内容正文:
第3节 位置变化的快慢与方向——速度 作业
一、选择题
1.下列说法正确的是 ( )
A.平均速度就是速度的平均值
B.瞬时速率是指瞬时速度的大小
C.火车以速度v通过某一段路,v是指瞬时速度
D.子弹以速度v从枪口射出,v是指平均速度
2.某同学乘坐动车时,观察到车厢内电子屏上显示如图所示,则 ( )
A.9:03指的是时刻,180 km/h是瞬时速度
B.9:03指的是时刻,180 km/h是平均速度
C.9:03指的是时间,180 km/h是平均速度
D.9:03指的是时间,180 km/h是瞬时速度
3.如图所示,两个人以相同大小的速度同时从圆形轨道的A点出发,分别沿ABC和ADE方向行走,经过一段时间后在F点相遇(图中未画出).从出发到相遇的过程中,描述两个人运动情况的物理量可能不相同的是( )
A.瞬时速度 B.位移
C.路程 D.平均速度
4.小蒙骑自行车由静止沿直线运动,他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m,则 ( )
A.他4 s末的瞬时速度为4 m/s
B.他第2 s内的平均速度为1.5 m/s
C.他4 s内的平均速度为2.5 m/s
D.他1 s末的速度为1 m/s
5.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.下列说法不正确的是( )
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
6.某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又沿原路返回到山脚,上山的平均速度为v1,下山的平均速度为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率分别是 ( )
A., B.,
C.0, D.0,
7.(多选)三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,其间都不停也不返回,则下列说法中正确的是 ( )
A.三个质点从N到M的平均速度相同
B.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同
C.到达M点时的瞬时速率一定是质点A的大
D.三个质点从N到M的平均速率相同
8.(多选)如图所示是甲、乙两物体运动的速度—时间图像,下列说法正确的是 ( )
A.甲处于静止状态
B.乙刚开始时以5 m/s的速度与甲同向运动
C.乙在最初3 s内的位移是10 m
D.乙在最初3 s内的路程是10 m
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
9.如图所示是一个物体运动的vt图像,从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的.
(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?
(2)运动的方向是否变化?
(3)速度的大小是否变化?怎样变化?
10.登山运动中,小张用100 min由宿营地X爬到山顶Y。在山道上通过的路程是2 400 m,相对于X升高了1 200 m,水平距离为1 600 m,如图所示,求:
(1)小张由X运动到Y位移的大小;
(2)小张爬山的平均速度的大小;
(3)他的朋友小李从Z点爬山,比小张晚20 min开始,平均速率为0.5 m/s,还比小张早20 min到达山顶,问小李由Z爬到Y共通过了多少路程?
11.一架飞机水平匀速地在某同学头顶上方飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍?
12.某物体沿一直线运动,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:
(1)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,则全程的平均速度又是多少?
参考答案:
1.【解析】选B。平均速度是位移与时间的比值,而不是速度的平均值,A错误;瞬时速度的大小即为瞬时速率,故B正确;火车经过某一段路的速度指的是平均速度,故C错误;子弹出枪口的速度指的是瞬时速度,故D错误。
2.【解析】选A。9:03指的是时刻,180 km/h是动车行驶时的瞬时速度。故A正确。
3.【解析】选A [两个人所走的路径不同,所以瞬时速度方向可能不相同,A正确.由于两人速度大小相同,故相同时间内走过的路程相同,两人相遇在与A对称的位置,故位移大小等于直径,且方向相同,故平均速度也相等,B、C、D错误.]
4.【解析】选C [自行车速度是逐渐增大的,无法确定它的瞬时速度,只能求出平均速度,第2 s内平均速度为 m/s=2 m/s;4 s内的平均速度= m/s=2.5 m/s.选项C正确.]
5.【解析】选D [物体在AB段的位移为1 m,因此由公式=,得=1 m/s,故A正确;物体在ABC段的位移大小为:x= m= m,所以== m/s,故B正确;根据公式=可知,当物体位移无限小,时间无限短时,物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度,位移越小,平均速度越能代表某点的瞬时速度,故C正确;物体做曲线运动,物体在B点的速度不等于AC段的平均速度,故D错误.]
6.【解析】选D [平均速度是位移与时间的比值,由于此人爬山往返一次,位移x=0,平均速度===0;平均速率是路程与时间的比值,由于此人往返一次,路程为x1+x2,又因x1=x2,则平均速率===,所以D项正确.]
7.【解析】选AB [三个质点的位移相同,时间相同,所以平均速度相同,A正确;由于B质点做单向直线运动,其平均速度方向与瞬时速度方向相同,B正确;三个质点运动的路程不同,运动时间相同,平均速率不相同,D错误;无法判断到达M点时哪个质点的瞬时速率大,故C错误.]
8.【解析】选BD [甲图线是平行于t轴的直线,因此甲做匀速直线运动,A错误;乙在第1 s内向正方向做速度为5 m/s的匀速直线运动,第2 s内静止,第3 s内沿负方向做速度为5 m/s的匀速直线运动,故B正确;乙在第1 s内的位移为x1=v1t1=5 m,在第2 s内的位移为x2=0,在第3 s内的位移为x3=v3t3=-5 m,所以乙在最初3 s内的位移为x=x1+x2+x3=0,故C错误;乙在最初3 s内的路程为s=|x1|+|x2|+|x3|=10 m,故D正确.]
9.[解析] (1)由图像可知,在t=0时刻v≠0,所以物体具有一定的初速度.
(2)在0~t3这段时间内,速度为正值,说明物体沿正方向运动,t3时刻以后,速度为负值,说明物体沿与正方向相反的方向运动,所以物体运动的方向发生了变化.
(3)速度的大小发生变化,在0~t1时间内速度逐渐增大,t1~t2时间内速度大小不变,t2~t3时间内速度逐渐减小,t3时刻速度为零,在t3时刻以后,速度反向增大.
[答案] (1)具有初速度 (2)方向变化 (3)见解析
10.【解析】(1)由X到Y位移的大小为x= m=2 000 m。
(2)小张爬山的平均速度的大小为:v== m/s≈0.33 m/s。
(3)小李爬山所用的时间:t2=100 min-20 min-20 min=60 min。
小李由Z爬到Y通过的路程:s=v2t2=0.5×60×60 m=1 800 m。
答案:(1)2 000 m (2)0.33 m/s (3)1 800 m
11.[解析] 由题意知声波是在该同学正上方发出的,在该声波由上到下传播的过程中,飞机沿水平直线匀速飞行,画出运动示意图如图所示.
设飞机离地高度为h,则有h=v声Δt
在Δt时间内,飞机的水平位移Δx=v飞 Δt
由几何知识得=cot 60°
解得v飞=v声 cot 60°=v声≈0.58v声
即飞机的速度约为声速的0.58倍.
[答案] 0.58倍12.[解析] (1)设全程所用时间为Δt,则前一半时间和后一半时间的位移分别是和,由平均速度的定义得全程的平均速度==(v1+v2).
(2)设全程的位移为Δx,则前一半位移和后一半位移所用时间分别是
Δt1==,Δt2==
由平均速度的定义得全程的平均速度===.
[答案] (1)(v1+v2) (2)
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