内容正文:
第二章 机械运动
第四节 平均速度
基础知识点内容
1.匀速直线运动
(1)定义:如果物体沿直线运动,并且速度大小保持不变,那么我们称这种运动为匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的机械运动
(2)图像:
①在s-t坐标系中匀速直线运动的图像
②在v-t坐标系匀速直线运动的图像
(3)匀速直线运动的特征:
匀速直线运动其重要特征是:①运动路线是直线,即方向不变;
②运动快慢不变,即在任何相等的时间内通过的路程都相等,也就是速度v不变;所以v与s、t的大小无关。
2.平均速度
(1)定义:平均速度表示的是运动物体在某一段路程内(或某一段时间内)的快慢程度。
(2)公式:
(3)简单描述:它只能大体上反映做变速直线运动的平均快慢程度;变速直线运动可近似看成匀速直线运动。
3.瞬时速度
(1)定义:运动物体在某一瞬间的速度叫做瞬时速度。
(2)生活中常见的瞬时速度应用:
电子警察(电子眼) 百米赛跑过终点
子弹出枪口时 速度表
4.两个实例区分平均速度与瞬时速度
(1)龟兔赛跑
在“龟兔赛跑”这个故事中,说乌龟胜了兔子,是指乌龟的平均速度快;而在它们比赛开始时,又说兔子跑得真快,是指兔子的瞬时速度快。
(2)交警查速(一交警拦住一位正在超速的司机)
交警:对不起,同志,您超速了,您 现在的时速是80km/h
司机:不可能,我刚开出不到10km.
交警:我的意思是,如果您按这个速度行驶,一小时后,您将开出80km
司机:不会,再有5分钟我就到家了.
交警说的是瞬时速度,司机说的是平均速度。
题型练习
一.单选题
1.甲、乙两人同时从同一起跑线出发,同向做匀速直线运动,某时刻他们的位置如图所示,图中能正确反映两人运动距离与时间关系的是( )
A. B. C. D.
2.甲、乙两个物体都做匀速直线运动,它们的速度之比是3:1,通过的路程之比是3:5,那么,甲、乙两个物体通过各自的路程所用时间之比是( )
A.1:5 B.3:5 C.5:1 D.5:3
3.“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法,摄影过程在暗室中进行,闪光灯每隔一定的时间闪亮一次,底片同时记录下物体的位置。研究甲、乙两个小球分别从位置a沿直线运动到b的过程,记录下的频闪照片如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲做变速直线运动,而乙做匀速直线运动
B.从a到b,甲、乙两球运动时间之比是
C.从a到b,甲、乙两球平均速度之比为
D.从a到b,甲、乙两球运动路程之比是
4.如图是小华在测量物体运动的速度时,拍摄小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,每隔0.2 s闪拍一次。下列分析正确的是( )
A.小球从A点到F点运动的时间为1.2s
B.小球从B点运动到D点通过的路程为4.5cm
C.小球在DF段做匀速直线运动
D.小球从C点运动到E点的平均速度为0.15m/s
5.某一物体做变速直线运动,已知它在前一半路程的速度为4m/s,后一半路程的速度为6m/s,那么它在整个路程中的平均速度为( )
A.4m/s B.4.8m/s C. 5m/s D. 6m/s
6.物体在做直线运动的过程中,如果速度大小随时间发生变化,则称为变速直线运动.若某物体沿直线以的速度运动,通过了全程的1/3,又以同方向的速度运动,通过了剩余的全部路程,则它全程的平均速度为( )
A. B. C. B.
7.图5所示的四幅图是表示物体运动的路程或速度与时间关系的图像,能表示物体做同一个运动的是( )
A.(1)和(3) B、(2)和(4) C、(2)和(3) D、(1)和(4)
8.如图2所示,图甲是小车甲运动的s-t图像,图乙是小车乙运动的v-t图像,由图象可知( )
A.甲、乙都由静止开始运动
B.甲、乙都以2m/s匀速运动
C.甲、乙两车经过5s一定会相遇
D.甲车速度越来越大,乙车速度不变
9.如图所示,记录了一辆汽车在平直的公路上从A点行驶到E点的过程中,每隔相同的时间所在的位置.关于汽车的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.汽车做匀速直线运动
B.汽车行驶得越来越慢
C.小车通过段的平均速度大于通过段的平均速度
D.小车在段的平均速度与段的平均速度之比为
10.甲、乙两名小学生在操场上沿直跑道跑步,他们通过的路程和时间关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.内,甲、乙都做匀速直线运动
B.内,甲通过的路程比乙多
C.内,甲、乙的平均速度相等
D.内,甲前一半路程的平均速度大于其后一半路程的平均速度
11.甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向在水平路面上运动,它们通过的路程与所用时间的关系如图所示。关于甲、乙的运动情况,下列判断正确的是( )
A.在15s内,乙的平均速度大于甲的平均速度
B.经过16s,甲、乙两物体相距12m
C.0~5s,甲的速度是乙的3倍
D.5~20s,甲做匀速直线运动
12.A、B、C三个物体分别从位于同一水平直线上的a、b、c三点开始沿该直线运动,如图甲所示,a、c之间的距离为80m,a、b之间的距离为30m。其中B、C两物体同时出发,物体A向右运动,其运动的s-t图如乙所示,物体B做匀速直线运动,物体C运动的v-t图如图丙所示,前2s物体C通过的路程为3m,从开始计时10s后,A、C相距67m,A、B相距20m。则下列说法正确的是( )
A.物体C可能向左运动
B.物体B可能向左运动,速度为3m/s
C.开始计时20s后,B、C两物体可能相距127m
D.若开始计时20s后A、B相遇,B的速度为1m/s
13.如图,沿同一条直线向东运动的物体A、B,其运动相对同一参考点O的距离s随时间t变化的图像,以下说法正确的是( )
①两物体由同一位置O点开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动;
② t=0时刻,A在O点,B在距离O点5m处;
③从第3s开始,vA>vB,5s末A、B相遇;
④ 5s 内,A、B的平均速度相等;
⑤ t=3s时,A、B相距 8m。
A.只有②④正确 B.只有②③⑤正确 C.只有①③⑤正确 D.只有②③正确
二.多选题
1.在匀速直线运动中,下列关于公式的说法,正确的是( )
A.速度与路程成正比,与时间成反比
B.运动所用的时间越少,速度一定越大
C.物体的速度越大运动得越快
D.物体运动的速度一定时,通过的路程与所用的时间成正比
2.关于甲、乙、丙、丁四个图像的解释正确的是( )
A.甲图中,A的速度比B大
B.乙图中,C在6s内可以运动36m
C.丙图中,D先静止一段时间然后开始运动,运动时的速度为1m/s
D.丁图中,E在0~4s内做匀速直线运动,4s后保持静止
3.甲、乙两辆车沿同一方向做匀速直线运动,其路程s随时间t变化的图像如图所示。根据图像,下列判断正确的是( )
A.当t=3s时,甲、乙两车的速度相等
B.当t=3s时,甲、乙两车通过的路程相等
C.当t=5s时,甲、乙两车相距40m
D.甲、乙两车的速度之差为20m/s
4.小明同学乘坐爸爸骑的电动自行车从家出发去市场购物,途中得知妈妈没有带钥匙,小明同学决定跑回家给妈妈开门,爸爸继续前行,160s后爸爸到达市场,购完物后马上按原路回家,恰好和小明同学同时到家。整个过程路程与运动时间的图像如图所示(小明同学下车时间忽略不计),下列说法中正确的是( )
A.从家去市场电动自行车的平均速度为9m/s
B.小明同学跑回家过程的平均速度是4m/s
C.爸爸到市场时与小明同学相距2080m
D.小明同学全程的平均速度是6m/s
5.甲、乙两辆小车分别从同一地点沿同一方向出发,甲车和乙车的运动情况分别如图4甲、乙所示,以下选项正确的是( )
A.前4s,甲车一直领先于乙车
B.乙车前4s的平均速度是1m/s
C.乙车全程的平均速度是1.5m/s
D.乙车在5s<t<6s区间追上甲车
6.甲、乙两人从同一地点出发向东沿直线运动,运动的位置-时间(s-t)图像如图所示,其中甲图线是折线,乙图线是斜直线,关于甲、乙两人的运动,下列说法中正确的是( )
A.0~40s末时间内,甲、乙两人的平均速度相同
B.34s末甲、乙两人第二次相遇
C.甲、乙两人最远相距20m
D.0~40s末时间内,甲、乙两人相距10m共有2次
7.下图是小明用频闪照相机(每隔0.2s闪拍一次)拍摄到的同一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片。小明对照片进行了分析:他从A点起始,用刻度尺依次测量小球运动到各点时到A点的距离s,并记录在图下方的表格中。
位置
A点
B点
C点
D点
E点
F点
s/cm
0
4.4
7.8
10.2
11.6
12.0
小明得出的以下四个结论中,正确的是( )
A.小球从A点到F点是做匀速直线运动
B.小球从B点运动到E点,通过的路程是7.2cm
C.小球从A点运动到F点的平均速度是10cm/s
D.小球在E、F两点间运动的平均速度最小
8.如表是北京南站到上海虹桥站的G107次列车的部分运行时刻表,下列说法正确的是( )
站次
站名
到达时间
开车时间
里程/km
1
北京南
始发站
08:05
0
2
济南西
09:45
09:48
405
3
南京南
12:15
12:18
1025
4
上海虹桥
**:**
终点站
1325
A.列车从济南西站驶往南京南站的路程是620km
B.列车从北京南站到达济南西站的运行时间为1.4h
C.若列车从南京南站驶往上海虹桥站的平均速度240km/h,则到达上海虹桥站的时刻为13:33
D.列车从北京南站驶往上海虹桥站的过程中列车的运动为匀速直线运动
三.实验填空题
1.甲、乙二人从同一位置向西做直线运动,其路程(s)-时间(t)图像如图所示。0~10min,甲通过的路程_______(选填“大于”“等于”或“小于”)乙通过的路程;20~30min,以乙为参照物,甲是_______(选填“向东运动”、“向西运动”或“静止”)的;10~30min,乙甲的平均速度_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)乙的平均速度。
2.甲、乙两车在某一平直公路上,从同一地点同时向东运动,它们的图像(路程-时间图像)如图所示。根据图像中的信息可以判断______(选填“>”“<”或“=”),经过4s,甲乙相距______m。
3.该同学进一步查阅工业污水净化工艺资料,重点了解了气浮技术,该技术通过测量气泡在污水中的上升速度来反映净化效率。测量气泡在污水中运动速度时,每隔2s标记气泡所到达的位置如图所示。分析图中实验数据可知:气泡在水中沿直线从A点到B点做______(选填“匀速”或“变速”)直线运动,判断理由是______。
4.某同学利用频闪照相技术测量小球下落过程的平均速度,整理的部分实验报告如下,请将报告内容补充完整。
实验器材:小球、刻度尺、频闪照相机
实验步骤
(1)将刻度尺竖立在水平地面上,一小球从刻度尺零刻度线所在高度由静止下落。下落过程中,利用频闪照相机每隔0.05s拍摄一次小球的照片,其运动轨迹如图所示;
(2)分别测出小球通过的路程:sAB=1.30cm,sBC=3.60cm,sCD=6.10cm;分别计算小球通过这三段路程的平均速度;
实验结论:
(3)小球在这三段路程的平均速度分别为:vAB=___________m/s,vBC=0.72m/s,vCD=1.22m/s;
(4)由于三段路程的平均速度vAB、vBC、vCD逐渐___________(选填“变大”或“变小”),小球在竖直下落过程中,做___________(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
5.小蕊沿直线从甲地跑到乙地,前半段路程的速度为v,后半段路程的速度为2v。接着又沿直线从乙地跑回甲地,前半段时间的速度为2v,后半段时间的速度为v。请分析并判断前后两次运动的平均速度和的大小关系。
四.计算题
1.一辆长为l1=20m的货车做匀速直线运动,其完全通过长为l2=100m的平直大桥,用时t1=6s。求:
(1)货车的速度v。
(2)货车完全在桥上行驶的时间t2。
2.一辆汽车以90km/h的速度在水平道路上匀速行驶,司机突然发现前方有紧急情况后运动10m才开始制动刹车,又经过2.6s汽车滑行了20m后停止运动。求:
(1)人的反应时间t;
(2)从司机发现紧急情况到汽车完全停止的这段时间内,汽车的平均速度v。
3.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。若汽车以的速度在平直的公路上行驶,紧急停车时,在反应过程中行驶了;制动过程所用的时间为,汽车在两个过程中通过的总距离为。求:
(1)汽车在反应过程中所用的时间;
(2)汽车在制动过程中的平均速度;
(3)紧急停车全程的平均速度。
4.小刚从家中出发到达鼓楼广场后,其中一半路程步行,一半路程骑自行车。路程与时间图象如图所示。则:
(1)骑车的是图中哪一段?
(2)小刚步行的速度是多少?
(3)小刚从家到鼓楼广场全程的平均速度是多少?
5.汽车制动性能是指汽车在行驶中能强制减速以至停车的能力。驾驶员从发现
前方道路有异常情况到立即操纵制动器需要一段时间,这段时间叫反应时间, 在这段时间里汽车通过的距离叫反应距离;从操纵制动器制动,到汽车静止, 汽车又前进一段距离,这段距离叫制动距离。制动距离与汽车速度有关,下 图为某品牌汽车的制动距离 s 与速度 v 的关系图。若驾驶员驾驶该车以 72km/h 的速度在平直的公路上匀速行驶,行驶中突遇紧急情况,驾驶员从发 现紧急情况到刹车静止过程中,汽车总共行驶了55m,其中制动距离阶段用 时 4s。求:
(1)该车匀速行驶 5min 通过的路程。
(2)制动距离阶段汽车的平均速度。
(3)驾驶员的反应时间。
(提示:请注意计算题的规范格式)
答案:
一.1.D 2.A 3.C 4.D 5.B 6.A 7.D 8.B 9.D 10.C
11.C 12.C 13.B
二.1.CD 2.AB 3.CD 4.AD 5.AD 6.ABC 7.BD 8.AC
三.1.小于 向东运动 大于
2.< 8
3.匀速 气泡在相同时间内通过的路程相等
4.(3)0.26 (4)变大 变速
5.去程是按路程分为两段,每段为,前半段速度v,所用时间
同理可得后半段路程所用时间
总时间
去程的平均速度
回来时,前半段时间速度为2v,所以运动路程
后半段时间速度为v,运动路程
所以回来的平均速度
所以有
四.1.(1)货车完全通过大桥行驶的路程为
货车的速度
(2)货车完全在桥上行驶的路程为
则货车完全在桥上行驶的时间为
2.(1)从发现情况到开始制动刹车通过是路程为10m,汽车行驶的速度为
v车=90km/h=25m/s
人的反应时间为
(2)从司机发现紧急情况到汽车完全停止经历的时间为
t'=t+t2=0.4s+2.6s=3s
从司机发现紧急情况到汽车完全停止汽车通过的路程为
s'=s+s2=10m+20m=30m
司机发现紧急情况到汽车完全停止汽车的平均速度为
3.(1)在反应过程中,汽车以原来的速度做匀速直线运动,则汽车在反应过程中所用的时间为
(2)汽车在制动过程中的平均速度为
(3)紧急停车全程的平均速度为
4.(1)从图象上来看,AB段比OA段倾斜度大,所以骑车的是AB段。
(2)OA段的路程sOA=1800m,时间tOA=25min=1500s,
步行的速度vOA===1.2m/s。
(3)整个路程s=3600m,时间t=30min=1800s,
整个过程平均速度v===2m/s。
5.(1)s=vt=20m/s×300s=6000m
(2)由图像数据可知,汽车制动距离s2=40m
v2=s2/t2=40m/4s=10m/s
(3)s1=s总-s2=55m-40m=15m
t1=s1/v=15m÷20m/s=0.75s
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