3次
平均值
1
纱布
1200
200
8.6
8.5
8.7
8.6
2
棉布
1200
200
9.3
9.5
9.4
9.4
3
防水布
1200
230
10.7
10.8
10.9
10.8
4
防水布
1500
230
13.1
13.4
13.4
13.3
5
纱布
230
(1)同学们从实验室找来了纱布、棉布、防水布、透明胶带、绳子、天平、空塑料盒(带盖子)、细沙。如图所示,将装有沙子的塑料盒挂在降落伞上,并使它从三楼窗户处自由下落(纱布、棉布、防水布规格均有1200cm2和1500cm2两种)。同学们发现缺少一种测量工具 ,完善实验器材后继续实验,获得以下数据:
(2)在验证猜想一、二时,要控制 不变;
(3)通过表格信息可得出:当降落伞和重物总质量相等、降落伞材料相同时,降落伞的伞面面积越 (选填“大”或“小”),降落伞在空中的滞留时间越长;
(4)通过表格中 次的实验数据还能得出,降落伞在空中的滞留时间与降落伞的材料有关;
(5)针对上述猜想三,同学们发现所收集的数据并不完整,经大家讨论,表格中横线位置应填 ;
(6)实验结束后,小西将装有半盒和满盒细沙的塑料盒,分别从三楼窗户处自由下落,两次下落时间都为1.2s,比带有降落伞的时间明显小。小西分析,降落伞是通过增大 增大降落伞所受的空气阻力,从而增大了降落伞在空中的滞留时间;
(7)以上实验,用到的科学探究方法是 。
【答案】 秒表 伞和重物的总质量不变 大 1、2 1200cm2 伞面面积 控制变量法
【详解】(1)[1]降落伞在空中滞留时间需要用秒表测量。
(2)[2]验证猜想一:降落伞的滞留时间与伞面的材料有关,需要控制伞面的面积相同、伞和重物的总质量不变; 验证猜想二:降落伞的滞留时间与伞面的面积有关,需要控制伞面材料相同,伞和重物的总质量不变; 所以在验证猜想一、二时,要控制伞和重物的总质量不变。
(3)[3]由实验3、4分析可知,当降落伞和重物总质量相等、降落伞材料相同时,降落伞的伞面面积越大,降落伞在空中的滞留时间越长。
(4)[4]由实验1、2分析可知,伞面面积相同,伞和重物的总质量相同,伞的材料不同,滞留时间不同。
(5)[5]猜想三:降落伞在空中滞留时间与伞和重物的总质量有关,表格中没有相同材质、相同伞面面积,分析滞留时间与伞和重物的总质量的相关数据,所以实验5的伞面面积为1200cm2,可以与实验1做对比实验。
(6) [6]小西将装有半盒和满盒细沙的塑料盒,分别从三楼窗户处自由下落,两次下落时间都为12s,说明塑料盒滞留时间与质量无关,降落伞是通过增大伞面面积增大降落伞所受的空气阻力,从而增大了降落伞在空中的滞留时间。
(7)[7]当研究问题受多个因素影响时,探究与其中一个因素关系时,应采用控制变量法。
2.下面是某小组同学进行降落伞比赛所记录的实验数据,请你帮他们完成实验后的分析与论证。
实验次数
降落伞绳长
降落伞的形状
降落伞的面积
降落伞的高度
降落伞的总质量
降落伞在空中滞留的时间
1
1m
圆形
0.5m2
3m
20g
3.67s
2
1m
圆形
1m2
3m
20g
5.82s
3
1m
圆形
1m2
3m
30g
4.91s
4
1m
正方形
1m2
3m
20g
5.82s
5
1.5m
正方形
1m2
3m
20g
5.82s
6
1.5m
正方形
1m2
6m
20g
9.24s
根据下表数据分析:
(1)比较1、2两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越长;
(2)比较2、3两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越短;
(3)比较2、4两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 无关,比较4、5两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 无关;
(4)比较5、6两组数据可知在其他条件一定的情况下降落伞在空中滞留的时间与降落伞 有关,降落伞 越大,降落伞在空中滞留的时间越长;
(5)设计实验时,常用的方法是先考察其中一个因素对研究问题的影响,而保持其他因素不变,这种方法叫 ,这里说的 就是那些影响问题的因素。
【答案】(1) 面积 面积 (2) 总质量 总质量 (3) 形状 绳长
(4) 高度 高度 (5) 控制变量法 变量
【详解】(1)[1][2]比较1、2两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的伞绳长、降落伞的形状、降落伞的总质量、降落伞释放高度;降落伞的面积不同,引起降落伞滞留时间不同,而且降落伞的面积越大,降落伞滞留时间越长,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的面积有关,在其它因素都相同时,降落伞的面积越大,降落伞滞留时间越长。
(2)[3][4]比较2、3两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的伞绳长、降落伞的形状、降落伞的面积、降落伞释放高度;降落伞的总质量不同,引起降落伞滞留时间不同,而且降落伞的总质量越大,降落伞滞留时间越长,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的总质量有关,总质量越大,降落伞在空中滞留的时间越短。
(3)[5]比较2、4两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的伞绳长、降落伞的面积、降落伞的总质量、降落伞释放高度;降落伞的形状不同,而降落伞滞留时间几乎没有差别,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的形状无关。
[6]比较4、5两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的形状、降落伞的面积、降落伞的总质量、降落伞释放高度;降落伞的绳长不同,而降落伞滞留时间几乎没有差别,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的绳长无关。
(4)[7][8]比较5、6两组数据可知:保持不变的因素有:降落伞的伞绳长、降落伞的形状、降落伞的面积、降落伞的总质量;降落伞释放的高度不同,引起降落伞滞留时间不同,而且降落伞释放的高度越高,降落伞滞留时间越长,由此可知:降落伞滞留时间的长短与降落伞的释放高度有关,释放高度越高大,降落伞在空中滞留的时间越长。
(5)[9][10]实验先考查其中一个因素对研究问题的影响,而保持其他因素不变,利用到的科学方法是控制变量法,里说的变量就是那些影响问题的因素。
基础巩固
一、单选题
1.下列对生活中常见物理数据的说法正确的是( )
A.中学生食指的长度为1.6 cm B.中学生脉搏跳动一次的时间约为3s
C.成年人散步的速度约为5m/s D.教室内课桌的高度约为80cm
【答案】D
【详解】A.中学生食指的长度约为6cm,故A错误;
B.中学生脉搏跳动一次的时间约为1s,故B错误;
C.成年人散步的速度约为1m/s,故C错误;
D.教室内课桌的高度约为0.8m=80cm,故D正确。
故选D。
2.【比例法】甲、乙两物体做匀速直线运动,它们的速度之比为2∶5,通过的路程之比为3∶4,那么甲、乙两物体运动的时间之比是( )
A.8∶15 B.15∶8 C.3∶10 D.1∶2
【答案】B
【详解】由得,甲、乙两物体运动的时间之比
综上分析知,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.【图像法】下列四幅图中物体运动的路程s或速度v与时间t的关系图像,表示物体做匀速直线运动的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】D
【详解】由公式
可知,当物体做匀速直线运动时,速度不变,所以在s-t图像中,对应的图像是一条过原点的直线,而在v-t图像中,对应图像是一条平行于t轴的直线,所以②与④可以表示物体做匀速直线运动。
故选D。
4.下列情况不属于机械运动的是 ( )
A.小鸟在空中飞行 B.万马奔腾
C.长高的小树 D.雪花飞扬
【答案】C
【详解】小鸟的飞行、马在奔腾、雪花飞扬相对地面都有位置变化,在做机械运动,升高的小树是植物的生长过程,不在机械运动,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.下列说法中,正确的是( )
A.速度越大的物体,运动的路程也越长
B.运动时间越长的物体,它的路程也越大
C.物体做匀速直线运动时,速度与路程、时间无关
D.匀速直线运动,速度与路程成正比,与时间成反比
【答案】C
【详解】A.根据速度公式的变形公式可知,速度越大的物体,路程不一定长,故A错误;
B.根据速度的变形公式可知,运动时间越长的物体,路程不一定长,故B错误;
CD.做匀速直线运动的物体,速度是定值,则它的速度与时间和路程无关,故C正确,D错误。
故选C。
6.(新考法)用同一把刻度尺测量同一个物体的长度,先后四次测量的结果为:13.25cm、13.27cm、13.42cm、13.28cm,则该物体的长度为( )
A.13.27cm B.13.28cm C.13.255cm D.13.26cm
【答案】A
【详解】从四个测量结果看,13.42cm准确值与其它三个不同,是错误的测量结果。为了减小误差,应该求剩余三次测量的平均值,即物体的长度为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.小明和小丽在测量课本的长和宽时,发现同时测量同一本书的长,他们两人测量的方法和读数均正确,所得的结果不相同,关于这种现象,他们展开了讨论,其中正确的是( )
A.这种现象是误差,只要多估读几位误差可以消除
B.这种现象是误差,通过改进测量方法可以减小,但不能消除
C.误差现象总是存在的,不论你如何改进测量方法,误差既不能减小也不能消除
D.误差和错误是一样的,只要我们能认真仔细测量,它们都是可以避免的
【答案】B
【详解】ABC.测量长度时会存在误差,误差现象在测量过程中一定存在,可以通过改进测量方法等方式来减少,但是不能消除,故A、C错误,B正确;
D.误差和错误不一样,错误可以避免,但误差不能避免,故D错误。
故选B。
8.关于运动和静止,下列说法正确的是( )
A.加油机在空中给受油机加油时,它们是相对运动的
B.卡车和联合收割机收割庄稼时,它们是相对静止的
C.两辆赛车在赛道上行驶时,它们是相对静止的
D.“天宫一号”与“神舟八号”对接成功时,它们是相对运动的
【答案】B
【详解】A.加油机在空中给受油机加油时,它们之间没有位置变化,是相对静止的,故A错误;
B.卡车和联合收割机收割庄稼时,它们之间没有位置变化,是相对静止的,故B正确;
C.两辆赛车在赛道上行驶时,它们之间有位置变化,是相对运动的,故C错误;
D.“天宫一号”与“神舟八号”对接成功时,它们之间没有位置变化,是相对静止的,故D错误。
故选B。
9.对于匀速直线运动速度公式的物理意义的理解,说法正确的是( )
A.物体运动的速度v与路程s成正比,与时间t成反比
B.物体运动的路程s与时间t成正比
C.物体运动的路程s与速度v成正比
D.物体运动的速度v与路程s、时间t均无关
【答案】D
【详解】做匀速直线运动的物体速度保持不变,是一个定值,它取决于路程与运动时间的比值,与路程及时间无关,故D正确,ABC错误。
故选D。
10.如图为甲、乙两物体沿直线运动的路程随时间变化的图像,下列对两物体在0~5s内运动情况分析正确的是( )
A.两物体在0~5s内均做匀速直线运动
B.甲物体在1~3s时间内,速度为1m/s
C.甲、乙两物体在2s时相遇,是乙物体追上甲物体
D.两物体在5s内全程的平均速度相等
【答案】C
【详解】AB.在1~3s内,甲的s-t图像是平行于时间轴的直线,说明此段时间内甲物体处于静止状态,即此段时间内甲的速度为零,因此甲在0~5s内并不是一直做匀速直线运动,故AB错误;
C.在0~1s内甲通过的路程始终大于乙通过的路程,说明甲的速度比乙速度大,在1~2s内甲物体处于静止状态,到t=2s时甲、乙图线相交,说明此时甲、乙两物体相遇,即乙物体追上甲物体,故C正确;
D.由图可知在5s内乙物体通过的路程大于甲物体通过的路程,由可知乙物体的平均速度大于甲物体的平均速度,故D错误。
故选C。
二、多选题
11.下图记录了甲、乙两车同时在同一平直公路上行驶时,在相同的时间内通过的路程。以下分析正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
C.在20~30s的时间内,甲车的平均速度等于乙车的平均速度
D.在0~40s的时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等
【答案】CD
【详解】A.由图可知,甲在每段相同的时间内走的路程都是300m,平均速度均为
所以甲做匀速直线运动,乙在每段相同的时间内走的路程均不同,平均速度不相同,所以乙做变速直线运动,故A错误;
B.甲在每段相同的时间内走的路程都是300m,平均速度均为30m/s,乙在30~40s这段时间的平均速度为
故B错误;
C.在20~30s的时间内,甲的平均速度为
乙的平均速度为
所以在20~30s的时间内,甲车的平均速度等于乙车的平均速度,故C正确;
D.在0~40s的时间内,甲、乙两车的平均速度分别为
所以在0~40s的时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等,故D正确。
故选CD。
12.(中国文化)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)。若采用飞鸽传书会更快,鸽子的飞行速度在70km/h到110km/h之间。考虑到休息和觅食,若鸽子的远距离飞行平均速度约为50km/h。下列正确的是( )
A.驿马的平均速度为11.25km/h
B.驿使骑驿马时,以驿马为参照物驿使是静止的
C.鸽子飞行三千里,则大约需要30h
D.计算信鸽的平均速度时,鸽子休息和觅食的时间必须除外
【答案】ABC
【详解】A.驿马一昼夜行驶的路程为
根据可得,驿马的平均速度为
故A正确;
B.驿使骑驿马时,以驿马为参照物,驿使与驿马之间的相对位置没有发生变化,因此驿使是静止的,故B正确;
C.鸽子飞行三千里,其行驶的路程为
根据可得,大约需要的时间为
故C正确;
D.根据题意可知,考虑到休息和觅食,若鸽子的远距离飞行平均速度约为50km/h。所以,计算信鸽的平均速度时,鸽子休息和觅食的时间必须考虑,故D错误。
故选ABC。
13.a、b两辆小车从同一点沿相同方向出发,图甲是a车运动的s-t图像,乙是b车运动的v-t图像。下列说法正确的的是( )
A.第4s末,a、b两小车相遇
B.2~4s内,a车静止
C.第4s末,a、b两车相距20m
D.0~4s,a车的平均速度等于b车的平均速度
【答案】ABD
【详解】A.由图甲可知,第4s末,a车行驶的路程为20m;由图乙可知b车行驶的路程为
所以第4s末,两车通过的路程相同,两车相遇。故A正确;
B.2~4s内,由图甲可知a车行驶的路程不变,表明其为静止状态,故B正确;
C.第4s末,由A可知两车的路程相同,即两车相遇,所以两车相距0 m ,故C错误;
D.0~4s,由A可知a、b两车通过的路程均为20m,时间相同,根据可两车平均速度相同,故D正确。
故选ABD。
14.甲、乙两物体同时由同一位置开始在水平面上向相同方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法中正确的是( )
A.在0~2s内,甲物体比乙物体运动速度慢
B.在2~4s内,乙物体做匀速直线运动
C.前4s内,甲、乙两物体的平均速度相等
D.第4s末,两物体的运动速度恰好相等
【答案】AC
【详解】A.在0~2s内,甲乙两物体的图像都是倾斜的直线,说明都在做匀速直线运动,乙的倾斜程度更大,说明乙的速度更快,故A正确;
B.在2s~4s内,乙物体的s-t图像是水平直线的,表示物体处于静止状态,故B错误;
C.前4s内,甲乙经过的路程都为8m,根据平均速度的定义 可知,甲乙两物体的平均速度大小相等,故C正确;
D.甲、乙两物体同时由同一位置开始在水平面上向东运动,第4s末两物体的图像相交,表示两物体经过的路程相同,到达了同一位置,此刻乙物体静止,故D错误。
故选AC。
15.下列有关运动的说法中,正确的是( )
A.速度是表示物体运动快慢的物理量
B.两个运动的物体相比较,速度大的物体运动得一定快
C.匀速直线运动物体任意两个时刻速度相同
D.以10m/s的平均速度做变速运动的物体,每秒内通过的路程一定均为10m
【答案】ABC
【详解】AB.由速度的定义可知,速度是表示物体运动快慢的物理量,速度越大,说明物体运动的越快,故AB正确;
C.匀速直线运动指的是物体的运动速度保持不变的运动,所以任意两个时刻速度相同,故C正确;
D.以10m/s的平均速度做变速运动的物体,平均每1s经过的路程是10m,但不是每秒内通过的路程一定均为10m,故D错误。
故选ABC。
三、填空题
16.(安全教育)每天清晨,好多同学坐着“长鼻子”校车来校学习。《校车安全管理条例》中明确指出载有学生的校车车速不得超过40 (填合适的单位符号),该数值是指校车在行驶过程中的 (选填“平均速度”或“最大速度”)。
【答案】 km/h 最大速度
【详解】[1]为了保证校车和学生安全,《校车驾驶员安全管理规定》中明确指出校车车速不得超过40km/h。
[2]平均速度指的是总路程除以总时间,这里并没有涉及求平均值,故该数值是指校车在行驶过程中的最大速度。
17.如图甲所示,被测铅笔的长度为 cm;如图乙所示,停表的读数为 s。
【答案】 3.00 247.6
【详解】[1]分度值为0.1cm,需要估读到分度值下一位,故读数为3.00cm。
[2]如图乙所示,分针指向了4min,没有过半,故秒针读为7.6s,停表的读数为4min7.6s,合247.6s。
18.沈阳地铁3号线是中国东北地区首条空中地铁线路,线路全长约为42km。地铁列车试运行期间,全程用时约为1.05h,则该地铁列车试运行全程的平均速度为 km/h;以行驶的列车为参照物,车内上的广告牌是 (填“运动”或“静止”)的。
【答案】 40 静止
【详解】[1]列车运行全程的平均速度
[2]以行驶的列车为参照物,车内的广告牌位置没有发生变化,所以说车内的广告牌是静止的。
19.甲、乙两人同时、同地向东运动,运动图像如图所示。由图像可知,以甲为参照物,乙向 (选填“东”或“西”)运动。当时间t=12s时,两人相距 m。
【答案】 西 12
【详解】[1]由v-t图象可知,甲的速度为v甲=3m/s,由s-t图象可知,乙为过原点的倾斜直线,说明路程与时间成正比,所以,其速度大小为一定值,因此乙的速度为
甲、乙两人同时、同地向东运动,甲的速度大于乙的速度,因此以甲为参照物,乙是向西运动的。
[2]当时间t=12s时,两人相距
s= s甲-s乙=v甲t-v乙t=3m/s×12s-2m/s×12s=12m
20.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向南运动,它们的运动规律如图所示, 两辆小车的运动速度相同;以乙为参照物,甲向 (选填“南”或“北”)。
【答案】 甲、丙 北
【详解】[1]如图所示,甲车的运动速度为
乙车的运动速度为6 m/s,丙车的运动速度为4 m/s,所以与甲、丙两车的运动速度相同。
[2]由题可知,甲、乙、丙三辆小车同时、同地向南运动,乙车的速度大于甲车的速度,所以以乙为参照物,甲车向北运动。
四、作图题
21.小明同学在平直路面上以3m/s的速度做匀速直线运动,请在如图坐标系中画出他运动的s-t图像。
【答案】
【详解】在s−t坐标系中,小明同学的速度是3m/s,所以他的路程s随时间t的变化关系可以表示为
s=vt=3t
这是一个正比例函数,图象是一条经过原点的直线。可以在s−t坐标系中绘制出这条直线,纵坐标表示路程,横坐标表示时间,从0开始,并且每过1s,路程增加3m。如下图
五、实验题
22.如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。
(1)该实验的原理是 。
(2)本实验中除了需要木块、长木板、挡板、小车外,还需要的器材有 、 。
(3)为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持较 (选填“大”或“小”)的坡度。
(4)B为AC中点,,实验中小车从A点由静止下滑,到达B点所用时间为2s,到达C点所用时间为2.8s,则小车通过AB段的平均速度为 m/s,小车通过BC段的平均速度为 m/s
(5)综上可得:小车在下滑过程中速度越来越 ,整个过程中小车做 运动(“匀速”或“变速”)
【答案】(1)(2) 刻度尺 秒表(3)小(4) 0.25 0.625(5) 快 变速
【详解】(1)平均速度等于总路程除以总时间,故该实验所依据的原理是。
(2)[1][2]测量平均速度的实验原理是,由实验原理可知需要测量路程和时间,因此还需要的器材有刻度尺和秒表。
(3)小车所放的斜面应保持较小的坡度,小车速度变化越慢,这样小车在斜面上运动时间会长些,便于测量时间。
(4)[1]小车通过AB段的平均速度为
[2]由题可知,AB段与BC段路程相等,AB段所用时间为2s,BC段所用时间为
通过BC段的平均速度为
(5)[1][2]由实验数据可知,BC段的速度大于AB段的速度,故小车在下滑过程中速度越来越大,即整个过程中小车做变速运动。
23.小明同学用如图所示的实验装置“测量小车运动的平均速度”。实验中,他们将小车从带刻度(分度值为1cm)的斜面顶端A点由静止释放,并同时按下电子停表开始计时,图中圆圈内显示了小车位于A、B、C三点的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。
(1)由图中的实验数据可知,小车下滑过程中做 运动(填“减速”、“匀速”或“加速”);
(2)根据图中信息,小车在下滑过程中AB段的运动时间为 s,AB段的路程为 cm,BC段的平均速度大小是 cm/s;
(3)如果在A点时,先释放小车,后按下停表开始计时,则会使所测AB段的平均速度 (填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(4)实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,便于测量时间,应 (填“增大”或“减小”)斜面的倾斜角度。
【答案】(1)加速(2) 2 40.0 50.0(3)偏大(4)减小
【详解】(1)由图中的实验数据可知,小车运动越来越快,小车下滑过程中做加速运动。
(2)[1][2][3]由图可知AB段的路程为
AB段的时间为,段的路程为
段的时间为,则AB段的平均速度为
则段的平均速度为
(3)如果在A点时,先释放小车,后按下停表开始计时,则计时晚了,时间变短,会使所测AB段的平均速度偏大。
(4)实验中为了方便计时,应使小车下滑速度慢一些,因此应使斜面的坡度减小。
24.小明在做“测量小车运动的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置,小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的三个框内是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“小时:分:秒”);
(1)该实验测小车平均速度的原理是 ;
(2)根据图中信息知,AC长为 cm,小车通过AB段的平均速度是 m/s;
(3)实验中为了便于测量时间,应使斜面的坡度较 (选填“陡”或“缓”);
(4)如图所示的四个速度随时间的关系图像,能反映出小车下滑运动的是________(选填图中的选项字母)。
A.B.C. D.
(5)实验时,测量同学过于紧张小车还未到达C点就停止计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 ;为方便计时,你觉得可以增加 ,具体操作是 。
【答案】(1)(2) 90.0 0.2(3)缓(4)C(5) 大 挡板 见解析
【详解】(1)平均速度是总路程与总时间的比值,测量平均速度是以作为实验原理的。
(2)由图可知,刻度尺的分度值为1cm,C点对应的刻度为10.0cm,A点对应的刻度为100.0cm,则
B点对应的刻度为60.0cm,则
AB段运动时间为
则小车通过AB段的平均速度是
(3)斜面越陡,小车在斜面上运动的越快,因此为了便于测量时间,应使斜面的坡度减小,即应使斜面的坡度较缓。
(4)由图可知,AB段的时间长路程短,BC段时间短路程长,说明小车在斜面上做加速运动。结合上述分析可知,小车做加速运动,速度越来越快,即随着时间的增加,速度逐渐增大。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(5)[1]实验时,测量同学过于紧张小车还未到达C点就停止计时,所测时间偏小,当路程不变时,根据可知,这会使所测AC段的平均速度vAC偏大。
[2][3]为方便计时,可以在B、C两处增加挡板,具体操作是在垂直于斜面的方向增加挡板,当小车运动到该位置时,被挡板挡住,可以马上计时。
六、计算题
25.一列火车长200m,它以10m/s的速度匀速通过一个长为1800m的隧道,火车全部通过隧道需要多少时间?
【答案】20s
【详解】火车全部通过隧道的时间
26.(爱国主义)小明一家去外地旅游,在开车赶往高铁站过程中,他看到如图甲所示的交通标志牌,此时刚好收音机报告为上午10:00整。
(1)按如图乙所示的小车速度表显示速度行驶到高铁站需要多少h?
(2)看到交通标志牌时,小明才突然想起必须在10:50前赶到高铁站办理安检手续。请问在遵守交通规则的前提下小明能及时赶到高铁站吗?
【答案】(1)0.625(2)在遵守交通规则的前提下小明能及时赶到高铁站
【详解】(1)由图可知,从交通标志牌到达高铁站的路程s=50km,小车速度表显示的速度v=80km/h, 由可知,从交通标志牌行驶到高铁站需要的时间
(2)由图可知,汽车的最大限速为v′=120km, 由可知,在遵守交通规则的前提下小明到达高铁站的时间
到达高铁站的时间
10:00+25min=10:25所以在遵守交通规则的前提下小明能及时赶到高铁站。
27.我国在高速公路上设置了道路限速监控。一种是“定点测速”,即监测汽车在某点的车速;另一种是“区间测速”,即测算出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该路段的最高限速,则被判为超速。若监测点A、B相距15km,全程限速如图,一辆轿车通过监测点A、B的速度分别为100km/h和110km/h,通过这两个监测点的时间如图所示。
(1)采用“定点测速”,该轿车通过监测点A、B时会不会被判超速? 并说明理由;
(2)采用“区间测速”,这辆轿车在该路段会不会被判超速; (请通过计算进行说明)
(3)若要确保通过AB路段区间测速不会被判超速,则通过该路段的最短时间是多少分钟。
【答案】(1)不会,理由见解析(2)不会(3)7.5min
【详解】(1)由图示知,A、B两点的限速都为120km/h,因为
120km/h>110km/h>100km/h
所以该轿车通过监测点A、B时不会被判超速。
(2)由图可知:轿车在该路段所用的时间为
所以轿车在该路段的速度为
所以这辆轿车在该路段不会被判超速。
(3)确保通过AB路段区间测速不会被判超速,此时最大速度v′=120km/h,由 可得,通过AB路段时间最短时间为
能力提升
1.(2024·山东青岛·模拟改编)古人云:“不积跬步,无以至千里。”单脚迈出一次为“跬”,双脚相继迈出为“步”。按此规定,一名普通中学生正常行走时,1“步”的距离最接近( )
A.1mm B.1cm C.1m D.1km
【答案】C
【详解】依题意得,规定中的1“步”的距离为现代表达中两步的距离,约为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.(2024·山东日照·模拟改编)小明去考场参加考试,以36km/h的速度步行到达公交站点,坐上公交车,以小明为参照物公交车运动了起来。进入考场,他通过大脑的机械运动进行周密的思考。做完选择题,他用长为的铅笔认真填涂答题卡。文中有关描述符合物理事实的是( )
A.步行速度为36km/h B.以小明为参照物公交车运动起来
C.大脑进行思考是机械运动 D.铅笔的长为
【答案】D
【详解】A.步行速度为
故A不符合题意;
B.以小明为参照物,公交车的位置没有发生改变,故公交车是静止的,故B不符合题意;
C.大脑进行思考是思维运动,位置并没有发生改变,故C不符合题意;
D.一个手掌的宽度约为10cm,而一直铅笔比手掌略宽,故铅笔的长约为,故D符合题意。
故选D。
3.(2024·山东烟台·模拟改编)李白的七言绝句《早发白帝城》中有诗句“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”。诗句中描述的“轻舟”是运动的,所选择的参照物是( )
A.轻舟 B.山峰 C.船夫 D.船舱
【答案】B
【详解】研究对象是“轻舟”,选择“山峰”做参照物,轻舟是运动的,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.(2024·辽宁·中考真题)为保护视力,应认真做好眼保健操,做一遍眼保健操的时间大约是( )
A.5s B.5min C.50min D.5h
【答案】B
【详解】中小学课间活动时间一般是10min,做一遍眼保健操的时间约为5min,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.(2024·湖南长沙·中考真题)为给课桌裁剪一块合适的课桌垫,小明用卷尺对课桌长度进行了三次测量,记录的数据分别为66.8cm、67.0cm、67.5cm。则课桌长度的测量结果应为( )
A.66.8cm B.67.0cm C.67.1cm D.67.5cm
【答案】C
【详解】根据多次测量取平均值减小误差的方法可知,课桌长度的测量结果应为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(2024·四川乐山·中考真题)如图所示,记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时,相同时间内通过的路程。根据图片信息下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动 B.甲、乙两车都做变速直线运动
C.10~20s内,甲、乙两车平均速度相等 D.20~30s内,甲、乙两车平均速度相等
【答案】D
【详解】AB.由图甲可知,甲车在相同时间内通过的路程都相等,则甲车做匀速直线运动。由图乙可知,乙车在相同时间内通过的路程逐渐增大,则乙车做变速直线运动,故AB 错误;
C.10~20s内,由图甲、乙可知甲车行驶的路程大于乙车行驶的路程,所以甲车的平均速度大于乙车的平均速度,故C错误;
D.20~30s内,由图甲、乙可知两车行驶的路程相同,根据可知两车平均速度相等,故D正确。
故选D。
7.(2024·山东临沂·二模)甲车从A地沿直线向B地运动,同时乙车从B地沿直线向A地运动,它们的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲做变速直线运动,乙做匀速直线运动
B.甲、乙运动了8s时,在距甲的出发点40m处相遇
C.2s~6s内,乙做匀速直线运动
D.0~2s内,甲比乙运动得快
【答案】B
【详解】AC.由图可知,甲的s-t图像为一直线可知甲做匀速直线运动;乙在2~6s内路程不变,处于静止状态,故乙不是做匀速运动,AC错误;
B.由图可知,运动了8s时,甲、乙相遇,甲通过的路程为40m,乙通过的路程为60m,故在距甲的出发点40m处相遇,故B正确;
D.由图可知,0~2s内,甲运动的路程不到20m,乙运动的路程为40m,由可知乙比甲运动得快,故D错误。
故选B。
8.(2024·山东潍坊·二模)某汽车由静止开始驶入某公路,前15s行驶了0.45km,前30s的速度随时间变化关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.0~10s内汽车做匀速直线运动
B.汽车前15s的平均速度是20m/s
C.汽车前30s行驶的路程是750m
D.10~30s内汽车一定做曲线运动
【答案】C
【详解】A.由图可知,在0~10s内,汽车的速度一直增加,所以汽车在做加速运动,故A错误;
B.已知前15s汽车通过的路程为
s1=0.45km=450m
则前15s汽车的平均速度
故B错误;
C.由图像知匀速行驶的速度v2=20m/s,匀速行驶的时间
t2=t总-t1=30s-15s=15s
则匀速行驶的路程
s2=v2t2=20m/s×15s=300m
所以汽车前30s行驶的总路程
s总=s1+s2=450m+300m=750m
故C正确;
D.由图象知,10~15s内汽车在做减速运动,15~30s内汽车在做匀速运动,可能做直线运动,故D错误。
故选C。
9.(2024·西藏·中考真题)有一首诗词写道“满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎。仔细看山山不动,是船行。”诗人感觉“山走来迎”是以 为参照物;全诗说明运动和静止是 的。
【答案】 船 相对
【详解】[1] “看山恰似走来迎”意思是此时山是运动的,在向我们走来,山相对于船的位置发生了变化,与船之间的距离越来越近,故可知此时是以船为参照物。
[2]由“仔细看山山不动”说明若以地面为参照物,山是静止的。故可知我们通常所说的“运动”与“静止”都是相对于参照物而言,参照物选取的不同,物体的运动状态也不同,“运动”与“静止”都是相对的。
10.(2024·北京·中考真题)如图所示为一个水滴下落过程的示意图,水滴由A位置下落到B位置,A、B之间的距离为 cm,所用的时间为0.2s,依据公式 可计算出这个过程中水滴下落的平均速度为 cm/s。
【答案】 20.0 100
【详解】[1]由图可知,刻度尺的10cm之间有10小格,分度值为1cm,读数时估读到分度值的下一位。A点与零刻度线对齐,B点与20.0cm对齐,因此A、B之间的距离为20.0cm。
[2][3]由可得这个过程中水滴下落的平均速度为
11.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)小明和爸爸自驾游返程时,看到如图所示的交通标志,在遵守交通法规的前提下,从此处至少需 h到达哈尔滨;若以他们正在行驶的车为参照物,此交通标志是 (选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 0.45 运动
【详解】[1]由图可知,距离哈尔滨的距离是18km,该路段最高限速40km/h,在遵守交通法规的前提下,到达哈尔滨需要的时间为
[2]若以他们正在行驶的车为参照物,此交通标志相对于汽车发生了位置上的变化是运动的。
12.(2024·湖北·中考真题)2024年5月28日,神舟十八号航天员圆满完成出舱任务。如图,搭乘机械臂的航天员A已为空间站安装好空间碎片防护装置,航天员B正在出舱。以空间站为参照物,安装好的防护装置是 的,航天员B是 的。
【答案】 静止 运动
【详解】[1]以空间站为参照物,安装好的防护装置相对空间站的位置不变,所以,是静止的。
[2]以空间站为参照物,正在出舱的航天员B相对空间站的位置不断发生变化,所以,是运动的。
13.(2024·甘肃兰州·中考真题)观察如图所示的图像,请在坐标系中画出对应的图像。
【答案】
【详解】由图像可知,图像为一直线,即路程与时间成正比,则物体做匀速直线运动,物体的速度为
匀速直线运动时,在图像中,速度是一直线,速度值对应为,如图所示:
14.(2024·山东潍坊·二模)小明在做“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置:小车从长10dm带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C的时间,则:
(1)本实验原理: ;
(2)实验中斜面的坡度较小,其目的是 ;
(3)如果小车过了A点后才计时,则会使所测AC段的平均速度偏 (填“大”或“小”);
(4)请根据图中所给信息回答: m/s(结果保留两位小数);下图能说明小车在斜面上运动情况的图像是 ;
(5)如果在某次实验中,经过测量计算出小车通过上半段路程AB的平均速度,小车经过BC段的平均速度,则小车通过全过程的平均速度 m/s。
【答案】 便于测量时间 大 0.33 C 0.24
【详解】(1)[1] 测平均速度时,可用速度公式进行计算,所以实验原理是。
(2)[2] 为了方便计时,就要使小车的运动时间变长,所以应使斜面的坡度较小。
(3)[3] 如果小车过了A点后才计时,则会使所测AC段的时间偏短,则根据,所测AC段的平均速度偏大。
(4)[4] 由图可知,AC段的路程为10.0dm,AC段的时间为
则AC段的平均速度为
[5] 小车在斜面上做加速运动。
A.速度随时间增加而减小,表示做减速运动,故A不符合题意;
B.速度保持不变,表示做匀速直线运动,故B不符合题意;
C.速度随时间增加而增大,表示做加速运动,故C符合题意;
D.随着时间增加,速度先减小后增大,故D不符合题意。
故选C。
(5)[6] 设路程的一半为,则小车通过全过程的平均速度为
14.(2024·吉林·中考真题)如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。
(1)为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持很 的坡度。
(2)B为AC中点,,两次实验小车都从A点由静止下滑,到达C点所用时间为2.8s,到达B点所用时间为2s,则小车通过AB段的平均速度为 m/s。
(3)由实验可得:小车在下滑过程中速度越来越 。
【答案】 平缓 0.25 快
【详解】[1]小车所放的斜面应保持较小的坡度,小车速度变化越慢,这样小车在斜面上运动时间会长些,便于测量时间。
[2]小车通过AB段的平均速度为
[3]由题可知,AB段与BC段路程相等,AB段所用时间为2s,BC段所用时间为
所以BC段的速度大于AB段的速度,故小车在下滑过程中速度越来越快。
15.(2023·山东济南·中考真题)如图所示,济南至石家庄铁路客运专线济南黄河公铁两用特大桥,全长约14km,其中主桥长1792m。上层为设计时速100km/h的双向六车道高速公路,下层为四线铁路。汽车以设计时速通过该特大桥主桥,大约需要多少秒?
【答案】64.8
【详解】解:先进行单位换算
s=1792m≈1.8km
再由速度公式,得汽车通过该特大桥主桥大约需要的时间为
答:汽车以设计时速通过该特大桥主桥,大约需要64.8秒。
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