第02讲:位置变化快慢的描述—速度【五大考点+五大题型】-2025-2026学年高一物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列(人教版(2019)必修第一册)
2025-09-02
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2份
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39页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 3. 位置变化快慢的描述——速度 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 速度 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.17 MB |
| 发布时间 | 2025-09-02 |
| 更新时间 | 2025-09-02 |
| 作者 | 启明数学物理探究室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53723983.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第02讲:位置变化快慢的描述——速度
【考点归纳】
【知识归纳】
知识点一、速度
1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值.速度是表示物体运动快慢的物理量.
2.公式:v=.其中Δx是位移,不是路程.
3.单位:国际单位制单位是米每秒,符号是m/s或m·s-1.常用单位:千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等.1 m/s=3.6 km/h.
4.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量(填“标量”或“矢量”),其方向和时间Δt内的位移Δx的方向相同.
知识点二、平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(1)定义:在某段时间内物体的位移Δx与发生这段位移所用时间Δt的比值,公式=.
(2)意义:表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度.
(3)矢量性:平均速度的方向与Δt时间内发生的位移Δx的方向相同.
(4)平均速度只能粗略地反映物体运动的快慢.
2.瞬时速度
(1)定义:当Δt非常小时,物体在从t到t+Δt的时间间隔内,运动快慢的差异也就非常小,就可以用v=表示物体在t时刻的瞬时速度.
(2)意义:表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度.
(3)瞬时速度的方向就是该时刻物体运动的方向.瞬时速度的大小叫速率.
(4)瞬时速度可以精确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢.
3.匀速直线运动:平均速度与瞬时速度相等.
知识点三、平均速度、平均速率和速率
1.平均速度:在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,其表达式为平均速度=.
2.平均速率:路程与时间的比值,即平均速率=.
3.速率:瞬时速度的大小.
知识点四、平均速度和瞬时速度的测量
1.如图所示为打点计时器打出的一条纸带示意图,D、G间的时间间隔Δt=0.1 s,用刻度尺测出D、G间的位移Δx,则D、G间的平均速度v=.
2.D、F间(填“D、F间”或“D、G间”)的平均速度更接近E点的瞬时速度.某点的瞬时速度近似等于包含这一点的较小Δt内的平均速度.
考点五、速度-时间图像
1.速度-时间图像(v-t图像)
以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立直角坐标系,根据测量数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到物体运动的v-t图像.
2.v-t图像的意义
v-t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况,但它不是物体运动的轨迹.
考点技巧归纳:
速度和速率
速度:物体的位移与发生这个位移所用时间的比值,是矢量
速率:瞬时速度的大小叫速率,是标量
平均速度和瞬时速度
平均速度:=,与一段时间或一段位移相对应,平均速度的方向与这段时间内的位移方向相同;平均速度只能粗略地描述运动的快慢
瞬时速度:质点在某一时刻或某一位置的速度,与时刻或位置相对应;瞬时速度的方向即那一时刻质点运动的方向;它能精确地描述运动的快慢
平均速度的大小和平均速率
平均速度=
平均速率=
注意:因为位移大小与路程一般不相等,故平均速度的大小一般不等于平均速率
【题型归纳】
题型一:速度的概念理解
【例1】(25-26高一上·全国)关于速度的定义式,以下叙述正确的是( )
A.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移Δx成正比,与运动时间Δt成反比
B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C.速度大小不变的运动就是匀速直线运动
D.v1=5 m/s、v2=-8 m/s,因为5>-8,所以v1>v2
【跟踪训练1】(25-26高一上·全国)下列关于速度的说法,正确的是( )
A.速度是描述物体位置变化的物理量
B.速度大小不变的运动是匀速直线运动
C. 、,因为,所以
D.速度的方向与物体运动的方向一致
【跟踪训练2】(24-25高二上·江苏扬州·期中)关于速度和速率,下列说法正确的是( )
A.平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值
B.平均速率就是平均速度的大小
C.速率就是瞬时速度的大小
D.速率是矢量
题型二:速度、速率、平均速度、瞬时速度
【例2】(24-25高二上·福建福州·期中)关于速度,下列说法正确的是( )
A.“复兴号”标准动车组最高时速达400km/h,是指瞬时速度
B.C919国产客机最大飞行速度约为960km/h,是指平均速度
C.“鲲龙”水陆两栖飞机最大巡航速度达500km/h,是指平均速度
D.“和谐号”动车从厦门到福州的速度约为180km/h,是指瞬时速度
【跟踪训练1】(24-25高一上·湖南邵阳·期末)下列情况中的速度,属于平均速度的是( )
A.炮弹飞出炮管的速度为1000m/s
B.返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s
C.由于堵车,汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s
D.赛车经过某路标时,车内速度计的示数为150km/h
【跟踪训练2】(24-25高一上·上海浦东新·期中)在平直的公路上,汽车启动后在第10s末速度表指针指在如图所示的位置,前10s内汽车运动的距离为150m。下列说法中正确的是( )
A.第10s末汽车的瞬时速度大小是79m/s B.第10s末汽车的瞬时速度大小是70km/h
C.第10s内汽车的平均速度大小是70m/s D.前10s内汽车的平均速度大小是35m/s
题型三:平均速度的计算
【例3】(25-26高一上·江苏宿迁·开学考试)2018年国际田联马德里挑战赛的男子百米比赛中,苏炳添以9秒91夺冠,追平亚洲纪录。假设他在50m处的速度为9.9m/s,到达终点时的速度为10.5m/s,则他在比赛过程中的平均速度为( )
A.9.9m/s B.10.1m/s C.11.2m/s D.10.5m/s
【跟踪训练1】(24-25高一上·青海西宁·期末)一辆汽车沿平直公路以速度行驶了的路程,接着又以速度行驶完剩余的路程,如果汽车全程的平均速度为,那么的大小是( )
A. B. C. D.
【跟踪训练2】(24-25高一上·河北张家口·期末)一质点做单向直线运动,在前路程内平均速率为,后路程内平均速率为,则整个过程中平均速度的大小为( )
A. B. C. D.无法计算
题型四:探究打点计算器测速度实验
【例4】(24-25高一上·陕西汉中·期中)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)图1中 (选填“A”或“B”)是电火花打点计时器,它使用的电源为 (选填“交流”或“直流”)电源。
(2)电磁打点计时器的工作电压 ,电火花打点计时器的工作电压 (前两空选填“为220V”或“约为8V”)。已知电源频率为,则打点计时器每隔 s打一次点。
(3)图2为同一打点计时器打出的两条纸带,记录了甲、乙两辆小车的运动情况。由两纸带可知 (选填“甲”或“乙”)小车运动的速度较大。
【跟踪训练1】(24-25高一上·陕西西安)图甲是电火花计时器的示意图。
(1)电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用 (选填“交变”或“直流”)电源,其工作时的基本步骤如下∶
A.当纸带完全通过电火花计时器后,立即关闭电源
B.将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座,将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器
C.拆下纸带,进行数据测量和分析
D.接通开关,听到放电声后拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是 (按顺序填写步骤编号)。
(2)图乙是某同学做匀变速直线运动实验时获得的一条纸带,A、B、C、D是纸带上的四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A、D两点间距x= cm,AD段的平均速度v= m/s(保留两位小数)。
【跟踪训练2】(24-25高一上·四川自贡·期中)在“用电磁打点计时器测速度”实验中,已知交流电源的频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是 。
A.拖动纸带的同时,闭合电源开关
B.先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,拖动纸带
C.纸带上的打点密集,说明纸带运动速度较大
D.此次实验所用电源为220V交流电源
(2)某同学拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔1个点取一个计数点,标上字母A、B、C、D、E、F(中间的点未画出)。
如图所示,某同学用mm刻度尺进行测量,填到下表中:
计数点
B
C
D
E
F
位置(cm)
1.32
2.75
4.44
6.22
8.12
由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车的平均速度为 m/s(保留3位有效数字)。
(3)打点计时器打下C点时小车的速度vC= m/s(保留3位有效数字)。
题型五:与速度有关的计算问题
【例5】(24-25高一上·江苏无锡·期中)一辆汽车在两相距20km的景点A和B之间来回往返行驶,A、B在一条直线上,从A景点出发时有一位细心的旅客看了自己的手表,指针恰好指在09:00:00,到达B 景点时,已是09:30:00,导游要求各位旅客在B景点处只能游玩30分钟,准时发车返回A景点,当回到A景点时刚好是事先约定好的10:20:00,求:
(1)汽车从A景点去B景点时的平均速度v1;
(2)汽车在整个过程中的平均速度v。
【跟踪训练1】(24-25高一上·广西·期中)如图所示,周长为400m的操场跑道由直道AB、CD和半圆弯道BC、DA组成,E、F点分别为直道AB、弯道BC的中点。甲、乙、丙同学分别从A、E、F点开始沿逆时针方向练习200m赛跑,三位同学完成200m赛跑的时间均为t。已知半圆弯道BC、DA的半径均为R,直道AB的长度为L,求:(均用题中给定的物理量符号表示)
(1)甲同学完成200m赛跑的平均速度大小;
(2)乙同学完成200m赛跑的平均速度大小;
(3)丙同学完成200m赛跑的平均速度大小。
【跟踪训练2】(24-25高一上·山东青岛)荡秋千是儿童喜爱的一项娱乐活动,其过程可简化为如图所示的模型。图中O点为秋千的固定悬点,现将秋千(视为质点)拉至A点由静止释放,秋千在竖直面内沿圆弧ABC运动,B点为运动的最低点。已知OA的长度,,,秋千从A点运动到B点、从B点运动到C点的时间分别为、,求:
(1)秋千从A点运动到B点的路程和位移;
(2)秋千从A点运动到B点的平均速度大小;
(3)秋千从A点运动到C点的路程和位移;
(4)秋千从A点运动到C点的平均速率。(结果可保留)
【高分演练】
一、单选题
1.(25-26高一上·江苏宿迁)下列关于打点计时器的说法正确的是( )
A.电磁打点计时器使用低压8V直流电源
B.打点时应先拉动纸带,后接通电源
C.使用电磁打点计时器和电火花打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔均为0.02s
D.若每隔4个点取一个计数点,则相邻计数点之间的时间间隔为0.08s
2.(24-25高一·全国·随堂练习)下列说法正确的是( )
A.平均速度只能粗略地表示物体在一段时间内的运动快慢;瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度,表示物体的瞬时运动快慢
B.平均速度、瞬时速度、速率都可以用来描述物体运动的快慢,它们都是矢量
C.一物体从斜面底端滑上长为s的斜面,经时间t后又滑至斜面底端,其平均速度为
D.某同学在校运动会男子100 m比赛中的成绩为12 s,可算出他冲线时的瞬时速度约为8.33 m/s
3.(25-26高一上·全国)如图所示,三个质点A、B、C同时从N点出发,分别沿图示路径同时到达M点,下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,B的位移最小
B.质点A到达M点时的速率最大
C.从N到M的过程中,三个质点的平均速率相同
D.从N到M的过程中,三个质点的平均速度相同
4.(25-26高一上·全国)东京奥运会男子100米半决赛,我国运动员苏炳添跑出了9秒83的优异成绩,打破亚洲纪录的同时也闯入了决赛,成为首位闯入奥运会男子100米决赛的黄种人选手。假设会场用传感器记下了运动员各位置与时间信息。若运动员做直线运动,根据表中数据,下列分析正确的是( )
位置
30米
60米
90米
100米
时间显示
3.73秒
6.29秒
8.92秒
9.83秒
A.运动员从起点到终点一直做匀速直线运动
B.运动员前30米的平均速度大于前60米的平均速度
C.可以推算出最后10 m冲刺的平均速度大小
D.可以推算出运动员冲线时的瞬时速度大小
5.(2025高一·全国·专题练习)关于打点计时器的原理和使用方法,下列说法中正确的是( )
A.使用时先释放重物,再接通电源
B.打点计时器所接电源频率为50Hz,如果纸带上相邻两个计数点之间有4个点,则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08s
C.如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏,则说明纸带的速度由小变大
D.电磁打点计时器接在220V交流电源上,电火花打点计时器接在6V交流电源上
6.(24-25高一下·云南·期中)港珠澳大桥连接香港、珠海和澳门,因其超大的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术闻名世界。港珠澳大桥总长49km,设计速度为100km/h。某辆汽车8∶00进入港珠澳大桥,8∶40离开大桥。下列说法正确的是( )
A.车辆必须以100km/h的速度通过港珠澳大桥
B.题中的“100km/h”是平均速度
C.该汽车通过港珠澳大桥的位移大小为49km
D.该汽车通过港珠澳大桥的平均速度小于73.5km/h
7.(24-25高一上·浙江台州·期末)图甲所示为中国队选手杨家玉以1小时25分54秒的成绩夺得巴黎奥运会女子20公里竞走项目金牌。假设杨家玉在水平路面上的一段运动轨迹如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.1小时25分54秒指的是时刻
B.杨家玉20公里竞走全程的平均速度约为
C.从A到B的过程中,位移方向与平均速度方向相同
D.研究杨家玉跑步时的摆臂幅度,可将其视为质点
8.(24-25高一上·广东·期末)一辆电动汽车从A地到B地行驶的运动路线如图所示。已知A地和B地的直线距离为12km,实际路线长20km,用时30min,下列说法正确的是( )
A.运动过程中车的位移大小为20km
B.车经过路标C时的速度方向为由A地指向B地
C.运动过程中车的平均速度大小为24km/h,方向由A地指向B地
D.运动过程中车的平均速度大小为40km/h,速度方向一直在变
二、多选题
9.(25-26高一上·全国·课后作业)有关平均速度、平均速率、速率,下列说法中正确的是( )
A.速率是瞬时速度的大小
B.平均速率是平均速度的大小
C.只有在匀速直线运动中,平均速率才等于平均速度的大小
D.在某段运动中平均速率不等于零,而平均速度可能等于零
10.(24-25高一·全国·随堂练习)下列几种速度,是瞬时速度的是( )
A.汽车速度计上指示的速度为60 km/h
B.城市路口路标上标有“30 km/h注意车速”字样
C.高速火车以260 km/h的速度经过“北京到天津”这一路段
D.足球以12 m/s的速度射入球门
11.(2025高一·全国·专题练习)如图所示为太极练功场示意图,半径为R的圆形场地由“阳鱼(白色)”和“阴鱼(深色)”构成,O点为场地圆心,其内部由两个圆心分别为和的半圆弧分隔.某晨练老人从A点出发沿“阳鱼”和“阴鱼”分界线走到B点,用时为t,下列说法正确的是( )
A.t指的是走到B点的时刻 B.老人运动的路程为
C.老人的平均速度为 D.老人的平均速度为
12.(24-25高一上·山西临汾·期末)中国跳水队因其辉煌的历史、深厚的底蕴、绝对的实力和稳赢的信心,被称为“梦之队”,2024年8月在巴黎奥运会再创辉煌,八枚金牌全部收入囊中。如图所示为运动员进行3m板比赛时某系列动作的示意图,若从起跳到入水时间为1s,下列说法正确的是( )
A.裁判在打分时不可以将运动员当作质点 B.运动员的平均速度大小为3m/s
C.运动员的平均速率为3m/s D.运动员的位移大小和路程都大于3m
13.(24-25高一上·海南·期末)如图所示,短跑运动员在A点冲刺。为了计算冲刺速度,沿着运动方向依次取点、……,测得,,运动员从点到A点所用时间为,从点到A点所用时间为……,从点到A点所用时间为。下列说法正确的是( )
A.与相比,更接近A点的冲刺速度
B.与相比,更接近A点的冲刺速度
C.趋近于0,则运动员在内的平均速度就等于冲刺速度
D.这种测量冲刺速度的方法叫做归纳法
14.(24-25高一上·重庆·期中)随着信息技术的发展,中学物理的实验手段也在不断进步。如图所示是用运动传感器测小车速度的示意图,这个系统由A、B两个小盒组成,A盒装有红外线发射器和超声波发射器,B盒装有红外线接收器和超声波接收器,A盒被固定在向右匀速运动的小车上,测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,B盒接收到红外线脉冲时开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时,两者的时间差为。经过,A再次同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,此次B接收的时间差。空气中的声速为(红外线的传播时间可以忽略)( )
A.第一次测量时A与B之间的距离为
B.A两次发射过程中,小车运动的距离为
C.小车运动的平均速度为
D.B接收到第二次超声波脉冲时,A与B的距离为
三、实验题
15.(24-25高一上·山西忻州)(1)电火花打点计时器使用的是 (选填“直流”或“交流”)电源,工作电压 伏,当电源频率为50赫兹,它每隔 打一次点
(2)在使用打点计时器测速度的实验时,要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的“电磁打点计时器”使用的电压是 V(选填“约为8”或“220”)的 (选填“直流电”或“交流电”),它每隔 s打一个点。
(3)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是___________。
A.先接通电源,再让纸带运动
B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源
D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(4)在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于50Hz时,如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算,则测出的速度数值将比物体的真实数值偏 (选填“大”或“小”)。
16.(24-25高一上·四川眉山·期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,得到如图所示的纸带,按照打点的先后顺序,纸带上的计数点依次用O、A、B、C、D、E表示,每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。
(1)电火花计时器使用 V的 电源(填“交流”或“直流”)。
(2)由图可以知道,纸带做的是 (填加速、减速或匀速)直线运动。
(3)小车经过OE段的平均速度是 m/s(结果保留1位小数),小车经过B点时的速度是 m/s(结果保留1位小数)。
17.(24-25高一上·四川南充)按要求完成下列各小题。
(1)目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种,它们所接电源均为频率为 Hz的交变电流,所以都是每隔0.02s打一个点,但前者所接交流电压为 V,后者所接交流电压为 V。操作流程是先 后 。
(2)如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带,在纸带旁边附着一把毫米刻度尺,根据纸带上点的排列情况可判定,手拉动纸带时,手的运动速度怎样变化: ;由O到A这段距离上手运动的平均速度为 m/s,打B点时手拉动纸带的速度约为 m/s。
四、解答题
18.(24-25高一上·甘肃武威)如图所示,一辆汽车沿着马路由A地出发经B、C两地到达D地。D与A、C两地恰好在一条直线上,求
(1)汽车行驶的路程?
(2)汽车的位移?
(3)若汽车运动的总时间为1000s则汽车运动的平均速率是多少?
19.(24-25高一上·陕西汉中·期中)某大学教室、寝室、食堂的位置关系如图所示,放学后某同学在教室用手机订好餐,然后沿直线直接去食堂,用了到食堂,取餐后从食堂去寝室用了(不考虑在食堂取餐的时间)。求:
(1)该同学从教室经过食堂到寝室的路程和位移?
(2)该同学从教室经过食堂到寝室的平均速率和平均速度?
20.(24-25高一上·云南文山·阶段练习)如图所示,在一维坐标轴上有甲、乙、丙、丁四个地方,它们的坐标分别为。某小车由甲地出发沿x轴正方向行驶10s到达乙地,又沿x轴正方向行驶了10s到达丙地,在丙地停了8s后又沿x轴负方向行驶,经历了12s到达丁这个地方,求:
(1)在最后12s时间内小车的平均速度;
(2)整个过程的平均速度。
21.(24-25高一上·广东惠州)近日,央视军事宣传片《淬火》曝光了一起震撼的海上对峙事件:长沙舰在南海西沙海域与外舰对峙47小时,以一敌三,展现了长沙舰强大的战斗意志和冷静的态度。如图所示为长沙舰某次海域巡航活动路线图,长沙舰从A港出发先沿正东方向以30km/h的速度运动3h到达B处,然后沿正北方向以40km/h的速度运动3h到达小岛C处。求:
(1)该过程中长沙舰的路程和位移大小;
(2)该过程中长沙舰的平均速率和平均速度大小。
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第02讲:位置变化快慢的描述——速度
【考点归纳】
【知识归纳】
知识点一、速度
1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值.速度是表示物体运动快慢的物理量.
2.公式:v=.其中Δx是位移,不是路程.
3.单位:国际单位制单位是米每秒,符号是m/s或m·s-1.常用单位:千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等.1 m/s=3.6 km/h.
4.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量(填“标量”或“矢量”),其方向和时间Δt内的位移Δx的方向相同.
知识点二、平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(1)定义:在某段时间内物体的位移Δx与发生这段位移所用时间Δt的比值,公式=.
(2)意义:表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度.
(3)矢量性:平均速度的方向与Δt时间内发生的位移Δx的方向相同.
(4)平均速度只能粗略地反映物体运动的快慢.
2.瞬时速度
(1)定义:当Δt非常小时,物体在从t到t+Δt的时间间隔内,运动快慢的差异也就非常小,就可以用v=表示物体在t时刻的瞬时速度.
(2)意义:表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度.
(3)瞬时速度的方向就是该时刻物体运动的方向.瞬时速度的大小叫速率.
(4)瞬时速度可以精确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢.
3.匀速直线运动:平均速度与瞬时速度相等.
知识点三、平均速度、平均速率和速率
1.平均速度:在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,其表达式为平均速度=.
2.平均速率:路程与时间的比值,即平均速率=.
3.速率:瞬时速度的大小.
知识点四、平均速度和瞬时速度的测量
1.如图所示为打点计时器打出的一条纸带示意图,D、G间的时间间隔Δt=0.1 s,用刻度尺测出D、G间的位移Δx,则D、G间的平均速度v=.
2.D、F间(填“D、F间”或“D、G间”)的平均速度更接近E点的瞬时速度.某点的瞬时速度近似等于包含这一点的较小Δt内的平均速度.
考点五、速度-时间图像
1.速度-时间图像(v-t图像)
以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立直角坐标系,根据测量数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到物体运动的v-t图像.
2.v-t图像的意义
v-t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况,但它不是物体运动的轨迹.
考点技巧归纳:
速度和速率
速度:物体的位移与发生这个位移所用时间的比值,是矢量
速率:瞬时速度的大小叫速率,是标量
平均速度和瞬时速度
平均速度:=,与一段时间或一段位移相对应,平均速度的方向与这段时间内的位移方向相同;平均速度只能粗略地描述运动的快慢
瞬时速度:质点在某一时刻或某一位置的速度,与时刻或位置相对应;瞬时速度的方向即那一时刻质点运动的方向;它能精确地描述运动的快慢
平均速度的大小和平均速率
平均速度=
平均速率=
注意:因为位移大小与路程一般不相等,故平均速度的大小一般不等于平均速率
【题型归纳】
题型一:速度的概念理解
【例1】(25-26高一上·全国)关于速度的定义式,以下叙述正确的是( )
A.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移Δx成正比,与运动时间Δt成反比
B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C.速度大小不变的运动就是匀速直线运动
D.v1=5 m/s、v2=-8 m/s,因为5>-8,所以v1>v2
【答案】B
【详解】A.速度是比值定义法,匀速直线运动速度v恒定,不与成正比、不与成反比,故A错误;
B.题意可知速度v由比值定义法得出,大小与Δx和Δt无关,故B正确;
C.匀速直线运动要求速度大小和方向均不变,仅速度大小不变的运动不一定是匀速直线运动,故C错误;
D.速度是矢量,正负号表示方向,比较速度大小需比较绝对值。的大小为8m/s大于的5m/s,故D错误。
故选B。
【跟踪训练1】(25-26高一上·全国)下列关于速度的说法,正确的是( )
A.速度是描述物体位置变化的物理量
B.速度大小不变的运动是匀速直线运动
C. 、,因为,所以
D.速度的方向与物体运动的方向一致
【答案】D
【详解】A.速度描述物体位置变化的快慢(即位移变化率),而非位置变化本身,故A错误;
B.匀速直线运动要求速度大小和方向均不变,仅大小不变可能为曲线运动,故B错误;
C.速度是矢量,正负号表示方向,绝对值表示大小,的大小为3 m/s,大于的2 m/s,故C错误;
D.速度方向始终与物体运动方向一致,故D正确。
故选D。
【跟踪训练2】(24-25高二上·江苏扬州·期中)关于速度和速率,下列说法正确的是( )
A.平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值
B.平均速率就是平均速度的大小
C.速率就是瞬时速度的大小
D.速率是矢量
【答案】C
【详解】AB.平均速度是物体通过的位移与所用时间的比值,平均速率是物体通过的路程与所用时间的比值,平均速率不一定等于平均速度的大小,故AB错误;
CD.速率就是瞬时速度的大小,是标量,故C正确、D错误。
故选C。
题型二:速度、速率、平均速度、瞬时速度
【例2】(24-25高二上·福建福州·期中)关于速度,下列说法正确的是( )
A.“复兴号”标准动车组最高时速达400km/h,是指瞬时速度
B.C919国产客机最大飞行速度约为960km/h,是指平均速度
C.“鲲龙”水陆两栖飞机最大巡航速度达500km/h,是指平均速度
D.“和谐号”动车从厦门到福州的速度约为180km/h,是指瞬时速度
【答案】A
【详解】A.“复兴号”标准动车组最高时速达400km/h是某一刻的速度所以指瞬时速度,故A正确;
B.C919国产客机最大飞行速度约为960km/h是某一刻的速度所以指瞬时速度,故B错误;
C.“鲲龙”水陆两栖飞机最大巡航速度达500km/h是某一刻的速度所以指瞬时速度,故C错误;
D.“和谐号”动车从厦门到福州的速度约为180km/h是对应某段路程内的速度是指平均速率,故D错误。
故选A。
【跟踪训练1】(24-25高一上·湖南邵阳·期末)下列情况中的速度,属于平均速度的是( )
A.炮弹飞出炮管的速度为1000m/s
B.返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s
C.由于堵车,汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s
D.赛车经过某路标时,车内速度计的示数为150km/h
【答案】C
【详解】A.炮弹飞出炮管的速度为1000m/s,指的是瞬时速度,故A错误;
B.返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s,指的是瞬时速度,故B错误;
C.由于堵车,汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s,指的通过隧道过程的平均速度,故C正确;
D.赛车经过某路标时,车内速度计的示数为150km/h,指的是瞬时速度,故D错误。
故选C。
【跟踪训练2】(24-25高一上·上海浦东新·期中)在平直的公路上,汽车启动后在第10s末速度表指针指在如图所示的位置,前10s内汽车运动的距离为150m。下列说法中正确的是( )
A.第10s末汽车的瞬时速度大小是79m/s
B.第10s末汽车的瞬时速度大小是70km/h
C.第10s内汽车的平均速度大小是70m/s
D.前10s内汽车的平均速度大小是35m/s
【答案】B
【详解】AB.汽车的速度表显示的是瞬时速度,由图可知在第10s末汽车的瞬时速度是70km/h,故A错误,B正确;
C.根据平均速度的大小等于位移与时间的比值,可知由于不能确定第10s内汽车的位移,所以,第10s内汽车的平均速度大小无法确定,故C错误;
D.前10秒内汽车的位移是150m,则在前10s内汽车的平均速度大小为
故D错误。
故选B。
题型三:平均速度的计算
【例3】(25-26高一上·江苏宿迁·开学考试)2018年国际田联马德里挑战赛的男子百米比赛中,苏炳添以9秒91夺冠,追平亚洲纪录。假设他在50m处的速度为9.9m/s,到达终点时的速度为10.5m/s,则他在比赛过程中的平均速度为( )
A.9.9m/s B.10.1m/s C.11.2m/s D.10.5m/s
【答案】B
【详解】平均速度的定义是总位移除以总时间。本题中苏炳添的百米比赛总位移为100m,总时间为9.91s。可知平均速度
故选B。
【跟踪训练1】(24-25高一上·青海西宁·期末)一辆汽车沿平直公路以速度行驶了的路程,接着又以速度行驶完剩余的路程,如果汽车全程的平均速度为,那么的大小是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意,设全程的路程为,则汽车沿平直公路以速度行驶了的路程所用时间为
接着又以速度行驶完剩余的路程,所用时间为
如果汽车全程的平均速度为,则
联立求得
故选C。
【跟踪训练2】(24-25高一上·河北张家口·期末)一质点做单向直线运动,在前路程内平均速率为,后路程内平均速率为,则整个过程中平均速度的大小为( )
A. B. C. D.无法计算
【答案】C
【详解】设整个过程中的位移为,则整个过程中平均速度的大小为
故选C。
题型四:探究打点计算器测速度实验
【例4】(24-25高一上·陕西汉中·期中)打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)图1中 (选填“A”或“B”)是电火花打点计时器,它使用的电源为 (选填“交流”或“直流”)电源。
(2)电磁打点计时器的工作电压 ,电火花打点计时器的工作电压 (前两空选填“为220V”或“约为8V”)。已知电源频率为,则打点计时器每隔 s打一次点。
(3)图2为同一打点计时器打出的两条纸带,记录了甲、乙两辆小车的运动情况。由两纸带可知 (选填“甲”或“乙”)小车运动的速度较大。
【答案】(1) A 交流
(2) 约为8V 为220V 0.02
(3)甲
【详解】(1)[1]电火花打点计时器有墨粉盒,故A是电火花打点计时器;
[2]电火花打点计时器使用220V交流电源。
(2)[1][2]电磁打点计时器的工作电压约为8V,电火花打点计时器的工作电压为220V;
[3]已知电源频率为50Hz,则打点周期为
(3)由图可知,两相同长度的纸带上,甲打的点少,即通过相同的位移,甲所用时间短。根据可知,甲小车的速度大。
【跟踪训练1】(24-25高一上·陕西西安)图甲是电火花计时器的示意图。
(1)电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用 (选填“交变”或“直流”)电源,其工作时的基本步骤如下∶
A.当纸带完全通过电火花计时器后,立即关闭电源
B.将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座,将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器
C.拆下纸带,进行数据测量和分析
D.接通开关,听到放电声后拖动纸带运动
上述步骤正确的顺序是 (按顺序填写步骤编号)。
(2)图乙是某同学做匀变速直线运动实验时获得的一条纸带,A、B、C、D是纸带上的四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,从图中读出A、D两点间距x= cm,AD段的平均速度v= m/s(保留两位小数)。
【答案】(1) 交流 BDAC
(2) 2.70 0.09
【详解】(1)[1]电火花打点计时器和电磁打点计时器都使用交流电源,只是电火花打点计时器使用220V的交流电,电磁打点计时器使用8V左右的交流电;
[2]使用打点计时器时,先固定打点计时器,并穿好纸带,然后接通电源,打点稳定后拖动纸带进行打点,打点结束后立即关闭电源,再取下纸带进行测量和数据分析,故上述步骤的顺序为BDAC。
(2)[1][2]由于刻度尺的分度值为1mm,读数时应估读到分度值的下一位,故A、D间的距离为
根据题意可知,相邻计数点之间的时间间隔
故AD段的平均速度为
【跟踪训练2】(24-25高一上·四川自贡·期中)在“用电磁打点计时器测速度”实验中,已知交流电源的频率为50Hz。
(1)下列说法正确的是 。
A.拖动纸带的同时,闭合电源开关
B.先闭合电源开关,让打点计时器正常工作时,拖动纸带
C.纸带上的打点密集,说明纸带运动速度较大
D.此次实验所用电源为220V交流电源
(2)某同学拖动纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点,处理时每隔1个点取一个计数点,标上字母A、B、C、D、E、F(中间的点未画出)。
如图所示,某同学用mm刻度尺进行测量,填到下表中:
计数点
B
C
D
E
F
位置(cm)
1.32
2.75
4.44
6.22
8.12
由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车的平均速度为 m/s(保留3位有效数字)。
(3)打点计时器打下C点时小车的速度vC= m/s(保留3位有效数字)。
【答案】(1)B
(2)0.406
(3)0.390
【详解】(1)AB.为了提高纸带的利用率,同时为了使打点更稳定,减小误差,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车。故A错误;B正确;
C.纸带上打的点密集,在相等的时间内位移较小,说明纸带运动速度较小。故C错误;
D.电磁打点计时器使用8V的交流电源。故D错误。
故选B。
(2)纸带上每隔1个点取一个计数点,所以相邻计数点之间的时间间隔
T=0.04s
打下AF段纸带时小车的平均速度为
(3)打点计时器打下C点时小车的速度近似等于BD两点间的平均速度,即
题型五:与速度有关的计算问题
【例5】(24-25高一上·江苏无锡·期中)一辆汽车在两相距20km的景点A和B之间来回往返行驶,A、B在一条直线上,从A景点出发时有一位细心的旅客看了自己的手表,指针恰好指在09:00:00,到达B 景点时,已是09:30:00,导游要求各位旅客在B景点处只能游玩30分钟,准时发车返回A景点,当回到A景点时刚好是事先约定好的10:20:00,求:
(1)汽车从A景点去B景点时的平均速度v1;
(2)汽车在整个过程中的平均速度v。
【答案】(1),方向由A指向B
(2)0
【详解】(1)由题知汽车从A景点到B景点所用时间
所以汽车从A景点到B景点的平均速度
方向由A指向B。
(2)整个过程汽车的位移为零,所以整个过程汽车的平均速度
【跟踪训练1】(24-25高一上·广西·期中)如图所示,周长为400m的操场跑道由直道AB、CD和半圆弯道BC、DA组成,E、F点分别为直道AB、弯道BC的中点。甲、乙、丙同学分别从A、E、F点开始沿逆时针方向练习200m赛跑,三位同学完成200m赛跑的时间均为t。已知半圆弯道BC、DA的半径均为R,直道AB的长度为L,求:(均用题中给定的物理量符号表示)
(1)甲同学完成200m赛跑的平均速度大小;
(2)乙同学完成200m赛跑的平均速度大小;
(3)丙同学完成200m赛跑的平均速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)甲同学完成200m赛跑的位移大小
甲同学的平均速度大小
(2)乙同学完成200m赛跑的位移大小
乙同学的平均速度大小
(3)丙同学完成200m赛跑的位移大小
丙同学的平均速度大小
【跟踪训练2】(24-25高一上·山东青岛)荡秋千是儿童喜爱的一项娱乐活动,其过程可简化为如图所示的模型。图中O点为秋千的固定悬点,现将秋千(视为质点)拉至A点由静止释放,秋千在竖直面内沿圆弧ABC运动,B点为运动的最低点。已知OA的长度,,,秋千从A点运动到B点、从B点运动到C点的时间分别为、,求:
(1)秋千从A点运动到B点的路程和位移;
(2)秋千从A点运动到B点的平均速度大小;
(3)秋千从A点运动到C点的路程和位移;
(4)秋千从A点运动到C点的平均速率。(结果可保留)
【答案】(1)m,6m
(2)2m/s
(3),
(4)
【详解】(1)根据题图中的几何关系可知,秋千从A点运动到B点的路程大小为
m
位移大小为
m
(2)根据平均速度的定义有
(3)秋千从A点运动到C点的轨迹为圆弧,因此路程为
m
根据几何关系可知为等腰直角三角形,因此秋千从A点运动到C点的位移大小为
(4)根据平均速率的计算公式有
【高分演练】
一、单选题
1.(25-26高一上·江苏宿迁)下列关于打点计时器的说法正确的是( )
A.电磁打点计时器使用低压8V直流电源
B.打点时应先拉动纸带,后接通电源
C.使用电磁打点计时器和电火花打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔均为0.02s
D.若每隔4个点取一个计数点,则相邻计数点之间的时间间隔为0.08s
【答案】C
【详解】A.电磁打点计时器使用低压交流电源,而非直流电源,故A错误;
B.打点时应先接通电源,待打点稳定后再拉动纸带,故B错误;
C.电磁打点计时器和电火花打点计时器均使用50Hz交流电,相邻两点的时间间隔均为,故C正确;
D.每隔4个点取一个计数点,意味着相邻计数点之间有5个时间间隔(如点0到点5),总时间为,而非0.08s,故D错误。
故选C。
2.(24-25高一·全国·随堂练习)下列说法正确的是( )
A.平均速度只能粗略地表示物体在一段时间内的运动快慢;瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度,表示物体的瞬时运动快慢
B.平均速度、瞬时速度、速率都可以用来描述物体运动的快慢,它们都是矢量
C.一物体从斜面底端滑上长为s的斜面,经时间t后又滑至斜面底端,其平均速度为
D.某同学在校运动会男子100 m比赛中的成绩为12 s,可算出他冲线时的瞬时速度约为8.33 m/s
【答案】A
【详解】A.平均速度只能粗略地表示物体在一段时间内的运动快慢;瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度,表示物体的瞬时运动快慢,选项A正确;
B.平均速度、瞬时速度、速率都可以用来描述物体运动的快慢,平均速度、瞬时速度它们都是矢量,速率是标量,选项B错误;
C.一物体从斜面底端滑上长为s的斜面,经时间t后又滑至斜面底端,其位移为零,则平均速度为零,选项C错误;
D.某同学在校运动会男子100 m比赛中的成绩为12 s,只能计算出整个比赛中的平均速度为
但是他冲线时的瞬时速度不一定为8.33 m/s,选项D错误。
故选A。
3.(25-26高一上·全国·课后作业)如图所示,三个质点A、B、C同时从N点出发,分别沿图示路径同时到达M点,下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,B的位移最小
B.质点A到达M点时的速率最大
C.从N到M的过程中,三个质点的平均速率相同
D.从N到M的过程中,三个质点的平均速度相同
【答案】D
【详解】A.三个质点都从N到M,则位移相等,故A错误;
B.因三个质点运动的时间都相等,质点A到达M点时路程最大,则平均速率最大,瞬时速率不一定最大,故B错误;
C.从N到M的过程中,三个质点的路程不同,运动时间相同,则平均速率不相同,故C错误;
D.从N到M的过程中,三个质点的位移和运动时间都相同,则平均速度相同,故D正确。
故选D。
4.(25-26高一上·全国·课后作业)东京奥运会男子100米半决赛,我国运动员苏炳添跑出了9秒83的优异成绩,打破亚洲纪录的同时也闯入了决赛,成为首位闯入奥运会男子100米决赛的黄种人选手。假设会场用传感器记下了运动员各位置与时间信息。若运动员做直线运动,根据表中数据,下列分析正确的是( )
位置
30米
60米
90米
100米
时间显示
3.73秒
6.29秒
8.92秒
9.83秒
A.运动员从起点到终点一直做匀速直线运动
B.运动员前30米的平均速度大于前60米的平均速度
C.可以推算出最后10 m冲刺的平均速度大小
D.可以推算出运动员冲线时的瞬时速度大小
【答案】C
【详解】AB.运动员前30米的平均速度为
运动员前60米的平均速度为
因此运动员前30米的平均速度小于前60米的平均速度,所以运动员所做的运动不是匀速运动,故AB错误;
CD.运动员最后10米的平均速度为
无法推算出冲线时的瞬时速度,故C正确,D错误。
故选C。
5.(2025高一·全国·专题练习)关于打点计时器的原理和使用方法,下列说法中正确的是( )
A.使用时先释放重物,再接通电源
B.打点计时器所接电源频率为50Hz,如果纸带上相邻两个计数点之间有4个点,则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08s
C.如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏,则说明纸带的速度由小变大
D.电磁打点计时器接在220V交流电源上,电火花打点计时器接在6V交流电源上
【答案】C
【详解】使用打点计时器时应先接通电源,待打点稳定后再释放重物,A错误;由于打点计时器使用的是50Hz交流电源,打点周期,如果纸带上相邻两个计数点之间有4个点,则相邻两个计数点间的时间间隔,B错误;由于纸带上相邻两计数点间的时间间隔相等,如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏,则说明纸带的速度由小变大,C正确;电磁打点计时器接在约8V交流电源上,电火花打点计时器接在220V交流电源上,D错误.
6.(24-25高一下·云南·期中)港珠澳大桥连接香港、珠海和澳门,因其超大的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术闻名世界。港珠澳大桥总长49km,设计速度为100km/h。某辆汽车8∶00进入港珠澳大桥,8∶40离开大桥。下列说法正确的是( )
A.车辆必须以100km/h的速度通过港珠澳大桥
B.题中的“100km/h”是平均速度
C.该汽车通过港珠澳大桥的位移大小为49km
D.该汽车通过港珠澳大桥的平均速度小于73.5km/h
【答案】D
【详解】AB.题中的“100km/h”是汽车允许的最大瞬时速度,车辆不一定必须以100km/h的速度通过港珠澳大桥,选项AB错误;
C.大桥不一定是直线的,则该汽车通过港珠澳大桥的位移大小不一定是49km,选项C错误;
D.该汽车通过港珠澳大桥时的位移小于46km,可知平均速度
选项D正确。
故选D。
7.(24-25高一上·浙江台州·期末)图甲所示为中国队选手杨家玉以1小时25分54秒的成绩夺得巴黎奥运会女子20公里竞走项目金牌。假设杨家玉在水平路面上的一段运动轨迹如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.1小时25分54秒指的是时刻
B.杨家玉20公里竞走全程的平均速度约为
C.从A到B的过程中,位移方向与平均速度方向相同
D.研究杨家玉跑步时的摆臂幅度,可将其视为质点
【答案】C
【详解】A.1小时25分54秒指的是时间间隔,故A错误;
B.20公里指的竞走全程的路程,平均速度等于位移除以时间,由于不知道位移大小,所以无法确定杨家玉20公里竞走全程的平均速度大小,故B错误;
C.根据,可知从A到B的过程中,位移方向与平均速度方向相同,故C正确;
D.研究杨家玉跑步时的摆臂幅度,杨家玉的形状大小不能忽略不计,不可以将其视为质点,故D错误。
故选C。
8.(24-25高一上·广东·期末)一辆电动汽车从A地到B地行驶的运动路线如图所示。已知A地和B地的直线距离为12km,实际路线长20km,用时30min,下列说法正确的是( )
A.运动过程中车的位移大小为20km
B.车经过路标C时的速度方向为由A地指向B地
C.运动过程中车的平均速度大小为24km/h,方向由A地指向B地
D.运动过程中车的平均速度大小为40km/h,速度方向一直在变
【答案】C
【详解】A.运动过程中车的位移大小为A地和B地的直线距离,即12km,A错误;
B.车经过路标C时的速度方向为沿C点的切线方向,B错误;
CD.运动过程中车的平均速度大小为
方向由A地指向B地,C正确,D错误。
故选C。
二、多选题
9.(25-26高一上·全国·课后作业)有关平均速度、平均速率、速率,下列说法中正确的是( )
A.速率是瞬时速度的大小
B.平均速率是平均速度的大小
C.只有在匀速直线运动中,平均速率才等于平均速度的大小
D.在某段运动中平均速率不等于零,而平均速度可能等于零
【答案】AD
【详解】A.速率即瞬时速率等于瞬时速度的大小,故A正确;
BC.平均速率是路程与该段时间的比值,平均速度是位移与该段时间的比值,只有在单向直线运动中,路程等于位移大小,平均速率等于平均速度的大小,故BC错误;
D.物体运动一段时间又回到起点,路程不为零,而位移为零,则平均速率不为零,平均速度为零,故D正确。
故选AD。
10.(24-25高一·全国·随堂练习)下列几种速度,是瞬时速度的是( )
A.汽车速度计上指示的速度为60 km/h
B.城市路口路标上标有“30 km/h注意车速”字样
C.高速火车以260 km/h的速度经过“北京到天津”这一路段
D.足球以12 m/s的速度射入球门
【答案】ABD
【详解】A.汽车速度计指示的速度为某一时刻的速度,对应瞬时速度,故A正确;
B.路标“30 km/h”指车辆在该位置的最大瞬时速度,故B正确;
C.火车经过“北京到天津”路段的速度是全程的平均速度,故C错误;
D.足球射入球门时的速度对应某一位置,为瞬时速度,故D正确。
故选ABD。
11.(2025高一·全国·专题练习)如图所示为太极练功场示意图,半径为R的圆形场地由“阳鱼(白色)”和“阴鱼(深色)”构成,O点为场地圆心,其内部由两个圆心分别为和的半圆弧分隔.某晨练老人从A点出发沿“阳鱼”和“阴鱼”分界线走到B点,用时为t,下列说法正确的是( )
A.t指的是走到B点的时刻 B.老人运动的路程为
C.老人的平均速度为 D.老人的平均速度为
【答案】BC
【详解】用时为t,可知t指的是人从A点走到B点的时间间隔,A错误;路程指物体运动轨迹的长度,则老人运动的路程为,B正确;位移大小指始位置指向末位置的有向线段的长度,则老人的位移为,老人的平均速度为,C正确,D错误.
12.(24-25高一上·山西临汾·期末)中国跳水队因其辉煌的历史、深厚的底蕴、绝对的实力和稳赢的信心,被称为“梦之队”,2024年8月在巴黎奥运会再创辉煌,八枚金牌全部收入囊中。如图所示为运动员进行3m板比赛时某系列动作的示意图,若从起跳到入水时间为1s,下列说法正确的是( )
A.裁判在打分时不可以将运动员当作质点 B.运动员的平均速度大小为3m/s
C.运动员的平均速率为3m/s D.运动员的位移大小和路程都大于3m
【答案】AD
【详解】A.裁判在打分时需要对运动员动作进行考查,运动员不可以看作质点,故A正确;
D.运动员竖直方向的位移为3m,但水平方向也有位移,实际位移大于3m;运动员起跳有一定高度,路程也大于3m,故D正确;
B.运动员的平均速度等于位移除以时间,所以运动员的平均速度大小大于3m/s,故B错误;
C.运动员的平均速率等于路程除以时间,所以运动员的平均速率大小大于3m/s,故C错误。
故选AD。
13.(24-25高一上·海南·期末)如图所示,短跑运动员在A点冲刺。为了计算冲刺速度,沿着运动方向依次取点、……,测得,,运动员从点到A点所用时间为,从点到A点所用时间为……,从点到A点所用时间为。下列说法正确的是( )
A.与相比,更接近A点的冲刺速度
B.与相比,更接近A点的冲刺速度
C.趋近于0,则运动员在内的平均速度就等于冲刺速度
D.这种测量冲刺速度的方法叫做归纳法
【答案】BC
【详解】AB.短跑运动员在A点冲刺,距离A点时间或距离越小的平均速度越接近A点的冲刺速度,所以,更接近A点的冲刺速度,故A错误,B正确;
CD.趋近于0,则运动员在内的平均速度就等于冲刺速度,这种测量冲刺速度的方法叫做极限法,故C正确,D错误。
故选BC。
14.(24-25高一上·重庆·期中)随着信息技术的发展,中学物理的实验手段也在不断进步。如图所示是用运动传感器测小车速度的示意图,这个系统由A、B两个小盒组成,A盒装有红外线发射器和超声波发射器,B盒装有红外线接收器和超声波接收器,A盒被固定在向右匀速运动的小车上,测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,B盒接收到红外线脉冲时开始计时,接收到超声波脉冲时停止计时,两者的时间差为。经过,A再次同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲,此次B接收的时间差。空气中的声速为(红外线的传播时间可以忽略)( )
A.第一次测量时A与B之间的距离为
B.A两次发射过程中,小车运动的距离为
C.小车运动的平均速度为
D.B接收到第二次超声波脉冲时,A与B的距离为
【答案】AC
【详解】A.依题意,由于红外线的传播时间可以忽略,可得第一次测量时A、B间的距离为
A正确;
B.进行第二次测量时,A、B间的距离为
则小车运动的距离
B错误;
C.两次发射超声波脉冲的时间间隔为,即为小车运动所用的时间,则小车的平均速度为
解得
C正确;
D.由B选项分析可知,B接收到第二次超声波脉冲时,A与B的距离为,D错误。
故选AC。
三、实验题
15.(24-25高一上·山西忻州)(1)电火花打点计时器使用的是 (选填“直流”或“交流”)电源,工作电压 伏,当电源频率为50赫兹,它每隔 打一次点
(2)在使用打点计时器测速度的实验时,要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的“电磁打点计时器”使用的电压是 V(选填“约为8”或“220”)的 (选填“直流电”或“交流电”),它每隔 s打一个点。
(3)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是___________。
A.先接通电源,再让纸带运动
B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源
D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(4)在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于50Hz时,如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算,则测出的速度数值将比物体的真实数值偏 (选填“大”或“小”)。
【答案】(1) 交流 220 0.02
(2) 8 交流电 0.02
(3)A
(4)大
【详解】(1)[1][2][3]电火花打点计时器是一种计时仪器,使用的交流电源,电源频率为50Hz,每隔打一个点;
(2)[1][2][3]打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器工作电压为的交流电,它们是每隔打一个点;
(3)开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动,如果先放开纸带开始运动,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差;同时先打点再释放纸带,可以使打点稳定,提高纸带利用率,可以使纸带上打满点。
故选A。
(4)打点周期与交流电的周期相同,则有
当电源频率低于低于时,实际打点周期将变大,而进行计算时,仍然用,因此测出的速度数值将比物体的真实数值大。
16.(24-25高一上·四川眉山·期中)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,得到如图所示的纸带,按照打点的先后顺序,纸带上的计数点依次用O、A、B、C、D、E表示,每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。
(1)电火花计时器使用 V的 电源(填“交流”或“直流”)。
(2)由图可以知道,纸带做的是 (填加速、减速或匀速)直线运动。
(3)小车经过OE段的平均速度是 m/s(结果保留1位小数),小车经过B点时的速度是 m/s(结果保留1位小数)。
【答案】(1) 220 交流
(2)加速
(3) 0.8 0.7
【详解】(1)[1][2]电火花计时器使用220V的交流电源。
(2)由于间距逐渐变大,所以纸带做的是加速直线运动。
(3)两点的时间间隔
小车经过段的平均速度是
小车经过B点时的速度是
17.(24-25高一上·四川南充)按要求完成下列各小题。
(1)目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种,它们所接电源均为频率为 Hz的交变电流,所以都是每隔0.02s打一个点,但前者所接交流电压为 V,后者所接交流电压为 V。操作流程是先 后 。
(2)如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带,在纸带旁边附着一把毫米刻度尺,根据纸带上点的排列情况可判定,手拉动纸带时,手的运动速度怎样变化: ;由O到A这段距离上手运动的平均速度为 m/s,打B点时手拉动纸带的速度约为 m/s。
【答案】(1) 50 6(或4或4~6) 220 通电 释放
(2) 逐渐增大 0.38 1
【详解】(1)[1][2][3]目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种,它们所接电源均为频率为50Hz的交变电流,但电磁打点计时器所接交流电压为4~6V,电火花打点计时器所接交流电压为220V;
[4][5]操作流程是先通电后释放纸带。
(2)[4]纸带在相等时间内的位移逐渐变大,可知手拉动纸带的速度逐渐增大;
[5]由O到A这段距离上手运动的平均速度为
[6]打B点时手拉动纸带的速度约为
四、解答题
18.(24-25高一上·甘肃武威·开学考试)如图所示,一辆汽车沿着马路由A地出发经B、C两地到达D地。D与A、C两地恰好在一条直线上,求
(1)汽车行驶的路程?
(2)汽车的位移?
(3)若汽车运动的总时间为1000s则汽车运动的平均速率是多少?
【答案】(1)2200m
(2)1800m,方向北偏东53度或东偏北37度
(3)2.2m/s
【详解】(1)路程是物体运动的实际轨迹长度,为
S=600m+800m+800m=2200m
(2)位移是初位置指向末位置的有向线段,则位移大小为
X=800m+m=1800m
设位移方向为北偏东θ,则
tanθ=
解得
θ=53°
即位移方向为北偏东53°或东偏北37°。
(3)平均速率为
19.(24-25高一上·陕西汉中·期中)某大学教室、寝室、食堂的位置关系如图所示,放学后某同学在教室用手机订好餐,然后沿直线直接去食堂,用了到食堂,取餐后从食堂去寝室用了(不考虑在食堂取餐的时间)。求:
(1)该同学从教室经过食堂到寝室的路程和位移?
(2)该同学从教室经过食堂到寝室的平均速率和平均速度?
【答案】(1)1800m;,方向从教室指向寝室
(2)3.75m/s;,方向从教室指向寝室
【详解】(1)甲同学从教室直接到食堂的距离
甲同学从教室经过食堂到寝室的路程
位移是指从始端指向末端的有向线段,则甲同学从教室经过食堂到寝室的位移大小
方向从教室指向寝室
(2)甲同学从教室经过食堂到寝室的平均速率
甲同学从教室经过食堂到寝室的平均速度
方向从教室指向寝室
20.(24-25高一上·云南文山·阶段练习)如图所示,在一维坐标轴上有甲、乙、丙、丁四个地方,它们的坐标分别为。某小车由甲地出发沿x轴正方向行驶10s到达乙地,又沿x轴正方向行驶了10s到达丙地,在丙地停了8s后又沿x轴负方向行驶,经历了12s到达丁这个地方,求:
(1)在最后12s时间内小车的平均速度;
(2)整个过程的平均速度。
【答案】(1)5m/s,方向沿x轴的负方向
(2)0.25m/s,方向沿x轴的负方向
【详解】(1)最后12 s时间内小车从丙到丁的位移为
①
平均速度为
②
解得
③
最后12 s时间内小车的平均速度大小为5m/s,方向沿x轴的负方向。
(2)全程位移为
⑥
平均速度为
⑦
解得
⑧
整个过程的平均速度大小0.25m/s,方向沿x轴的负方向。
21.(24-25高一上·广东惠州·阶段练习)近日,央视军事宣传片《淬火》曝光了一起震撼的海上对峙事件:长沙舰在南海西沙海域与外舰对峙47小时,以一敌三,展现了长沙舰强大的战斗意志和冷静的态度。如图所示为长沙舰某次海域巡航活动路线图,长沙舰从A港出发先沿正东方向以30km/h的速度运动3h到达B处,然后沿正北方向以40km/h的速度运动3h到达小岛C处。求:
(1)该过程中长沙舰的路程和位移大小;
(2)该过程中长沙舰的平均速率和平均速度大小。
【答案】(1),
(2),
【详解】(1)长沙舰向东运动的位移为
再向北运动的位移
则该过程中长沙舰的位移大小为
解得
长沙舰的路程为
(2)该过程中长沙舰的平均速率
长沙舰的平均速度大小
2
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