摘要:
该初中物理知识清单系统梳理了运动快慢的核心内容,涵盖速度概念、匀速直线运动、平均速度及运动图像等知识点。从比较物体运动快慢的直观方法出发,逐步过渡到速度的定义、公式与单位,再深入理解匀速与变速运动的区别,最后通过s-t和v-t图像实现抽象规律的具体化,形成由浅入深、层层递进的学习支架。
知识链路逻辑严密,注重物理观念的建构,如通过“相同时间比路程”和“相同路程比时间”建立速度的本质认知,强化运动和相互作用观念。习题设计紧扣课标要求,融合科学思维训练,如例题与变式层层递进,引导学生进行推理与论证,提升分析综合能力。同时融入真实情境问题(如导航规划、高铁运行、交通标志解读),体现科学态度与责任,培养学生用物理知识解决实际问题的能力。
内容正文:
专题1.3 运动的快慢 (知识梳理及题型总结)
·模块一 速度
·模块二 匀速直线运动
·模块三 物体的运动图像
·模块四 课后作业
模块一
速度
1. 比较物体运动快慢的方法
(1)相同时间内,比较物体经过的 路程 ,经过 路程 长的物体运动的快。
(2)在物体运动的路程相同的情况下,比较它们所用的 时间 ,所用 时间 短的物体运动的快。
2. 速度
在物理学上,把路程与时间之比叫做速度。
(1)物理意义:速度是用来描述物体 运动快慢 的物理量。
(2)公式: ,其中表示 ,t表示 ,表示 。
(3)单位及换算:在国际单位制中,速度的基本单位是 米每秒 ,符号为 ,交通运输中速度的单位也常用 千米每小时 ,符号为 。
【考点1 比较物体运动的快慢】
【例1.1】(多选)下列比较物体运动快慢的方法正确的是( )
A.百米赛跑观众评价跑得快的方法是相同时间比较路程的大小
B.百米赛跑终点裁判评价跑得快的方法是相同路程比较时间的大小
C.“飞机的速度比火车快”这句话所表示的意思是飞机飞行的距离比火车行驶的距离长
D.物理学中的速度是采用“相同路程比时间”的方法比较物体运动快慢的
E.速度大的物体一定比速度小的物体通过的路程远
【答案】AB
【详解】A.百米赛跑时,观众是在相同时间(从起跑至某一时刻)内,比较运动员通过的路程大小,路程长的运动员跑得快,故A正确;
B.百米赛跑终点裁判是在运动员通过相同路程(都是100米)的情况下,比较所用时间的大小,时间短的运动员跑得快,故B正确;
C.“飞机的速度比火车快”表示在相同时间内,飞机飞行的距离比火车行驶的距离长,而不是单纯说飞机飞行的距离比火车行驶的距离长,故C错误;
D.物理学中的速度是采用“相同时间比路程”的方法比较物体运动快慢的,而不是“相同路程比时间”,故D错误;
E.根据公式可知,路程不仅与速度有关,还与时间有关。速度大的物体,如果运动时间短,通过的路程不一定比速度小但运动时间长的物体通过的路程远,故E错误。
故选 AB。
【例1.2】在实际生活中比较快慢有三种办法:
①比较相同时间内通过的路程;
②比较通过相同路程所用的时间;
③比较单位时间通过的路程。
(1)百米赛跑还没有到达终点时,听到观众席上有同学喊:“快看,2道跑在最前面,我们班的李霞最快!”这是采用上述第 种方法;
(2)物理教师说:“飞机速度可达700m/s,汽车速度只有30m/s,因此飞机快。”这是采用上述第 种方法。
【答案】(1)①
(2)③
【详解】(1)百米赛跑还没有到达终点时,听到观众席上有同学喊:“快看,2道跑在最前面,我们班的李霞最快!”,这是利用赛道上的学生运动相同的时间,比较谁跑的路程远近来比较谁跑得快慢的,即用到第①种方法。
(2)物理教师说:“飞机速度可达700m/s,汽车速度只有30m/s,因此飞机快”,飞机在单位时间1s内通过的路程是700m,汽车在单位时间1s内通过的路程是30m,这是运用速度的定义——物体在单位时间内通过的路程来比较物体运动的快慢的,即用到第③种方法。
【变式1.1】在学校4×100米接力赛中,为顺利交接棒,接棒的同学要提前起跑,其速度应当比递棒的同学 (选填“大”或“小”);交接棒完成后,以观众为参照物,接棒的同学是 (选填“运动”或“静止”)的;冲刺时,观众通过相同时间比较 来判断哪组同学跑得快。
【答案】 小 运动 路程
【详解】[1]学校运动会上4×100m接力赛中,接棒人在传棒人接近接力区时应及时起跑,其速度应当比递棒的同学小一些,才能顺利交接棒。
[2]交接棒完成后,以观众为参照物,接棒的同学相对于观众的位置发生改变,接棒的同学是运动的。
[3]冲刺时,观众通过相同时间比较路程来判断哪组同学跑得快,看到谁跑在最前面,谁的速度快。
【变式1.2】校运会百米赛跑比赛中,终点的裁判员通过 的方法来比较选手们跑步的快慢。以比赛中的选手为参照物,跑道旁站在原地的拉拉队员是 (选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 相同路程比时间 运动
【详解】[1]在百米赛跑中,所有比赛中的选手的起点和终点都是相同的,即他们的路程是相同的。因此,裁判员可以通过相同路程比时间来判断他们的快慢,即用时越少的运动员跑得越快。
[2]比赛中,以选手为参照物,跑道旁站在原地的拉拉队员的位置不断发生变化,所以跑道旁站在原地的拉拉队员是运动的。
【考点2 速度】
【例2.1】下列关于速度的说法,错误的是( )
A.速度等于路程与时间的比值
B.速度在数值上等于物体在单位时间内通过的路程
C.做匀速直线运动的物体,速度与路程成正比
D.物体做匀速直线运动时,通过的路程与所用时间成正比
【答案】C
【详解】A.速度的定义就是路程与时间的比值,故A正确;
B.由可知,速度在数值上等于单位时间内通过的路程,故B正确;
C.做匀速直线运动的物体,速度是一个定值,它不随路程和时间的变化而变化,不存在与路程成正比的关系,故C错误;
D.物体做匀速直线运动时,速度v不变,根据,路程s与时间t成正比,故D正确。
故选D。
【例2.2】下列关于速度公式的说法,正确的是( )
A.速度与路程成正比,与时间成反比
B.物体的速度越大,运动的路程就越长
C.物体的速度越大,运动所用的时间就越少
D.做匀速直线运动的物体,其速度与运动路程无关
【答案】D
【详解】AD.公式是速度的定义式,不是决定式,做匀速直线运动的物体,物体运动的速度与路程和时间无关,故A错误,D正确;
B.根据公式可知,当时间一定时,物体的速度越大,运动的路程就越长,故B错误;
C.根据公式可知,当路程一定时,物体的速度越大,运动所用的时间就越少,故C错误。
故选D。
【变式2.1】一辆汽车的速度是,一名百米赛跑运动员的成绩是,一辆摩托车内通过的路程。下列关于这三者运动快慢的说法,正确的是( )
A.摩托车运动最快 B.百米赛跑运动员运动最快
C.三者一样快 D.汽车运动最快
【答案】C
【详解】汽车速度:
运动员速度:
摩托车速度:
三者速度一样快,故ABD错误,C正确。
故选C。
【变式2.2】某辆汽车行驶的速度为,合 ;小明骑自行车的速度为,合 。
【答案】 20 18
【详解】[1][2]依据1m/s=3.6km/h可知,某辆汽车行驶的速度为
小明骑自行车的速度为
模块二
匀速直线运动
1. 机械运动的分类
2. 匀速直线运动与变速直线运动
匀速直线运动
变速直线运动
定义
物体沿着直线且速度不变的运动
速度的大小发生变化的直线运动
特点
做匀速直线运动的物体,在任意相等的时间内,通过的路程相等
变速直线运动比较复杂,一般用平均速度来粗略研究变速直线运动
事例
平直轨道上匀速行驶的火车,匀速上升的电梯等
刚出站的列车等
注意:做匀速直线运动的物体,无论s、t多大,物体的速度大小始终保持不变,速度的大小与路程和时间无关。
3. 平均速度
1. 定义:物体运动的一段路程与所用时间的比值。
1. 物理意义:用平均速度可以粗略描述运动的物体在一段时间内或一段路程内运动的平均快慢程度。
1. 计算公式:,公式中的“s”是指物体在时间“t”内通过的路程,“t”是指通过路程“s”所用的时间,“v”即是物体在这段时间内(或在这段路程中)的平均速度。
注意1:平均速度不等于速度的平均值。
平均速度是物体在某段时间内运动的平均快慢程度。
速度的平均值是指各段路程的速度的平均值。
【考点1 平均速度】
【例1.1】某次导航软件规划的行程方案,总路程为,时长为,则按此规划全程的平均速度为 。
【答案】
【详解】导航软件规划的行程方案的时间为
全程的平均速度
【例1.2】如图,为我国空间站组合体,其在太空中10分钟可以绕地球飞行约,则它的飞行速度约为 。
【答案】24000
【详解】由题意可知,空间站组合体飞行时间
由可得,它的飞行速度约为
【变式1.1】如图所示,2024年9月中国火箭军从海南岛成功发射一枚洲际导弹东风—31AG,导弹飞行12000公里命中太平洋海域的预设目标,用时20分钟,则该导弹的平均速度为 km/h。该洲际导弹若以地面为参照物是 (选填“静止”或“运动”)的。
【答案】 3.6×104 运动
【详解】[1]该导弹的路程s=12000km,飞行时间
则该导弹的平均速度
[2]该洲际导弹与地面有位置的改变,所以该洲际导弹若以地面为参照物是运动的。
【考点2 实际问题应用】
【例2.1】小明一家周末计划从家里出发到广州番禺长隆欢乐世界。他们需要先开车到寮步站,再乘坐城轨前往番禺站。小明家离寮步站,路上限速,出发时为。小明查询到城轨车次如表所示(为方便计算,数据已作微调)。
车次
寮步站发车时刻
番禺站到达时刻
里程/km
C7914
120
C7918
120
C7920
120
求:
(1)若全程按限速行驶且一路绿灯,小明一家到达寮步站最快需要多少分钟?
(2)通过计算,小明一家最快能赶上哪一车次?
(3)该趟城轨从寮步站到番禺站行驶的平均速度为多少?
【答案】(1)18min
(2)C7918车次
(3)
【详解】(1)小明家到寮步站的路程是,路上限速,驾车到寮步站所用的最少时间
(2)最快到达寮步站的时间为
由表可知最快能赶上发车的C7918车次。
(3)由表可知,乘坐C7918到达番禺所用时间为
该趟城轨从寮步站到番禺站行驶的路程,该趟城轨行驶的平均速度为
【例2.2】近年来贵州高速实现了从西南地理枢纽到西南陆路交通枢纽的历史性跨越,促进了沿线的产业发展,人们的交通出行也更加便利。为了保证交通安全,高速路旁设置了如图所示的标志牌。请回答下列问题:
(1)根据标志牌可知,该路段对小轿车行驶速度的要求是 ;
(2)在不违反交通规则的前提下,乘坐 (选填“小轿车”或“大客车”)出行用时较少;
(3)某小轿车在0.5h内行驶了55km,其行驶的平均速度为 km/h;
(4)由第(3)问的平均速度 (选填“能”或“不能”)判断该小轿车在这一路段一定不存在超速的行为,原因是 。
【答案】(1)最大行驶速度不超过120km/h
(2)小轿车
(3)110
(4) 不能 平均速度不能表示小轿车每个时刻的速度
【详解】(1)根据标志牌可知,该路段对小轿车行驶速度的要求是限速120km/h,即速度不能超过120km/h。
(2)由图可知,小轿车允许的最大速度大于大客车的最大速度,由可知,相同路程,在不违反交通规则的前提下,乘坐小轿车出行用时较少。
(3)某小轿车在0.5h内行驶了55km,其行驶的平均速度为
(4)[1][2]由第(3)问的平均速度为110km/h<120km/h,不能判断该小轿车在这一路段一定不存在超速的行为,因为平均速度不能表示小轿车每个时刻的速度,小轿车的速度在某时刻可能超过限速。
模块三
物体的运动图像
1. 物体的运动图像
匀速直线运动
s-t图象
v-t图象
图象形状
分析
纵轴表示路程,横轴表示时间
纵轴表示速度,横轴表示时间
【考点1 物体的运动图像】
【例1.1】如图所示的图像是某物体在40s内沿直线运动的s-t图像。
(1)10~20s,该物体处于什么运动状态?
(2)前10s内物体的运动速度是多少?
(3)在这40s内,该物体的平均速度是多少?
【答案】(1)静止
(2)10m/s
(3)5m/s
【详解】(1)在s-t图像中,横坐标表示时间,纵坐标表示路程。由图可知,10-20s物体的路程没有发生变化,根据物体的运动状态与路程的关系可知,该物体处于静止状态。
(2)速度的计算公式为。由图可知,前10s内物体通过的路程s1 = 100m,时间t1= 10s。将路程和时间代入速度公式可得
(3)平均速度的计算公式为。 由图可知,40s内物体通过的总路程s = 200m,总时间t = 40s。将总路程和总时间代入平均速度公式可得
【例1.2】如图所示的电动平衡车是一种新兴的交通工具,其小巧灵活,适合短途通勤,图是小科骑着电动平衡车通过某一平直公路时的s-t图像。下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内电动平衡车做加速运动
B.t1~t2时间内电动平衡车做匀速运动
C.t1~t2时间内电动平衡车处于静止状态
D.t2~t3时间内电动平衡车做减速运动
【答案】C
【详解】A.由图可知0~t1时间内是一条倾斜的直线,斜率不变,说明平衡车的速度恒定,做匀速直线运动,故A错误;
B.t1~t2时间内电动平衡车的路程没有变化,说明平衡车处于静止状态,不是做匀速运动,故B错误;
C.t1~t2时间内电动平衡车的路程没有变化,说明平衡车处于静止状态,故C正确;
D.t2~t3时间内是一条倾斜的直线,斜率不变,说明平衡车的速度恒定,做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
【变式1.1】如图,是我国自主研发的S800 汽车在平直公路上运动的 s -t 图象,则小汽车的运动情况是 ( )
A.在第一个 10s 内前进了 100m
B.在前 30s 内的平均速度为 8m/s
C.在第二个 10s 内做匀速直线运动
D.在第三个 10s 内速度大小为 10m/s
【答案】B
【详解】A.时,,时,,则在第一个 10s 内前进了
故A不符合题意;
B.在前 30s 内路程为
在前 30s 内的平均速度为
故B符合题意;
C.由图像可知,第二个 10s 内路程没有变化,小汽车静止,故C不符合题意;
D.在第三个 10s 内路程为
在第三个 10s 内速度大小为
故D不符合题意。
故选B。
【变式1.2】乌龟和兔子在一段平直赛道上赛跑,它们的s﹣t图像如图所示,其中实线是乌龟的运动图像。在整个比赛过程中,兔子做 直线运动;兔子的平均速度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乌龟的平均速度。
【答案】 变速 等于
【详解】[1]由s﹣t图知,兔子先运动后静止再运动,所以兔子做变速直线运动。
[2]兔子和乌龟相同时间内通过的路程相同,兔子的平均速度等于乌龟的平均速度。
模块四
课后作业
1.关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A.在相同时间内,通过路程越长的物体,速度越大
B.速度越快的物体,通过的路程一定越大
C.速度越大的物体,用的时间一定越少
D.通过的路程越长的物体,用的时间一定越多
【答案】A
【分析】本题考查速度公式(v表示速度,s表示路程,t表示时间 )的理解与应用:
【详解】A.根据,当t时间相同时,s路程越长,则v速度越大,故A正确;
B.由可知,路程s由速度v和时间t共同决定,速度快,但时间不确定时,通过的路程不一定大,故B错误;
C.根据,时间t由路程s和速度v共同决定,速度大,但路程不确定时,用的时间不一定少,故C错误;
D.由可知,时间t由路程s和速度v共同决定,路程长,但速度不确定时,用的时间不一定多,故D错误。
故选A 。
2.(多选)第33届夏季奥林匹克运动会于2024年7月26日~8月11日在法国巴黎举行。下列有关田径比赛运动快慢的说法正确的是( )
A.观众是通过“相同时间比路程”的方法比较运动快慢的
B.终点裁判是通过“相同的路程比时间”的方法比较运动快慢的
C.运动物体的速度与时间和路程有关
D.以2m/s的平均速度运动的物体,每秒内通过的路程一定为2m
【答案】ABC
【详解】A.在田径比赛中,观众在相同的时间内,观察运动员跑过的路程,跑的路程远的运动员运动得快,这是通过“相同时间比路程”的方法比较运动快慢,故A正确;
B.终点裁判是记录所有运动员跑完全程(相同路程)所用的时间,用时短的运动员运动得快,这是通过“相同的路程比时间”的方法比较运动快慢,故B正确;
C.根据速度公式(表示速度,表示路程,表示时间),可知运动物体的速度与路程和时间有关,故C正确;
D.平均速度是指在某段时间内,物体运动的位移与所用时间的比值。以2m/s的平均速度运动的物体,在整个过程中平均每秒通过的路程为2m,但在每秒内通过的路程不一定为2m,故D错误。
故选ABC。
3.一名短跑运动员在内跑完了,某辆汽车行驶的速度是,一只羚羊奔跑的速度是。那么三者按速度从小到大排列的顺序是( )
A.汽车、羚羊、运动员 B.运动员、汽车、羚羊
C.羚羊、汽车、运动员 D.运动员、羚羊、汽车
【答案】D
【详解】将三者速度进行计算且单位统一即可比较大小。短跑运动员速度为,汽车速度为,羚羊速度为。因此三者速度从小到大排列为运动员、羚羊、汽车。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.如图记录了甲、乙两车在平直公路上同时、同向行驶的运动过程。在这段时间内关于甲、乙两车的运动情况。下列说法正确的是( )
A.前20s内甲车运动的路程小于乙车运动的路程
B.乙车到达400m处所用时间大于甲车到达400m处所用时间
C.在20~30s之间,甲的平均速度大于乙的平均速度
D.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
【答案】B
【详解】A.观察,前20s内甲车运动的路程为300m,乙车运动的路程为235m,因为300m>235m,所以前20s内甲车运动的路程大于乙车运动的路程,故A错误;
B.由图可知,甲车到达400m处所用时间小于30s,乙车到达400m处所用时间为30s,所以乙车到达400m处所用时间大于甲车到达400m处所用时间,故B正确;
CD.在20-30s之间,甲车运动的路程为
乙车运动的路程为
时间都为10s,根据平均速度公式,甲的平均速度小于乙的平均速度,故CD错误。
故选B。
5.有关物体运动的路程、速度和时间的关系,下列说法正确的是( )
A.由s=vt可知,物体做匀速直线运动时,通过的路程与时间的长短无关
B.由s=vt可知,物体做匀速直线运动时,通过的路程越长,速度越大
C.物体做变速直线运动时,平均速度就是各段速度的平均值
D.做匀速直线运动的物体,通过的路程与所需时间成正比
【答案】D
【详解】AD.由s=vt,匀速直线运动速度v不变,路程s与时间t成正比,故A错误,D正确;
B.匀速直线运动速度v是定值,不随路程变化,路程长是因为时间长,不是速度大,故B错误;
C.变速运动的平均速度是总路程除以总时间,而非各段速度的平均值,故C错误。
故选D。
6.在跑步比赛过程中,通常解说员会说,现在A选手处于领先位置,B选手紧随其后,这是采用 的方法来判断运动快慢的;而在比赛结束时,解说员会说A选手率先冲过终点,B选手紧随其后,这是采用 的方法来判断运动快慢的。物理学上,采取 的方法来比较物体运动的快慢。(均选填“相同时间比较路程”或“相同路程比较时间”)
【答案】 相同时间比较路程 相同路程比较时间 相同时间比较路程
【详解】[1]比赛过程中,运动员同时出发,在某一时刻用时相同,现在A选手处于领先位置,B选手紧随其后,表明A运动的路程远,认为其较快,这是采用相同时间比较路程的方法来判断运动快慢的。
[2]比赛结束后,运动员运动的路程相同,选终点的运动员用时较少,认为其运动较快,这是采用相同路程比较时间的方法来判断运动快慢的。
[3]物理学中速度是路程和时间的比来表示的,即单位时间通过的路程的大小,采用相同时间比较路程的方法来判断运动快慢的。
7.在学校运动会上,有甲、乙两位同学参加了学校的体质检测。他们的身高、质量和100m跑成绩如表所示。表中身高的单位是 ;由表中第四列数据可知: (选填“甲”或“乙”)同学跑得更快,理由是 。
项目
同学
身高
质量(kg)
100m跑成绩(s)
甲
165
55
13.6
乙
170
70
13.8
【答案】 cm/厘米 甲 相同路程,甲用时短
【详解】[1]身高用长度单位,常见的长度单位有千米、米、厘米等,这里根据甲、乙两位同学身高的数字可知,我们用厘米作为单位。
[2][3]由表中第四列数据可知,甲同学跑得更快,因为路程都为100m,由可得,甲、乙两位同学跑100m用的时间少的跑的更快,由表可知,相同路程,甲用时短,故甲同学跑得更快。
8.如图所示,“50”表示 ,在遵守交通规则的前提下,从看到这两个标志牌的地方到达“西大桥”,匀速行驶的汽车最快需 min。
【答案】 汽车最大行驶速度不能超过50km/h 7.2
【详解】[1]如图所示,“50”表示从此地到西大桥最大行驶速度不能超过50km/h。
[2]如图所示,从标志牌的地方到达“西大桥”的路程为6km,在遵守交通规则的前提下,匀速行驶的汽车最快需
9. 三月三假期,小英一家到刘三姐的故乡旅游,在路边看到如图所示的交通标志牌,标志牌上的数字“60”表示的意思是汽车的行驶速度不能超过 。在遵守交通规则的前提下,汽车从此标志牌处到达宜州,至少需要 min。
【答案】 60km/h 90
【详解】[1]根据交通标志牌的含义可知,标志牌上的数字“60”表示的意思是行驶速度不能超过60km/h。
[2]由题图可知,此标志牌处到达宜州的距离为90km,根据可得,在遵守交通规则的前提下,汽车从此标志牌处到达宜州,至少需要的时间为
10. 小明一家国庆节期间从郑州东站出发乘火车去信阳旅游,已知郑州东到信阳东铁路全程约320km,他们乘坐G541次列车时刻表如表所示。求:
车站
到达时间
发车时间
郑州东
发站
07︰51
许昌东
08︰13
08︰15
驻马店西
08︰44
08︰46
信阳东
09︰11
09︰13
(1)G541次列车从郑州东到信阳东运行的平均速度为多少km/h?
(2)爸爸在候车厅查手机导航,显示驾车从郑州东站到信阳东站需要3h10min,则坐高铁比驾车节约多长时间?
(3)若G541次列车全长为200m,以第(1)问中的平均速度行驶,完全通过某大桥的时间为15s,则桥长多少?
【答案】(1)240km/h
(2)110min
(3)800m
【详解】(1))由表格数据可知,G541次列车从郑州东到信阳东所用的时间为
本次列车从郑州东到信阳东运行的平均速度为
(2)驾车从郑州东到信阳东的运行时间为,节省的时间为
(3)列车运行的速度
列车完全通过大桥行驶的路程为
桥长
11. 如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔0.1s闪拍一次,分析照片可知:小球从A点到F点共运动了 cm的路程,小球在做 直线运动(选填“匀速”或“变速”),小球从B点到F点的平均速度为 m/s。
【答案】 12.50 变速 0.3
【详解】[1]由图可知,刻度尺的分度值为1mm,小球在A点的位置对齐零刻度,在 F点的位置对齐的刻度是12.50cm,小球从A点到F点共运动了12.50cm的路程。
[2]频闪照相机每隔0.1s闪拍一次,由图可以看出,在相等的时间间隔内,小球通过的路程越来越大,说明小球的速度在不断变化,所以小球做变速直线运动。
[3]由图可知,小球在B点的位置对齐刻度为0.50cm,在F点的位置对齐刻度是12.50cm,所以小球由B到F的路程为
小球从B到F点经过的时间为
小球从B点到F点的平均速度为
2
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专题1.3 运动的快慢 (知识梳理及题型总结)
·模块一 速度
·模块二 匀速直线运动
·模块三 物体的运动图像
·模块四 课后作业
模块一
速度
1. 比较物体运动快慢的方法
(1)相同时间内,比较物体经过的 路程 ,经过 路程 长的物体运动的快。
(2)在物体运动的路程相同的情况下,比较它们所用的 时间 ,所用 时间 短的物体运动的快。
2. 速度
在物理学上,把路程与时间之比叫做速度。
(1)物理意义:速度是用来描述物体 运动快慢 的物理量。
(2)公式: ,其中表示 ,t表示 ,表示 。
(3)单位及换算:在国际单位制中,速度的基本单位是 米每秒 ,符号为 ,交通运输中速度的单位也常用 千米每小时 ,符号为 。
【考点1 比较物体运动的快慢】
【例1.1】(多选)下列比较物体运动快慢的方法正确的是( )
A.百米赛跑观众评价跑得快的方法是相同时间比较路程的大小
B.百米赛跑终点裁判评价跑得快的方法是相同路程比较时间的大小
C.“飞机的速度比火车快”这句话所表示的意思是飞机飞行的距离比火车行驶的距离长
D.物理学中的速度是采用“相同路程比时间”的方法比较物体运动快慢的
E.速度大的物体一定比速度小的物体通过的路程远
【例1.2】在实际生活中比较快慢有三种办法:
①比较相同时间内通过的路程;
②比较通过相同路程所用的时间;
③比较单位时间通过的路程。
(1)百米赛跑还没有到达终点时,听到观众席上有同学喊:“快看,2道跑在最前面,我们班的李霞最快!”这是采用上述第 种方法;
(2)物理教师说:“飞机速度可达700m/s,汽车速度只有30m/s,因此飞机快。”这是采用上述第 种方法。
【变式1.1】在学校4×100米接力赛中,为顺利交接棒,接棒的同学要提前起跑,其速度应当比递棒的同学 (选填“大”或“小”);交接棒完成后,以观众为参照物,接棒的同学是 (选填“运动”或“静止”)的;冲刺时,观众通过相同时间比较 来判断哪组同学跑得快。
【变式1.2】校运会百米赛跑比赛中,终点的裁判员通过 的方法来比较选手们跑步的快慢。以比赛中的选手为参照物,跑道旁站在原地的拉拉队员是 (选填“运动”或“静止”)的。
【考点2 速度】
【例2.1】下列关于速度的说法,错误的是( )
A.速度等于路程与时间的比值
B.速度在数值上等于物体在单位时间内通过的路程
C.做匀速直线运动的物体,速度与路程成正比
D.物体做匀速直线运动时,通过的路程与所用时间成正比
【例2.2】下列关于速度公式的说法,正确的是( )
A.速度与路程成正比,与时间成反比
B.物体的速度越大,运动的路程就越长
C.物体的速度越大,运动所用的时间就越少
D.做匀速直线运动的物体,其速度与运动路程无关
【变式2.1】一辆汽车的速度是,一名百米赛跑运动员的成绩是,一辆摩托车内通过的路程。下列关于这三者运动快慢的说法,正确的是( )
A.摩托车运动最快 B.百米赛跑运动员运动最快
C.三者一样快 D.汽车运动最快
【变式2.2】某辆汽车行驶的速度为,合 ;小明骑自行车的速度为,合 。
模块二
匀速直线运动
1. 机械运动的分类
2. 匀速直线运动与变速直线运动
匀速直线运动
变速直线运动
定义
物体沿着直线且速度不变的运动
速度的大小发生变化的直线运动
特点
做匀速直线运动的物体,在任意相等的时间内,通过的路程相等
变速直线运动比较复杂,一般用平均速度来粗略研究变速直线运动
事例
平直轨道上匀速行驶的火车,匀速上升的电梯等
刚出站的列车等
注意:做匀速直线运动的物体,无论s、t多大,物体的速度大小始终保持不变,速度的大小与路程和时间无关。
3. 平均速度
1. 定义:物体运动的一段路程与所用时间的比值。
1. 物理意义:用平均速度可以粗略描述运动的物体在一段时间内或一段路程内运动的平均快慢程度。
1. 计算公式:,公式中的“s”是指物体在时间“t”内通过的路程,“t”是指通过路程“s”所用的时间,“v”即是物体在这段时间内(或在这段路程中)的平均速度。
注意1:平均速度不等于速度的平均值。
平均速度是物体在某段时间内运动的平均快慢程度。
速度的平均值是指各段路程的速度的平均值。
【考点1 平均速度】
【例1.1】某次导航软件规划的行程方案,总路程为,时长为,则按此规划全程的平均速度为 。
【例1.2】如图,为我国空间站组合体,其在太空中10分钟可以绕地球飞行约,则它的飞行速度约为 。
【变式1.1】如图所示,2024年9月中国火箭军从海南岛成功发射一枚洲际导弹东风—31AG,导弹飞行12000公里命中太平洋海域的预设目标,用时20分钟,则该导弹的平均速度为 km/h。该洲际导弹若以地面为参照物是 (选填“静止”或“运动”)的。
【考点2 实际问题应用】
【例2.1】小明一家周末计划从家里出发到广州番禺长隆欢乐世界。他们需要先开车到寮步站,再乘坐城轨前往番禺站。小明家离寮步站,路上限速,出发时为。小明查询到城轨车次如表所示(为方便计算,数据已作微调)。
车次
寮步站发车时刻
番禺站到达时刻
里程/km
C7914
120
C7918
120
C7920
120
求:
(1)若全程按限速行驶且一路绿灯,小明一家到达寮步站最快需要多少分钟?
(2)通过计算,小明一家最快能赶上哪一车次?
(3)该趟城轨从寮步站到番禺站行驶的平均速度为多少?
【例2.2】近年来贵州高速实现了从西南地理枢纽到西南陆路交通枢纽的历史性跨越,促进了沿线的产业发展,人们的交通出行也更加便利。为了保证交通安全,高速路旁设置了如图所示的标志牌。请回答下列问题:
(1)根据标志牌可知,该路段对小轿车行驶速度的要求是 ;
(2)在不违反交通规则的前提下,乘坐 (选填“小轿车”或“大客车”)出行用时较少;
(3)某小轿车在0.5h内行驶了55km,其行驶的平均速度为 km/h;
(4)由第(3)问的平均速度 (选填“能”或“不能”)判断该小轿车在这一路段一定不存在超速的行为,原因是 。
模块三
物体的运动图像
1. 物体的运动图像
匀速直线运动
s-t图象
v-t图象
图象形状
分析
纵轴表示路程,横轴表示时间
纵轴表示速度,横轴表示时间
【考点1 物体的运动图像】
【例1.1】如图所示的图像是某物体在40s内沿直线运动的s-t图像。
(1)10~20s,该物体处于什么运动状态?
(2)前10s内物体的运动速度是多少?
(3)在这40s内,该物体的平均速度是多少?
【例1.2】如图所示的电动平衡车是一种新兴的交通工具,其小巧灵活,适合短途通勤,图是小科骑着电动平衡车通过某一平直公路时的s-t图像。下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内电动平衡车做加速运动
B.t1~t2时间内电动平衡车做匀速运动
C.t1~t2时间内电动平衡车处于静止状态
D.t2~t3时间内电动平衡车做减速运动
【变式1.1】如图,是我国自主研发的S800 汽车在平直公路上运动的 s -t 图象,则小汽车的运动情况是 ( )
A.在第一个 10s 内前进了 100m
B.在前 30s 内的平均速度为 8m/s
C.在第二个 10s 内做匀速直线运动
D.在第三个 10s 内速度大小为 10m/s
【变式1.2】乌龟和兔子在一段平直赛道上赛跑,它们的s﹣t图像如图所示,其中实线是乌龟的运动图像。在整个比赛过程中,兔子做 直线运动;兔子的平均速度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乌龟的平均速度。
模块四
课后作业
1.关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A.在相同时间内,通过路程越长的物体,速度越大
B.速度越快的物体,通过的路程一定越大
C.速度越大的物体,用的时间一定越少
D.通过的路程越长的物体,用的时间一定越多
2.(多选)第33届夏季奥林匹克运动会于2024年7月26日~8月11日在法国巴黎举行。下列有关田径比赛运动快慢的说法正确的是( )
A.观众是通过“相同时间比路程”的方法比较运动快慢的
B.终点裁判是通过“相同的路程比时间”的方法比较运动快慢的
C.运动物体的速度与时间和路程有关
D.以2m/s的平均速度运动的物体,每秒内通过的路程一定为2m
3.一名短跑运动员在内跑完了,某辆汽车行驶的速度是,一只羚羊奔跑的速度是。那么三者按速度从小到大排列的顺序是( )
A.汽车、羚羊、运动员 B.运动员、汽车、羚羊
C.羚羊、汽车、运动员 D.运动员、羚羊、汽车
4.如图记录了甲、乙两车在平直公路上同时、同向行驶的运动过程。在这段时间内关于甲、乙两车的运动情况。下列说法正确的是( )
A.前20s内甲车运动的路程小于乙车运动的路程
B.乙车到达400m处所用时间大于甲车到达400m处所用时间
C.在20~30s之间,甲的平均速度大于乙的平均速度
D.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
5.有关物体运动的路程、速度和时间的关系,下列说法正确的是( )
A.由s=vt可知,物体做匀速直线运动时,通过的路程与时间的长短无关
B.由s=vt可知,物体做匀速直线运动时,通过的路程越长,速度越大
C.物体做变速直线运动时,平均速度就是各段速度的平均值
D.做匀速直线运动的物体,通过的路程与所需时间成正比
6.在跑步比赛过程中,通常解说员会说,现在A选手处于领先位置,B选手紧随其后,这是采用 的方法来判断运动快慢的;而在比赛结束时,解说员会说A选手率先冲过终点,B选手紧随其后,这是采用 的方法来判断运动快慢的。物理学上,采取 的方法来比较物体运动的快慢。(均选填“相同时间比较路程”或“相同路程比较时间”)
7.在学校运动会上,有甲、乙两位同学参加了学校的体质检测。他们的身高、质量和100m跑成绩如表所示。表中身高的单位是 ;由表中第四列数据可知: (选填“甲”或“乙”)同学跑得更快,理由是 。
项目\同学
身高
质量(kg)
100m跑成绩(s)
甲
165
55
13.6
乙
170
70
13.8
8.如图所示,“50”表示 ,在遵守交通规则的前提下,从看到这两个标志牌的地方到达“西大桥”,匀速行驶的汽车最快需 min。
9. 三月三假期,小英一家到刘三姐的故乡旅游,在路边看到如图所示的交通标志牌,标志牌上的数字“60”表示的意思是汽车的行驶速度不能超过 。在遵守交通规则的前提下,汽车从此标志牌处到达宜州,至少需要 min。
10. 小明一家国庆节期间从郑州东站出发乘火车去信阳旅游,已知郑州东到信阳东铁路全程约320km,他们乘坐G541次列车时刻表如表所示。求:
车站
到达时间
发车时间
郑州东
发站
07︰51
许昌东
08︰13
08︰15
驻马店西
08︰44
08︰46
信阳东
09︰11
09︰13
(1)G541次列车从郑州东到信阳东运行的平均速度为多少km/h?
(2)爸爸在候车厅查手机导航,显示驾车从郑州东站到信阳东站需要3h10min,则坐高铁比驾车节约多长时间?
(3)若G541次列车全长为200m,以第(1)问中的平均速度行驶,完全通过某大桥的时间为15s,则桥长多少?
11. 如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔0.1s闪拍一次,分析照片可知:小球从A点到F点共运动了 cm的路程,小球在做 直线运动(选填“匀速”或“变速”),小球从B点到F点的平均速度为 m/s。
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