内容正文:
第3节 速度
一、必备知识基础
1.某同学用手机计步器记录了自己从家到公园再回到家的锻炼情况,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.图中的速度5.0 km/h为瞬时速率
B.图中的速度5.0 km/h为瞬时速度
C.图中的速度5.0 km/h为平均速率
D.图中的速度5.0 km/h为平均速度
2.(多选)福厦高速铁路北起福州,南至漳州,全长277.42 km,设计最高速度350 km/h,共设8座车站,其线路图如图所示,则( )
A.列车从福州南站到漳州站的路程为277.42 km
B.列车从福州南站到漳州站的位移为277.42 km
C.列车从福州南站到漳州站的平均速度为350 km/h
D.列车从福州南站到漳州站的瞬时速度最大为350 km/h
3.全国皮划艇静水锦标赛在温州瓯海开赛,如图所示。多支皮划艇队伍正在进行500 m直道比赛,则( )
A.获得最后一名的队伍,比赛全程位移最小
B.获得最后一名的队伍,到达终点时的速度一定最小
C.获得第一名的队伍,在比赛过程中平均速度最大
D.获得第一名的队伍,到达终点时的速度一定最大
4.(多选)如图所示,A、B两质点相对于同一参考系在同一直线上运动的位移—时间图像如图所示,根据图像可知( )
A.A、B两质点的出发点相距s0
B.A、B两质点同时向同一方向运动
C.在运动过程中,A质点比B质点运动得快
D.当t=t1时,A、B两质点的速度大小相等
5.某班同学去参加野外游戏。该班同学分成甲、乙、丙三个小组,同时从营地A出发,沿各自的路线搜寻目标,要求同时到达营地B,其运动轨迹如图所示,则关于他们的平均速度和平均速率的说法正确的是( )
①甲、乙、丙三组的平均速度大小相同
②甲、乙、丙三组的平均速率相等
③乙组的平均速度最大,甲组的平均速度最小
④乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大
A.只有①② B.只有③④
C.只有①④ D.只有②③
6.某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,则此人往返一次的平均速度为 m/s,平均速率为 m/s。
7.某质点运动的s-t图像如图所示,由图像可知,质点在 段上做匀速运动,在 段静止,在 段速度反向,在 段位移为零。
二、关键能力提升
8.为了使公路交通有序、安全,路旁立了许多交通标志。如图所示,甲图是限速标志(白底、红圈、黑字),表示允许行驶的最大速度是80 km/h;乙图是路线指示标志,表示到杭州还有100 km。上述两个数据的物理意义是( )
A.80 km/h是平均速度,100 km是位移
B.80 km/h是平均速度,100 km是路程
C.80 km/h是瞬时速度,100 km是位移
D.80 km/h是瞬时速度,100 km是路程
9.(多选)某物体的s-t图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.物体在一条直线上做往返运动
B.物体做匀速直线运动
C.物体在第1 s末、第3 s末、第5 s末、第7 s末的位置距离出发点一样远
D.物体在第2 s末、第4 s末、第6 s末、第8 s末又回到出发点
10.如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是1 s,2 s,3 s,4 s,已知方格的边长为1 m。下列说法错误的是( )
A.物体在AB段的平均速度为1 m/s
B.物体在ABC段的平均速度为 m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度
D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
11.(多选)某物体做直线运动,其s-t图像如图所示,则下列判断正确的是( )
A.物体在前2 s内做匀速直线运动
B.物体从2 s末到4 s末共运动了50 m
C.前5 s内物体的位移是负的
D.第7 s末物体回到出发点,位移为零
12.甲、乙、丙三个物体在同一直线上运动的s-t图像如图所示,比较前5 s内三个物体的平均速度大小为 ;比较前10 s内三个物体的平均速度大小为'''。(均选填“<”“=”或“>”)
13.某物体沿一条直线运动:
(1)若前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间内的平均速度为v2,求全程的平均速度;
(2)若前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,全程的平均速度又是多少?
14.如图所示,一辆汽车在从上海到南京的高速公路上行驶。汽车上的速度计指针在如图甲所示位置左右摆动,请你根据生活经验和图中提供的信息,回答下列问题。
(1)图乙中A、B两处相距多远?其值是指A、B两处的路程还是位移大小?
(2)图甲中速度计指针所指的速度表示汽车的平均速度还是瞬时速度?其值为多大?实际情况下,汽车在A、B间运动时,汽车的平均速度与瞬时速度哪个大?
(3)假设汽车在A、B间按速度计指针所指的速度做匀速运动,汽车从A处行驶到B处,需要多长时间?
参考答案
1.C 图中的速度5.0 km/h为平均速率,故选C。
2.AD 列车从福州南站到漳州站的路程为277.42 km,位移不能确定,故A正确,B错误;列车从福州南站到漳州站的瞬时速度最大为350 km/h,故C错误,D正确。
3.C 多支皮划艇队伍正在进行500 m直道比赛,所以各个皮划艇队伍运动的位移是相同的,获得最后一名的队伍用时长,平均速度小,但到达终点时的速度不一定小,故A、B错误。多支皮划艇队伍正在进行500 m直道比赛,所以各个皮划艇队伍运动的位移是相同的,获得第一名的队伍用时短,平均速度大,但到达终点时的速度不一定大,故C正确,D错误。
4.ABC 根据图像得出A、B两质点的出发点相距s0,故A正确;由图像可知,A、B两质点同时出发,又A、B的斜率都为正值,所以速度都沿正方向,速度方向相同,故B正确;由图像可知,A的斜率比B的大,A的速度大于B的速度,所以A质点比B质点运动得快,故C正确;当t=t1时,A、B相遇,A质点比B质点速度大,故D错误。
5.C 同学们从A到B的过程中,位移大小相等,时间相同,平均速度是位移与时间的比值,故平均速度相同,故①正确,③错误;同学们从A到B的过程中,路程不相同,时间相同,平均速率是路程与时间的比值,由图可知乙组的平均速率最小,甲组的平均速率最大,故②错误,④正确。故选C。
6.解析 沿斜坡从坡底到坡顶,然后再原路返回时,通过的位移为零,因此平均速度为零。
设从坡底到坡顶的路程为s,则上坡时间t1=,下坡时间t2=,所以往返一次的平均速率v= m/s=4.8 m/s。
答案 0 4.8
7.解析 s-t图像中倾斜直线表示匀速直线运动,则质点在OA、BC、CD段做匀速直线运动;平行于t轴的直线表示静止,则在AB段静止;倾斜直线的斜率为负值时表示位移随着时间减小,即速度反向,则在CD段速度反向;s-t图像中,某段时间内的位移等于对应图像末位置和初位置的坐标之差,由题图可知,在OD段位移为零。
答案 OA、BC、CD AB CD OD
8.D 允许行驶的最大速度表示在某一位置的速度,是瞬时速度,所以80 km/h是指瞬时速度;到杭州还有100 km,100 km是运动轨迹的长度,是路程,D正确,A、B、C错误。
9.ACD s-t图像只能描述正、负方向位移随时间的变化,即只能描述直线运动,选项A正确;在0~1 s内、1~2 s内图像的斜率不同,表示运动的速度不同,选项B错误;物体在第1 s末、第3 s末、第5 s末、第7 s末位置坐标大小相等,即距离出发点一样远,选项C正确;物体在第2 s末、第4 s末、第6 s末、第8 s末的位置坐标为零,即又回到出发点,选项D正确。
10.D 物体在AB段的平均速度 m/s=1 m/s,选项A正确;物体在ABC段的平均速度 m/s= m/s,选项B正确;因B点比C点更接近于A点,故AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度,选项C正确;物体在B点的速度是瞬时速度,不一定等于AC段的平均速度,选项D错误。
11.AD 0~2 s内图像为倾斜直线,表示物体的位移随时间均匀增加,即物体做匀速直线运动,选项A正确;2~4 s内,物体的位移始终等于50 m,表示物体始终在离原点50 m的位置静止不动,选项B错误;由题图可知,5 s末物体的位置坐标大于零,故前5 s内物体的位移是正值,选项C错误。第7 s末物体的位置坐标为零,即物体回到出发点,位移为零,选项D正确。
12.解析 s-t图像中,某段时间内的位移等于对应图像末位置和初位置的坐标之差,由题图可知,前5 s内的位移s甲>s乙>s丙,则平均速度大小;前10 s内的位移s甲'=s乙'=s丙',则平均速度大小'='='。
答案 > > = =
13.解析 (1)设全程所用的时间为t,则由平均速度的定义可知前一半时间内的位移s1=v1·
后一半时间内的位移s2=v2·;全程时间t内的位移s=s1+s2=(v1+v2)
全程的平均速度。
(2)设全程位移为s',由平均速度定义可知,前一半位移所用时间t1=
后一半位移所用时间t2=
全程所用时间t'=t1+t2=
全程的平均速度。
答案 (1) (2)
14.解析 (1)A、B两处距离s=120 km-40 km=80 km。
因为根据实际情况在高速公路上任意相距80 km的两处间的道路不可能是直线,所以其值是指A、B两处间的路程。
(2)图甲中速度计指针所指的速度表示汽车的瞬时速度,其值为100 km/h。实际情况下,汽车的平均速度可能大于、等于或小于瞬时速度。
(3)因为汽车在A、B间做匀速运动,根据v=,得t==0.8 h
即汽车从A处行驶到B处需要0.8 h。
答案 (1)80 km 路程 (2)瞬时速度 100 km/h 不确定 (3)0.8 h
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