内容正文:
第二节 快与慢
题型01 运动快慢的比较与速度概念辨析
题型02 速度单位换算与常见速度估测
题型03 匀速直线运动的特征与判断
题型04 变速直线运动与平均速度计算
题型05 速度公式的变形与实际应用
题型06 运动快慢综合易错题
▌题型01 运动快慢的比较与速度概念辨析
1.比较运动快慢的两种常用方法:①相同路程,比较所用时间,时间越短,运动越快;②相同时间,比较通过的路程,路程越长,运动越快。
2.速度的定义:物理学中,将物体在一段时间内通过的路程与通过这段路程所用时间之比称为速度。
3.物理意义:速度是描述物体运动快慢的物理量;速度越大,物体运动越快。
4.速度公式:,变形公式:、。
1.智能手环可以通过运动软件App监测佩戴者的运动情况。当小明步行锻炼时,他佩戴的智能手环上显示的信息如表所示。小明的平均步长为______m,步行的平均速度是______km/h,“配速”是通过________(相同路程比时间/相同时间比路程)的方法来表示物体运动的快慢。
距离:3.00km步数:4800
用时:45min配速:15min/km
【答案】 0.625 4 相同路程比时间
【解析】小明的平均步长为
步行的平均速度是
配速是15min/km,表示小明每步行1km用时15min,是利用相同路程比时间的方法来表示物体运动的快慢。
2.2024年5月18日江苏省连云港市东海县进行了半程马拉松赛事。马拉松比赛经常用“配速”记录运动员的成绩。某参赛者成绩证书上显示其全程平均配速为6min40s/km,类比速度,分析可知“配速”是采用______(选填“相同路程比时间”或“相同时间比路程”)的方法来比较运动快慢,该参赛者全程的平均速度为______m/s。
【答案】 相同路程比时间 2.5
【解析】配速“6min40s/km”表示运动1km路程所需的时间为6min40s,因此是采用相同路程比时间的方法来比较运动快慢。
配速表示跑的时间
路程
该参赛者全程的平均速度为
3.小明在家观看游泳比赛的电视直播,先后出现两幅画面如图甲和乙,甲图中泳道中显示数据表示的物理量是___________,乙图所示泳道中的数据表示的物理量是___________。甲图是根据___________的方法判定中国队暂时最快,乙图的数据是根据___________(后两空选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法判定谁最快。
【答案】 路程 速度 相同时间比路程 相同时间比路程
【解析】[1]甲图中泳道显示的数据是“+0.4m”和“+0.9m”,这些数据表示的是运动员相对于领先者的路程差,故甲图中泳道中显示数据表示的物理量是路程。
[2]乙图中泳道显示的数据是“1.64m/s”、“1.63m/s”和“1.67m/s”,这里的“m/s”是速度单位,因此这些数据表示的物理量是速度。
[3]在甲图中,所有运动员都在同一时刻被拍摄(即时间相同),不同运动员通过的路程不同。中国队的位置表明其在相同时间内通过的路程最长,因此可以判定中国队暂时最快。这里使用的方法是“相同时间比路程”。
[4]乙图中每个泳道显示的是运动员的瞬时速度,数值越大表示在相同时间内通过的路程越大,运动越快,依据相同时间比路程。
4.比值法是物理学中定义物理量的一种常见方法,在初中物理中把物体在单位时间内通过的路程叫速度,速度计算公式为:速度,即。高中物理中把物体在单位时间内速度的变化量叫加速度(注:速度的变化量用表示,它等于前后速度之差;加速度用字母表示,国际单位是)。若一个物体开始运动的速度,经过时间后它的速度变为,若此物体做匀加速直线运动(单位时间内速度的增加量相等),用、、写出加速度的表达式______并求出的值为______。
【答案】 0.5
【解析】根据加速度的定义,加速度是单位时间内速度的变化量,速度变化量,结合比值定义法,加速度为速度变化量与时间的比值,因此推导得出加速度的表达式为
将、、代入表达式,则的值为
5.关于速度公式,下列说法正确的是( )
A.物体通过的路程越长,其运动的速度就越大
B.物体通过的路程与时间的比值越大,则物体运动得越慢
C.运动的物体在单位时间内通过的路程越长,则物体运动得越快
D.物体做匀速直线运动,其速度大小与路程成正比,与时间成反比
【答案】C
【解析】A.速度由路程和时间共同决定,只说路程长,时间不确定,速度不一定大。故A错误;
B.路程与时间的比值就是速度,比值越大,说明物体运动得越快,故B错误;
C.单位时间内通过的路程越长,即速度越大,物体运动得越快。故C正确;
D.匀速直线运动的速度是定值,与路程、时间无关,不能说与路程成正比、与时间成反比。故D错误。
故选C。
▌题型02 速度单位换算与常见速度估测
1.速度单位由长度单位和时间单位组合而成。
①国际单位制中:米/秒,符号 m/s(或),读作米每秒;
②常用单位:千米/时,符号 km/h(或),读作千米每时。
2.单位换算关系:;m/s 换算为 km/h 时乘以 3.6,km/h 换算为 m/s 时除以 3.6。
3.常见物体的大致速度(需识记)
人步行:1~1.5 m/s;地铁运行:11.1~22.2 m/s;民航客机巡航:约 250 m/s;光在真空中传播:。
6.“记里鼓车”又称“大章车”,是中国古代用来记录车辆行过距离的马车,构造与指南车相似,车有上下两层,每层各有木制机械人,手执木槌,下层木人打鼓,车每行一里路,敲鼓一下,上层机械人敲打铃铛,车每行十里,敲打铃铛一次。若1里取435m,则车行21.75km上层机械人敲打铃铛________次;若下层木人两次敲鼓的时间间隔是145s,则马车速度为________km/h。
【答案】 5 10.8
【解析】[1]行驶距离
先把行驶距离换算成“里”
每10里敲一次铃铛,所以次数为
[2]下层木人每一里敲一次鼓,两次敲鼓的时间间隔是145s,马车的速度
7.甲、乙两辆汽车正在匀速向南行驶,速度分别为,,甲车上的人看到乙车正以( )
A.15m/s的速度向南前进 B.15m/s的速度向北前进
C.5m/s的速度向北倒退 D.5m/s的速度向北前进
【答案】C
【解析】甲车向南运动速度
乙车向南运动速度
甲、乙同向行驶,乙相对于甲落后的速度为
因此,以甲车为参照物,乙车以5m/s的速度向北倒退。
故选 C。
8.在学习物理的过程中,常要进行单位换算。下列单位换算正确的是( )
A.3.6km=3.6km×103m=3.6×103m B.3.6nm=3.6nm×10-9=3.6×10-9m
C.3.6min=3.6×60s=216s D.1km/h=1×3.6m/s=3.6m/s
【答案】C
【解析】A.3.6km×103m这种写法错误,正确换算过程是3.6km=3.6×103m,故A错误;
B.3.6nm×10-9这种写法错误,正确换算过程是3.6nm=3.6×10-9m,故B错误;
C.进行单位换算时前面的数字不变,只把原单位与目标单位进行换算,即3.6min=3.6×60s=216s,故C正确;
D.,故D错误。
故选C。
9.关于运动的快慢,下列说法错误的是( )
A.物理学中我们用路程与时间的比值表示物体运动的快慢
B.国际单位制中,速度的基本单位是m/s,这是用相同时间比较路程的方法比较运动快慢
C.正常成年人步行的大概速度为1.1m/s,约等于4km/h
D.平均速度可以精确的描述物体在某一段路程的运动快慢
【答案】D
【解析】A.物理学中用 “路程与时间的比值(即速度)” 表示运动快慢,该表述正确,故A不符合题意;
B.速度单位m/s的物理意义是 “单位时间内通过的路程”,对应 “相同时间比路程” 的比较方法,该表述正确,故B不符合题意;
C.正常成年人步行时,每秒约走两步,每步长约0.5m,因为,所以,正常成年人步行的大概速度为,故C不符合题意;
D.平均速度反映的是物体在一段路程内的平均运动快慢,无法精确描述某一段路程的运动快慢,故D符合题意。
故选D。
10.“东风快递,使命必达!”2024年9月我国在海南岛成功试射了洲际战略核导弹“东风-31AG”,飞行12000km后准确落入南太平洋目标海域。钱学森等科学家的努力为我国的国防安全和国际地位提供了长久保障。军迷推测这次导弹以高超音速飞行,平均速度超过20马赫(20倍声速),做出推测的依据是这次发射导弹的( )
A.飞行距离长 B.飞行高度大 C.飞行时间短 D.末端速度大
【答案】C
【解析】速度的计算公式为,已知导弹飞行距离,若判断其平均速度超过(20倍音速),需结合飞行时间短的信息:若飞行时间很短,代入公式可得出速度很大;飞行距离长、飞行高度大无法直接反映速度大小;末端速度大是瞬时速度,并非平均速度的依据。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
▌题型03 匀速直线运动的特征与判断
1.直线运动分类:按速度是否变化,分为匀速直线运动和变速直线运动。
2.匀速直线运动定义:速度保持不变的直线运动。
3.核心特征:运动轨迹是直线;速度大小和方向都不变;在任意相等的时间内,通过的路程都相等。
4.说明:匀速直线运动是最简单的机械运动,是一种理想化物理模型;自然界中严格的匀速直线运动很难找到,速度变化不大的直线运动可近似处理。
11.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像,如图所示。根据图像可以判断( )
A.0~2s内,小车是匀速直线运动
B.0~8s内,小车的平均速度为1.2m/s
C.2s~5s内,小车做匀速直线运动
D.5s~8s内,小车做变速直线运动
【答案】A
【解析】A.0~2s内,图像是倾斜直线,路程与时间成正比,小车做匀速直线运动,故A符合题意;
B.0~8s内,小车总路程为6m,总时间为8s,平均速度,故B不符合题意;
C.2s~5s内,图像是水平直线,小车的路程保持2m不变,处于静止状态,故C不符合题意;
D.5s~8s内,图像是倾斜直线,路程与时间成正比,小车做匀速直线运动,故D不符合题意。
故选A。
12.如图所示,一木块在水平面上运动时在相等时间内连续拍摄4次“频闪”照片,频闪的时间间隔为0.01s。从频闪照片可判断,该木块做____(填“匀速”或“变速”)直线运动。木块从1位置运动到4位置的距离是____cm。木块从1位置到4位置运动的速度为___m/s。
【答案】 匀速 5.40 1.8
【解析】由图可知,刻度尺的分度值为1mm,则从1位置运动到2位置的距离为
从2位置运动到3位置的距离为
从3位置运动到4位置的距离为
木块在0.01s时间内通过的距离都为1.80cm,在相等的时间内通过的路程相等,所以木块是做匀速直线运动。
根据图示可知,木块从1位置运动到4位置的距离是
则木块从1位置到4位置运动的速度为
13.物体在做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.由可知,v与s成正比,与t成反比
B.汽车匀速转弯,属于匀速直线运动的一种形式
C.一辆汽车每小时通过的路程都是50km,则该车一定做匀速直线运动
D.做匀速直线运动的物体,通过的路程一定与所需时间成正比
【答案】D
【解析】A.做匀速直线运动的物体,速度是一个定值,与路程和时间无关,故A错误;
B.汽车匀速转弯,速度大小不变,运动方向发生变化,不属于匀速直线运动,故B错误;
C.一辆汽车每小时通过的路程都是50km,但是没有说是直线运动,故C错误;
D.做匀速直线运动的物体,速度一定,由公式可知,通过的路程一定与所需时间成正比,故D正确。
故选D。
14.一个做直线运动的物体,4s内通过20m的距离,那么它在前2s内的平均速度一定是( )
A.5 m/s B.10 m/s C.80 m/s D.无法确定
【答案】D
【解析】题中并未告知前2s物体通过的路程,根据平均速度公式,s未知时,无法计算物体在前2秒内的速度。综上分析可知,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
15.随着科学技术的发展,世界上已经研发出多种先进的运动轨迹追踪软件。其中一款具有每隔相同时间就自动定位一次物体位置的功能,如图是某次利用此软件追踪到的甲、乙两个物体 运动的轨迹,甲、乙同时在同位置沿同方向出发,从左a处向右b处沿直线运动。下列说法中正确的是( )
A.甲在做变速直线运动
B.乙在做匀速直线运动
C.从a到b,甲、乙两物体运动的时间比是3∶2
D.从a到b,甲、乙两物体平均速度之比是3∶5
【答案】D
【解析】A.甲的相邻定位点间距相等,说明相同时间内路程相等,所以做匀速直线运动,故A错误;
B.乙的相邻定位点间距逐渐增大,说明相同时间内路程逐渐变大,所以做变速直线运动,故B错误;
C.已知软件每隔相同时间定位一次,相邻两个位置的时间间隔相等,设该间隔为。从a到b,甲有5个时间间隔,总时间;乙有3个时间间隔,总时间,因此时间比,故C错误;
D.甲乙从a到b的总路程相等,根据,可知平均速度之比,故D正确。
故选D。
▌题型04 变速直线运动与平均速度计算
1.变速直线运动:速度变化的直线运动,是生活中最常见的直线运动形式。
2.平均速度:物体做变速直线运动时,某段路程与通过这段路程所用时间的比值,可粗略描述物体在该段路程中的运动快慢。
3.计算公式:
易错提醒:平均速度不是速度的平均值,必须用总路程除以总时间计算。
4.解题规范:解题需写出必要的文字说明、公式,代入数据时带单位,结果带单位。
16.小明在探究速度的变化时,拍摄了两个小球运动过程中的频闪照片,如图所示,闪光时间间隔为1s,图上数字为闪光时刻编号,请根据图中信息回答下列问题:
(1)不可能做匀速直线运动的是小球______(选填“A”或“B”);
(2)小球B在第1s至第6s内运动的平均速度为______m/s;
(3)小球A和B在第1s至第5s这段时间间隔内的平均速度大小关系为:______(选填“”“”或“”)。
【答案】(1)A;(2)0.8;(3)
【解析】(1)由图可知,小球A在相同时间内通过的路程不相同,因此小球A不可能做匀速直线运动。
(2)由题意可知,闪光时间间隔为1s,小球B在第1s至第6秒这5s内运动路程是4.0m,因此小球B的速度为
(3)由图可知,小球A在第1s至第5s这4s内,通过的路程为2.2m,小球B在第1s至第5s这4s内运动路程是2.4m,由可知,运动时间相同时,通过的路程越远,平均速度越大,故平均速度。
17.甲、乙两汽车在同一直线道路上朝着同一方向行驶。在某一路口处,甲汽车由于绿灯亮启动时,乙汽车恰好从旁边经过,且汽车的运动图像如图所示。
(1)由图像可知,甲汽车做______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(2)求甲汽车启动后行驶6m的平均速度。
(3)求乙车的速度。
【答案】(1)变速;(2);(3)
【解析】(1)在图像中,甲的运动图线是倾斜曲线,说明甲在相同时间内通过的路程不相等,速度大小变化,因此甲做变速直线运动。
(2)由图像可知,甲车启动后行驶6m运动的时间t=4s,所以平均速度
(3)由图像可知,乙车做匀速直线运动,通过10m路程所用的时间,所以乙车速度
18.甲、乙两物体同时从同一位置同向运动时,路程与时间关系的图像如图所示。其中甲为曲线,乙为直线,在t=5秒时两线相交。则由图像可知错误的是( )
A.两物体在t=5秒时一定相遇
B.两物体在前5秒内通过的路程甲小于乙
C.甲物体做变速直线运动,乙物体做匀速直线运动
D.乙的运动速度是0.6m/s
【答案】B
【解析】A.甲、乙从同一位置同向运动,时二者路程相等,因此两物体在时一定相遇,故A正确,不符合题意;
B.时,甲、乙的路程都是,因此前5秒内,两物体通过的总路程相等,故B错误,符合题意;
C.图像中,乙是过原点的直线,路程与时间成正比,因此乙做匀速直线运动;甲是曲线,斜率(速度)不断变化,因此甲做变速直线运动,故C正确,不符合题意;
D.乙时路程,速度,故D正确,不符合题意。
故选B。
19.日照海曲路隧道于2021年11月正式通车,是当地城市核心快速通道。隧道西起菏泽路,东至威海路,为双向六车道,全长2.45 km,设计最高限速60 km/h,可下穿枣庄路、北京路、烟台路等城市主干道,有效规避地面路口与车流拥堵。某下班时段,一辆汽车通过该隧道用时3 min 20 s;若改走隧道上方的海曲路地面道路,会多耗时6 min,已知两条线路路程相等。求:
(1)该汽车通过隧道时的平均速度为多少m/s?
(2)该汽车走隧道上方的海曲路地面道路的平均速度为多少m/s?
(3)汽车以隧道最高限速匀速通过隧道,需要多少s?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)隧道全长
汽车通过隧道的时间
汽车通过隧道的速度
(2)走地面多耗时,因此地面道路总时间
该汽车走隧道上方的海曲路地面道路的平均速度
(3)以最高限速匀速通过隧道的时间
20.如图是汽车在公路上以10m/s的速度匀速直线前进,司机发现前方路口信号灯变为红灯,经过0.5s的反应时间后开始刹车,汽车速度v随时间t变化关系图像,由图线围成的面积可以表示出汽车行驶的路程,则开始刹车后第0.5s时,汽车速度___________m/s。此次司机在整个过程中,汽车的平均速度为___________m/s(结果保留两位小数)。
【答案】 5 6.67
【解析】司机经过0.5s反应时间后才开始刹车,即刹车开始时刻对应;开始刹车后第0.5s,对应总时间,从图像可以直接读出,时汽车速度为。汽车从发现红灯到停止,总时间,根据题意,v-t图线围成的面积就是总路程: 反应阶段():汽车匀速运动,路程
刹车阶段():图线围成三角形,面积(路程)
总路程
汽车的平均速度
▌题型05 速度公式的变形与实际应用
1.速度公式的两个变形:
求路程:;求时间:。
2.常见应用场景:交通行程计算;激光测距、回声测距(注意往返路程);运动物体穿越问题(如火车过桥,总路程=车长+桥长)。
3.解题注意:统一单位,明确路程的实际含义,区分单程与往返。
21.图为我国自主研制的JF-22超高速风洞。以________(选填“风洞”或“流动的空气”)为参照物,飞行器是运动的。若超音速飞行器在该风洞中以10马赫(即10倍声速,声速取340m/s)模拟飞行,每秒钟模拟飞行距离可达________km。
【答案】 流动的空气 3.4
【解析】[1]飞行器固定在风洞中,相对于风洞位置不变,相对于流动的空气位置发生改变,因此以流动的空气为参照物,飞行器是运动的。
[2]10马赫的速度
1秒飞行的距离
22.如图甲是某城市交通模拟图,从A到E主要有两条路径,路径一是穿城而过,但有三个路口要等红绿灯(处);路径二是环城路,没有红绿灯等待,但路程有长。某汽车分别选择这两条路径做测试,其中通过路径一的图如图乙所示;通过路径二时,汽车始终保持的速度行驶。(忽略汽车启动和刹车的过程)请通过计算说明:
(1)两种路径中,哪种路径更节约时间,节约多少时间?
(2)路径一比路径二少多少千米?
(3)路径一的平均速度是多少?
【答案】(1)路径二更节约时间,节约4min;(2)路径一比路径二少34km;(3)路径一的平均速度约为35.5km/h
【解析】(1)路径二需要的时间
由图可得,路径一总时间
,所以路径二更节约时间,节约的时间
(2)路径一中,汽车运动的总时间
则路径一的总路程
路程差
(3)路径一的平均速度
23.2024年为我县创建省级文明城市的关键之年,印江县有关执法部门将对人们驾驶机动车的不规范行为严查严处,警示广大司机朋友规范行车,争做文明好公民。某驾驶员驾驶车辆行至某一路段时,看见如图所示的交通标志牌,请回答下列问题:
(1)甲图标志牌中100的含义:______________________________________________________;甲图标志牌中120km的含义:______________________________________________________;
(2)从该标志牌处以最大限速匀速行驶到印江县需要多少小时?
(3)若该司机以图乙速度表所示的速度行驶到印江县,则他会比以最大限速行驶到印江县晚多少时间?
【答案】(1)该路段限速100km/h 从该标志牌处到印江县相距120km;(2)1.2h;(3)0.8h
【解析】(1)略
(2)以最大限速匀速行驶到印江县用时
(3)乙图所示速度,以此速度到印江县用时
晚到时间
24.国庆期间,小东与同学乘火车展开一场研学旅行。如图所示,当火车以25m/s的速度匀速穿过一座大桥时,小东坐在火车上测出自己通过大桥的时间为20s,火车的长度为250m。求:
(1)此大桥的长度;
(2)火车完全通过大桥需要的时间;
(3)火车完全在大桥上的时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)小东通过大桥的路程等于大桥的长度,可得大桥长度
(2)火车完全通过大桥的路程为大桥长度与火车长度之和,则完全通过大桥的总路程
火车完全通过大桥的时间
(3)火车完全在大桥上时,行驶路程为大桥长度减去火车长度,即
可得火车完全在大桥上的时间
25.小红参加了学校组织的远足活动,全程6 km。她行走前三分之一路程的平均速度是6 km/h,行走后三分之二路程的平均速度是,则她通过全程的平均速度是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 前三分之一的路程
前三分之一路程所用的时间
后三分之二的路程
后三分之二路程所用的时间
总时间
全程的平均速度。
故选B。
▌题型06 运动快慢综合易错题
1.高频易错点:单位不统一直接代入计算;平均速度误算为速度的平均值;往返、过桥问题中路程分析错误;误认为匀速直线运动的速度与路程、时间有关。
2.解题通用步骤:明确研究过程→统一物理量单位→选择对应公式→代入计算→检验结果合理性。
26.2025年5月江津中学初二年级全体师生组织了徒步拉练活动,甲班行走前一半时间的平均速度是6km/h,后一半时间的平均速度是4km/h,则甲班走完全程的平均速度是 ___________ km/h;乙班在前路程的平均速度是6km/h,后路程的平均速度是4km/h,则乙班全程的平均速度是 ___________ km/h。
【答案】 5 4.5
【解析】[1]设前一半时间为t,则前一半时间通过的路程为
后一半时间通过的路程为
甲班走完全程的平均速度为
(2)设总路程为s,乙在前路程所用的时间为
后路程所用的时间为
乙班全程的平均速度为
27.甲车从P点出发、乙车从Q点出发,甲、乙相向而行,它们的s-t图像分别如图(a)(b)所示。乙比甲早出发1 s,甲到Q点时,乙距离P点1 m,求此时乙到Q的距离可能为___________。
【答案】8 m或4 m
【解析】由图(a)(b)可知甲的速度
乙的速度
设甲从P到Q运动的时间为,则PQ的总距离
乙比甲早出发1s,因此乙运动的总时间为,乙走的路程
①乙还未到达P点,距离P点还有1m 。此时PQ总距离等于乙走的路程加1m,即 3t=2(t+1)+1
解得 。乙走的路程,即乙到Q的距离为
②乙已经经过P点,超过P点1m 。此时PQ总距离等于乙走的路程减1m,即
解得 。乙走的路程,即乙到Q的距离为
因此乙到Q的距离可能为4m或8m。
28.甲、乙两车从同一地点同时向东做直线运动,全程为60m。甲车运动的图像如图甲所示,乙车运动的图像如图乙所示。则对甲、乙两车运动过程的分析,错误的是( )
A.0~2s,甲车相对于乙车是静止的
B.2~4s,甲车通过的路程大于乙车通过的路程
C.4~6s,甲车相对于乙车在向西运动
D.乙车全程的平均速度小于甲车全程的平均速度
【答案】D
【解析】A.由甲图可知,甲车一直以的速度向东做匀速直线运动。由乙图可知,在内,乙车也做匀速直线运动,其速度,方向也向东。因为两车速度的大小和方向都相同,所以甲车相对于乙车是静止的。故A正确,不符合题意;
B.在2~4s内,甲车通过的路程
由乙图可知,在内,乙车的位置没有变化,处于静止状态,通过的路程。因此,甲车通过的路程大于乙车通过的路程。故B正确,不符合题意;
C.在内,甲车的速度,方向向东。由乙图可知,乙车在内做匀速直线运动,其速度,方向向东。由于乙车的速度大于甲车的速度,且两车都向东运动,所以以乙车为参照物,甲车在向后运动,即向西运动。故C正确,不符合题意;
D.全程路程 s = 60m,甲车全程平均速度。由乙图可知,乙车跑完全程所用时间,其全程平均速度。所以,乙车全程的平均速度等于甲车全程的平均速度。故D错误,符合题意。
故选D。
29.在动物运动会百米比赛中,兔子和乌龟再次相逢。兔子和乌龟从起跑线同时起跑,经过4s,兔子跑到距离终点20m处,看到乌龟大哥远远落在后边便躺着晒太阳。比赛开始后320s,乌龟恰好到达兔子处,然后它悄悄越过兔子,继续跑向终点。再过78s,兔子在观众的大声提示下,抬头一看,乌龟就要到达终点了,立即起跑追上去,经过5s,兔子和乌龟同时撞线,已知乌龟全程做匀速直线运动。
(1)兔子前80m的平均速度是多少?
(2)若兔子用前80m的平均速度跑完100m,则兔子到达终点时领先乌龟多少?
【答案】(1)20m/s;(2)98.76m
【解析】(1)由题意,兔子4s经过的路程为
所用的时间为
所以兔子前80m的平均速度为
(2)因为乌龟一直匀速,所用的总时间为
所以乌龟的速度为
而兔子以20m/s跑完100m所用的时间为
乌龟在5s内跑的路程为
因此兔子到达终点时领先乌龟的路程为
30.就餐高峰期,人工送餐既忙乱又容易送错餐桌号。这时,智能送餐机器人大显身手啦!
(1)如图甲,机器人分别以不同的速度三次从A点出发做匀速直线运动,各次的运动情况如图乙。其中第______次(选填“①”、“②”或“③”)的速度最快;
(2)机器人从入口A点做匀速直线运动送餐到B点,,求机器人在AB段的速度;
(3)从B到P因进入弯道,机器人会减速,不再是匀速直线运动状态。从P点开始(不含P),有少许汤液从机器人滴到其直线运动路线上,每滴下滴。
①机器人从P运动到D需要几分钟?
②已知sPC<sCD,请通过计算分析比较在PC段和CD段平均速度的大小;
(4)送餐过程中,某时刻机器人前方处有一障碍物,机器人以的速度向障碍物匀速直线行驶了后,系统才发出减速指令,开始减速后,机器人最多运动可停下,机器人是否会碰到障碍物?请你通过计算说明。
【答案】(1)①;(2)0.6m/s;(3)0.5min,PC段的平均速度小于CD段的平均速度;(4)不会
【解析】(1)由图乙可知,相同的时间内第①次对应的路程最大,根据可知,速度最快是第①次。
(2)AB段的路程为
机器人在AB段的速度为
(3)机器人从P运动到D需要的时间为
机器人在PC段运动的时间为
机器人在CD段运动的时间为
所以,而,根据可知,即PC段的平均速度小于CD段的平均速度。
(4)减速前机器人运动的距离为
则机器人运动的总距离为
所以机器人不会碰到障碍物。
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第二节 快与慢
题型01 运动快慢的比较与速度概念辨析
题型02 速度单位换算与常见速度估测
题型03 匀速直线运动的特征与判断
题型04 变速直线运动与平均速度计算
题型05 速度公式的变形与实际应用
题型06 运动快慢综合易错题
▌题型01 运动快慢的比较与速度概念辨析
1.比较运动快慢的两种常用方法:①相同路程,比较所用时间,时间越短,运动越快;②相同时间,比较通过的路程,路程越长,运动越快。
2.速度的定义:物理学中,将物体在一段时间内通过的路程与通过这段路程所用时间之比称为速度。
3.物理意义:速度是描述物体运动快慢的物理量;速度越大,物体运动越快。
4.速度公式:,变形公式:、。
1.智能手环可以通过运动软件App监测佩戴者的运动情况。当小明步行锻炼时,他佩戴的智能手环上显示的信息如表所示。小明的平均步长为______m,步行的平均速度是______km/h,“配速”是通过________(相同路程比时间/相同时间比路程)的方法来表示物体运动的快慢。
距离:3.00km步数:4800
用时:45min配速:15min/km
2.2024年5月18日江苏省连云港市东海县进行了半程马拉松赛事。马拉松比赛经常用“配速”记录运动员的成绩。某参赛者成绩证书上显示其全程平均配速为6min40s/km,类比速度,分析可知“配速”是采用______(选填“相同路程比时间”或“相同时间比路程”)的方法来比较运动快慢,该参赛者全程的平均速度为______m/s。
3.小明在家观看游泳比赛的电视直播,先后出现两幅画面如图甲和乙,甲图中泳道中显示数据表示的物理量是___________,乙图所示泳道中的数据表示的物理量是___________。甲图是根据___________的方法判定中国队暂时最快,乙图的数据是根据___________(后两空选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法判定谁最快。
4.比值法是物理学中定义物理量的一种常见方法,在初中物理中把物体在单位时间内通过的路程叫速度,速度计算公式为:速度,即。高中物理中把物体在单位时间内速度的变化量叫加速度(注:速度的变化量用表示,它等于前后速度之差;加速度用字母表示,国际单位是)。若一个物体开始运动的速度,经过时间后它的速度变为,若此物体做匀加速直线运动(单位时间内速度的增加量相等),用、、写出加速度的表达式______并求出的值为______。
5.关于速度公式,下列说法正确的是( )
A.物体通过的路程越长,其运动的速度就越大
B.物体通过的路程与时间的比值越大,则物体运动得越慢
C.运动的物体在单位时间内通过的路程越长,则物体运动得越快
D.物体做匀速直线运动,其速度大小与路程成正比,与时间成反比
▌题型02 速度单位换算与常见速度估测
1.速度单位由长度单位和时间单位组合而成。
①国际单位制中:米/秒,符号 m/s(或),读作米每秒;
②常用单位:千米/时,符号 km/h(或),读作千米每时。
2.单位换算关系:;m/s 换算为 km/h 时乘以 3.6,km/h 换算为 m/s 时除以 3.6。
3.常见物体的大致速度(需识记)
人步行:1~1.5 m/s;地铁运行:11.1~22.2 m/s;民航客机巡航:约 250 m/s;光在真空中传播:。
6.“记里鼓车”又称“大章车”,是中国古代用来记录车辆行过距离的马车,构造与指南车相似,车有上下两层,每层各有木制机械人,手执木槌,下层木人打鼓,车每行一里路,敲鼓一下,上层机械人敲打铃铛,车每行十里,敲打铃铛一次。若1里取435m,则车行21.75km上层机械人敲打铃铛________次;若下层木人两次敲鼓的时间间隔是145s,则马车速度为________km/h。
7.甲、乙两辆汽车正在匀速向南行驶,速度分别为,,甲车上的人看到乙车正以( )
A.15m/s的速度向南前进 B.15m/s的速度向北前进
C.5m/s的速度向北倒退 D.5m/s的速度向北前进
8.在学习物理的过程中,常要进行单位换算。下列单位换算正确的是( )
A.3.6km=3.6km×103m=3.6×103m B.3.6nm=3.6nm×10-9=3.6×10-9m
C.3.6min=3.6×60s=216s D.1km/h=1×3.6m/s=3.6m/s
9.关于运动的快慢,下列说法错误的是( )
A.物理学中我们用路程与时间的比值表示物体运动的快慢
B.国际单位制中,速度的基本单位是m/s,这是用相同时间比较路程的方法比较运动快慢
C.正常成年人步行的大概速度为1.1m/s,约等于4km/h
D.平均速度可以精确的描述物体在某一段路程的运动快慢
10.“东风快递,使命必达!”2024年9月我国在海南岛成功试射了洲际战略核导弹“东风-31AG”,飞行12000km后准确落入南太平洋目标海域。钱学森等科学家的努力为我国的国防安全和国际地位提供了长久保障。军迷推测这次导弹以高超音速飞行,平均速度超过20马赫(20倍声速),做出推测的依据是这次发射导弹的( )
A.飞行距离长 B.飞行高度大 C.飞行时间短 D.末端速度大
▌题型03 匀速直线运动的特征与判断
1.直线运动分类:按速度是否变化,分为匀速直线运动和变速直线运动。
2.匀速直线运动定义:速度保持不变的直线运动。
3.核心特征:运动轨迹是直线;速度大小和方向都不变;在任意相等的时间内,通过的路程都相等。
4.说明:匀速直线运动是最简单的机械运动,是一种理想化物理模型;自然界中严格的匀速直线运动很难找到,速度变化不大的直线运动可近似处理。
11.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像,如图所示。根据图像可以判断( )
A.0~2s内,小车是匀速直线运动
B.0~8s内,小车的平均速度为1.2m/s
C.2s~5s内,小车做匀速直线运动
D.5s~8s内,小车做变速直线运动
12.如图所示,一木块在水平面上运动时在相等时间内连续拍摄4次“频闪”照片,频闪的时间间隔为0.01s。从频闪照片可判断,该木块做____(填“匀速”或“变速”)直线运动。木块从1位置运动到4位置的距离是____cm。木块从1位置到4位置运动的速度为___m/s。
13.物体在做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.由可知,v与s成正比,与t成反比
B.汽车匀速转弯,属于匀速直线运动的一种形式
C.一辆汽车每小时通过的路程都是50km,则该车一定做匀速直线运动
D.做匀速直线运动的物体,通过的路程一定与所需时间成正比
14.一个做直线运动的物体,4s内通过20m的距离,那么它在前2s内的平均速度一定是( )
A.5 m/s B.10 m/s C.80 m/s D.无法确定
15.随着科学技术的发展,世界上已经研发出多种先进的运动轨迹追踪软件。其中一款具有每隔相同时间就自动定位一次物体位置的功能,如图是某次利用此软件追踪到的甲、乙两个物体 运动的轨迹,甲、乙同时在同位置沿同方向出发,从左a处向右b处沿直线运动。下列说法中正确的是( )
A.甲在做变速直线运动
B.乙在做匀速直线运动
C.从a到b,甲、乙两物体运动的时间比是3∶2
D.从a到b,甲、乙两物体平均速度之比是3∶5
▌题型04 变速直线运动与平均速度计算
1.变速直线运动:速度变化的直线运动,是生活中最常见的直线运动形式。
2.平均速度:物体做变速直线运动时,某段路程与通过这段路程所用时间的比值,可粗略描述物体在该段路程中的运动快慢。
3.计算公式:
易错提醒:平均速度不是速度的平均值,必须用总路程除以总时间计算。
4.解题规范:解题需写出必要的文字说明、公式,代入数据时带单位,结果带单位。
16.小明在探究速度的变化时,拍摄了两个小球运动过程中的频闪照片,如图所示,闪光时间间隔为1s,图上数字为闪光时刻编号,请根据图中信息回答下列问题:
(1)不可能做匀速直线运动的是小球______(选填“A”或“B”);
(2)小球B在第1s至第6s内运动的平均速度为______m/s;
(3)小球A和B在第1s至第5s这段时间间隔内的平均速度大小关系为:______(选填“”“”或“”)。
17.甲、乙两汽车在同一直线道路上朝着同一方向行驶。在某一路口处,甲汽车由于绿灯亮启动时,乙汽车恰好从旁边经过,且汽车的运动图像如图所示。
(1)由图像可知,甲汽车做______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(2)求甲汽车启动后行驶6m的平均速度。
(3)求乙车的速度。
18.甲、乙两物体同时从同一位置同向运动时,路程与时间关系的图像如图所示。其中甲为曲线,乙为直线,在t=5秒时两线相交。则由图像可知错误的是( )
A.两物体在t=5秒时一定相遇
B.两物体在前5秒内通过的路程甲小于乙
C.甲物体做变速直线运动,乙物体做匀速直线运动
D.乙的运动速度是0.6m/s
19.日照海曲路隧道于2021年11月正式通车,是当地城市核心快速通道。隧道西起菏泽路,东至威海路,为双向六车道,全长2.45 km,设计最高限速60 km/h,可下穿枣庄路、北京路、烟台路等城市主干道,有效规避地面路口与车流拥堵。某下班时段,一辆汽车通过该隧道用时3 min 20 s;若改走隧道上方的海曲路地面道路,会多耗时6 min,已知两条线路路程相等。求:
(1)该汽车通过隧道时的平均速度为多少m/s?
(2)该汽车走隧道上方的海曲路地面道路的平均速度为多少m/s?
(3)汽车以隧道最高限速匀速通过隧道,需要多少s?
20.如图是汽车在公路上以10m/s的速度匀速直线前进,司机发现前方路口信号灯变为红灯,经过0.5s的反应时间后开始刹车,汽车速度v随时间t变化关系图像,由图线围成的面积可以表示出汽车行驶的路程,则开始刹车后第0.5s时,汽车速度___________m/s。此次司机在整个过程中,汽车的平均速度为___________m/s(结果保留两位小数)。
▌题型05 速度公式的变形与实际应用
1.速度公式的两个变形:
求路程:;求时间:。
2.常见应用场景:交通行程计算;激光测距、回声测距(注意往返路程);运动物体穿越问题(如火车过桥,总路程=车长+桥长)。
3.解题注意:统一单位,明确路程的实际含义,区分单程与往返。
21.图为我国自主研制的JF-22超高速风洞。以________(选填“风洞”或“流动的空气”)为参照物,飞行器是运动的。若超音速飞行器在该风洞中以10马赫(即10倍声速,声速取340m/s)模拟飞行,每秒钟模拟飞行距离可达________km。
22.如图甲是某城市交通模拟图,从A到E主要有两条路径,路径一是穿城而过,但有三个路口要等红绿灯(处);路径二是环城路,没有红绿灯等待,但路程有长。某汽车分别选择这两条路径做测试,其中通过路径一的图如图乙所示;通过路径二时,汽车始终保持的速度行驶。(忽略汽车启动和刹车的过程)请通过计算说明:
(1)两种路径中,哪种路径更节约时间,节约多少时间?
(2)路径一比路径二少多少千米?
(3)路径一的平均速度是多少?
23.2024年为我县创建省级文明城市的关键之年,印江县有关执法部门将对人们驾驶机动车的不规范行为严查严处,警示广大司机朋友规范行车,争做文明好公民。某驾驶员驾驶车辆行至某一路段时,看见如图所示的交通标志牌,请回答下列问题:
(1)甲图标志牌中100的含义:______________________________________________________;甲图标志牌中120km的含义:______________________________________________________;
(2)从该标志牌处以最大限速匀速行驶到印江县需要多少小时?
(3)若该司机以图乙速度表所示的速度行驶到印江县,则他会比以最大限速行驶到印江县晚多少时间?
24.国庆期间,小东与同学乘火车展开一场研学旅行。如图所示,当火车以25m/s的速度匀速穿过一座大桥时,小东坐在火车上测出自己通过大桥的时间为20s,火车的长度为250m。求:
(1)此大桥的长度;
(2)火车完全通过大桥需要的时间;
(3)火车完全在大桥上的时间。
25.小红参加了学校组织的远足活动,全程6 km。她行走前三分之一路程的平均速度是6 km/h,行走后三分之二路程的平均速度是,则她通过全程的平均速度是( )
A. B. C. D.
▌题型06 运动快慢综合易错题
1.高频易错点:单位不统一直接代入计算;平均速度误算为速度的平均值;往返、过桥问题中路程分析错误;误认为匀速直线运动的速度与路程、时间有关。
2.解题通用步骤:明确研究过程→统一物理量单位→选择对应公式→代入计算→检验结果合理性。
26.2025年5月江津中学初二年级全体师生组织了徒步拉练活动,甲班行走前一半时间的平均速度是6km/h,后一半时间的平均速度是4km/h,则甲班走完全程的平均速度是 ___________ km/h;乙班在前路程的平均速度是6km/h,后路程的平均速度是4km/h,则乙班全程的平均速度是 ___________ km/h。
27.甲车从P点出发、乙车从Q点出发,甲、乙相向而行,它们的s-t图像分别如图(a)(b)所示。乙比甲早出发1 s,甲到Q点时,乙距离P点1 m,求此时乙到Q的距离可能为___________。
28.甲、乙两车从同一地点同时向东做直线运动,全程为60m。甲车运动的图像如图甲所示,乙车运动的图像如图乙所示。则对甲、乙两车运动过程的分析,错误的是( )
A.0~2s,甲车相对于乙车是静止的
B.2~4s,甲车通过的路程大于乙车通过的路程
C.4~6s,甲车相对于乙车在向西运动
D.乙车全程的平均速度小于甲车全程的平均速度
29.在动物运动会百米比赛中,兔子和乌龟再次相逢。兔子和乌龟从起跑线同时起跑,经过4s,兔子跑到距离终点20m处,看到乌龟大哥远远落在后边便躺着晒太阳。比赛开始后320s,乌龟恰好到达兔子处,然后它悄悄越过兔子,继续跑向终点。再过78s,兔子在观众的大声提示下,抬头一看,乌龟就要到达终点了,立即起跑追上去,经过5s,兔子和乌龟同时撞线,已知乌龟全程做匀速直线运动。
(1)兔子前80m的平均速度是多少?
(2)若兔子用前80m的平均速度跑完100m,则兔子到达终点时领先乌龟多少?
30.就餐高峰期,人工送餐既忙乱又容易送错餐桌号。这时,智能送餐机器人大显身手啦!
(1)如图甲,机器人分别以不同的速度三次从A点出发做匀速直线运动,各次的运动情况如图乙。其中第______次(选填“①”、“②”或“③”)的速度最快;
(2)机器人从入口A点做匀速直线运动送餐到B点,,求机器人在AB段的速度;
(3)从B到P因进入弯道,机器人会减速,不再是匀速直线运动状态。从P点开始(不含P),有少许汤液从机器人滴到其直线运动路线上,每滴下滴。
①机器人从P运动到D需要几分钟?
②已知sPC<sCD,请通过计算分析比较在PC段和CD段平均速度的大小;
(4)送餐过程中,某时刻机器人前方处有一障碍物,机器人以的速度向障碍物匀速直线行驶了后,系统才发出减速指令,开始减速后,机器人最多运动可停下,机器人是否会碰到障碍物?请你通过计算说明。
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第二节 快与慢
▌题型01 运动快慢的比较与速度概念辨析
1. 0.625 4 相同路程比时间
2.相同路程比时间 2.5
3.路程 速度 相同时间比路程 相同时间比路程
4. 0.5
5.C
▌题型02 速度单位换算与常见速度估测
6.5 10.8
7.C
8.C
9.D
10.C
▌题型03 匀速直线运动的特征与判断
11.A
12.匀速 5.40 1.8
13.D
14.D
15.D
▌题型04 变速直线运动与平均速度计算
16.(1)A;(2)0.8;(3)
17.(1)变速;(2);(3)
18.B
19.(1);(2);(3)
解:(1)隧道全长
汽车通过隧道的时间
汽车通过隧道的速度
(2)走地面多耗时,因此地面道路总时间
该汽车走隧道上方的海曲路地面道路的平均速度
(3)以最高限速匀速通过隧道的时间
20.5 6.67
▌题型05 速度公式的变形与实际应用
21.流动的空气 3.4
22.(1)路径二更节约时间,节约4min;(2)路径一比路径二少34km;(3)路径一的平均速度约为35.5km/h
解:(1)路径二需要的时间
由图可得,路径一总时间
,所以路径二更节约时间,节约的时间
(2)路径一中,汽车运动的总时间
则路径一的总路程
路程差
(3)路径一的平均速度
23.(1)该路段限速100km/h 从该标志牌处到印江县相距120km;(2)1.2h;(3)0.8h
解:(1)略
(2)以最大限速匀速行驶到印江县用时
(3)乙图所示速度,以此速度到印江县用时
晚到时间
24.(1);(2);(3)
解:(1)小东通过大桥的路程等于大桥的长度,可得大桥长度
(2)火车完全通过大桥的路程为大桥长度与火车长度之和,则完全通过大桥的总路程
火车完全通过大桥的时间
(3)火车完全在大桥上时,行驶路程为大桥长度减去火车长度,即
可得火车完全在大桥上的时间
25.B
▌题型06 运动快慢综合易错题
26.5 4.5
27.8 m或4 m
28.D
29.(1)20m/s;(2)98.76m
解:(1)由题意,兔子4s经过的路程为
所用的时间为
所以兔子前80m的平均速度为
(2)因为乌龟一直匀速,所用的总时间为
所以乌龟的速度为
而兔子以20m/s跑完100m所用的时间为
乌龟在5s内跑的路程为
因此兔子到达终点时领先乌龟的路程为
30.(1)①;(2)0.6m/s;(3)0.5min,PC段的平均速度小于CD段的平均速度;(4)不会
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