2.3 物体运动的速度(举一反三讲义)物理新教材教科版八年级上册
2026-07-15
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理教科版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 3 物体运动的速度 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 速度 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 11.57 MB |
| 发布时间 | 2026-07-15 |
| 更新时间 | 2026-07-15 |
| 作者 | 沈书禾 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-07-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58818384.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本初中物理讲义聚焦“物体运动的速度”核心知识点,系统梳理匀速直线运动(概念、特征、速度计算与图像)、变速直线运动与平均速度(概念、公式及理解)、实验测量平均速度(原理、步骤),构建从基础到应用的完整知识支架。
资料以思维导图呈现知识框架助力物理观念形成,实验设计(如斜面小车测量平均速度)培养科学探究能力,技巧口诀强化科学思维,结合区间测速、动物速度等实例联系生活。课中辅助教师系统授课,课后通过典例变式与作业帮助学生巩固,查漏补缺。
内容正文:
第3节 物体运动的速度
目录
模块一 知识框架 2
模块二 知识精讲 2
知识点1:匀速直线运动 2
知识点2:变速直线运动与平均速度 6
知识点3:实验:测量物体运动的平均速度 12
模块三 方法技巧 16
技巧口诀:平均速度要记牢,总路程除总时间;路程时间要对应,不能只把速度平。 16
模块四 课后作业 17
模块一 知识框架
模块二 知识精讲
知识点1:匀速直线运动
1.直线运动的探究
频闪照相机每隔相等时间(10s)曝光一次,记录小车沿直线运动的位置。
观察图片可见:小车沿直线运动,相邻两次曝光时间(10s)内通过运动路程(200m)完全相等。
2. 匀速直线运动的概念
在物理学中,一个物体沿着直线运动,在任意相同时间内,通过的路程始终相等,这样的运动叫做匀速直线运动。
匀速直线运动是最简单的机械运动,是研究复杂运动的基础。
匀速直线运动在生活中并不常见,但有些运动可以近似看作匀速直线运动,如旅客站在自动扶梯上缓缓移动、列车在平直轨道上快慢不变地行驶等。
3.匀速直线运动的特征
①运动路线是直线,运动方向保持不变;
②运动的快慢保持不变,速度的大小和方向都不变;
③在任意相等的时间内通过的路程都相等,通过任意相等的路程所用时间相等;
④通过的路程与所用的时间成正比。v = s/t ,即v是个定值。
4.匀速直线运动的速度
(1)对于匀速直线运动,无论选取多么小的时间间隔,所计算出的速度都不变。所以,匀速直线运动是速度不变的运动。
例如:汽车的驾驶仪表盘上安装着速度显示装置,它可以显示汽车的行驶速度。如果显示装置
的指针如下图所示,汽车保持这个速度行驶,经过 3 h 能行驶多远?
解:根据速度公式 υ = s/ t 进行求解。已知速度 υ 和时间 t,则时间 t 内通过的路程 s = υt。故汽车经过 3 h 行驶的路程
s = υt = 80km/h×3h = 240 km
(2)在匀速直线运动中,速度大小只在数值上等于路程与时间的比值,而与路程和时间的变化无关——速度的大小由运动物体本身决定,v = s/t 是速度的计算式,而不是决定式。
5.匀速直线运动的图像
类型
s-t图像
v-t图像
图像
说明
是一条过原点的倾斜直线,说明路程与时间成正比。
图像的斜率表示速度的大小,斜率越大速度越大。
是一条与时间轴平行的水平直线。
说明速度保持不变,与纵轴的交点即为速度的大小
图
像
在匀速直线运动中,任何时刻物体的速度都相等,即不能认为速度与路程成正比,与时间成反比。
【典例1】 关于一个做匀速直线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.物体通过的路程越长,运动的速度一定越大
B.物体运动的速度越大,通过的时间一定越短
C.物体运动的速度和路程成正比,与时间成反比
D.物体运动的速度的大小是一个定值,与通过的路程和所用的时间无关
【答案】D
【详解】A.由于时间不确定,通过的路程长的物体,速度不一定大,故A错误;
B.由于路程不确定,运动速度大的物体,通过的时间不一定短,故B错误;
CD.匀速直线运动的速度大小和方向都不变,是一个定值。无论物体通过的路程长短、所用时间多少,速度都不会改变,故C错误,D正确。
故选D。
【变式1】 下列物体的运动情况可近似看作匀速直线运动的是( )
A.竖直向上抛出的排球
B.在水平直道上匀速行驶的观光车
C.从树上加速落下的苹果
D.在空中做匀速圆周运动的无人机
【答案】B
【详解】A.竖直上抛的排球上升时速度减小、下落时速度增大,速度大小不断变化,不是匀速直线运动,故A不符合题意;
B.在水平直道上匀速行驶的观光车,速度与方向均不变,属于匀速直线运动,故B符合题意;
C.加速落下的苹果速度不断增大,速度不断改变,不是匀速直线运动,故C不符合题意;
D.匀速圆周运动的运动轨迹是曲线,方向不断改变,不是匀速直线运动,故D不符合题意;
故选B。
【变式2】 一个做匀速直线运动的物体4s内通过20m的距离,那么它在前2s内速度是( )
A.5m/s B.10m/s C.80m/s D.无法确定
【答案】A
【详解】做匀速直线运动的物体4s内通过20m的距离,由速度公式可得,该物体的运动速度为
对于做匀速直线运动的物体,它的速度是一个定值,是不随路程和时间变化的,那么它在前2s内速度也是5m/s,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式3】甲乙两名同学进行百米赛跑。假如把他们的运动近似看成匀速直线运动,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后,他们的位置如图所示。在这段时间内,甲乙两人运动路程与时间的关系图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】假如把他们的运动近似看成匀速直线运动,他们的路程与时间的关系图像(s-t图像)应过原点的倾斜直线。 由图可知,在相同的时间内,甲运动的路程比乙运动的路程长,根据速度公式可知,甲的运动速度比乙的运动速度大,即。 在s-t图像中,直线的倾斜程度表示速度的大小,斜线越陡则速度越大。因此,甲的图像应比乙的图像更陡峭。故A正确,BCD错误。
故选A。
知识点2:变速直线运动与平均速度
1.变速直线运动的探究
请看一位同学百米赛跑的运动过程,计算这位同学每个时间段内的速度。
该同学每个时间段内的速度
对应时刻/s
0
3
5
7
9
12.5
路程 s/m
0
15
20
17
18
30
时间 t/s
0
3
2
2
2
3.5
速度 υ/(m/s)
0
5
10
8.5
9
8.57
通过计算,得到,即该同学在运动过程中速度在发生变化。
2.变速直线运动的概念
(1)物体沿直线运动时,其速度的大小经常发生变化,即在相等的时间内物体通过的路程并不相等,这种运动叫做变速直线运动。
(2)变速直线运动实例:
(3)变速直线运动和静止图像
静止图像
匀加速直线运动
变速直线运动
3.平均速度
(1)定义:在变速直线运动中,许多情况下不需要精确地考察每一个时刻运动的情况,也可以用速度公式描述物体运动的快慢。在变速运动中,用物体通过某段总路程与通过这段路程所用总时间之比来表示物体在这段路程上的平均速度。
(2)平均速度公式:(s表示通过的路程、t表示通过这段路程所用的时间、表示物质在这段时间内的平均速度)
(3)平均速度的理解
①时间和路程要对应,总时间包括中间停留或休息的时间;
②由于变速运动的速度是变化的,所以在不同路程或某段时间对应的平均速度一般不同。
(4)生活中平均速度的应用 —— 区间测速
如:图中高速公路上的区间测速测的就是平均速度。日常所说的物体的速度,许多情况下指的也是平均速度。
原理:从公式可知,测算平均速度一般需要测量路程和时间两个物理量。在公路一段固定距离的路段两端分别放置一个摄像头,当车辆经过这两个摄像头时都会被拍照。系统根据这两张照片的拍摄时刻就能算出车辆通过这段距离的时间,从而算出车辆的平均速度。这就是区间测速的原理。
车辆在该区间内的行驶时间为: t=t2-t1 ,车辆在该区间内的平均建度为 v=s/t=s/(t2-t1)。
如果车辆的平均速度大于该区间的限速值,则表示车辆在该区间内超速。
4.动物世界里的速度
猎豹是短跑冠军,速度可达 31m/s
藏羚羊奔跑速度可达22m/s
游隼向下偷冲的速度为98.6m/s
雨蒸是长距离飞行较快的鸟,速度约为48/m/s
蛇鸟跑得极快,速度可达20/m/s
旗鱼是游洋中的游泳冠军,速度可达28m/s
①平均速度不是速度的算术平均值,必须用总路程除以总时间来计算。
②计算平均速度时,必须指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度,路程和时间要一一对应。
③总时间包括物体在中途停留的时间。
【典例2】 关于平均速度的下列说法中正确的是( )
A.平均速度与运动路程和时间无关
B.平均速度必须所属哪一段路程或时间
C.用平均速度能精确描述物体运动的快慢
D.匀速直线运动各段路程内的平均速度不相等
【答案】B
【详解】A.平均速度是总路程与总时间之比,与运动路程和时间有关,故A错误;
B.平均速度指某一段路程或某一段时间内的运动物体的平均快慢程度,所以平均速度必须所属哪一段路程或时间,故B正确;
C.用平均速度只能大致从总体上描述物体运动的快慢,故C错误;
D.匀速直线运动即速度不变,所以任一时刻,任一段路程的平均速度都相等,故D错误。
故选B。
【变式1】如图所示,记录的是两辆汽车在平直公路上行驶时,通过的路程。分析图片,可以判断出( )
A.两车都在做匀速直线运动
B.两车都在做变速直线运动
C.内,两车的平均速度相等
D.内,两车的平均速度不相等
【答案】C
【详解】AB.由图可知,甲车在相同的时间段内通过的路程大小不变,可知,甲车的速度保持不变,所以甲车做匀速直线运动。乙车在相同的时间段内通过的路程越来越大,由可知,乙车的速度越来越大,所以乙车做变速直线运动。故AB不符合题意;
CD.由图可知,内,两车运动时间相等,通过的路程相等(均为1200m)。根据可知,在内,两车的平均速度相等,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
【变式2】物体在前一半路程的速度是8m/s,后一半路程的速度为12m/s,则整个过程中,物体运动的平均速度为( )
A.10m/s B.11.2m/s C.9.6 m/s D.15.6 m/s
【答案】C
【详解】设全程为2s,通过前一半路程所用的时间为
通过后一半路程所用的时间为
通过全程的总时间为
则整个过程中,物体运动的平均速度为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式3】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.0~8s,小车平均速度是1.2m/s B.0s~5s,小车的平均速度是0.4m/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】B
【详解】A.因为0~8s内,小车行驶的总路程为,所花费的时间为,所以小车平均速度为
故A不符合题意;
B.因为0~5s内,小车行驶的总路程为,所花费的时间为,所以小车平均速度为
故B符合题意;
C.在2s~5s内,小车的路程不变,处于静止状态,故C不符合题意;
D.在5~8s内,小车的路程-时间图像是一条倾斜直线,说明速度不变,因此小车做匀速直线运动,故D不符合题意。
故选B。
【变式4】T114次列车运行时刻表如右表所示,由表信息可知( )
停靠站
到达时刻
开车时刻
里程/
上海
……
0
蚌埠
486
济南
966
北京
……
1463
A.列车从蚌埠至济南的路程为
B.列车从上海至北京行程历时
C.列车正行驶在从济南至北京的路途中
D.列车从蚌埠至济南的平均速度为
【答案】D
【详解】A.从上海到蚌埠的里程是,到济南的里程是,所以蚌埠到济南的路程,故A不符合题意;
B.列车从上海开车,到北京次日到达,历时,故B不符合题意;
C.列车在济南站开车时刻是,所以时列车还在济南站,故C不符合题意;
D.蚌埠至济南的路程
列车从开车,次日到达,所用时间
平均速度,故D符合题意。
故选D。
知识点3:实验:测量物体运动的平均速度
1.实验原理:
2.实验器材:斜面、小木块、长木板、小车、刻度尺(量程 0~ 1 000 mm,分度值 1 mm)、秒表(停表)、可移动挡片(金属片)。
3.实验步骤
(1)组装实验装置
将长木板的一端用小木块垫起,形成一个斜面,使它保持较小的坡度,选取小车为研究对象;在斜面底端放置可移动挡片(金属片),用于确定小车运动的终点并准确测量时间。
(2)测量小车在轨道上运动全程的平均速度:
①将小车置于斜面顶端,可移动挡片移至斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s₁;释放小车,同时启动秒表,小车撞击挡片时,停止计时,读出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间。
②释放小车,同时启动秒表,小车撞击挡片时,停止计时,读出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间 t1;用刻度尺测出小车运动路程 s1。重复3次实验,将数据记录在表格中。
实验次数
路程s/m
时间t/s
平均速度υ(/ m/s)
平均速度υ(/ m/s)
1
0.9
5
0.18
0.18
2
0.9
4.9
0.18
3
0.9
4.8
0.19
③根据计算小车运动全程的平均速度。
(3)测量小车在轨道上前半程运动的平均速度:
①将可移动挡片移至斜面中部,测出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间t2;用刻度尺测出小车运动路程s1。
②将数据记录在表格中,计算小车在轨道上前半程运动的平均速度。
实验次数
路程s/cm
时间t/s
平均速度υ(/ m/s)
平均速度υ(/ m/s)
1
0.45
3
0.15
0.15
2
0.45
2.9
0.16
3
0.45
3
0.15
(4)利用数据,计算出小车通过下半段路程s3的平均速度。
s3=s1-s2=0.90m-0.45m=0.45m
t3=t1-t=5s-3s=2s
(5)比较 、、的大小,分析小车在斜面上的运动情况。
三者关系为:> >
4.实验结论:小车在斜面上做变速直线运动,在不同的路段,小车平均速度的大小不同。
小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大,即做的是变速直线运动(或加速直线运动)
5. 注意事项
①斜面应保持较小的坡度,使小车运动慢一些,便于准确测量时间,减小时间测量的误差;同时也不能太小,太小小车可能不动。
②小车每次应从斜面的同一位置由静止释放;
③金属片的作用是确定终点位置,使小车停止并准确记录时间;
④测量过程中不能改变斜面的坡度。
5. 实验改进:
实验中,在轨道顶端固定一个位移传感器,可实时测量传感器到小车的距离。若传感器每秒测量25次,计算机将自动计算出每个0.04s内的平均速度,并标在坐标系上,用光滑曲线连接。从图像可看出小车运动过程中速度随时间的变化情况。
在测量物体运动的平均速度的实验中,小车运动的路程可提前测量,别忘根据刻度尺的分度值进行估读
【典例3】如图,“探究小车从斜面下滑时速度的变化”的实验,下列做法中,能有效减少时间测量误差的是( )
A.将斜面等分成更多段 B.适当减小斜面的坡度
C.换用质量更大的小车 D.听到撞击挡板声停表
【答案】B
【详解】实验时小车下滑的速度过快,不便于测量时间,因此可减小斜面的倾斜角度。将斜面等分成更多段、换用质量更大的小车、听到撞击挡板声停表均不影响小车的下滑速度,适当减小斜面的高度即减小斜面坡度可减小小车的运动速度,便于测量时间,减少时间测量误差,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式1】关于 “测量平均速度” 的实验原理和器材,下列说法正确的是( )
A.实验原理是,其中 s 表示物体运动的位移
B.实验中只能用刻度尺测量路程,用秒表测量时间
C.斜面坡度越大,小车运动时间越长,测量误差越小
D.金属片的作用是使小车及时停下,便于准确测量时间
【答案】D
【详解】A.实验中测量的是小车通过的路程而非位移,故A错误;
B.路程也可用卷尺测量,时间可用电子停表测量,故B错误;
C.斜面坡度越大,小车运动越快,时间越短,时间测量误差越大,故C错误;
D.金属片作为终点,小车撞击时发出声音,便于准确停止计时,故D正确。
故选D。
【变式2】如图所示,在测量物体运动的平均速度的实验中,小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )
A.图中刻度尺的测量范围为0~10cm
B.下滑过程中,以斜面为参照物,小车是静止的
C.小车在AB段平均速度为20cm/s
D.若让小车过了B点才停止计时,则测得的AB段平均速度会偏大
【答案】C
【详解】A.由图可知,刻度尺单位为,测量范围为,不是,故A错误;
B.下滑过程中,小车相对于斜面的位置不断发生变化,以斜面为参照物,小车是运动的,故B错误;
C.刻度尺的分度值为0.1dm,AB段的路程
AB段运动时间
AB段的平均速度为,故C正确;
D.若小车过了B点才停止计时,测得AB段的时间偏大,AB段路程测量准确,由可知,测得的AB段平均速度会偏小,故D错误。
故选C。
【变式3】如图是测量平均速度的实验装置,小车由运动到,分别测得相关数据得到的图像。则关于该实验说法不正确的是( )
A.实验装置中还缺少的测量仪器是刻度尺和秒表
B.小车在段的速度逐渐变小
C.如果将斜面右端的垫块升高,会导致段的平均速度变大
D.小车在段的平均速度为0.5m/s
【答案】B
【详解】A.测量平均速度需要测量距离和时间,因此实验装置中应包括刻度尺和秒表,故A正确,不符合题意;
B.分析小车在AC段的速度变化情况。 根据s-t图像,小车在AC段的斜率逐渐增大,说明速度逐渐变大,而不是变小,故B错误,符合题意;
C.将斜面右端的垫块升高,斜面的坡度增大,小车的速度增大,因此AC段的平均速度会变大,故C正确,不符合题意;
D.根据s-t图像,BC段的距离为50cm,即0.5m,时间为1s,因此小车在BC段的平均速度为
故D正确,不符合题意。
故选B。
模块三 方法技巧
技巧口诀:平均速度要记牢,总路程除总时间;路程时间要对应,不能只把速度平。
解释:
1. 平均速度的计算:平均速度 v̄ = s/t 中的 s 是总路程,t 是总时间(包括停留时间)。
不能把各段速度取平均值作为全程的平均速度。
2. 实验注意事项:
①斜面坡度要小,便于准确测量时间;
②小车从同一位置由静止释放;
③多次测量求平均值减小误差;
④金属片确定终点。
易错点:
①误将速度平均值当作平均速度(必须用总路程÷总时间);
②s 与 t 不对应(路程与时间必须对应同一段运动过程);
③忘记算停留时间(总时间包括中途停留)。
模块四 课后作业
一、单选题
1.下列物体的运动属于匀速直线运动的是( )
A.正在进站的火车
B.抛出的铅球
C.在平直轨道上匀速行驶的列车
D.绕地球匀速转动的卫星
【答案】C
【详解】A.正在进站的火车速度逐渐减小,是变速运动,故A不符合题意;
B.抛出的铅球运动轨迹是曲线,且速度大小和方向都在变化,是曲线运动,故B不符合题意;
C.在平直轨道上匀速行驶的列车,运动轨迹是直线,速度大小和方向都不变,属于匀速直线运动,故C符合题意;
D.绕地球匀速转动的卫星,运动轨迹是曲线,速度方向不断变化,是曲线运动,故D不符合题意。
故选 C。
2.下列关于速度的说法正确的是( )
A.速度是表示物体运动长短的物理量
B.高速公路上的区间测速测的是平均速度
C.裁判员是用“相同时间比路程”来判断的运动员运动的快慢
D.物体在任意相同时间内通过的路程始终相等,这样的运动叫做匀速直线运动
【答案】B
【详解】A.速度是表示物体运动快慢的物理量,故A错误;
B.区间测速是通过测量车辆在一段路程内的行驶时间从而测出平均速度,故B正确;
C.比赛中,裁判员是在相同路程的前提下,比较运动员完成比赛所用的时间来判断快慢,故C错误;
D.匀速直线运动是指物体沿直线运动,并且速度大小和方向都保持不变。如果运动方向改变,就不是匀速直线运动,故D错误。
故选B。
3.匀速直线运动中,由速度公式 可知( )
A.路程越大,其速度越大
B.时间越长,速度越小
C.路程与时间成正比
D.速度的大小随时间或路程的变化而变化
【答案】C
【详解】在匀速直线运动中,速度是个定值,即路程与时间成正比,与物体通过的路程和运动的时间无关,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.《龟兔赛跑》新篇:兔子和乌龟自从上次赛跑后成为了好朋友,于是在以后的旅行中,陆地上兔子背着乌龟跑,在水中乌龟驮着兔子游,兔子和乌龟因此都走得更快更远了,实现了共赢,当兔子背着乌龟在陆地上奔跑时,下列说法正确的是( )
A.兔子始终比乌龟跑得快
B.兔子和乌龟都走得更快更远了都是兔子的功劳
C.乌龟的平均速度比兔子的平均速度大
D.兔子和乌龟保持相对静止
【答案】D
【详解】A.当兔子背着乌龟在陆地上奔跑时,兔子和乌龟是一起运动的,它们的速度是相同的,并不是兔子始终比乌龟跑得快,故A错误;
B.在陆地上兔子背着乌龟跑,在水中乌龟驮着兔子游,兔子和乌龟都走得更快更远是它们相互协作的结果,并非都是兔子的功劳,故B错误;
C.兔子背着乌龟在陆地上奔跑时,二者同时出发,同时到达某一位置,运动时间和路程都相同。根据平均速度公式,可知它们的平均速度是相等的,并非乌龟的平均速度比兔子的大,故C错误;
D.以兔子为参照物,乌龟的位置没有发生变化;以乌龟为参照物,兔子的位置也没有发生变化,所以兔子和乌龟保持相对静止,故D正确。
故选D。
5.一辆小汽车在平直道路上启动时,第1s内通过的路程为2m,第2s内通过的路程为3m,第3s内通过的路程为5m,则下列说法中正确的是( )
A.小汽车做的是匀速直线运动
B.小汽车在前2s内的平均速度是2.5m/s
C.小汽车在第2s内的平均速度是5m/s
D.小汽车在前3s内的平均速度是5m/s
【答案】B
【详解】A.由题可知小汽车每1s内通过的路程越来越大,所以小汽车做加速运动,故A错误;
B.由题可知小汽车在前2s内的路程为
则小汽车在前2s内的平均速度为
故B正确;
C.小汽车在第2s内的路程为3m,时间是1s,所以在第2s内的平均速度是
故C错误;
D.由题可知小汽车在前3s内的路程为
则小汽车在前3s内的平均速度为
故D错误。
故选B。
6.如图所示,是某运动员在100m比赛中从起点到终点记录的五段运动情况,下列判断正确的是( )
A.运动员在比赛中做匀速直线运动 B.运动员先做加速运动,后做减速运动
C.运动员在15m到35m这一段跑得最快 D.运动员全程的平均速度为8.5m/s
【答案】C
【详解】ABC.由图可知,0~3s内,路程是15m,速度为
3~5s内,路程是
速度为
5~7s内,路程是
速度为
7~9s内,路程是
速度为
9~12.5s内,路程是
速度为
运动员在比赛中速度一直在变化,不是匀速直线运动,运动员先加速运动,再减速运动,然后再加速运动,最后减速运动,运动员在15m到35m这一段速度最大,运动得最快,故C正确,AB错误;
D.运动员全程的平均速度为
故D错误。
故选C。
7.周末,爸爸骑摩托车载着轩轩去奶奶家,前三分之一的路程速度为10m/s,后三分之二的路程速度为30m/s,则全程的平均速度为( )
A.20m/s B.15m/s C.18m/s D.33m/s
【答案】C
【详解】设物体运动的总路程为s,物体全程的平均速度为
故选C。
8.下图中反映了一些物体的运动状态,描述物体处于匀速直线运动状态的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【详解】①是路程-时间图像,路程随时间成正比增加,说明速度保持不变,物体做匀速直线运动;
②是s-t图像,路程不随时间变化,说明物体位置不变,物体处于静止状态;
③是速度-时间图像,速度随时间均匀增大,物体做加速直线运动;
④是v-t图像,速度不随时间改变,速度保持恒定,物体做匀速直线运动。
因此处于匀速直线运动的是①④,故选B。
9.如图在测量小车运动的平均速度的实验中,说法正确的是( )
A.实验中斜面应该陡一些
B.小车下滑过程是匀速直线运动
C.测量BC段平均速度,可由B点静止释放
D.在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止,测得AB段的平均速度会偏小
【答案】D
【详解】A.斜面坡度越陡,小车下滑速度越快,运动时间越短,越不方便准确测量时间,因此实验中斜面应该缓一些,方便测量时间,故A错误;
B.小车下滑过程中速度越来越大,做加速运动,不是匀速直线运动,故B错误;
C.小车从A点下滑到B点时速度不为零,若将小车从B点静止释放,测得BC段的时间会大于小车实际从A点下滑时经过BC段的时间,测量结果错误,因此不能从B点静止释放测量BC段平均速度,故C错误;
D.若小车过了B点才停止计时,测得AB段的时间偏大,AB段路程测量准确,根据平均速度公式,不变,偏大,因此计算得到的偏小,故D正确。
故选D。
10.一物体沿直线运动,第1秒内前进了2米,在以后4秒内前进了8米,那么这个物体( )
A.一定在做匀速直线运动
B.可能是做匀速直线运动
C.先做匀速直线运动,后做变速直线运动
D.一定不做匀速直线运动
【答案】B
【详解】一个物体做直线运动,第1s内前进了2m,在以后的4s内前进了8m,则物体第1s内和以后的4s内的运动状态可以是匀速、先加速后减速或者先减速后加速或者其它的运动形式都可以满足它第1s内前进了2m,在以后的4s内前进了8m,故它的运动状态可能匀速,也可能变速,故ACD错误,B正确。
故选B。
11.如图所示,在2025年5月28日举行的亚洲田径锦标赛女子100米决赛中,中国选手梁小静以11秒37夺得冠军。下列说法中正确的是( )
A.决赛过程中,梁小静一直在做匀速直线运动
B.裁判判定梁小静获得冠军,是根据相同路程比时间来判定的
C.在100m决赛中,梁小静的平均速度约为
D.在100m决赛中,梁小静冲刺的最大速度约为
【答案】B
【详解】A.决赛过程中,梁小静一直在做变速运动,故A错误;
B.田径运动100米决赛,是在路程一定时,比较时间,用时越小,速度越快,故B正确;
C.梁小静100m决赛平均速度
故C错误;
D.100m决赛中,梁小静平均速度约为8.8m/s,则冲刺的最大速度大于8.8m/s,故D错误。
故选B。
12.兴趣小组的同学拍摄了汽车向右运动的频闪照片,如图所示,A、B、C、D表示汽车在相等的时间间隔所在的位置,若拍照的时间间隔为0.2s,每小格的长度为1m。下列说法正确的是( )
A.汽车从A点到D点做匀速直线运动
B.汽车在运动过程中的速度越来越慢
C.汽车从A点运动到D点的时间为0.8s
D.汽车从A点运动到D点的平均速度为90km/h
【答案】D
【详解】AB.由图可知,相同时间间隔内,汽车向右运动的路程越来越大,说明汽车做加速直线运动,速度越来越快,故AB错误;
C.汽车从A到D共有3个时间间隔,总时间,故C错误;
D.A到D的总路程
总时间,平均速度
故D正确。
故选D。
13.甲、乙两物体,同时同地出发向南做直线运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.2~5s内乙匀速直线运动 B.0~2s内以甲为参照物,乙向北运动
C.3s时甲比乙的速度快 D.0~5s内甲和乙的平均速度一样大
【答案】C
【分析】由图像知,甲是一条过原点的直线,说明甲通过的路程与其时间成正比,即甲保持匀速直线运动;前2s,乙是一条过原点的直线,所以做匀速直线运动;2s后乙的路程没有变化,所以处于静止状态,即乙是先匀速直线运动后静止。
【详解】A.在2~5s 内,乙的路程没有发生变化,所以乙是处于静止状态,故A错误;
B.由图可知,甲、乙两物体在0~2s内都是做匀速直线运动,在2s内乙通过的路程大于甲,乙的速度大于甲,乙在甲的前面;而甲、乙两物体,同时同地出发向南做直线运动,所以以甲为参照物,乙向南运动,故B错误;
C.由图可知,乙在2s后处于静止状态,甲做匀速直线运动,3s时甲比乙的速度快,故C正确;
D.0~5s内乙运动的路程是8m,甲的路程大于8m,时间相同,因此甲的平均速度大于乙的平均速度,故D错误。
故选C。
14.如图所示,在“测量物体运动的平均速度”实验中,使小车从斜面A点由静止自由下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点时对应的时刻。下列说法正确的是( )
A.斜面坡度越大,越便于测量时间
B.小车在BC段的平均速度为5cm/s
C.小车从A点到C点的过程中做匀速直线运动
D.若小车过了A点才开始计时,则测出小车在AC段的平均速度将偏大
【答案】D
【详解】A.斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越快,在斜面上的运动时间越短,不方便测量时间,因此斜面应保持较小的坡度,以便于测量时间,故A错误;
B.图中刻度尺的分度值是0.1dm,B点在6.00dm处,C点在1.00dm处,BC段的距离
所用时间
因此小车在BC段的平均速度,故B错误;
C.据图可知,小车在AB段运动的路程小于BC段的路程,且AB段的时间大于BC段的时间,由可知,小车做变速直线运动,故C错误;
D.如果让小车过了A点后才开始计时,导致测量AC段的时间偏小,由可知,AC段的平均速度偏大,故D正确。
故选D。
15.用“频闪摄影”可记录运动物体间隔相同时间的不同位置,如图所示是甲、乙两车在平直的公路上行驶时的频闪照片。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.整个过程,甲车的平均速度等于乙车的平均速度
C.在0~10s内以甲车为参照物,乙车向右运动
D.乙车在第20s的速度等于到达600m时的速度
【答案】B
【详解】A.由图中数据可知,甲车每10s都增加300m,平均速度保持30m/s不变;乙车各10s间位移却不同,分别为200m、250m、300m、450m,其速度不断增大,乙车不做匀速直线运动,故A错误;
B.甲、乙车在内通过的路程都是1200m,由可知,甲、乙两车的平均速度相同,故B正确。
C.0~10s内,甲车平均速度30m/s,乙车平均速度20m/s;以速度更大的甲车为参照物,乙车方向应向左(即后退),故C错误;
D.乙车的速度逐渐增大,20s时乙车在450m处,其在第20s的瞬时速度小于达到600m时的瞬时速度,故D错误。
故选B。
16.甲、乙、丙三辆小车同时同地同向运动,它们的运动图像分别如图1和图2所示,由图像可知( )
A.甲和丙的速度相同
B.若以乙车为参照物,则甲车向后运动
C.若乙和丙运动的时间相同,则乙和丙运动的路程之比为2∶3
D.甲是变速直线运动,乙和丙是匀速直线运动
【答案】AB
【详解】AD.甲的s−t图像是一条倾斜直线,表示甲的路程随时间均匀增加,因此甲是匀速直线运动。从图中可以看出,当时,,因此甲的速度
乙和丙的v−t图像是一条平行于时间轴的直线,表示乙和丙的速度恒定,是匀速直线运动,乙的速度为,丙的速度。甲和丙的速度相等,故A符合题意,D不符合题意;
B.甲、乙、丙三辆小车同时同地同向运动,乙的速度为6m/s,甲的速度为4m/s,乙的速度大于甲的速度,若以速度大的乙为参照物,甲相对于乙向相反的方向运动,即甲车向后运动,故B符合题意;
C.乙和丙运动的时间相同,由可知,在时间一定时,通过的路程与速度成正比,则乙和丙运动的路程之比等于速度之比,即乙和丙运动的路程之比为3∶2,故C不符合题意。
故选AB。
二、填空题
17.如图所示,一个水滴下落过程中先后经过A、B、C三点,水滴通过AB、BC所用时间均为0.1 s。水滴由A位置下落到C位置的平均速度为________ m/s。该水滴下落过程做________(选填“匀速直线”或“变速直线”)运动。
【答案】 1 变速直线
【详解】由图可知,A在0刻度处,C对应刻度为20.0 cm,因此AC总路程
已知AB、BC用时均为0.1s,总时间,根据平均速度公式
相同时间内,水滴经过AB的路程是5cm,经过BC的路程是15cm,相等时间内通过的路程不相等,说明速度发生变化,因此水滴做变速直线运动。
18.(1)图甲为“第五章物体的运动”部分内容的梳理图,根据机械运动的分类(1)处应填写________,(2)处应填写________。
(2)图乙是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片。频闪照相机每隔相同时间闪拍一次,分析照片可知:从A点到D点共运动________cm,由照片可以判断小球在BC两点之间比在CD两点之间运动得慢,你的理由是________________。
【答案】(1) 直线运动 匀速直线运动
(2) 4.50 相同时间内,小球在BC间通过的路程小于在CD间通过的路程
【详解】(1)机械运动按照运动路线可分为直线运动和曲线运动;
直线运动按照速度是否改变可分为匀速直线运动和变速直线运动。
因此(1)处填写“直线运动”,(2)处填写“匀速直线运动”。
(2)由刻度尺可知,A点对应0cm,D点对应4.50cm,因此小球从A点到D点运动的路程为4.50cm。
频闪照相机每隔相同时间闪拍一次,BC、CD两段对应的运动时间相同,BC间的距离小于CD间的距离,所以小球在BC间运动得较慢。
三、实验题
19.如图是"测量小车运动平均速度"的实验装置,小车从斜面顶端处由静止下滑并开始计时,图中的小车上方的数字是小车到达、、三处时电子表的示数(数字分别表示“时:分:秒”),则:
(1)该实验的原理是______________________;
(2)根据图中数据,计算小车在段的平均速度是___________;
(3)请根据实验数据判断,小车从A点运动到C点过程中做___________(选填“匀速”或“变速”)直线运动;为测量小车运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而算出小车下半程的平均速度,你认为他的做法是否正确,并说明理由____________________________________________。
(4)实验中发现小车运动时间过短,不利于数据测量,为了解决这个问题,你的操作是_______________________________________________________。
【答案】(1)/平均速度=路程/时间
(2)2
(3) 变速 不正确,小车过B点有初速度,从B静止释放测的时间不是实际下半程运动的时间或小车从B点静止释放的初速度,与从A点下滑到B点的实际初速度不同,测量的不是A到C下半程的真实运动状态
(4)减小斜面倾斜角度或将木块向右移动
【详解】(1)平均速度等于物体通过的路程与所用时间之比,计算公式为,即为该实验的原理。
(2)由图可知,
所以小车在AB段的平均速度为
(3)由图可知,
则
由于,,两段的平均速度不同,所以小车从A点运动到C点的过程中做变速直线运动。
该同学的做法不正确。小车从A点下滑经过B点时已有一定速度,而从B点由静止释放时初速度为零,运动状态不同;所测时间不是小车从A点下滑过程中经过B、C两点的实际时间,因此不能据此计算原运动过程中下半程的平均速度。
(4)可减小斜面的倾斜角度(或将木块向右移动),使小车下滑速度减小、运动时间延长,便于测量。
20.取两张等大的圆形纸,分别剪两个大小不等的扇形如图甲所示,再将它们做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
(1)为了比较纸锥下落的快慢,可将纸锥按如图乙_______(选填“a”或“b”)所示的位置释放。
(2)为了测纸锥下落的速度,设计了如下所示的表格,表格中①处填_______。
运动物体
下落高度s/(m)
①
速度
大纸锥
小纸锥
(3)在测量纸锥下落速度的过程中,发现纸锥下落的时间较难测准,可采用_______进行实验。
(4)在测量纸锥下落的速度时,晓华用每隔0.5s拍摄1次的相机,拍得如图丙所示的照片,右侧为纸锥从E到F过程的放大图。由图像可知:
①纸锥从A到D速度逐渐_______,原因是_______。
②从E到F过程中,纸锥运动速度为_______m/s。
③若纸锥以②中的速度做匀速直线运动,则它从刚到刻度尺上“70”刻度到完全通过“80”刻度所用的时间为_______s。
【答案】(1)a
(2)下落时间/(s)
(3)锥角较大的纸锥
(4) 增大 相同的时间内通过的路程变大 0.4 0.375
【详解】(1)为了比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放,图乙a中两纸锥的下端高度相同,图乙b中两纸锥的上端高度相同,故应选图乙a的位置释放。
(2)根据可知,测量纸锥下落的速度还需要知道其下落的时间。
(3)纸锥下落快,时间较难测量,可以换用锥角较大的纸锥,增大空气阻力,以增大纸锥下落的时间,便于时间的测量。
(4)①[1][2]由图丙可知,纸锥从A到D的运动过程中,在相同的时间内通过的路程是越来越长,故速度逐渐增大。
②由图丙可知,刻度尺的分度值为1cm,从E到F过程中,纸锥运动的路程
运动的时间为0.5s,则速度为
③由图丙可知,纸锥的长度为5.0cm,则纸锥完全通过刻度尺上“70”到“80”段的路程为这段路程与纸锥的长度之和,所以,纸锥完全通过刻度尺上“70”到“80”段的路程
若纸锥从E到F过程速度保持不变,它完全通过刻度尺上“70”到“80”段所用时间
四、计算题
21.小熊驾车前往西安,图乙是他看到高速公路边上的标示牌:
(1)标识牌上“80”指的是?若当时汽车的速度仪表指针如图甲所示,则汽车是否超速行驶?
(2)若小熊驾车通过这段路程(从标示牌到西安)用了1h36min,则汽车的速度为多少km/h?
【答案】(1)
汽车在此路段的瞬时速度不能超过80km/h,属于超速行驶
(2)
75km/h
【详解】(1)[1]分析交通标志牌:圆形标志牌上的数字“80”表示该路段的最高限速,单位为km/h,即汽车在此路段的瞬时速度不能超过80km/h。
[2]读取速度仪表:由图甲可知,汽车速度仪表的指针指向“100”,单位为km/h,所以汽车当时的行驶速度,所以汽车当时属于超速行驶。
(2)由图乙可知,从该标志牌到西安的路程
汽车通过这段路程所用的时间
汽车的平均速度
22.K279次列车由北京开往十堰,从北京到十堰铁路长900km,根据列车运行时刻表回答下列问题:
车次
到、发站时间
北京
郑州
襄阳
十堰
K279
到站时间
—
19:09
3:42
6:00
发车时间
10:00
19:33
3:58
—
(1)此列车由郑州到襄阳所用的时间;
(2)此列车由北京到达十堰的平均速度;
(3)中途此列车以36km/h的速度穿越长度为1600m的一个隧道,列车全部在隧道中行驶的时间是150s,那么这列火车的长度是多少?
【答案】(1)8h9min
(2)45km/h
(3)100m
【详解】(1)设列车从郑州到襄阳的行驶时间为,由列车运行时刻表可知,列车19:33从郑州发车,次日3:42到达襄阳。则行驶时间
(2)北京到十堰的路程为,列车从北京到十堰的行驶时间为,列车10:00从北京出发,次日6:00到达十堰,行驶时间
由可知,列车的平均速度
(3)列车速度
设列车全部在隧道中行驶的路程为,由可知,列车全部在隧道中行驶时,实际通过的路程为
列车全部在隧道中行驶的路程等于隧道长度与列车长度的差,即,则列车长度
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第3节 物体运动的速度
目录
模块一 知识框架 1
模块二 知识精讲 2
知识点1:匀速直线运动 2
知识点2:变速直线运动与平均速度 4
知识点3:实验:测量物体运动的平均速度 9
模块三 方法技巧 12
技巧口诀:平均速度要记牢,总路程除总时间;路程时间要对应,不能只把速度平。 12
模块四 课后作业 13
模块一 知识框架
模块二 知识精讲
知识点1:匀速直线运动
1.直线运动的探究
频闪照相机每隔相等时间(10s)曝光一次,记录小车沿直线运动的位置。
观察图片可见:小车沿直线运动,相邻两次曝光时间(10s)内通过运动路程(200m)完全相等。
2. 匀速直线运动的概念
在物理学中,一个物体沿着直线运动,在任意相同时间内,通过的路程始终相等,这样的运动叫做匀速直线运动。
匀速直线运动是最简单的机械运动,是研究复杂运动的基础。
匀速直线运动在生活中并不常见,但有些运动可以近似看作匀速直线运动,如旅客站在自动扶梯上缓缓移动、列车在平直轨道上快慢不变地行驶等。
3.匀速直线运动的特征
①运动路线是直线,运动方向保持不变;
②运动的快慢保持不变,速度的大小和方向都不变;
③在任意相等的时间内通过的路程都相等,通过任意相等的路程所用时间相等;
④通过的路程与所用的时间成正比。v = s/t ,即v是个定值。
4.匀速直线运动的速度
(1)对于匀速直线运动,无论选取多么小的时间间隔,所计算出的速度都不变。所以,匀速直线运动是速度不变的运动。
例如:汽车的驾驶仪表盘上安装着速度显示装置,它可以显示汽车的行驶速度。如果显示装置
的指针如下图所示,汽车保持这个速度行驶,经过 3 h 能行驶多远?
解:根据速度公式 υ = s/ t 进行求解。已知速度 υ 和时间 t,则时间 t 内通过的路程 s = υt。故汽车经过 3 h 行驶的路程
s = υt = 80km/h×3h = 240 km
(2)在匀速直线运动中,速度大小只在数值上等于路程与时间的比值,而与路程和时间的变化无关——速度的大小由运动物体本身决定,v = s/t 是速度的计算式,而不是决定式。
5.匀速直线运动的图像
类型
s-t图像
v-t图像
图像
说明
是一条过原点的倾斜直线,说明路程与时间成正比。
图像的斜率表示速度的大小,斜率越大速度越大。
是一条与时间轴平行的水平直线。
说明速度保持不变,与纵轴的交点即为速度的大小
图
像
在匀速直线运动中,任何时刻物体的速度都相等,即不能认为速度与路程成正比,与时间成反比。
【典例1】 关于一个做匀速直线运动的物体,下列说法正确的是( )
A.物体通过的路程越长,运动的速度一定越大
B.物体运动的速度越大,通过的时间一定越短
C.物体运动的速度和路程成正比,与时间成反比
D.物体运动的速度的大小是一个定值,与通过的路程和所用的时间无关
【变式1】 下列物体的运动情况可近似看作匀速直线运动的是( )
A.竖直向上抛出的排球
B.在水平直道上匀速行驶的观光车
C.从树上加速落下的苹果
D.在空中做匀速圆周运动的无人机
【变式2】 一个做匀速直线运动的物体4s内通过20m的距离,那么它在前2s内速度是( )
A.5m/s B.10m/s C.80m/s D.无法确定
【变式3】甲乙两名同学进行百米赛跑。假如把他们的运动近似看成匀速直线运动,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后,他们的位置如图所示。在这段时间内,甲乙两人运动路程与时间的关系图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
知识点2:变速直线运动与平均速度
1.变速直线运动的探究
请看一位同学百米赛跑的运动过程,计算这位同学每个时间段内的速度。
该同学每个时间段内的速度
对应时刻/s
0
3
5
7
9
12.5
路程 s/m
0
15
20
17
18
30
时间 t/s
速度 υ/(m/s)
通过计算,得到,即该同学在运动过程中速度在发生变化。
2.变速直线运动的概念
(1)物体沿直线运动时,其速度的大小经常发生变化,即在相等的时间内物体通过的路程并不相等,这种运动叫做变速直线运动。
(2)变速直线运动实例:
(3)变速直线运动和静止图像
静止图像
匀加速直线运动
变速直线运动
3.平均速度
(1)定义:在变速直线运动中,许多情况下不需要精确地考察每一个时刻运动的情况,也可以用速度公式描述物体运动的快慢。在变速运动中,用物体通过某段总路程与通过这段路程所用总时间之比来表示物体在这段路程上的平均速度。
(2)平均速度公式:(s表示通过的路程、t表示通过这段路程所用的时间、表示物质在这段时间内的平均速度)
(3)平均速度的理解
①时间和路程要对应,总时间包括中间停留或休息的时间;
②由于变速运动的速度是变化的,所以在不同路程或某段时间对应的平均速度一般不同。
(4)生活中平均速度的应用 —— 区间测速
如:图中高速公路上的区间测速测的就是平均速度。日常所说的物体的速度,许多情况下指的也是平均速度。
原理:从公式可知,测算平均速度一般需要测量路程和时间两个物理量。在公路一段固定距离的路段两端分别放置一个摄像头,当车辆经过这两个摄像头时都会被拍照。系统根据这两张照片的拍摄时刻就能算出车辆通过这段距离的时间,从而算出车辆的平均速度。这就是区间测速的原理。
车辆在该区间内的行驶时间为: t=t2-t1 ,车辆在该区间内的平均建度为 v=s/t=s/(t2-t1)。
如果车辆的平均速度大于该区间的限速值,则表示车辆在该区间内超速。
4.动物世界里的速度
猎豹是短跑冠军,速度可达 31m/s
藏羚羊奔跑速度可达22m/s
游隼向下偷冲的速度为98.6m/s
雨蒸是长距离飞行较快的鸟,速度约为48/m/s
蛇鸟跑得极快,速度可达20/m/s
旗鱼是游洋中的游泳冠军,速度可达28m/s
①平均速度不是速度的算术平均值,必须用总路程除以总时间来计算。
②计算平均速度时,必须指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度,路程和时间要一一对应。
③总时间包括物体在中途停留的时间。
【典例2】 关于平均速度的下列说法中正确的是( )
A.平均速度与运动路程和时间无关
B.平均速度必须所属哪一段路程或时间
C.用平均速度能精确描述物体运动的快慢
D.匀速直线运动各段路程内的平均速度不相等
【变式1】如图所示,记录的是两辆汽车在平直公路上行驶时,通过的路程。分析图片,可以判断出( )
A.两车都在做匀速直线运动
B.两车都在做变速直线运动
C.内,两车的平均速度相等
D.内,两车的平均速度不相等
【变式2】物体在前一半路程的速度是8m/s,后一半路程的速度为12m/s,则整个过程中,物体运动的平均速度为( )
A.10m/s B.11.2m/s C.9.6 m/s D.15.6 m/s
【变式3】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.0~8s,小车平均速度是1.2m/s B.0s~5s,小车的平均速度是0.4m/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
【变式4】T114次列车运行时刻表如右表所示,由表信息可知( )
停靠站
到达时刻
开车时刻
里程/
上海
……
0
蚌埠
486
济南
966
北京
……
1463
A.列车从蚌埠至济南的路程为
B.列车从上海至北京行程历时
C.列车正行驶在从济南至北京的路途中
D.列车从蚌埠至济南的平均速度为
知识点3:实验:测量物体运动的平均速度
1.实验原理:
2.实验器材:斜面、小木块、长木板、小车、刻度尺(量程 0~ 1 000 mm,分度值 1 mm)、秒表(停表)、可移动挡片(金属片)。
3.实验步骤
(1)组装实验装置
将长木板的一端用小木块垫起,形成一个斜面,使它保持较小的坡度,选取小车为研究对象;在斜面底端放置可移动挡片(金属片),用于确定小车运动的终点并准确测量时间。
(2)测量小车在轨道上运动全程的平均速度:
①将小车置于斜面顶端,可移动挡片移至斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s₁;释放小车,同时启动秒表,小车撞击挡片时,停止计时,读出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间。
②释放小车,同时启动秒表,小车撞击挡片时,停止计时,读出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间 t1;用刻度尺测出小车运动路程 s1。重复3次实验,将数据记录在表格中。
实验次数
路程s/m
时间t/s
平均速度υ(/ m/s)
平均速度υ(/ m/s)
1
0.9
5
0.18
0.18
2
0.9
4.9
0.18
3
0.9
4.8
0.19
③根据计算小车运动全程的平均速度。
(3)测量小车在轨道上前半程运动的平均速度:
①将可移动挡片移至斜面中部,测出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间t2;用刻度尺测出小车运动路程s1。
②将数据记录在表格中,计算小车在轨道上前半程运动的平均速度。
实验次数
路程s/cm
时间t/s
平均速度υ(/ m/s)
平均速度υ(/ m/s)
1
0.45
3
0.15
0.15
2
0.45
2.9
0.16
3
0.45
3
0.15
(4)利用数据,计算出小车通过下半段路程s3的平均速度。
s3=s1-s2=0.90m-0.45m=0.45m
t3=t1-t=5s-3s=2s
(5)比较 、、的大小,分析小车在斜面上的运动情况。
三者关系为:> >
4.实验结论:小车在斜面上做变速直线运动,在不同的路段,小车平均速度的大小不同。
小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大,即做的是变速直线运动(或加速直线运动)
5. 注意事项
①斜面应保持较小的坡度,使小车运动慢一些,便于准确测量时间,减小时间测量的误差;同时也不能太小,太小小车可能不动。
②小车每次应从斜面的同一位置由静止释放;
③金属片的作用是确定终点位置,使小车停止并准确记录时间;
④测量过程中不能改变斜面的坡度。
5. 实验改进:
实验中,在轨道顶端固定一个位移传感器,可实时测量传感器到小车的距离。若传感器每秒测量25次,计算机将自动计算出每个0.04s内的平均速度,并标在坐标系上,用光滑曲线连接。从图像可看出小车运动过程中速度随时间的变化情况。
在测量物体运动的平均速度的实验中,小车运动的路程可提前测量,别忘根据刻度尺的分度值进行估读
【典例3】如图,“探究小车从斜面下滑时速度的变化”的实验,下列做法中,能有效减少时间测量误差的是( )
A.将斜面等分成更多段 B.适当减小斜面的坡度
C.换用质量更大的小车 D.听到撞击挡板声停表
【变式1】关于 “测量平均速度” 的实验原理和器材,下列说法正确的是( )
A.实验原理是,其中 s 表示物体运动的位移
B.实验中只能用刻度尺测量路程,用秒表测量时间
C.斜面坡度越大,小车运动时间越长,测量误差越小
D.金属片的作用是使小车及时停下,便于准确测量时间
【变式2】如图所示,在测量物体运动的平均速度的实验中,小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )
A.图中刻度尺的测量范围为0~10cm
B.下滑过程中,以斜面为参照物,小车是静止的
C.小车在AB段平均速度为20cm/s
D.若让小车过了B点才停止计时,则测得的AB段平均速度会偏大
【变式3】如图是测量平均速度的实验装置,小车由运动到,分别测得相关数据得到的图像。则关于该实验说法不正确的是( )
A.实验装置中还缺少的测量仪器是刻度尺和秒表
B.小车在段的速度逐渐变小
C.如果将斜面右端的垫块升高,会导致段的平均速度变大
D.小车在段的平均速度为0.5m/s
模块三 方法技巧
技巧口诀:平均速度要记牢,总路程除总时间;路程时间要对应,不能只把速度平。
解释:
1. 平均速度的计算:平均速度 v̄ = s/t 中的 s 是总路程,t 是总时间(包括停留时间)。
不能把各段速度取平均值作为全程的平均速度。
2. 实验注意事项:
①斜面坡度要小,便于准确测量时间;
②小车从同一位置由静止释放;
③多次测量求平均值减小误差;
④金属片确定终点。
易错点:
①误将速度平均值当作平均速度(必须用总路程÷总时间);
②s 与 t 不对应(路程与时间必须对应同一段运动过程);
③忘记算停留时间(总时间包括中途停留)。
模块四 课后作业
一、单选题
1.下列物体的运动属于匀速直线运动的是( )
A.正在进站的火车
B.抛出的铅球
C.在平直轨道上匀速行驶的列车
D.绕地球匀速转动的卫星
2.下列关于速度的说法正确的是( )
A.速度是表示物体运动长短的物理量
B.高速公路上的区间测速测的是平均速度
C.裁判员是用“相同时间比路程”来判断的运动员运动的快慢
D.物体在任意相同时间内通过的路程始终相等,这样的运动叫做匀速直线运动
3.匀速直线运动中,由速度公式 可知( )
A.路程越大,其速度越大
B.时间越长,速度越小
C.路程与时间成正比
D.速度的大小随时间或路程的变化而变化
4.《龟兔赛跑》新篇:兔子和乌龟自从上次赛跑后成为了好朋友,于是在以后的旅行中,陆地上兔子背着乌龟跑,在水中乌龟驮着兔子游,兔子和乌龟因此都走得更快更远了,实现了共赢,当兔子背着乌龟在陆地上奔跑时,下列说法正确的是( )
A.兔子始终比乌龟跑得快
B.兔子和乌龟都走得更快更远了都是兔子的功劳
C.乌龟的平均速度比兔子的平均速度大
D.兔子和乌龟保持相对静止
5.一辆小汽车在平直道路上启动时,第1s内通过的路程为2m,第2s内通过的路程为3m,第3s内通过的路程为5m,则下列说法中正确的是( )
A.小汽车做的是匀速直线运动
B.小汽车在前2s内的平均速度是2.5m/s
C.小汽车在第2s内的平均速度是5m/s
D.小汽车在前3s内的平均速度是5m/s
6.如图所示,是某运动员在100m比赛中从起点到终点记录的五段运动情况,下列判断正确的是( )
A.运动员在比赛中做匀速直线运动 B.运动员先做加速运动,后做减速运动
C.运动员在15m到35m这一段跑得最快 D.运动员全程的平均速度为8.5m/s
7.周末,爸爸骑摩托车载着轩轩去奶奶家,前三分之一的路程速度为10m/s,后三分之二的路程速度为30m/s,则全程的平均速度为( )
A.20m/s B.15m/s C.18m/s D.33m/s
8.下图中反映了一些物体的运动状态,描述物体处于匀速直线运动状态的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
9.如图在测量小车运动的平均速度的实验中,说法正确的是( )
A.实验中斜面应该陡一些
B.小车下滑过程是匀速直线运动
C.测量BC段平均速度,可由B点静止释放
D.在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止,测得AB段的平均速度会偏小
10.一物体沿直线运动,第1秒内前进了2米,在以后4秒内前进了8米,那么这个物体( )
A.一定在做匀速直线运动
B.可能是做匀速直线运动
C.先做匀速直线运动,后做变速直线运动
D.一定不做匀速直线运动
11.如图所示,在2025年5月28日举行的亚洲田径锦标赛女子100米决赛中,中国选手梁小静以11秒37夺得冠军。下列说法中正确的是( )
A.决赛过程中,梁小静一直在做匀速直线运动
B.裁判判定梁小静获得冠军,是根据相同路程比时间来判定的
C.在100m决赛中,梁小静的平均速度约为
D.在100m决赛中,梁小静冲刺的最大速度约为
12.兴趣小组的同学拍摄了汽车向右运动的频闪照片,如图所示,A、B、C、D表示汽车在相等的时间间隔所在的位置,若拍照的时间间隔为0.2s,每小格的长度为1m。下列说法正确的是( )
A.汽车从A点到D点做匀速直线运动
B.汽车在运动过程中的速度越来越慢
C.汽车从A点运动到D点的时间为0.8s
D.汽车从A点运动到D点的平均速度为90km/h
13.甲、乙两物体,同时同地出发向南做直线运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.2~5s内乙匀速直线运动 B.0~2s内以甲为参照物,乙向北运动
C.3s时甲比乙的速度快 D.0~5s内甲和乙的平均速度一样大
14.如图所示,在“测量物体运动的平均速度”实验中,使小车从斜面A点由静止自由下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点时对应的时刻。下列说法正确的是( )
A.斜面坡度越大,越便于测量时间
B.小车在BC段的平均速度为5cm/s
C.小车从A点到C点的过程中做匀速直线运动
D.若小车过了A点才开始计时,则测出小车在AC段的平均速度将偏大
15.用“频闪摄影”可记录运动物体间隔相同时间的不同位置,如图所示是甲、乙两车在平直的公路上行驶时的频闪照片。以下说法正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.整个过程,甲车的平均速度等于乙车的平均速度
C.在0~10s内以甲车为参照物,乙车向右运动
D.乙车在第20s的速度等于到达600m时的速度
16.甲、乙、丙三辆小车同时同地同向运动,它们的运动图像分别如图1和图2所示,由图像可知( )
A.甲和丙的速度相同
B.若以乙车为参照物,则甲车向后运动
C.若乙和丙运动的时间相同,则乙和丙运动的路程之比为2∶3
D.甲是变速直线运动,乙和丙是匀速直线运动
二、填空题
17.如图所示,一个水滴下落过程中先后经过A、B、C三点,水滴通过AB、BC所用时间均为0.1 s。水滴由A位置下落到C位置的平均速度为________ m/s。该水滴下落过程做________(选填“匀速直线”或“变速直线”)运动。
18.(1)图甲为“第五章物体的运动”部分内容的梳理图,根据机械运动的分类(1)处应填写________,(2)处应填写________。
(2)图乙是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片。频闪照相机每隔相同时间闪拍一次,分析照片可知:从A点到D点共运动________cm,由照片可以判断小球在BC两点之间比在CD两点之间运动得慢,你的理由是________________。
三、实验题
19.如图是"测量小车运动平均速度"的实验装置,小车从斜面顶端处由静止下滑并开始计时,图中的小车上方的数字是小车到达、、三处时电子表的示数(数字分别表示“时:分:秒”),则:
(1)该实验的原理是______________________;
(2)根据图中数据,计算小车在段的平均速度是___________;
(3)请根据实验数据判断,小车从A点运动到C点过程中做___________(选填“匀速”或“变速”)直线运动;为测量小车运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而算出小车下半程的平均速度,你认为他的做法是否正确,并说明理由____________________________________________。
(4)实验中发现小车运动时间过短,不利于数据测量,为了解决这个问题,你的操作是_______________________________________________________。
20.取两张等大的圆形纸,分别剪两个大小不等的扇形如图甲所示,再将它们做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
(1)为了比较纸锥下落的快慢,可将纸锥按如图乙_______(选填“a”或“b”)所示的位置释放。
(2)为了测纸锥下落的速度,设计了如下所示的表格,表格中①处填_______。
运动物体
下落高度s/(m)
①
速度
大纸锥
小纸锥
(3)在测量纸锥下落速度的过程中,发现纸锥下落的时间较难测准,可采用_______进行实验。
(4)在测量纸锥下落的速度时,晓华用每隔0.5s拍摄1次的相机,拍得如图丙所示的照片,右侧为纸锥从E到F过程的放大图。由图像可知:
①纸锥从A到D速度逐渐_______,原因是_______。
②从E到F过程中,纸锥运动速度为_______m/s。
③若纸锥以②中的速度做匀速直线运动,则它从刚到刻度尺上“70”刻度到完全通过“80”刻度所用的时间为_______s。
四、计算题
21.小熊驾车前往西安,图乙是他看到高速公路边上的标示牌:
(1)标识牌上“80”指的是?若当时汽车的速度仪表指针如图甲所示,则汽车是否超速行驶?
(2)若小熊驾车通过这段路程(从标示牌到西安)用了1h36min,则汽车的速度为多少km/h?
22.K279次列车由北京开往十堰,从北京到十堰铁路长900km,根据列车运行时刻表回答下列问题:
车次
到、发站时间
北京
郑州
襄阳
十堰
K279
到站时间
—
19:09
3:42
6:00
发车时间
10:00
19:33
3:58
—
(1)此列车由郑州到襄阳所用的时间;
(2)此列车由北京到达十堰的平均速度;
(3)中途此列车以36km/h的速度穿越长度为1600m的一个隧道,列车全部在隧道中行驶的时间是150s,那么这列火车的长度是多少?
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