内容正文:
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第一章 机械运动
专题二 运动图像及速度的相关计算
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类型1 运动图像
考向1 s-t图像
1. 某物体做直线运动时路程随时间变化的图像如图所示。
(1)物体在2~3 s内相对于地面是________(选填“运动”或“静
止”)的。
(2)物体在0~1 s内运动的路程是________m,速度是________m/s。
(3)物体在0~1 s内的速度为v1,在4~5 s内的速度为v2,则v1________(选填“>”“=”或“<”)v2。
(4)物体在1~5 s内的平均速度是________m/s。
静止
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2. 小明和小华在操场上同一地点沿相同方向同时做直线运动,他们通过的路程随时间变化的图像如图所示,则小华做________直线运动,2 s时小明在小华的________(选填“前方”或“后方”),0~2 s内,小华的平均速度大小为________m/s。
变速
后方
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3.(宣城期中)下图是甲、乙两车运动的s-t图像,当两车从同一地点、同时向东做匀速直线运动时,甲车的速度为________m/s;以甲车为参照物,乙车____________(选填“静止”“向东运动“或“向西运动”)。《校车安全管理条例》中明确指出载有学生的校车行驶速度不得超过60 km/h,
“60 km/h”是指校车在行驶过程中的________(选填“平
均速度”或“最大速度”)。
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向西运动
最大速度
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4.(山东日照中考)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关系的图像分别如图中的两条实线所示。下列判断正确的是 ( )
A. 弟弟比姐姐早离开家
B. 从小区门口出发到到达学校大门口,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100 m/min
D. 姐姐一直做匀速直线运动
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5. 甲、乙两物体相向运动,即两个物体各自朝对方的方向运动,它们的s-t图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A. 甲、乙是同时出发的
B. 甲的运动速度为5 m/s
C. 0~40 s内,甲、乙均做匀速直线运动
D. 相遇时甲通过的路程为300 m
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考向2 v-t图像
6.(六安期中)甲、乙两个物体的速度与时间关系的图像如图所示,下列分析正确的是 ( )
A. 甲是静止的
B. 乙做匀速直线运动
C. 第20 s时,甲、乙两物体的速度大小相同
D. 0~20 s内,甲、乙两物体通过的路程相同
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7.(淮北相山期中)小明爸爸开着汽车载着全家人在公路上以36 km/h的速度匀速驶向十字路口。当发现前方路口信号灯变为红灯时,小明爸爸经过0.5 s的反应时间后开始刹车,汽车速度v随时间t变化的关系如图所示。从开始刹车到汽车停止,汽车的平均速度为5 m/s,下列说法正确
的是 ( )
A. 在0.5 s的反应时间内汽车前进了10 m
B. 刹车后1 s末,汽车的速度为5 m/s
C. 以爸爸为参照物,小明是运动的
D. 从信号灯转为红灯起到汽车停止,汽车的平均速度为24 km/h
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考向3 s-t图像与v-t图像的综合
8.(滁州天长期末)甲、乙、丙三辆小车同时、同地向西做直线运动,它们运动的图像如图所示,则下列说法正确的是 ( )
D
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A. 运动过程中,甲车的速度小于丙车的速度
B. 只有丙车做匀速直线运动
C. 根据公式v=,乙车的速度与路程成正比
D. 经过5 s,乙车比甲车的路程少12.5 m
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9. a、b两辆小车同时从同一地点出发沿直线向南运动,图甲是a车运动的s-t图像,图乙是b车运动的v-t图像。下列说法正确的是 ( )
C
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A. 2~4 s内,a车和b车都在做匀速直线运动
B. 0~6 s内,a车的平均速度是15 m/s
C. 0~2 s内,a车和b车的速度都不变
D. 4~6 s内,以a车为参照物,b车向南运动
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类型2 速度的相关计算
10. 小芳家与市图书馆的距离为2.5 km,某天小芳以5 km/h的速度步行前往图书馆,出发10 min后妈妈发现小芳的笔记本忘记带了,于是妈妈立即以15 km/h的速度沿小芳步行的方向骑车追小芳。求:
(1)小芳从家到图书馆要用多少分钟?
(2)妈妈经过多少分钟能追上小芳?
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(1)30 min (2)5 min
解析:(1)由v=可得,小芳从家到图书馆需要的时间t小芳===0.5 h=30 min。
(2)设妈妈追上小芳所用的时间为t,则小芳通过的路程
s1=v小芳t1=5 km/h×=5 km/h× ①
追上时小芳妈妈通过的路程等于小芳通过的路程,即s2=s1=v妈t=15 km/h×t ②
由①②式解得t= h=5 min。
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11.(淮南潘集期末)国庆期间,小明一家自驾到黄山游玩。在高速路上小明看到如图甲所示的交通标志牌,并在某时刻看到汽车的速度表如图乙所示。
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(1)在遵守交通规则的前提下,求汽车从交通标志牌的位置到达黄山的最短时间。
(2)若汽车以图乙所示的速度行驶6 min,求汽车6 min内通过的路程。
(3)如图丙所示,当汽车行驶至A处时,爸爸发现B处有超速拍照装置(限速70 km/h),于是他立即使汽车减速,行驶4 s后,速度逐渐减为70 km/h,这段时间内,汽车行驶的平均速度为72 km/h。求减速4 s内汽车通过的路程,并判断汽车是否超速。
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(1)1.25 h (2)9 km (3)80 m 会因为超速而被拍照
解析:(1)由题图甲可知,交通标志牌处到黄山的距离s1=150 km,道路限速v1=120 km/h,则汽车从交通标志牌的位置到达黄山的最短时间t1===1.25 h。
(2)由题图乙可知,汽车的速度v=90 km/h,则汽车在6 min内通过的路程s2=v2t2=90 km/h× h=9 km。
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(3)汽车减速行驶4 s,其平均速度v3=72 km/h=20 m/s,汽车行驶4 s通过的路程s3=v3t3=20 m/s×4 s=80 m
80 m>60 m,根据题意可知,汽车到达拍照处时的速度大于70 km/h,所以汽车会因为超速而被拍照。
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12. 汽车遇到意外情况时紧急停车要经历反应和制动两个过程,汽车在反应过程中做匀速直线运动,在制动过程中做变速直线运动。如图所示,若驾驶员发现前方75 m处有障碍物,采取刹车制动后,汽车在制动过程行驶了50 m,刚好停在障碍物前5 m处,已知该驾驶员的反应时间为1 s。
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(1)在驾驶员正常的情况下,制动前汽车行驶速度为多少km/h?
(2)若驾驶员酒后驾驶,反应时间变为2 s。计算说明上述情况下汽车能否安全停下来。
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(1)72 km/h (2)不能
解析:(1)反应过程中汽车行驶的路程s反应=75 m-50 m-5 m=20 m
制动前汽车行驶速度v===20 m/s=72 km/h。
(2)酒后驾驶的反应距离s反应′=vt反应′=20 m/s×2 s=40 m
汽车完全停下来的路程s=s反应'+s制动=40 m+50 m=90 m>75 m
所以汽车不能安全停下来。
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13.(宣城广德期中)为了节能,某商场的自动扶梯安装了智能控制系统,在扶梯底端前某处安装了如图甲所示的红外系统:乘客通过红外杆时,红外感应开关被触发,扶梯启动,同时计时器开始
计时,若在设定时间t内无乘客通过,
扶梯将停止运行。已知扶梯长为12 m,
从启动到匀速运行阶段的v-t图像如图
乙所示,若乘客步行速度在0.5~1.5 m/s
之间。
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(1)求乘客从红外杆处步行至扶梯底端所用的时间范围。
(2)为确保所有乘客都能安全乘坐扶梯到达顶端,设定时间t应至少为多少秒?
(1)1~3 s (2)18 s
解析:(1)乘客步行的最小速度是0.5 m/s,此时乘客从红外杆处走到扶梯底端所用的时间为t1===3 s
乘客步行的最大速度是1.5 m/s,此时乘客从红外杆处走到扶梯底端所用的时间为t2====1 s
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乘客从红外杆处走到扶梯底端所用的时间范围为1~3 s。
(2)为确保安全,应保证速度最慢的乘客安全乘坐扶梯到达顶端,这种情况下,乘客从红外杆处步行至扶梯底端用时3 s。
由题图乙可知,2 s后扶梯匀速运动的速度是0.8 m/s,由题图甲可知,扶梯的长度为12 m,故乘客从扶梯底端到顶端的时间为t′===15 s
故整个过程的总时间为t=t1+t′=3 s+15 s=18 s,即设定时间至少为18 s。
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