专题01 机械运动(举一反三·讲义)物理人教版八年级上学期期中复习
2026-09-10
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精品
内容正文:
专题01 机械运动
目录
考情速递 2
知识速记 2
重难知识精讲 3
知识点1:长度和时间的测量 3
知识点2:运动的描述——参照物与相对性 7
知识点3:运动的快慢——速度 10
知识点4:测量平均速度(核心实验) 13
知识点5:运动图像的分析与应用 20
知识点6:速度的综合计算(过桥、相遇、追及) 25
易错知识突破 30
方法技巧汇总 30
巩固训练 31
—————————————❇考情速递❇—————————————
考情维度
详细说明
专题定位
八年级上册期中考试开篇基础模块,是学生接触物理的第一个专题,难度中低档,以概念理解和简单计算为主。本专题涵盖长度与时间的测量、参照物与运动描述、速度的概念与计算、平均速度的测量实验等内容。复习核心在于扫清概念误区、强化单位换算、规范实验操作,是期中考试的保底得分模块,应力争零失分。
分值占比
全卷占比15% - 20%,对应分值12 - 18分,选择题、填空题、实验题、计算题均有覆盖。
题型分布
选择题与填空题以概念辨析和单位换算为主(约占6 - 8分);实验题聚焦“测量物体运动的平均速度”(约占4 - 6分);计算题考查速度公式及变形公式的简单应用(约占4 - 6分)。
核心高频考点
1. 刻度尺的正确使用与读数(估读到分度值下一位);2. 参照物的选取与运动和静止的相对性判断;3. 速度的概念、公式及单位换算(1 m/s = 3.6 km/h);4. 测量平均速度的实验操作与数据处理;5. s-t图像和v-t图像的分析。
高频失分点
1. 刻度尺读数时忘记估读或估读位数不对;2. 混淆误差与错误的概念;3. 参照物判断中“研究对象”与“参照物”颠倒;4. 速度单位换算错误(m/s与km/h互换算错);5. 平均速度计算中误用“速度的平均值”代替“总路程/总时间”。
命题规律
贴合生活实景命题,拒绝纯理论默写,重点考查易混淆概念的辨析应用,情景化特征明显
—————————————❇知识速记❇—————————————
————————————❇重难知识精讲❇————————————
知识点1: 长度和时间的测量
1.长度的单位及换算
在国际单位制中,长度的基本单位是米(m)。常用单位及换算关系:
单位
符号
换算关系
千米
km
1 km = 10³ m
米
m
------
分米
dm
1 m = 10 dm
厘米
cm
1 m = 10² cm
毫米
mm
1 m = 10³ mm
微米
μm
1 m = 10⁶ μm
纳米
nm
1 m = 10⁹ nm
单位换算口诀:“km、m、dm、cm、mm”——相邻单位进率为10;mm→μm、μm→nm进率为10³。
2.刻度尺的正确使用
使用前:
看零刻度线:是否磨损(磨损时可从某一整刻度线开始测量)。
看量程:即测量范围。
看分度值:即相邻两刻度线之间的距离(决定了测量的精确程度)。
使用时:
放对:刻度尺有刻度的一边紧靠被测物体,与被测边平行,不能歪斜。
看对:读数时,视线要正对刻度尺,即视线与尺面垂直。
读对:读数时,要估读到分度值的下一位。若刚好对齐刻度线,需在准确值后添0。
记对:记录结果要有数值和单位。
甲 乙 丙 丁
【易错示例】 某刻度尺的分度值为1 mm,测量一物体长度为2.35 cm——其中2.3 cm为准确值,0.05 cm为估读值(分度值1 mm = 0.1 cm,估读到下一位即0.01 cm)。
注意:若刻度尺的零刻度线磨损,可从某一整刻度线开始测量,读数时减去起始刻度值。
3.停表的读数
停表(秒表)读数方法:内圈示数 + 外圈示数。
先读小盘:读分钟数,注意分针是否超过半分钟刻度线。
再读大盘:读秒数。若小盘分针未超过半分钟刻度线,大盘按0~30 s读数;若已超过,按30~60 s读数。
4.误差与错误
误差
错误
产生原因
测量工具、测量方法、测量者等因素
不遵守测量规则、读数粗心
能否避免
不可避免,只能减小
可以避免
减小方法
多次测量取平均值、选用精密仪器
端正态度、规范操作
核心结论:误差不是错误。误差只能减小,不能消除。
【典例1】下列计算过程正确的是( )
A. 7.2mm=7.2mm×10-3=7.2×103m
B. 15m=1.5×10-7=1.5×10-7μm
C. 2.5km=2.5km×105cm=2.5×105cm
D. 3.0×106cm=3.0×106×10-2m=3.0×104m
【答案】D
【详解】
A.,故A错误;
B.,故B错误;
C.,故C错误
D.,故D正确。
故选:D。
【变式1】如图所示是对测量物体长度时使用刻度尺的几种情况分析,其中使用方法正确的是( )
A. 甲图:刻度线没有紧贴被测物体 B. 乙图:刻度尺没有放正
C. 丙图:读数时,视线没有与刻度尺面垂直 D. 丁图:物体边缘没有对齐零刻度
【答案】D
【详解】
A.测量时应将刻度尺有刻度线的一端紧贴被测物体,甲图刻度线没有紧贴被测物体是错误的测量方法,故A错误;
B.测量时应将刻度尺与被测物体平行放置,乙图刻度尺没有放正是错误的测量方法,故B错误;
C.读数时视线应与刻度尺面垂直,丙图读数时,视线没有与刻度尺面垂直是错误的测量方法,故C错误;
D.测量时应将物体边缘对齐零刻度,零刻度缺损的,可以将物体边缘对齐其它刻度,丁图:物体边缘没有对齐零刻度是允许的,故D正确。
故选:D。
【变式2】下列关于误差的说法中,正确的是( )
A. 误差是由于测量方法错误造成的
B. 多次测量取平均值可以消除误差
C. 误差不可避免,但可以减小
D. 使用精密仪器可以避免误差
【答案】C
【详解】
误差是测量值与真实值之间的差异,不可避免,但可通过多次测量取平均值、使用精密仪器减小。故C正确,ABD错误。
故选:C。
【变式3】如图所示,停表大表盘的分度值是_______,停表的读数为________s。
【答案】 1s 140
【详解】
图中,大表盘上之间有10个小格,因此大表盘的分度值是1s;小表盘的分度值是1min,指针在2min和3min之间,而大表盘指针在20s,因此停表读数为2min20s,即140s。
【变式4】如图所示,刻度尺的分度值是___________,测量范围是_______;小明用刻度尺测量铅笔长度时的正确读数方法是__________(选填“A”或“B”),铅笔的长度应记作______________,其中准确值是___________,估读值是_________。
【答案】 1 0~10 B 7.44cm 0.04cm
【详解】[1]刻度尺相邻两刻度线间的距离是分度值,此尺1cm间有10个小格,分度值为1mm。
[2]刻度尺的最大测量值是10cm,则刻度范围是0~10cm。
[3]读数时视线应与尺面垂直。故B是正确的读数方法。
[4]刻度尺读数时要估读到分度值的下一位,铅笔末端对应刻度值为7.44cm。铅笔的长度应记为7.44cm。
[5][6]测量值由准确值加估读值组成,且读数时要估读到分度值的下一位,因此准确值是7.4cm。估读值是0.04cm。
知识点2:运动的描述——参照物与相对性
1.机械运动
定义:在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫做机械运动。
判断标准:一个物体相对于另一个物体的位置是否发生了变化。
2. 参照物
定义:判断物体是运动还是静止时,被选作标准的物体叫做参照物。
参照物的选取原则:
· 参照物的选取是任意的,可以是静止的物体,也可以是运动的物体。
· 不能选择研究对象本身作为参照物。
· 研究地面上物体运动时,通常以地面或地面上固定不动的物体为参照物。
判断方法:
· 若物体相对于参照物的位置发生了变化,则该物体是运动的。
· 若物体相对于参照物的位置没有变化,则该物体是静止的。
3. 运动和静止的相对性
对于同一个物体,选择的参照物不同,其运动情况可能不同。
经典示例:
· “看山恰似走来迎”——以船为参照物,山是运动的。
· “仔细看山山不动”——以地面为参照物,山是静止的。
· 同一座山,因参照物不同,运动状态不同——说明运动和静止是相对的。
4.机械运动易错点:下列现象不属于机械运动的是?
❌ 开水变凉(这是温度变化,不是位置变化)。
✅ 蚂蚁爬行(位置变化)。
✅ 花开过程(位置有微小变化,属于机械运动,但通常关注其生长这一生命运动,此题中严格按位置变化判断,严格说也属于,但通常初中物理更强调“位置”的宏观改变,“开水变凉”是经典反例)。
【典例2】机械运动是一种常见的运动,以下诗句中描写的不属于机械运动的是( )
A.一江春水向东流 B.孤帆一片日边来
C.一行白鹭上青天 D.梅花香自苦寒来
【答案】D
【详解】A.“一江春水向东流”,水的位置不断发生变化,是机械运动,故A不符合题意;
B.“孤帆一片日边来”,船的位置在发生变化,是机械运动,故B不符合题意;
C.“一行白鹭上青天”,白鹭的位置不断发生变化,是机械运动,故C不符合题意;
D.“梅花香自苦寒来”,梅花的位置没有发生变化,不是机械运动,故D符合题意。
故选: D。
【变式1】(多选)关于机械运动,下列说法正确的是( )
A.空气的流动属于机械运动
B.运动路线是直的、运动路程不变的运动才是机械运动
C.一个物体,位置改变就是运动的,位置没有改变就是静止的
D.判断一个物体是否运动和怎样运动,离开了参照物就失去了意义
【答案】AD
【详解】
A.空气相对于地面发生了位置的改变,属于机械运动,故A正确;
B.做机械运动的物体的运动轨迹可以是直的,也可以是弯的,故B错误;
CD.物体的运动是相对的,描述一个物体的运动必须有参照物,否则无法确定这个物体的运动情况,故C错误,D正确。
故选:AD。
【变式2】关于参照物,下列说法正确的是( )
A.只有静止的物体才能作为参照物
B.只有地面上的物体才能被选作参照物
C.不能选研究对象本身作为参照物
D.选择的参照物不同,同一物体的运动状态一定不同
【答案】C
【详解】
AB.参照物可任意选择,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体,具体选哪一种物体为参照物,是以研究问题的方便而定的,故AB错误;
C.参照物不能选择研究的物体本身,因为物体本身相对于自己始终是静止的,没有研究价值,故C正确;
D.一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参照物,所选取的参照物不同,得到的结论也不一定相同,故D错误。
故选:C。
【变式3】小明乘坐大巴,他正对车窗固定好照相机,先拍到图甲,再拍到图乙,两张照片均拍到同一路灯和同样两辆小汽车X、Y。以下判断错误的是( )
A.以Y车为参照物,X车向西行驶 B.以X车为参照物,Y车向西行驶
C.以地面为参照物,X、Y两车都向东行驶 D.以地面为参照物,X车的行驶速度比Y车的大
【答案】A
【详解】
A.对比甲乙两图,以Y车为参照物,X车位置发生了变化,向东行驶,故A错误,A符合题意;
B.对比甲乙两图,以X车为参照物,Y车位置发生了变化,向西行驶,故B正确,B不符合题意;
C.对比甲乙两图,X、Y两车位置都发生了变化,都向东行驶,故C正确,C不符合题意;
D.以地面为参照物,X车的位置移动的距离大于Y车位置移动的距离,则X车的行驶速度比Y车的大,故D正确,D不符合题意。
故选:A。
【变式4】如图所示,去年春节联欢晚会舞台上,AI机器人给我们带来了一场科技与艺术相结合的扭秧歌表演。在表演抛手绢时,机器人在舞台上的动作整齐划一,以机器人A为参照物,机器人A手中抛出去的手绢是 的,此时机器人B是 的(前两个空选填“运动”或“静止”),这一现象说明运动和静止是 的。
【答案】运动 静止 相对
【详解】
[1][2]以机器人A为参照物,机器人A手中抛出去的手绢相对于机器人A的位置发生了变化,所以手绢是运动的;此时机器人B相对于机器人A的位置没有发生变化,所以机器人B是静止的。
[3]由于参照物不同,物体的运动状态不同,所以物体的运动和静止都是相对的,物体的运动和静止是相对于参照物而言的。
知识点3:运动的快慢——速度
1. 速度的概念
物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。
定义:在物理学中,把路程与时间之比叫做速度。
公式:v = s / t
变形公式:
· 求路程:s = vt
· 求时间:t = s/v
单位:
· 国际单位:米/秒(m/s)
· 常用单位:千米/小时(km/h)
· 换算关系:1 m/s = 3.6 km/h
2. 常见速度估测
物体
速度
物体
速度
人步行
约1.1 m/s(4 km/h)
自行车
约5 m/s(18 km/h)
汽车
约20 - 30 m/s
高速列车
约80 - 100 m/s
声音(空气中)
340 m/s
光
3×10⁸ m/s
3. 匀速直线运动
定义:物体沿着直线,快慢不变的运动叫做匀速直线运动。
特点:
· 运动路径是直线。
· 速度大小保持不变(任意相等时间内通过的路程相等)。
匀速直线运动的速度:是一个定值,与路程和时间无关。
4. 平均速度
定义:物体在某段路程(或某段时间内)运动的平均快慢程度。
公式:v = s总 / t总
注意:平均速度不是速度的平均值!
【错误示例】 某物体前一半路程速度为v₁,后一半路程速度为v₂,则全程平均速度为(v₁ + v₂)/2。
【正确解法】 v = s总/t总 = s / ( s / 2v₁ + s / 2v₂) = 2v₁v₂/(v₁ + v₂)
【典例3】水中游动最快的旗鱼,速度可达108km/h;空中飞行最快的海燕,每分钟飞行5km;陆地上跑得最快的猎豹,1s可跑40m,比较它们速度的大小( )
A.猎豹最大 B.海燕最大 C.旗鱼最大 D.三者一样大
【答案】B
【详解】
旗鱼的速度:
猎豹的速度:
海燕的速度:
海燕的速度最快。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选:B。
【变式1】学校运动会百米比赛,观众看到小明跑在最前面,判定小明跑得最快。比赛结束后,裁判根据小明12s的比赛成绩优于其他运动员,判定小明跑得最快。观众和裁判判断快慢的方法是( )
A.观众:相同时间比路程;裁判:相同时间比路程
B.观众:相同时间比路程;裁判:相同路程比时间
C.观众:相同路程比时间;裁判:相同时间比路程
D.观众:相同路程比时间;裁判:相同路程比时间
【答案】B
【详解】
观众看到小明跑在最前面,是在相同的比赛时间内,比较运动员通过的路程,小明通过的路程更长,所以判定他跑得快;裁判是在相同的100米路程下,比较运动员所用的时间,小明用时12s更短,所以判定他跑得快。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【变式2】关于匀速直线运动的速度公式,下列说法正确的是( )
A.物体通过的路程s越长,其速度v越大
B.物体运动所用的时间t越短,其速度v越大
C.物体运动的速度与路程成正比,与时间成反比
D.物体运动的速度可由、计算得到,但不受、的影响
【答案】D
【详解】
匀速直线运动的核心特点是速度大小始终保持不变,和物体通过的路程s、运动时间t都没有关系;公式只是速度的计算式,只用来通过s和t计算v的大小,不是速度的决定式。 对选项逐一分析:
A.匀速直线运动速度不变,路程变长不代表速度变大,故A错误;
B.匀速直线运动速度不变,运动时间变短不改变速度大小,故B错误;
C.匀速速度恒定,不随路程、时间变化,不存在“和路程成正比、和时间成反比”的关系,故C错误;
D.速度可以通过计算,但大小不受影响,符合匀速直线运动的特点,故D正确。
故选:D。
【变式3】月球是地球唯一的天然卫星。1970年,我国第一颗人造卫星东方红一号成功发射升空,标志着我国踏上了现代航天事业的征程。1978年8月1日,沉睡了2400余年的曾侯乙编钟(如图)首次公开奏响,开篇曲目便是大家熟悉的《东方红》。月球绕地球的轨迹模型如图所示,地球与月球之间的距离约为3.8×108m,月光的传播速度约为3×108m/s,则月光从月球表面到达地面的时间约为( )
A.0.79s B.1.27s C.7.90s D.12.70s
【答案】B
【详解】
根据,月光从月球表面到达地面的时间约为:
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【变式4】暑假期间小明爸爸带小明驾车去庆阳游玩,所乘汽车的速度表如图1所示,小明看见路边一个交通标志牌,如图2所示。
(1)图1是汽车速度表,表中显示的速度为_________,图2方形牌中的“庆阳24km”表示的意思是:此地距离庆阳24km。图2圆形牌中的“70”表示的物理意义是:_________________________________;
(2)若汽车以速度表上的速度匀速行驶,从交通标志牌处到庆阳需要多少小时?
(3)汽车从标志牌到庆阳实际行驶了24min,汽车是否超速?
【答案】50km/h;限速70 km/h;0.48小时;没有超速
【详解】
(1)由图1中汽车速度表可知,速度表数值的单位为km/h,速度表指针指在50刻度处,所以表中显示的速度为50 km/h。
图2圆形牌为限速标志,圆形牌中的“70”表示的物理意义是:限速70 km/h。
(2)图2方形牌中的“庆阳24km”表示的意思是:此地距离庆阳24km,若汽车以速度表上的速度匀速行驶,从交通标志牌处到庆阳需要时间为:
(3)汽车从标志牌到庆阳实际行驶了24min,汽车的速度为
由于60km/h < 70km/h,所以汽车没有超速。
知识点4:测量平均速度(核心实验)
1. 实验原理
v = s/t
用刻度尺测路程s,用停表测时间t,计算平均速度。
2. 实验器材
小车、长木板、小木块(垫块)、金属片、刻度尺、停表。
3. 实验装置
将长木板的一端用小木块垫起,形成一个坡度较小的斜面。小车从斜面顶端由静止释放,金属片放在斜面底端作为停止位置的标志。
4. 实验步骤
① 将小车放在斜面顶端,车头对准标记处。
② 用刻度尺测出小车将要通过的路程s₁。
③ 释放小车的同时开始计时,小车撞击金属片时停止计时,记录时间t₁。
④ 根据v = s/t计算平均速度。
⑤ 重复实验,取平均值减小误差。
5. 实验要点
要点
原因
斜面倾角要小
使小车运动变慢,方便测量时间,减小误差
小车从同一高度由静止释放
控制变量,保证每次到达底端的速度相同
金属片的作用
使小车准确停止,便于测量时间
多次测量取平均值
减小误差
6. 实验结论
· 小车沿斜面由顶端运动到底端的过程中,速度越来越大(做加速运动)。
· 小车在不同路程内的平均速度一般不同。
· 上半段路程的平均速度小于下半段路程的平均速度(下半段更快)。
【典例4】在“测量物体运动的速度”的实验中,某同学利用如图所示装置,用来测量小车从斜面上滑下时的平均速度,把斜面的右端用木块垫起,已知斜面AC的长度为160cm,B点是斜面AC的中点;实验时,将小车放置在斜面A点,松手后,小车依次通过A、B、C三点的时间(停表每格为2s)如图所示,在小车下滑过程中,下列说法不正确的是( )
A.以金属片为参照物,小车是运动的
B.为了便于计时,应将木块向右端移动一点
C.小车通过全程的平均速度为15cm/s
D.小车在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度
【答案】C
【详解】A.以金属片为参照物,小车的位置发生了变化,因此小车是运动的,故A正确,不符合题意;
B.斜面坡度越大,小车在斜面上的速度越快,在斜面上的运动时间越短,不方便测量时间,因此为了便于计时,应使斜面的坡度较小,即应将木块向斜面右端移动一点,故B正确,不符合题意;
C.已知AC段的长度为sAC=160cm,AC段所用的时间为tAC=16s,则AC段即全程的平均速度为
故C错误,符合题意;
D.AB段所用的时间为10s,BC段所用的时间为6s,AB段和BC段的路程相等,由可知小车在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度,故D正确,不符合题意。
故选:C。
【变式1】如图是苹果下落过程中拍摄的频闪照片,相机每隔0.1s曝光一次,由此可判断苹果的运动是_______运动(选填“匀速”或“变速”)。照片上d与a的间距,所对应的苹果的实际运动路程为50cm,则苹果在da这段路程上的平均速度是_________m/s。苹果在dc段的平均速度________(选填“大于”或“小于”、或“等于”)在ba段的平均速度。
【答案】 变速 1.25 小于
【详解】
[1]由频闪照片可以看出,苹果在相同时间内通过的路程越来越大,所以它做的是变速运动。
[2]d到a之间有4个时间间隔,即d到a的时间为
则苹果在da这段路程上的平均速度为
[3]由频闪照片可以看出,苹果在相同时间内通过的路程越来越大,即苹果的速度越来越大,即苹果从d运动到a的过程中做加速运动,故苹果在dc段的平均速度小于在ba段的平均速度。
【变式2】为比较纸锥下落快慢,用两个相同的纸片分别裁去一个扇形,如图甲,做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
(1)实验时应选择图乙___________(选填“a”或“b”)中所示的位置,将两个纸锥从同一高度同时释放,通过比较下落至地面的___________来比较纸锥下落的快慢,这种比较方法实质是___________(选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)。
(2)实验中发现纸锥下落的时间很难测量,提出以下两种解决方案,可行的是___________。(填字母)
A.提高开始下落的高度
B.采用多次测量时间取平均值的方法
(3)如图丙所示是用频闪相机拍下某一纸锥下落过程的照片,纸锥从A下落到B的过程做___________(选填“匀速”或“变速”)运动,判断的依据是___________。
已知照相机每隔0.2 s曝光一次,照片与实际物体的尺寸大小之比为1∶8,测得照片上B、D之间距离为2 cm,则纸锥在BD段的平均速度为___________m/s。
【答案】(1) a 时间 相同路程比时间 (2)A (3)变速 相同时间内通过的路程不同 0.4
【详解】
(1)实验需要保证两个纸锥从同一初始高度下落,即纸锥的下端离地面的高度相同,因此选图a;
两个纸锥从同一高度释放,通过比较下落至地面的时间来比较快慢,用时少的,下落得快;
这种方法,下落总路程相同,比较时间,实质是相同路程比时间。
(2)A.纸锥下落时间难测量的原因是下落过快、总时间过短,提高下落起始高度,会增大下落路程,延长下落总时间,方便测量时间,故A符合题意;
B.多次测量取平均值只能减小误差,无法解决“时间太短难以测量”的问题,故B不符合题意。
故选A。
(3)由图丙可知,A到B过程中,频闪相机每次曝光的时间间隔相同,但纸锥通过的路程不相等,即相同时间内通过的路程不同,因此是变速运动;
照片中BD距离,实际路程
B到D共2个曝光间隔,总时间
平均速度
【变式3】物理兴趣小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟“测量小车的平均速度”,如图所示,图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时间的情形,显示时间的格式是“时:分:秒”。
(1)该实验的原理是________________。
(2)实验中要使斜面坡度较_____________(选填“大”或“小”)是为了______________。
(3)小车从甲到丙的距离为__________,平均速度为___________。
(4)小明在实验时,一只手操作秒表,另一只手释放小车,由于紧张,按下秒表的同时总会把小车向后拉一点才松开小车,这样操作会导致计算出的平均速度_________(选填“偏大”或“偏小”)。
(5)通过计算可知,小车在整个运动过程中作________________(选填“匀速直线运动”或“变速直线运动”)。
【答案】(1);
(2) 小;减小小车下滑速度,延长运动时间,方便准确测量时间;
(3)90.0;15;(4)偏小;(5)变速直线运动
【详解】
(1)平均速度的定义式,通过测量路程s和时间t计算速度。
(2)坡度小,小车滑得慢,计时误差更小。
(3)刻度尺分度值为1cm,刻度尺要估读到分度值下一位,故读数为,甲时刻为00:05:04,丙时刻为00:05:10,故用时,平均速度为
(4)计算时,路程取甲到丙的刻度差,测得的时间比小车从甲到丙的实际运动时间偏大,由,算出的平均速度偏小。
(5)甲到乙:,,故
乙到丙:,,故
两段速度不同,小车速度越来越大,做变速直线运动。
【变式4】如图甲是“测量小车运动的平均速度”的实验装置,让小车从斜面的A点由静止释放开始下滑,分别测出小车从A点到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(1)该实验的测量原理是________;
(2)实验中C处使用金属挡板是为了便于测量________(选填“速度”或“时间”):实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较________(选填“大”或“小”);
(3)小车通过段时,测得时间,则段的平均速度________m/s;实验中,如果小车过了B点才停止计时,则所测段的平均速度偏________(选填“大”或“小”);
(4)小楠实验时,又选用了形状相同、轻重不同的小车,在同一个斜面上做了多次实验,记录数据如下表,分析表中数据可知:小车的平均速度与小车的轻重________(选填“有”或“无”)关。
序号
小车的轻重
运动距离/cm
运动时间/s
1
较轻
80.0
2.5
2
较重
80.0
2.5
3
更重
80.0
2.5
(5)科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品,如图乙所示。将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙轨道的起点,同时由静止释放,发现在乙轨道上的小球B先到达终点。在小球沿轨道从起点到终点的运动过程中,下列说法中正确的是________。
A.小球B沿轨道乙运动过程中通过的路程较短
B.小球B全程的平均速度大于小球A全程的平均速度
C.小球A沿轨道甲做匀速运动,小球B沿轨道乙做变速运动
【答案】(1) (2) 时间 小 (3) 0.25 小 (4)无 (5)B
【详解】
(1)实验中,分别用刻度尺测量小车的运动路程和用秒表测量小车的运动时间,根据计算小车的平均速度,所以,测量小车平均速度的实验原理是。
(2)[1]在斜面上放置金属挡板的目的是让小车在同一位置停下,与小车相碰发出声音,便于测出小车行驶相同路程的时间。
[2]实验中为了便于测量时间,斜面的坡度要较小,来延长小车在斜面上运动的时间。
(3)[1]图中AB段的距离为
测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度为
[2]如果小车过了B点才停止计时,tAB偏大,由知道,vAB偏小。
(4)由表格数据知道,小车的轻重不同,小车运动的路程和时间都不变,即小车运动的平均速度不变,说明小车的平均速度与小车的轻重无关。
(5)由题意可知,两球的质量相同,最初的高度相同。
AB.由图可知,小球B沿轨道乙运动过程中通过的路程较长,且在乙轨道上的小球B先到达终点,即所用时间较少,由知道,小球B全程的平均速度大于小球A全程的平均速度,故B正确,A错误;
C.小球A和B在从顶端到底端下滑的过程中,速度越来越快,即小球A和B都做加速运动,故C错误。
故选B
知识点5:运动图像的分析与应用
运动图像是期中考试的高频考点,主要有两种:s-t图像(路程-时间图像)和v-t图像(速度-时间图像)。
1. s-t图像(路程-时间图像)
图像特征
运动状态
速度特点
过原点的倾斜直线
匀速直线运动
速度恒定,斜率 = 速度
平行于时间轴的直线
静止
速度 = 0
s-t图像解题要点:
· 斜率越大,速度越大。
· 交点表示相遇(同一时刻到达同一位置)。
· 纵坐标差值表示路程。
2. v-t图像(速度-时间图像)
图像特征
运动状态
平行于时间轴的直线
匀速直线运动
过原点的倾斜直线
匀加速运动
与时间轴重合
静止
v-t图像解题要点:
· 图像与时间轴围成的“面积”表示路程。
· 纵坐标表示速度大小。
【典例5】 如图是甲、乙两车在同一平直公路上行驶的图像。甲乙都向东运动,下列说法正确的是( )
A.由图像得乙车速度为
B.甲、乙两车都做加速直线运动
C.0-1h内甲车相对乙车向东运动
D.甲车行驶2 h和乙车行驶3 h的路程相同
【答案】C
【详解】
A.由图像可知,乙的速度
不是40m/s,故A错误;
B.图像中,倾斜直线表示路程与时间成正比,速度不变,因此甲、乙都做匀速直线运动,不是加速运动,故B错误;
C.由图像可知,甲的速度
,甲乙都向东运动;0-1h内,相同时间甲的路程更大,甲在乙的东侧,因此甲车相对乙车向东运动,故C正确;
D.由图可知:甲车行驶2h的路程为180km,乙车行驶3h的路程为120km,路程不相同,故D错误。
故选:C。
【变式1】如图为甲、乙两物体沿直线运动的路程随时间变化的图像,则( )
A.0~5s内,两物体均做匀速直线运动
B.1s~3s内,乙的速度为2m/s
C.两物体在5s内全程的平均速度相等
D.2s时刻,乙追上甲相遇
【答案】D
【详解】
AB.由图可知,乙物体在0~5s内均做匀速直线运动,其在2s内通过的距离为1m,则由可得,乙其速度为
所以在1~3s内,乙的速度为0.5m/s,而在1~3s内,甲的s﹣t图象是平行于时间轴的直线,说明此段时间内甲物体处于静止状态,即此段时间内甲的速度为零,因此甲在0~5s内并不是一直做匀速直线运动,故AB不符合题意;
C.由图像可知,在5s内乙物体通过的路程大于甲物体通过的路程,由可知,乙物体的平均速度大于甲物体的平均速度,故C不符合题意;
D.由图可知,在0~1s内甲通过的路程始终大于乙通过的路程,说明甲的速度比乙速度大,在1~2s内甲物体处于静止状态,到t=2s时甲、乙图线相交,说明此时甲、乙两物体相遇,即乙物体追上甲物体,故D符合题意。
故选:D。
【变式2】甲、乙两物体同时从同一地点沿直线从同一方向运动,他们的s-t图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.3s 时,甲物体在乙物体的前方
B.在 2~4s 内,乙物体做匀速直线运动
C.0~4s 内,乙物体的平均速度为 4m/s
D.在 0~2s 内,甲、乙两物体都做匀速直线运动,且v乙>v甲
【答案】D
【详解】
A.由图可知,甲的s-t图像是倾斜直线,因此甲做匀速运动,甲的速度为
则3s时,甲运动的路程为
s′=v甲t=2m/s×3s=6m
由图可知,3s时乙通过的路程为s乙=8m,则3s时,甲物体在乙物体的后方,故A错误;
B.由图可知,在2~4s内,乙物体的s-t图像是平行于时间轴的直线,说明这段时间内乙物体处于静止状态,故B错误;
C.由图可知,0~4s内乙物体通过的路程为s乙=8m,则这段时间内乙的平均速度为
故C错误;
D.由图可知,在0~2s内甲乙的s-t图像均是倾斜直线,说明甲乙都做匀速直线运动,这段时间内乙通过的路程大于甲通过的路程,由可知,乙的速度大于甲的速度,即v乙>v甲,故D正确。
故选:D。
【变式3】A、B两辆汽车在平直路面上运动时的s﹣t图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.0﹣30s,A、B运动方向相同
B.0﹣40s,A车先加速再做匀速直线运动
C.30s﹣70s,A车的平均速度为10m/s
D.40s时,两车相距120m
【答案】D
【详解】
A.由图像可知,在0~30s内,A车的路程随时间逐渐增加,A车到原点间的距离逐渐增大;但B车到原点间的距离逐渐减小,所以二者的运动方向相反,故A错误;
B.由图像可知,A车在0~30s内做匀速运动,在30~40s内保持静止,故B错误;
C.30s~70s内,A车通过的路程为
S = 300m
运动时间
T = 70s - 30s = 40s
则A车的平均速度
故C错误;
D.由图像可知,B做匀速直线运动的速度为
向A的起点运动,40s时,B运动的路程
sB′ = v′t″ =6m/s × 40s = 240m
距A起点的距离为
Δs=420m-sB′=420m-240m=180m
40s时,两车相距
L = 300m - 180m = 120m
故D正确。
故选:D。
【变式4】某科技活动小组自制了两个相同的“滴水计时器”(已知滴水器每秒滴下两滴水)。把滴水计时器分别固定在甲乙两辆玩具车上,如图1所示。将玩具车放置在带有刻度的水平木板上并向右移动,以测量其运动速度。释放玩具车后,它们运动过程中的水滴在木板上的位置如图2。思考以下问题:
(1)根据图2可知。乙车的第一滴水和第二滴水之间的距离是__________cm。
(2)该同学根据图中的数据判断出乙车做__________(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(3)乙车在从A运动到C用时__________s,此过程乙车平均速度大小为__________。
(4)上图3中和图像中,能反映出甲车运动状态的图像有__________。
【答案】(1) (2)变速 (3) (4)②④
【详解】
(1)根据图2可知,刻度尺的分度值为,乙车的第一滴水位于零刻度线处,第二滴水对准,乙车的第一滴水和第二滴水之间的距离是
(2)由图可知乙车在相等的时间内,运动路程越来越大,所以乙车做变速直线运动。
(3)[1][2]滴水器每秒滴下两滴水,则每两滴水间的时间间隔为,乙车在从运动到有三个时间间隔,则乙车在从运动到用时,根据图2可知,刻度尺的分度值为,对准零刻度线,对准,则从运动到的路程
从运动到的平均速度
(4)由图2可知,甲车在相等的时间内,运动的路程相同,所以甲车做匀速直线运动。①表示随着时间的增大,路程不变,即为车静止图像;②是一条过原点的倾斜直线,即车匀速直线运动;③表示随着时间的增大,速度增大,即车变速运动图像;④表示随着时间的增大,速度不变,即车匀速直线运动,因此能反映出甲车运动状态的图像有②④。
知识点6:速度的综合计算(过桥、相遇、追及)
1. 过桥(隧道)问题
核心公式:s = v·t,关键是确定总路程。
情况
总路程s
示意图理解
完全通过(从车头上桥到车尾离桥)
s = L桥 + L车
车头走了“桥长+车长”
完全在桥上(从车尾上桥到车头离桥)
s = L桥 − L车
车头走了“桥长−车长”
列车通过隧道
s = L隧 + L车
同“完全通过”
易错点:忘记加(或减)车长!
2. 相遇问题
核心思路:两者运动的路程之和 = 初始距离。
公式:s甲 + s乙 = s总,即 v甲·t + v乙·t = s总(同时出发)
3. 追及问题
核心思路:两者运动的路程之差 = 初始距离。
公式:s快 - s慢 = s0,即 v快·t - v慢·t = s0(同时同向出发)
【典例6】一列长150m的快速列车,从佳木斯市到哈尔滨市的运行时间大约2.5h,列车运行的平均速度约为180km/h,求:
(1)从佳木斯市到哈尔滨市的运行距离约为多少千米;
(2)此列车完全通过一条长为550m的隧道需要多长时间?
【答案】(1)450km;(2)14s
【详解】
(1)从佳木斯市到哈尔滨市的运行距离约为
(2)列车完全通过一条长为550m的隧道行驶的路程为
列车的速度为
列车完全通过一条长为550m的隧道需要时间为
答:(1)从佳木斯市到哈尔滨市的运行距离约为450km;
(2)列车完全通过一条长为550m的隧道需要14s。
【变式1】南京长江大桥下层铁路桥全长6772m,其中江面正桥长1572m,一列长428m的火车完全通过正桥用了100s,试计算:
(1)这列火车整车通过正桥通过的路程是多长;
(2)这列火车通过正桥的平均速度;
(3)若这列火车匀速行驶,则这列火车完全通过铁路桥共需多少时间?
【答案】(1)2000m;(2)20m/s;(3)360s
【详解】
(1)这列火车整车通过正桥通过的路程
(2)由可得,火车通过正桥的平均速度
(3)火车完全通过铁路桥的路程
由可得,火车完全通过铁路桥所需时间
答:这列火车整车通过正桥通过的路程是2000m;
这列火车通过正桥的平均速度是20m/s;
若这列火车匀速行驶,则这列火车完全通过铁路桥共需360s。
【变式2】如图,是一辆装有超声测速装置的警车(空气中的声速是 340m/s):
(1)当它停在平直的公路边执勤时,发现一辆匀速行驶的汽车向这边驶来,当该车行驶到距警车 365 m 时,测速仪向该车发出一个超声信号,2s 后收到该车返回的信号。该汽车的速度是多少?
(2)当它匀速行驶在平直的公路上执勤时(行驶速度 20m/s),发现有一辆卡车停在路边,警车测速仪此时向该卡车发出一个超声信号,0.5s 之后收到卡车反射回来的信号。那么警车接受到信号时距卡车多远?
【答案】(1)25m/s;(2)80m
【详解】
(1)超声信号到达该车所用的时间为
超声信号到达该车时,该车与警车之间的距离为
从超声信号到信号到达该车时,该车行驶的路程为
则该汽车的速度是
(2)警车接受到信号时,超声波传播的路程为
警车行驶的路程为
则警车接受到信号时距卡车
答:(1)该汽车的速度是25m/s;
(2)警车接受到信号时距卡车80m。
【变式3】有一天兔子和乌龟在一起赛跑。兔子跑得很快,一会儿就跑得很远了。它回头一看,乌龟才爬了一小段路,心想:乌龟跑的真慢呀!我呀,在这儿睡上一大觉吧,于是就在树下呼呼大睡起来了。乌龟不停地往前爬、超过了睡着的兔子……他继续不停向前爬,终于到了终点。当兔子醒来时乌龟已经到了终点。兔子遗憾的输掉了比赛。
(1)乌龟爬行的平均速度约为0.1m/s,现乌龟与兔子进行赛跑比赛,乌龟完成比赛共用时100分钟,则比赛的起点距离终点小山头约多少米?
(2)兔子奔跑的平均速度约为6m/s,兔子为了不输给乌龟,比赛期间睡觉时间最多可以是多少秒?
【答案】(1)600m;(2)5900s
【详解】
(1)兔子用时
T = 100min = 6000s
由公式可得
S = vt1 = 0.1m/s×6000s=600m
(2)兔子的速度为v2=6m/s,若兔子跑完全程用时t2
可睡觉的时间
Δt = t1-t2 = 6000s-100s = 5900s
答:(1)比赛的起点距离终点小山头约600m;
(2)兔子为了不输给乌龟,比赛期间睡觉时间最多可以是5900s。
【变式4】清洁车甲和乙分别从A、B两地在平直公路上沿同一方向运动,其运动路程s与时间t的关系如图所示。求:
(1)甲、乙两车的运动速度大小;
(2)当时,甲、乙两车相距的距离;
(3)两车经过多长时间相距1200m。
【答案】(1)15m/s;(2)300m;(3)100s
【详解】
(1)由图知,两辆车均做匀速直线运动,在60s时,甲车的路程为1800m,故甲车的速度
在60s时,乙车的路程
s乙 = 1200m - 300m = 900m
故乙车的速度
(2)从图中看出,当t1=40s时,甲车的位置在1200m处,乙车的位置在900m处,甲、乙两车相距的距离
Δs = s甲' - s乙' = 1200m - 900m = 300m
(3)设两车经过时间t相距1200m,根据速度公式的变形式得,两车之间的距离
Δs' = s甲'' - s乙'' = v甲t - v乙t = 30m/s × t - ( 15m/s × t + 300m ) = 1200m
解得t=100s。
答:(1)甲、乙两车的运动速度大小为15m/s;
(2)当t1=40s时,甲、乙两车相距的距离为300m;
(3)两车经过100s相距1200m。
————————————❇易错知识突破❇————————————
易错点1:刻度尺读数时忘记估读
错误案例:用分度值为1 mm的刻度尺测量物体长度,读数为2.3 cm。
正确解析:刻度尺读数需要估读到分度值的下一位。分度值为1 mm(0.1 cm),应估读到0.01 cm位,读数应为2.30 cm(或2.3 cm + 估读值)。
⚠️易错警示:刻度尺读数“三要”——要估读、要估读到下一位、要补0。
易错点2:混淆“误差”与“错误”
错误案例:小明说:“测量时产生的误差可以通过规范操作来消除。”
正确解析:误差是测量值与真实值之间的差别,由测量工具、测量方法等因素引起,不可避免,只能减小(多次测量取平均值);错误是不遵守测量规则造成的,可以避免。
⚠️易错警示:误差不可避免,只能减小;错误可以避免。
易错点3:参照物判断中“研究对象”与“参照物”颠倒
错误案例:小明说:“以树木为参照物,汽车是静止的。”(汽车行驶中)
正确解析:判断时,先确定研究对象(汽车),再看它相对于参照物(树木)的位置是否变化。汽车相对于树木位置在变化,所以汽车是运动的。
⚠️易错警示:判断运动状态——研究对象相对于参照物的位置是否变化。
易错点4:速度单位换算错误
错误案例:小明说:“36 km/h = 36 × 3.6 = 129.6 m/s。”
正确解析:1 m/s = 3.6 km/h,所以 km/h → m/s 要除以3.6,m/s → km/h 要乘以3.6。
36 km/h = 36 ÷ 3.6 = 10 m/s(正确)
⚠️易错警示:m/s → km/h 乘3.6;km/h → m/s 除以3.6。
易错点5:平均速度误用“速度的平均值”
错误案例:小明说:“前一半路程速度10 m/s,后一半路程速度20 m/s,全程平均速度15 m/s。”
正确解析:平均速度 = 总路程/总时间,不是速度的平均值。
⚠️易错警示:平均速度不是速度的平均值——v = s总/t总。
————————————❇方法技巧汇总❇————————————
方法技巧1:刻度尺读数——“四步法”
第一步(看):看清分度值(决定估读到哪一位)。
第二步(读):读出准确值(分度值对应的整数倍)。
第三步(估):估读一位(分度值的下一位)。
第四步(记):数值 + 单位。
口诀:先看分度值,再读准确数,估读下一位,单位别忘注。
方法技巧2:参照物判断——“一定二看三判断”
第一步(定对象):确定要研究的物体。
第二步(看位置):看研究对象相对于参照物的位置是否变化。
第三步(判状态):位置变化→运动;位置不变→静止。
口诀:研究谁,看它跟参照物;位置变,就运动,位置不变就静止。
方法技巧3:运动图像分析——“三步读懂图”
第一步(看轴):看清横轴和纵轴分别表示什么物理量(s还是v,t还是其他)。
第二步(看线):看图线形状——直线还是曲线,上升还是水平。
第三步(看点):找关键点——起点、终点、交点(相遇点)。
s-t图像口诀:斜线匀速,水平静止,斜率大速度快。
v-t图像口诀:水平匀速,斜线变速,面积就是路程。
方法技巧4:过桥问题——“画图法”
第一步(画图):画出桥(隧道)和车的位置关系。
第二步(定路程):确定车头(或车尾)从起点到终点移动的距离。
第三步(套公式):s = v·t 求未知量。
口诀:完全通过加车长,完全在桥减车长。
—————————————❇巩固训练❇—————————————
一、单选题
1.搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示是火箭加速上升的情景和该过程中航天员在舱内的情景,关于该过程下列说法正确的是( )
A.以载人飞船为参照物,航天员是运动的
B.以地面为参照物,航天员是静止的
C.载人飞船的动能增大,势能增大,机械能增大
D.航天员的惯性将逐渐消失
【答案】C
【详解】
A. 以载人飞船为参照物,航天员位置没有发生变化,是静止的,故A不正确;
B. 以地面为参照物,航天员位置发生变化,是运动的,故B不正确;
C. 火箭加速上升,质量不变,速度增大,则动能增大,高度增大,则重力势能增大,所以机械能增大,故C正确;
D. 惯性的大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,故D错误。
故选:C。
2.小明去考场参加考试,以的速度步行到达公交站点,坐上公交车,以小明为参照物公交车运动了起来。进入考场,他通过大脑的机械运动进行周密的思考。做完选择题,他用长为的铅笔认真填涂答题卡。文中有关描述符合物理事实的是( )
A.步行速度为 B.以小明为参照物公交车运动起来
C.大脑进行思考是机械运动 D.铅笔的长为
【答案】D
【详解】
A.步行速度为
故A不符合题意;
B.以小明为参照物,公交车的位置没有发生改变,故公交车是静止的,故B不符合题意;
C.大脑进行思考是思维运动,位置并没有发生改变,故C不符合题意;
D.一个手掌的宽度约为10cm,而一直铅笔比手掌略宽,故铅笔的长约为,故D符合题意。
故选:D。
3.甲车从P出发、乙车从Q点出发,甲乙相向而行;乙比甲早出发1s,甲到Q点时,乙离P点1m,求此时乙到Q的距离( )
A.可能为2米 B.可能为4米 C.一定为8米 D.一定为6米
【答案】B
【详解】
由图像可知,甲的速度
乙的速度
设PQ的距离为s,甲到Q点时,乙还未到达P点,且离P点1m,则
解得;s=9m
则此时乙到Q的距离
当甲到Q点时,乙已经过P点,且离P点1m,则
解得:s=3m
则此时乙到Q的距离
故此时乙到Q的距离可能是4m,也可能为8m,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.某同学看到学校中的一个水管在滴水,马上前去拧紧。在此过程中他突然想到水滴下落的快慢有什么规律吗?于是他和几名同学找来秒表、刻度尺、数码相机等器材开始了研究。首先他们调整水管阀门使水能一滴滴的下落,并保持水管向下滴水的时间间隔相等。此时他们将刻度尺放在水滴下落路径的旁边,用数码相机拍照。分析照片之后发现,每滴水的运动规律基本相同。其中一幅照片如图所示。水滴从图中最上面一滴水位置至最下面一滴水位置的运动过程中,下列说法中不正确的是( )
A.水滴下落的过程中速度逐渐增大
B.水滴在前一半时间内的平均速度较全程的平均速度小
C.水滴下落过程中平均速度随着下落高度的增大而增大
D.水滴在前一半时间内的平均速度较全程的平均速度大
【答案】D
【详解】
A.由图中可以看出,下落过程中,水滴之间的距离逐渐增大,而时间间隔相等,所以判断雨滴速度逐渐变大,A正确,不符合题意;
B.水滴在前一半时间内通过的距离小干后一半时间内通过的距离,也就是说全部时间内通过的距离大于前一半时间内通过距离的2倍,所以前一半时间内的平均速度小于全程的平均速度,故B正确,不符合题意;
C.下落过程中,速度越来越快,即下落相同的高度所用时间越来越短,所以水滴下落过程中平均速度随着下落高度的增大而增大,故C正确,不符合题意;
D.水滴在前一半时间内通过的距离小干后一半时间内通过的距离,也就是说全部时间内通过的距离大于前一半时间内通过距离的2倍,所以前一半时间内的平均速度小于全程的平均速度,故D错误,符合题意。
故选:D。
5.物理上常用“频闪照相”来研究物体的运动,如图(a)甲、乙两人同时同地向东运动,照相机记录跑步者甲、乙跑步时的频闪照片,已知照片曝光时间间隔一定;如图(b)所示是跑步者用随身携带的手机软件记录的“配速”(配速定义:跑1千米路程所需要的时间)随时间变化的图像。下列判断正确的是( )
A.在图(a)的两次记录中甲跑步的平均速度大
B.图(a)中,乙相对于甲向西运动
C.在图(b)中t1、t2和t3三个时刻中,运动速度最大的时刻是t2
D.图(b)中0~t3时刻跑步者的速度先变大后变小再变大
【答案】C
【详解】
A.因为照片曝光时间间隔一定,甲相邻时刻位置距离相等,说明甲在任何相等的时间内通过距离相等,即甲做匀速直线运动;随着运动时间增长,乙相邻时刻位置的距离越来越大,说明乙做加速运动。开始时,相邻时刻乙与甲位置距离相等,后来乙两相邻时刻位置间距离越来越大,说明乙的速度大于甲的速度。故A错误;
B.甲乙二人同时同向向东运动,乙速度大于甲速度。以甲为参照物,乙在甲的东方,且与甲间距越来越大,故以甲为参照物,乙是向东运动的。故B错误;
C.配速指的是跑1千米路所需时间,通过路程相同时,所用时间越短,速度越大。读图可知,t2时刻时通过1千米路程所需时间最短,故此时速度最大。故C正确;
D.读图可知,0~t3时间段内,通过1千米路程所用时间先变大后变小再变大,故速度是先变小后变大再变小。故D错误。
故选:C。
6.(多选)甲、乙两物体在同一地点、同一方向出发做直线运动,两物体的路程随时间的变化图象,如图所示.以下说法正确的是( )
A.甲物体在5-10s内的平均速度大于0-5s内的平均速度
B.整个20s内,乙物体的平均速度速度是2m/s
C.5-10s内,甲、乙两物体之间的距离始终为20m
D.若20s后两车的运动状态不变,则第40秒时,两车相距40m
【答案】CD
【详解】
A.甲物体有0~5s时间仙通过的路程为20m,在5~10s时间内通过的路程为
在相等的时间内,前5s时间内通过的路程大,根据可知此时间段内速度大。故A错误;
B.此段时间内,乙通过的路程为30m,则乙的平均速度为
故B错误;
C.第5s时,甲距离出发点20m,乙在出发点,两物体相距20m。第10s时,甲距出发点30m;乙在5~20s这15s内通过的距离为30m,乙在5~20s这15s内做匀速直线运动,通过的路程与时间成正比,则乙在5~10s这5s内通过的路程为
故此时两物体相距
此段时间段内,两车做匀速直线运动,故它们始终相距20m。故C正确;
D.读图知,甲自10s后距离出发点的距离不变,即甲停止运动,故到40s时甲距出发点距离为30m。乙在5~20s这15s内通过的距离为30m,乙在5~40s这15s内做匀速直线运动,通过的路程与时间成正比,则乙在5~40s这35s内通过的路程为
则在第40s时,两物体相距
故D正确。
故选CD。
7.如图所示,在B处的一名战士将—枚手榴弹投到A处,当他看到爆炸闪光后经过0.9s听到了第一次爆炸声,又过了1.6后听到了第二次爆炸声,已知声音在空气中传播速度是340m/s,则正确的是( )
A.AB间距离为153m B.BD间距离为850m C.BD间距离为578m D.AD间距离为544m
【答案】C
【详解】A.由题意可知,第一次声音是由A处传播到B处的,第二次是声音由A处传播到墙壁处反射回来到达B处;AB间距离
sAB = vt1 = 340m/s×0.9s=306m
故A错误;
BC.第二次声音传播时间
t2 = 0.9s + 1.6s = 2.5s
第二次声音传播距离
S2 = vt2 = 340m/s × 2.5s = 850m
BD间距离
故B错误,C正确;
D.AD间距离
故D错误。
故选C。
8.如图所示,是测小球在斜面上的平均速度的实验,小球从斜面滚下,用照相机每隔0.1s拍摄一次,则下列说法正确的是( )
A.小球从A点运动到C点用时0.2s
B.小球从A点运动到C点的路程测量记录值为18cm
C.小球由A点运动到B点的速度小于小球由B点运动到D点的速度
D.从A至D整个运动过程的平均速度为1m/s
【答案】ACD
【详解】
A.用照相机每隔0.1s拍摄一次,由图可知小球从A点运动到C点经过了2个时间间隔,用时2×0.1s=0.2s,故A正确;
B.由图可知,小球从A点运动到C点通过路程17.0cm,故B错误;
C.AB之间的距离为sAB=7.0cm,小球运动的时间为tAB=0.1s,AB段的平均速度为
BD之间的距离为
30.0cm﹣7.0cm=23.0cm
小球运动的时间为tBD=0.2s,BD段的平均速度为
所以小球由A点运动到B点的速度小于小球由B点运动到D点的速度,故C正确;
D.AD之间的距离为s=30.0cm,小球运动的时间为t=0.3s,则整个运动过程的平均速度为
故D正确。
故选:ACD。
9.如图所示是甲、乙两个物体的速度与时间的关系图像,下列分析正确的是( )
A.甲是静止的
B.0~20s,乙车运动的路程为100m
C.整个过程中,若以甲为参照物,乙是运动的
D.乙做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.由图可知,甲做匀速直线运动,且速度为5m/s,故A错误;
BD.由图可知,乙的速度越来越大,一直做加速运动,且在0~20s内的平均速度小于甲的速度,由图可知,甲在0~20s通过的路程为
故乙在0~20s内通过的路程小于100m,故BD错误;
C.整个过程中,甲做匀速直线运动,乙做加速运动。若以甲为参照物,乙始终有位置变化,故乙是运动的,故C正确。
故选:C。
10.同班同学小明和小华住在同一个小区,小区门口到学校门口距离为1200m。周一早晨,小明7∶30开始从小区门口以某一速度步行出发去上学,几分钟后,小华骑着自行车以6m/s的速度出发,在距离学校480m的地方追上了小明,此时小明手表显示时间是7∶40;然后两人一起匀速步行向学校走去,到达学校时小明手表显示时间是7∶45。下列说法正确的是( )
A.小华出发时,小明已经走了576m
B.两人相遇后步行的速度与相遇前小明步行速度的比值为3∶4
C.在7∶41两人离小区门口的距离是792m
D.小华从出发到到达学校的平均速度约为3.6m/s
【答案】A
【详解】A.由题可知,相遇前小明步行的时间
t1 = 10 × 60s = 600s
相遇前小明走过的路程和小华骑车走过的路程
s1 = 1200m - 480m = 720m
小明步行的速度
相遇前小华骑自行车所用的时间
则小华出发时,小明走过的路程
s2 = v1(t1-t2) = 1.2m/s × (600s-120s) = 576m
故A正确;
B.相遇后一起步行所用的时间
t3 = 5×60s = 300s
则一起步行时的速度
则两人相遇后步行的速度与相遇前小明步行速度的比值
v3∶v1 = 1.6 ∶ 1.2 = 4∶3
故B错误;
C.在7∶41两人离小区门口的距离
s4 = s1+v3t4 = 720m + 1.6m/s × 1 × 60s = 816m
故C错误;
D.小华从出发到到达学校的平均速度
故D错误。
故选:A。
11.(多选)周末,A、B两同学相约去天府大道上某公园玩耍,已知A、B两同学家都在天府大道上,且相距6km(如图甲),A同学骑车前往的v﹣t图像如图乙,B同学骑车前往的s﹣t图像如图丙,A同学出发即开始同时计时。A同学比B同学先15min到达公园,则以下说法正确的是( )
A.A同学骑车的速度比B同学的速度快
B.公园可能在A同学家的北边
C.B同学家距离公园2.4km或者12km
D.当A到达公园时,B距公园2250m
【答案】AC
【详解】
A.由图乙可知,A同学的v﹣t图像是一条平行于时间轴的直线,表示A同学做匀速直线运动,速度为vA=9km/h;由图丙可知,B同学运动的s﹣t图像中,0~15minB的路程不变,处于静止状态,15~20min是一条倾斜的直线,表示B同学做匀速直线运动,B的速度为
则vA>vB,所以A同学骑车的速度比B同学的速度快,故A正确;
BC.由图乙丙可知,A同学比B同学早出发15min,由于A同学比B同学先15min到达公园,所以A同学和B同学实际运动的时间相同。由于vA>vB,则公园不可能在A同学家的北边。设公园距离B同学家的距离为。若公园在A同学和B同学家的中间,则有
解得;若公园在B同学家的南边,则有
解得。故B错误,C正确;
D.由于A同学比B同学先15min到达公园,则当A到达公园时,B距公园的距离为
故D错误;
故选:AC。
二、填空题
12.为了测量铅笔的长度,小东同学使用同一刻度尺测了四次铅笔的长度,测量值为18.65cm、18.63cm、18.61cm、19.59cm,则铅笔的长度应记为 cm,其所用刻度尺的分度值是 。
【答案】 18.63 1mm
【详解】
[1]测量结果中19.59cm与其他三个数据差距较大,是错误的,要去掉。所以铅笔的长度应记为
[2]记录结果保留到分度值的下一位,所以其所用刻度尺的分度值是1mm。
13.如图所示,物体的长度为 cm,秒表读数为 s。
【答案】 2.40 276.5
【详解】
[1]由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm;物体左侧与2.00cm对齐,所以物体的长度为
L=4.40cm﹣2.00cm=2.40cm
[2]在秒表的中间表盘上,4min中间有两个小格,指针在“4”和“5”之间且过了半格,所以分针指示的时间为4min,1s之间有10个小格,所以秒针指针在36.5s处,所以秒表读数为4min36.5s,即276.5s。
14.西安马拉松如期举行。参加欢乐跑的5000人从永宁门出发,前往目的地大明宫,全程7km。小明得知某运动员欢乐跑的成绩为48min,则他的平均速度为 m/s(计算结果保留两位小数)。终点裁判员是通过 (选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法来比较运动员的快慢。
【答案】 2.43 相同路程比时间
【详解】
[1]由题意可得,小明的平均速度为
[2]裁判员在终点,他们是通过相同的路程看谁用时少来比较快慢,即相同路程比时间来判断运动员的快慢的。
15.如图所示,是甲乙两车的s-t运动图象,仔细分析图象,回答下列问题。甲车的速度 乙车的速度,(填“大于”“小于”或“等于”)第5分钟,甲车和乙车相距 m。在距离O点 m的时候,两车相遇。
【答案】 大于 50 100
【详解】
[1]由图知,甲从5min开始运动,乙从0min开始运动,乙10min运动了100m,甲运动的时间
10min - 5min = 5min
通过的路程为100m,即运动相同的路程,甲用的时间短,根据知,甲车的速度大于乙车的速度。
[2]乙车的速度
那么第5分钟时,乙车移动的距离为
s乙 = v乙t'= 10m/min×5min =50m
甲运动的距离为0,
故第5分钟,甲车和乙车相距和乙车相距50m。
[3]由图知在距离O点100m的时候,两车相遇。
16.一个足球离开脚后在客厅砖面上水平向前滚动,如图是每隔0.2s拍摄一次的频闪照片的俯视图,已知铺客厅的正方形瓷砖边长为90cm,A、B两点为足球滚动过程中经过的两个点,由图可以判断出:足球的运动轨迹是 (填“从A到B”或“从B到A”),整个运动过程的平均速度为 m/s。
【答案】 从B到A 6
【详解】
[1]因为足球受到地面给的摩擦力,所以会越滚越慢,所以在相同时间内足球之间的距离越来越小,故足球向左运动,即足球的运动轨迹是从B到A。
[2]因为一格砖的边长为90cm=0.9m,因此A、B两点间的距离
整个运动过程的时间
所以整个运动过程的平均速度
三、实验题
17.物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时,想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度,设计了如图所示的装置,让小车从带有刻度,(分度值为1cm)的斜面顶端由静止滑下,图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表显示的时间(圆圈里的数字分别表示“时:分:秒”)。
(1)该实验是根据公式 进行测量的;
(2)通过分析图中所给的信息可以判断,小车从斜面顶端运动到底端的过程中 (选填“是”或“不是”)做匀速直线运动;
(3)小车在AB段运动的路程sAB是 dm;在BC段运动的平均速度vBC是 m/s;在AC段运动的平均速度vAC是 m/s;
(4)在实验前必须熟练使用电子表,如果小车到达C点后过了一段时间才停止计时,则会使运动时间的测量值偏 (选填“大”或“小”),则平均速度的测量值偏 (选填“大”或“小”)。
【答案】 v= 不是 4.00 0.5 0.3 大 小
【详解】
(1)[1]“测量平均速度”的实验原理是v=。
(2)[2]由题图可知,小车在前2s内运动的路程小于后1s内运动的路程,因此小车做的不是匀速直线运动。
(3)[3][4][5]sAB=4.00dm,sBC=5.00dm,sAC=9.00dm,由于1dm=0.1m,所以
(4)[6][7]小车到达C点后又过了一段时间才停止计时,会使运动时间的测量值偏大,则将导致平均速度的测量值偏小。
18.小翔骑自行车从坡顶“自由”下滑,感觉自己“下滑”的越来越快,但自行车下滑的速度究竟是不是越来越大呢?为了探究这个问题,他让小球从斜面A点静止开始滚下,利用相机频闪照相功能记录了小球在间隔的不同位置,如图所示:
(1)分析照片可知,小球在段的平均速度比段的平均速度 ,判断的依据是 ;
(2)小车在斜面上做的是 运动;
(3)要计算段的平均速度,还需要直接测量的物理量是 。
【答案】大;相同时间,CD段的路程大于AB段的路程;变速直线(或加速);CD段的路程。
【详解】
(1)频闪照相机每隔0.2s拍摄一次,则小球通过AB和CD段所用时间均为0.2s,小球在CD段通过的路程大于小球在AB段通过的路程,根据v=s/t知,当时间相同时,小球在CD段的平均速度大于小球在AB段的平均速度。
(2)依据照片可判断,小球在相等时间内通过的距离越来越远,根据速度公式v=s/t可知,时间一定时,通过的距离越远,运动速度越大,因此小球在做加速运动。
(3)测量平均速度的实验原理是v=s/t,即要测量路程和时间,而小球在通过每段距离用时均为0.2s,要计算CD段的平均速度,还需要直接测量的物理量是CD段的路程。
19.一条粗细均匀、直径很小的金属丝长为,将它在均匀圆杆上紧密绕了n圈(如图甲所示),再用图乙的刻度尺测量一段长度(图中未画出)。利用上述其中的两个数据,能较精确地得出金属丝的直径d。
(1)在图甲中用“”,画出要测量的长度 ;
(2)金属丝的直径 (用题目所给符号写出表达式);
(3)改进实验,能更精确地测量金属丝直径;
方法一:选用一把分度值更 (选填“大”“小”)的刻度尺测长度;
方法二: 。
【答案】 见下图 小 见解析
【详解】
(1)测量物体的长度确定好物体的边缘,金属丝在均匀圆杆上紧密绕了n圈,用图乙的刻度尺测量n圈的长度是从线圈左端到右端的距离,如图所示:
(2)已知将它在均匀圆杆上紧密绕了n圈,n圈金属丝长度L2,则金属丝的直径为
(3)精确测量金属丝直径可以换用分度值更小的刻度尺进行测量,也可以紧密地多绕几圈再测量。
20.小明猜想:“无风环境下,某气球下落高度h一定时,气球体积V小,气球下落的平均速度也小”。他设计了如图实验:
(1)从静止释放气球,气球下落至台面,分别用直尺、电子表测量它下落的高度h、时间t;
(2)图中测得h为__________cm;减小气球的体积V,保持_______不变(填字母),重复实验测量;如果气球落至台面没有及时停止计时,则测得平均速度_______实际值(选填“大于”“小于”);
实验次数
某气球体积
下落时间/s
平均速度/(cm/s)
1
逐次变小
1.4
70.7
2
1
99.0
3
0.8
123.8
(3)用正确的方法测得数据如表所示。从表中数据判断:____________________,则小明的猜想 ________(选填“正确”“不正确”)。
【答案】 99.00 h 小于 由表中数据可知,无风环境下,某气球下落高度h一定时,气球体积V小,气球下落的平均速度大,则小明的猜想不正确。 不正确
【详解】图中刻度尺的单位为cm,分度值0.1cm,读数需要估读到分度值的下一位,则图中测得
。
根据题意可知,要探究的是高度一定时,气球下落的平均速度与体积的关系,所以,应保持高度h不变。
如果气球落至台面没有及时停止计时,则所测时间变长,根据得到平均速度小于实际值。
21.在“测量小车的平均速度”实验中:
(1)物理实验小组设计了如图甲所示的实验,该实验原理是___________。
(2)小红想测小车运动过程中BC段的平均速度,于是将小车放在B点,按下秒表并同时让小车从静止开始下滑,当小车下滑到C点时停止计时。你认为这个方法_________(选填“可行”或“不可行”),理由是___________。
(3)实验时,发现小车下滑的速度很快,不便于测量时间,下列采取的操作可行的是___________。
A.适当减小斜面的倾角
B.熟练使用秒表后再计时
C.选择更加精密的秒表
D.更换成质量更大的小车
(4)如图乙所示,小组利用位置传感器记录小车的运动情况。位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离,计算机就可以算出小车在不同位置的速度。屏幕图像如图丙所示,横轴为时间,纵轴为速度,通过图像可以看出小车在斜面上下滑时是_________(选填“匀速”或“加速”)运动的;小车在斜面上运动2s时的速度为___________m/s。
【答案】(1)v=; (2) 不可行;所测时间不是小车下半段所用的时间;(3)ABC;(4) 加速;0.4
【详解】
(1)该实验的原理是
(2)所测时间不是运动过程中下半程的时间;小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0;小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间,因此他的做法不可行。
(3)小车下滑的速度与斜面的高度和斜面的粗糙程度有关,与小车的质量大小无关,所以要使小车运动变慢,需要减小斜面高度或者增大斜面的粗糙程度,另外,熟练使用秒表后再计时、选择更加精密的秒表都有利于时间的测量,所以ABC选项的措施是可行的,D选项的措施不可行。
故选ABC。
(4)从图像中可看出,小车的速度随时间增加而变大,故小车做加速运动;已知小车从A滑到坡底C处的时间
t1=2s
由图像可知此时速度为0.4m/s。
四、计算题
22.深中通道位于珠江三角洲伶仃洋海域,是粤港澳大湾区重要跨海通道,是世界级“桥、岛、隧、水下互通”跨海集群工程,如图所示。深中通道主线全长24km,其中隧道全长6845m,主线限速为100km/h,求:
(1)汽车以最高限速行驶通过主线全长需要多少时间?
(2)若一辆汽车通过海底隧道耗时250s,求汽车在海底隧道行驶时的平均速度?(保留两位有效数字)
(3)现有一列运输车队,以81km/h的速度完全通过主线全长,所用时间为0.3h,求此列车队的长度为多少?
【答案】(1) 0.24h (2) 27m/s (3) 0.3km
【详解】
(1)已知深中通道主线全长,主线限速,由可知,汽车以最高限速行驶通过主线全长需要的时间
(2)已知隧道全长,通过时间,汽车在海底隧道行驶时的平均速度
(3)设车队长度为L,主线全长,车队速度,所用时间。车队完全通过主线行驶的总路程为
根据题意,车队行驶的总路程等于主线长度与车队长度之和,即,故此列车队的长度为
23.一名司机驾驶着一辆小汽车从收费站驶入高速公路,小汽车行驶速度与时间关系图像如图甲所示,且在0~0.05h内,汽车行驶了3km。行驶了一段时间后,小汽车行驶到了超速监测路段,为了监测超速行驶这种违法行为,超速监测路段设置有超声波测速仪。如图乙、丙所示为该超速监测路段的测速仪工作时的场景,测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小汽车与测速仪距离为30m时(如图乙),测速仪向小汽车发出超声波,超声波“追上”小汽车时,小汽车刚好运动到B点(如图丙),测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波共用时0.2s。已知此路段限速为100km/h,超声波的传播速度为340m/s。则:
(1)求图甲中0~0.2h内,小汽车行驶的平均速度;
(2)求图丙中小汽车运动的路程;
(3)小汽车在超速监测路段是否超速?请通过计算进行说明。
【答案】(1) (2)4m (3)超速
【详解】
(1)由题意和图甲可知,内汽车行驶路程;内汽车匀速行驶,速度
。
该段行驶时间
该段行驶路程
总路程
总时间,平均速度
(2)测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波总时间,超声波从测速仪到达汽车相遇点B的时间为总时间的一半,
超声波从测速仪到B点的路程
发出超声波时,汽车与测速仪的初始距离,因此汽车从A到B行驶的路程
(3)汽车行驶的时间等于超声波从测速仪到达B点的时间,即
小汽车的速度
该路段限速,因为,所以小汽车超速。
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专题01 机械运动
目录
考情速递 2
知识速记 2
重难知识精讲 3
知识点1:长度和时间的测量 3
知识点2:运动的描述——参照物与相对性 6
知识点3:运动的快慢——速度 8
知识点4:测量平均速度(核心实验) 10
知识点5:运动图像的分析与应用 13
知识点6:速度的综合计算(过桥、相遇、追及) 16
易错知识突破 20
方法技巧汇总 21
巩固训练 21
—————————————❇考情速递❇—————————————
考情维度
详细说明
专题定位
八年级上册期中考试开篇基础模块,是学生接触物理的第一个专题,难度中低档,以概念理解和简单计算为主。本专题涵盖长度与时间的测量、参照物与运动描述、速度的概念与计算、平均速度的测量实验等内容。复习核心在于扫清概念误区、强化单位换算、规范实验操作,是期中考试的保底得分模块,应力争零失分。
分值占比
全卷占比15% - 20%,对应分值12 - 18分,选择题、填空题、实验题、计算题均有覆盖。
题型分布
选择题与填空题以概念辨析和单位换算为主(约占6 - 8分);实验题聚焦“测量物体运动的平均速度”(约占4 - 6分);计算题考查速度公式及变形公式的简单应用(约占4 - 6分)。
核心高频考点
1. 刻度尺的正确使用与读数(估读到分度值下一位);2. 参照物的选取与运动和静止的相对性判断;3. 速度的概念、公式及单位换算(1 m/s = 3.6 km/h);4. 测量平均速度的实验操作与数据处理;5. s-t图像和v-t图像的分析。
高频失分点
1. 刻度尺读数时忘记估读或估读位数不对;2. 混淆误差与错误的概念;3. 参照物判断中“研究对象”与“参照物”颠倒;4. 速度单位换算错误(m/s与km/h互换算错);5. 平均速度计算中误用“速度的平均值”代替“总路程/总时间”。
命题规律
贴合生活实景命题,拒绝纯理论默写,重点考查易混淆概念的辨析应用,情景化特征明显
—————————————❇知识速记❇—————————————
————————————❇重难知识精讲❇————————————
知识点1: 长度和时间的测量
1.长度的单位及换算
在国际单位制中,长度的基本单位是米(m)。常用单位及换算关系:
单位
符号
换算关系
千米
km
1 km = 10³ m
米
m
------
分米
dm
1 m = 10 dm
厘米
cm
1 m = 10² cm
毫米
mm
1 m = 10³ mm
微米
μm
1 m = 10⁶ μm
纳米
nm
1 m = 10⁹ nm
单位换算口诀:“km、m、dm、cm、mm”——相邻单位进率为10;mm→μm、μm→nm进率为10³。
2.刻度尺的正确使用
使用前:
看零刻度线:是否磨损(磨损时可从某一整刻度线开始测量)。
看量程:即测量范围。
看分度值:即相邻两刻度线之间的距离(决定了测量的精确程度)。
使用时:
放对:刻度尺有刻度的一边紧靠被测物体,与被测边平行,不能歪斜。
看对:读数时,视线要正对刻度尺,即视线与尺面垂直。
读对:读数时,要估读到分度值的下一位。若刚好对齐刻度线,需在准确值后添0。
记对:记录结果要有数值和单位。
甲 乙 丙 丁
【易错示例】 某刻度尺的分度值为1 mm,测量一物体长度为2.35 cm——其中2.3 cm为准确值,0.05 cm为估读值(分度值1 mm = 0.1 cm,估读到下一位即0.01 cm)。
注意:若刻度尺的零刻度线磨损,可从某一整刻度线开始测量,读数时减去起始刻度值。
3.停表的读数
停表(秒表)读数方法:内圈示数 + 外圈示数。
先读小盘:读分钟数,注意分针是否超过半分钟刻度线。
再读大盘:读秒数。若小盘分针未超过半分钟刻度线,大盘按0~30 s读数;若已超过,按30~60 s读数。
4.误差与错误
误差
错误
产生原因
测量工具、测量方法、测量者等因素
不遵守测量规则、读数粗心
能否避免
不可避免,只能减小
可以避免
减小方法
多次测量取平均值、选用精密仪器
端正态度、规范操作
核心结论:误差不是错误。误差只能减小,不能消除。
【典例1】下列计算过程正确的是( )
A. 7.2mm=7.2mm×10-3=7.2×103m
B. 15m=1.5×10-7=1.5×10-7μm
C. 2.5km=2.5km×105cm=2.5×105cm
D. 3.0×106cm=3.0×106×10-2m=3.0×104m
【变式1】如图所示是对测量物体长度时使用刻度尺的几种情况分析,其中使用方法正确的是( )
A. 甲图:刻度线没有紧贴被测物体 B. 乙图:刻度尺没有放正
C. 丙图:读数时,视线没有与刻度尺面垂直 D. 丁图:物体边缘没有对齐零刻度
【变式2】下列关于误差的说法中,正确的是( )
A. 误差是由于测量方法错误造成的
B. 多次测量取平均值可以消除误差
C. 误差不可避免,但可以减小
D. 使用精密仪器可以避免误差
【变式3】如图所示,停表大表盘的分度值是_______,停表的读数为________s。
【变式4】如图所示,刻度尺的分度值是___________,测量范围是_______;小明用刻度尺测量铅笔长度时的正确读数方法是__________(选填“A”或“B”),铅笔的长度应记作______________,其中准确值是___________,估读值是_________。
知识点2:运动的描述——参照物与相对性
1.机械运动
定义:在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫做机械运动。
判断标准:一个物体相对于另一个物体的位置是否发生了变化。
2. 参照物
定义:判断物体是运动还是静止时,被选作标准的物体叫做参照物。
参照物的选取原则:
· 参照物的选取是任意的,可以是静止的物体,也可以是运动的物体。
· 不能选择研究对象本身作为参照物。
· 研究地面上物体运动时,通常以地面或地面上固定不动的物体为参照物。
判断方法:
· 若物体相对于参照物的位置发生了变化,则该物体是运动的。
· 若物体相对于参照物的位置没有变化,则该物体是静止的。
3. 运动和静止的相对性
对于同一个物体,选择的参照物不同,其运动情况可能不同。
经典示例:
· “看山恰似走来迎”——以船为参照物,山是运动的。
· “仔细看山山不动”——以地面为参照物,山是静止的。
· 同一座山,因参照物不同,运动状态不同——说明运动和静止是相对的。
4.机械运动易错点:下列现象不属于机械运动的是?
❌ 开水变凉(这是温度变化,不是位置变化)。
✅ 蚂蚁爬行(位置变化)。
✅ 花开过程(位置有微小变化,属于机械运动,但通常关注其生长这一生命运动,此题中严格按位置变化判断,严格说也属于,但通常初中物理更强调“位置”的宏观改变,“开水变凉”是经典反例)。
【典例2】机械运动是一种常见的运动,以下诗句中描写的不属于机械运动的是( )
A.一江春水向东流 B.孤帆一片日边来
C.一行白鹭上青天 D.梅花香自苦寒来
【变式1】(多选)关于机械运动,下列说法正确的是( )
A.空气的流动属于机械运动
B.运动路线是直的、运动路程不变的运动才是机械运动
C.一个物体,位置改变就是运动的,位置没有改变就是静止的
D.判断一个物体是否运动和怎样运动,离开了参照物就失去了意义
【变式2】关于参照物,下列说法正确的是( )
A.只有静止的物体才能作为参照物
B.只有地面上的物体才能被选作参照物
C.不能选研究对象本身作为参照物
D.选择的参照物不同,同一物体的运动状态一定不同
【变式3】小明乘坐大巴,他正对车窗固定好照相机,先拍到图甲,再拍到图乙,两张照片均拍到同一路灯和同样两辆小汽车X、Y。以下判断错误的是( )
A.以Y车为参照物,X车向西行驶 B.以X车为参照物,Y车向西行驶
C.以地面为参照物,X、Y两车都向东行驶 D.以地面为参照物,X车的行驶速度比Y车的大
【变式4】如图所示,去年春节联欢晚会舞台上,AI机器人给我们带来了一场科技与艺术相结合的扭秧歌表演。在表演抛手绢时,机器人在舞台上的动作整齐划一,以机器人A为参照物,机器人A手中抛出去的手绢是 的,此时机器人B是 的(前两个空选填“运动”或“静止”),这一现象说明运动和静止是 的。
知识点3:运动的快慢——速度
1. 速度的概念
物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。
定义:在物理学中,把路程与时间之比叫做速度。
公式:v = s / t
变形公式:
· 求路程:s = vt
· 求时间:t = s/v
单位:
· 国际单位:米/秒(m/s)
· 常用单位:千米/小时(km/h)
· 换算关系:1 m/s = 3.6 km/h
2. 常见速度估测
物体
速度
物体
速度
人步行
约1.1 m/s(4 km/h)
自行车
约5 m/s(18 km/h)
汽车
约20 - 30 m/s
高速列车
约80 - 100 m/s
声音(空气中)
340 m/s
光
3×10⁸ m/s
3. 匀速直线运动
定义:物体沿着直线,快慢不变的运动叫做匀速直线运动。
特点:
· 运动路径是直线。
· 速度大小保持不变(任意相等时间内通过的路程相等)。
匀速直线运动的速度:是一个定值,与路程和时间无关。
4. 平均速度
定义:物体在某段路程(或某段时间内)运动的平均快慢程度。
公式:v = s总 / t总
注意:平均速度不是速度的平均值!
【错误示例】 某物体前一半路程速度为v₁,后一半路程速度为v₂,则全程平均速度为(v₁ + v₂)/2。
【正确解法】 v = s总/t总 = s / ( s / 2v₁ + s / 2v₂) = 2v₁v₂/(v₁ + v₂)
【典例3】水中游动最快的旗鱼,速度可达108km/h;空中飞行最快的海燕,每分钟飞行5km;陆地上跑得最快的猎豹,1s可跑40m,比较它们速度的大小( )
A.猎豹最大 B.海燕最大 C.旗鱼最大 D.三者一样大
【变式1】学校运动会百米比赛,观众看到小明跑在最前面,判定小明跑得最快。比赛结束后,裁判根据小明12s的比赛成绩优于其他运动员,判定小明跑得最快。观众和裁判判断快慢的方法是( )
A.观众:相同时间比路程;裁判:相同时间比路程
B.观众:相同时间比路程;裁判:相同路程比时间
C.观众:相同路程比时间;裁判:相同时间比路程
D.观众:相同路程比时间;裁判:相同路程比时间
【变式2】关于匀速直线运动的速度公式,下列说法正确的是( )
A.物体通过的路程s越长,其速度v越大
B.物体运动所用的时间t越短,其速度v越大
C.物体运动的速度与路程成正比,与时间成反比
D.物体运动的速度可由、计算得到,但不受、的影响
【变式3】月球是地球唯一的天然卫星。1970年,我国第一颗人造卫星东方红一号成功发射升空,标志着我国踏上了现代航天事业的征程。1978年8月1日,沉睡了2400余年的曾侯乙编钟(如图)首次公开奏响,开篇曲目便是大家熟悉的《东方红》。月球绕地球的轨迹模型如图所示,地球与月球之间的距离约为3.8×108m,月光的传播速度约为3×108m/s,则月光从月球表面到达地面的时间约为( )
A.0.79s B.1.27s C.7.90s D.12.70s
【变式4】暑假期间小明爸爸带小明驾车去庆阳游玩,所乘汽车的速度表如图1所示,小明看见路边一个交通标志牌,如图2所示。
(1)图1是汽车速度表,表中显示的速度为_________,图2方形牌中的“庆阳24km”表示的意思是:此地距离庆阳24km。图2圆形牌中的“70”表示的物理意义是:_________________________________;
(2)若汽车以速度表上的速度匀速行驶,从交通标志牌处到庆阳需要多少小时?
(3)汽车从标志牌到庆阳实际行驶了24min,汽车是否超速?
知识点4:测量平均速度(核心实验)
1. 实验原理
v = s/t
用刻度尺测路程s,用停表测时间t,计算平均速度。
2. 实验器材
小车、长木板、小木块(垫块)、金属片、刻度尺、停表。
3. 实验装置
将长木板的一端用小木块垫起,形成一个坡度较小的斜面。小车从斜面顶端由静止释放,金属片放在斜面底端作为停止位置的标志。
4. 实验步骤
① 将小车放在斜面顶端,车头对准标记处。
② 用刻度尺测出小车将要通过的路程s₁。
③ 释放小车的同时开始计时,小车撞击金属片时停止计时,记录时间t₁。
④ 根据v = s/t计算平均速度。
⑤ 重复实验,取平均值减小误差。
5. 实验要点
要点
原因
斜面倾角要小
使小车运动变慢,方便测量时间,减小误差
小车从同一高度由静止释放
控制变量,保证每次到达底端的速度相同
金属片的作用
使小车准确停止,便于测量时间
多次测量取平均值
减小误差
6. 实验结论
· 小车沿斜面由顶端运动到底端的过程中,速度越来越大(做加速运动)。
· 小车在不同路程内的平均速度一般不同。
· 上半段路程的平均速度小于下半段路程的平均速度(下半段更快)。
【典例4】在“测量物体运动的速度”的实验中,某同学利用如图所示装置,用来测量小车从斜面上滑下时的平均速度,把斜面的右端用木块垫起,已知斜面AC的长度为160cm,B点是斜面AC的中点;实验时,将小车放置在斜面A点,松手后,小车依次通过A、B、C三点的时间(停表每格为2s)如图所示,在小车下滑过程中,下列说法不正确的是( )
A.以金属片为参照物,小车是运动的
B.为了便于计时,应将木块向右端移动一点
C.小车通过全程的平均速度为15cm/s
D.小车在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度
【变式1】如图是苹果下落过程中拍摄的频闪照片,相机每隔0.1s曝光一次,由此可判断苹果的运动是_______运动(选填“匀速”或“变速”)。照片上d与a的间距,所对应的苹果的实际运动路程为50cm,则苹果在da这段路程上的平均速度是_________m/s。苹果在dc段的平均速度________(选填“大于”或“小于”、或“等于”)在ba段的平均速度。
【变式2】为比较纸锥下落快慢,用两个相同的纸片分别裁去一个扇形,如图甲,做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
(1)实验时应选择图乙___________(选填“a”或“b”)中所示的位置,将两个纸锥从同一高度同时释放,通过比较下落至地面的___________来比较纸锥下落的快慢,这种比较方法实质是___________(选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)。
(2)实验中发现纸锥下落的时间很难测量,提出以下两种解决方案,可行的是___________。(填字母)
A.提高开始下落的高度
B.采用多次测量时间取平均值的方法
(3)如图丙所示是用频闪相机拍下某一纸锥下落过程的照片,纸锥从A下落到B的过程做___________(选填“匀速”或“变速”)运动,判断的依据是___________。
已知照相机每隔0.2 s曝光一次,照片与实际物体的尺寸大小之比为1∶8,测得照片上B、D之间距离为2 cm,则纸锥在BD段的平均速度为___________m/s。
【变式3】物理兴趣小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟“测量小车的平均速度”,如图所示,图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时间的情形,显示时间的格式是“时:分:秒”。
(1)该实验的原理是________________。
(2)实验中要使斜面坡度较_____________(选填“大”或“小”)是为了______________。
(3)小车从甲到丙的距离为__________,平均速度为___________。
(4)小明在实验时,一只手操作秒表,另一只手释放小车,由于紧张,按下秒表的同时总会把小车向后拉一点才松开小车,这样操作会导致计算出的平均速度_________(选填“偏大”或“偏小”)。
(5)通过计算可知,小车在整个运动过程中作________________(选填“匀速直线运动”或“变速直线运动”)。
【变式4】如图甲是“测量小车运动的平均速度”的实验装置,让小车从斜面的A点由静止释放开始下滑,分别测出小车从A点到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(1)该实验的测量原理是________;
(2)实验中C处使用金属挡板是为了便于测量________(选填“速度”或“时间”):实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较________(选填“大”或“小”);
(3)小车通过段时,测得时间,则段的平均速度________m/s;实验中,如果小车过了B点才停止计时,则所测段的平均速度偏________(选填“大”或“小”);
(4)小楠实验时,又选用了形状相同、轻重不同的小车,在同一个斜面上做了多次实验,记录数据如下表,分析表中数据可知:小车的平均速度与小车的轻重________(选填“有”或“无”)关。
序号
小车的轻重
运动距离/cm
运动时间/s
1
较轻
80.0
2.5
2
较重
80.0
2.5
3
更重
80.0
2.5
(5)科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品,如图乙所示。将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙轨道的起点,同时由静止释放,发现在乙轨道上的小球B先到达终点。在小球沿轨道从起点到终点的运动过程中,下列说法中正确的是________。
A.小球B沿轨道乙运动过程中通过的路程较短
B.小球B全程的平均速度大于小球A全程的平均速度
C.小球A沿轨道甲做匀速运动,小球B沿轨道乙做变速运动
知识点5:运动图像的分析与应用
运动图像是期中考试的高频考点,主要有两种:s-t图像(路程-时间图像)和v-t图像(速度-时间图像)。
1. s-t图像(路程-时间图像)
图像特征
运动状态
速度特点
过原点的倾斜直线
匀速直线运动
速度恒定,斜率 = 速度
平行于时间轴的直线
静止
速度 = 0
s-t图像解题要点:
· 斜率越大,速度越大。
· 交点表示相遇(同一时刻到达同一位置)。
· 纵坐标差值表示路程。
2. v-t图像(速度-时间图像)
图像特征
运动状态
平行于时间轴的直线
匀速直线运动
过原点的倾斜直线
匀加速运动
与时间轴重合
静止
v-t图像解题要点:
· 图像与时间轴围成的“面积”表示路程。
· 纵坐标表示速度大小。
【典例5】 如图是甲、乙两车在同一平直公路上行驶的图像。甲乙都向东运动,下列说法正确的是( )
A.由图像得乙车速度为
B.甲、乙两车都做加速直线运动
C.0-1h内甲车相对乙车向东运动
D.甲车行驶2 h和乙车行驶3 h的路程相同
【变式1】如图为甲、乙两物体沿直线运动的路程随时间变化的图像,则( )
A.0~5s内,两物体均做匀速直线运动
B.1s~3s内,乙的速度为2m/s
C.两物体在5s内全程的平均速度相等
D.2s时刻,乙追上甲相遇
【变式2】甲、乙两物体同时从同一地点沿直线从同一方向运动,他们的s-t图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.3s 时,甲物体在乙物体的前方
B.在 2~4s 内,乙物体做匀速直线运动
C.0~4s 内,乙物体的平均速度为 4m/s
D.在 0~2s 内,甲、乙两物体都做匀速直线运动,且v乙>v甲
【变式3】A、B两辆汽车在平直路面上运动时的s﹣t图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.0﹣30s,A、B运动方向相同
B.0﹣40s,A车先加速再做匀速直线运动
C.30s﹣70s,A车的平均速度为10m/s
D.40s时,两车相距120m
【变式4】某科技活动小组自制了两个相同的“滴水计时器”(已知滴水器每秒滴下两滴水)。把滴水计时器分别固定在甲乙两辆玩具车上,如图1所示。将玩具车放置在带有刻度的水平木板上并向右移动,以测量其运动速度。释放玩具车后,它们运动过程中的水滴在木板上的位置如图2。思考以下问题:
(1)根据图2可知。乙车的第一滴水和第二滴水之间的距离是__________cm。
(2)该同学根据图中的数据判断出乙车做__________(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(3)乙车在从A运动到C用时__________s,此过程乙车平均速度大小为__________。
(4)上图3中和图像中,能反映出甲车运动状态的图像有__________。
知识点6:速度的综合计算(过桥、相遇、追及)
1. 过桥(隧道)问题
核心公式:s = v·t,关键是确定总路程。
情况
总路程s
示意图理解
完全通过(从车头上桥到车尾离桥)
s = L桥 + L车
车头走了“桥长+车长”
完全在桥上(从车尾上桥到车头离桥)
s = L桥 − L车
车头走了“桥长−车长”
列车通过隧道
s = L隧 + L车
同“完全通过”
易错点:忘记加(或减)车长!
2. 相遇问题
核心思路:两者运动的路程之和 = 初始距离。
公式:s甲 + s乙 = s总,即 v甲·t + v乙·t = s总(同时出发)
3. 追及问题
核心思路:两者运动的路程之差 = 初始距离。
公式:s快 - s慢 = s0,即 v快·t - v慢·t = s0(同时同向出发)
【典例6】一列长150m的快速列车,从佳木斯市到哈尔滨市的运行时间大约2.5h,列车运行的平均速度约为180km/h,求:
(1)从佳木斯市到哈尔滨市的运行距离约为多少千米;
(2)此列车完全通过一条长为550m的隧道需要多长时间?
【变式1】南京长江大桥下层铁路桥全长6772m,其中江面正桥长1572m,一列长428m的火车完全通过正桥用了100s,试计算:
(1)这列火车整车通过正桥通过的路程是多长;
(2)这列火车通过正桥的平均速度;
(3)若这列火车匀速行驶,则这列火车完全通过铁路桥共需多少时间?
【变式2】如图,是一辆装有超声测速装置的警车(空气中的声速是 340m/s):
(1)当它停在平直的公路边执勤时,发现一辆匀速行驶的汽车向这边驶来,当该车行驶到距警车 365 m 时,测速仪向该车发出一个超声信号,2s 后收到该车返回的信号。该汽车的速度是多少?
(2)当它匀速行驶在平直的公路上执勤时(行驶速度 20m/s),发现有一辆卡车停在路边,警车测速仪此时向该卡车发出一个超声信号,0.5s 之后收到卡车反射回来的信号。那么警车接受到信号时距卡车多远?
【变式3】有一天兔子和乌龟在一起赛跑。兔子跑得很快,一会儿就跑得很远了。它回头一看,乌龟才爬了一小段路,心想:乌龟跑的真慢呀!我呀,在这儿睡上一大觉吧,于是就在树下呼呼大睡起来了。乌龟不停地往前爬、超过了睡着的兔子……他继续不停向前爬,终于到了终点。当兔子醒来时乌龟已经到了终点。兔子遗憾的输掉了比赛。
(1)乌龟爬行的平均速度约为0.1m/s,现乌龟与兔子进行赛跑比赛,乌龟完成比赛共用时100分钟,则比赛的起点距离终点小山头约多少米?
(2)兔子奔跑的平均速度约为6m/s,兔子为了不输给乌龟,比赛期间睡觉时间最多可以是多少秒?
【变式4】清洁车甲和乙分别从A、B两地在平直公路上沿同一方向运动,其运动路程s与时间t的关系如图所示。求:
(1)甲、乙两车的运动速度大小;
(2)当时,甲、乙两车相距的距离;
(3)两车经过多长时间相距1200m。
————————————❇易错知识突破❇————————————
易错点1:刻度尺读数时忘记估读
错误案例:用分度值为1 mm的刻度尺测量物体长度,读数为2.3 cm。
正确解析:刻度尺读数需要估读到分度值的下一位。分度值为1 mm(0.1 cm),应估读到0.01 cm位,读数应为2.30 cm(或2.3 cm + 估读值)。
⚠️易错警示:刻度尺读数“三要”——要估读、要估读到下一位、要补0。
易错点2:混淆“误差”与“错误”
错误案例:小明说:“测量时产生的误差可以通过规范操作来消除。”
正确解析:误差是测量值与真实值之间的差别,由测量工具、测量方法等因素引起,不可避免,只能减小(多次测量取平均值);错误是不遵守测量规则造成的,可以避免。
⚠️易错警示:误差不可避免,只能减小;错误可以避免。
易错点3:参照物判断中“研究对象”与“参照物”颠倒
错误案例:小明说:“以树木为参照物,汽车是静止的。”(汽车行驶中)
正确解析:判断时,先确定研究对象(汽车),再看它相对于参照物(树木)的位置是否变化。汽车相对于树木位置在变化,所以汽车是运动的。
⚠️易错警示:判断运动状态——研究对象相对于参照物的位置是否变化。
易错点4:速度单位换算错误
错误案例:小明说:“36 km/h = 36 × 3.6 = 129.6 m/s。”
正确解析:1 m/s = 3.6 km/h,所以 km/h → m/s 要除以3.6,m/s → km/h 要乘以3.6。
36 km/h = 36 ÷ 3.6 = 10 m/s(正确)
⚠️易错警示:m/s → km/h 乘3.6;km/h → m/s 除以3.6。
易错点5:平均速度误用“速度的平均值”
错误案例:小明说:“前一半路程速度10 m/s,后一半路程速度20 m/s,全程平均速度15 m/s。”
正确解析:平均速度 = 总路程/总时间,不是速度的平均值。
⚠️易错警示:平均速度不是速度的平均值——v = s总/t总。
————————————❇方法技巧汇总❇————————————
方法技巧1:刻度尺读数——“四步法”
第一步(看):看清分度值(决定估读到哪一位)。
第二步(读):读出准确值(分度值对应的整数倍)。
第三步(估):估读一位(分度值的下一位)。
第四步(记):数值 + 单位。
口诀:先看分度值,再读准确数,估读下一位,单位别忘注。
方法技巧2:参照物判断——“一定二看三判断”
第一步(定对象):确定要研究的物体。
第二步(看位置):看研究对象相对于参照物的位置是否变化。
第三步(判状态):位置变化→运动;位置不变→静止。
口诀:研究谁,看它跟参照物;位置变,就运动,位置不变就静止。
方法技巧3:运动图像分析——“三步读懂图”
第一步(看轴):看清横轴和纵轴分别表示什么物理量(s还是v,t还是其他)。
第二步(看线):看图线形状——直线还是曲线,上升还是水平。
第三步(看点):找关键点——起点、终点、交点(相遇点)。
s-t图像口诀:斜线匀速,水平静止,斜率大速度快。
v-t图像口诀:水平匀速,斜线变速,面积就是路程。
方法技巧4:过桥问题——“画图法”
第一步(画图):画出桥(隧道)和车的位置关系。
第二步(定路程):确定车头(或车尾)从起点到终点移动的距离。
第三步(套公式):s = v·t 求未知量。
口诀:完全通过加车长,完全在桥减车长。
—————————————❇巩固训练❇—————————————
一、单选题
1.搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示是火箭加速上升的情景和该过程中航天员在舱内的情景,关于该过程下列说法正确的是( )
A.以载人飞船为参照物,航天员是运动的
B.以地面为参照物,航天员是静止的
C.载人飞船的动能增大,势能增大,机械能增大
D.航天员的惯性将逐渐消失
2.小明去考场参加考试,以的速度步行到达公交站点,坐上公交车,以小明为参照物公交车运动了起来。进入考场,他通过大脑的机械运动进行周密的思考。做完选择题,他用长为的铅笔认真填涂答题卡。文中有关描述符合物理事实的是( )
A.步行速度为 B.以小明为参照物公交车运动起来
C.大脑进行思考是机械运动 D.铅笔的长为
3.甲车从P出发、乙车从Q点出发,甲乙相向而行;乙比甲早出发1s,甲到Q点时,乙离P点1m,求此时乙到Q的距离( )
A.可能为2米 B.可能为4米 C.一定为8米 D.一定为6米
4.某同学看到学校中的一个水管在滴水,马上前去拧紧。在此过程中他突然想到水滴下落的快慢有什么规律吗?于是他和几名同学找来秒表、刻度尺、数码相机等器材开始了研究。首先他们调整水管阀门使水能一滴滴的下落,并保持水管向下滴水的时间间隔相等。此时他们将刻度尺放在水滴下落路径的旁边,用数码相机拍照。分析照片之后发现,每滴水的运动规律基本相同。其中一幅照片如图所示。水滴从图中最上面一滴水位置至最下面一滴水位置的运动过程中,下列说法中不正确的是( )
A.水滴下落的过程中速度逐渐增大
B.水滴在前一半时间内的平均速度较全程的平均速度小
C.水滴下落过程中平均速度随着下落高度的增大而增大
D.水滴在前一半时间内的平均速度较全程的平均速度大
5.物理上常用“频闪照相”来研究物体的运动,如图(a)甲、乙两人同时同地向东运动,照相机记录跑步者甲、乙跑步时的频闪照片,已知照片曝光时间间隔一定;如图(b)所示是跑步者用随身携带的手机软件记录的“配速”(配速定义:跑1千米路程所需要的时间)随时间变化的图像。下列判断正确的是( )
A.在图(a)的两次记录中甲跑步的平均速度大
B.图(a)中,乙相对于甲向西运动
C.在图(b)中t1、t2和t3三个时刻中,运动速度最大的时刻是t2
D.图(b)中0~t3时刻跑步者的速度先变大后变小再变大
6.(多选)甲、乙两物体在同一地点、同一方向出发做直线运动,两物体的路程随时间的变化图象,如图所示.以下说法正确的是( )
A.甲物体在5-10s内的平均速度大于0-5s内的平均速度
B.整个20s内,乙物体的平均速度速度是2m/s
C.5-10s内,甲、乙两物体之间的距离始终为20m
D.若20s后两车的运动状态不变,则第40秒时,两车相距40m
7.如图所示,在B处的一名战士将—枚手榴弹投到A处,当他看到爆炸闪光后经过0.9s听到了第一次爆炸声,又过了1.6后听到了第二次爆炸声,已知声音在空气中传播速度是340m/s,则正确的是( )
A.AB间距离为153m B.BD间距离为850m C.BD间距离为578m D.AD间距离为544m
8.如图所示,是测小球在斜面上的平均速度的实验,小球从斜面滚下,用照相机每隔0.1s拍摄一次,则下列说法正确的是( )
A.小球从A点运动到C点用时0.2s
B.小球从A点运动到C点的路程测量记录值为18cm
C.小球由A点运动到B点的速度小于小球由B点运动到D点的速度
D.从A至D整个运动过程的平均速度为1m/s
9.如图所示是甲、乙两个物体的速度与时间的关系图像,下列分析正确的是( )
A.甲是静止的
B.0~20s,乙车运动的路程为100m
C.整个过程中,若以甲为参照物,乙是运动的
D.乙做匀速直线运动
10.同班同学小明和小华住在同一个小区,小区门口到学校门口距离为1200m。周一早晨,小明7∶30开始从小区门口以某一速度步行出发去上学,几分钟后,小华骑着自行车以6m/s的速度出发,在距离学校480m的地方追上了小明,此时小明手表显示时间是7∶40;然后两人一起匀速步行向学校走去,到达学校时小明手表显示时间是7∶45。下列说法正确的是( )
A.小华出发时,小明已经走了576m
B.两人相遇后步行的速度与相遇前小明步行速度的比值为3∶4
C.在7∶41两人离小区门口的距离是792m
D.小华从出发到到达学校的平均速度约为3.6m/s
11.(多选)周末,A、B两同学相约去天府大道上某公园玩耍,已知A、B两同学家都在天府大道上,且相距6km(如图甲),A同学骑车前往的v﹣t图像如图乙,B同学骑车前往的s﹣t图像如图丙,A同学出发即开始同时计时。A同学比B同学先15min到达公园,则以下说法正确的是( )
A.A同学骑车的速度比B同学的速度快
B.公园可能在A同学家的北边
C.B同学家距离公园2.4km或者12km
D.当A到达公园时,B距公园2250m
二、填空题
12.为了测量铅笔的长度,小东同学使用同一刻度尺测了四次铅笔的长度,测量值为18.65cm、18.63cm、18.61cm、19.59cm,则铅笔的长度应记为 cm,其所用刻度尺的分度值是 。
13.如图所示,物体的长度为 cm,秒表读数为 s。
14.西安马拉松如期举行。参加欢乐跑的5000人从永宁门出发,前往目的地大明宫,全程7km。小明得知某运动员欢乐跑的成绩为48min,则他的平均速度为 m/s(计算结果保留两位小数)。终点裁判员是通过 (选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法来比较运动员的快慢。
15.如图所示,是甲乙两车的s-t运动图象,仔细分析图象,回答下列问题。甲车的速度 乙车的速度,(填“大于”“小于”或“等于”)第5分钟,甲车和乙车相距 m。在距离O点 m的时候,两车相遇。
16.一个足球离开脚后在客厅砖面上水平向前滚动,如图是每隔0.2s拍摄一次的频闪照片的俯视图,已知铺客厅的正方形瓷砖边长为90cm,A、B两点为足球滚动过程中经过的两个点,由图可以判断出:足球的运动轨迹是 (填“从A到B”或“从B到A”),整个运动过程的平均速度为 m/s。
三、实验题
17.物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时,想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度,设计了如图所示的装置,让小车从带有刻度,(分度值为1cm)的斜面顶端由静止滑下,图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表显示的时间(圆圈里的数字分别表示“时:分:秒”)。
(1)该实验是根据公式 进行测量的;
(2)通过分析图中所给的信息可以判断,小车从斜面顶端运动到底端的过程中 (选填“是”或“不是”)做匀速直线运动;
(3)小车在AB段运动的路程sAB是 dm;在BC段运动的平均速度vBC是 m/s;在AC段运动的平均速度vAC是 m/s;
(4)在实验前必须熟练使用电子表,如果小车到达C点后过了一段时间才停止计时,则会使运动时间的测量值偏 (选填“大”或“小”),则平均速度的测量值偏 (选填“大”或“小”)。
18.小翔骑自行车从坡顶“自由”下滑,感觉自己“下滑”的越来越快,但自行车下滑的速度究竟是不是越来越大呢?为了探究这个问题,他让小球从斜面A点静止开始滚下,利用相机频闪照相功能记录了小球在间隔的不同位置,如图所示:
(1)分析照片可知,小球在段的平均速度比段的平均速度 ,判断的依据是 ;
(2)小车在斜面上做的是 运动;
(3)要计算段的平均速度,还需要直接测量的物理量是 。
19.一条粗细均匀、直径很小的金属丝长为,将它在均匀圆杆上紧密绕了n圈(如图甲所示),再用图乙的刻度尺测量一段长度(图中未画出)。利用上述其中的两个数据,能较精确地得出金属丝的直径d。
(1)在图甲中用“”,画出要测量的长度 ;
(2)金属丝的直径 (用题目所给符号写出表达式);
(3)改进实验,能更精确地测量金属丝直径;
方法一:选用一把分度值更 (选填“大”“小”)的刻度尺测长度;
方法二: 。
20.小明猜想:“无风环境下,某气球下落高度h一定时,气球体积V小,气球下落的平均速度也小”。他设计了如图实验:
(1)从静止释放气球,气球下落至台面,分别用直尺、电子表测量它下落的高度h、时间t;
(2)图中测得h为__________cm;减小气球的体积V,保持_______不变(填字母),重复实验测量;如果气球落至台面没有及时停止计时,则测得平均速度_______实际值(选填“大于”“小于”);
实验次数
某气球体积
下落时间/s
平均速度/(cm/s)
1
逐次变小
1.4
70.7
2
1
99.0
3
0.8
123.8
(3)用正确的方法测得数据如表所示。从表中数据判断:____________________,则小明的猜想 ________(选填“正确”“不正确”)。
21.在“测量小车的平均速度”实验中:
(1)物理实验小组设计了如图甲所示的实验,该实验原理是___________。
(2)小红想测小车运动过程中BC段的平均速度,于是将小车放在B点,按下秒表并同时让小车从静止开始下滑,当小车下滑到C点时停止计时。你认为这个方法_________(选填“可行”或“不可行”),理由是___________。
(3)实验时,发现小车下滑的速度很快,不便于测量时间,下列采取的操作可行的是___________。
A.适当减小斜面的倾角
B.熟练使用秒表后再计时
C.选择更加精密的秒表
D.更换成质量更大的小车
(4)如图乙所示,小组利用位置传感器记录小车的运动情况。位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离,计算机就可以算出小车在不同位置的速度。屏幕图像如图丙所示,横轴为时间,纵轴为速度,通过图像可以看出小车在斜面上下滑时是_________(选填“匀速”或“加速”)运动的;小车在斜面上运动2s时的速度为___________m/s。
四、计算题
22.深中通道位于珠江三角洲伶仃洋海域,是粤港澳大湾区重要跨海通道,是世界级“桥、岛、隧、水下互通”跨海集群工程,如图所示。深中通道主线全长24km,其中隧道全长6845m,主线限速为100km/h,求:
(1)汽车以最高限速行驶通过主线全长需要多少时间?
(2)若一辆汽车通过海底隧道耗时250s,求汽车在海底隧道行驶时的平均速度?(保留两位有效数字)
(3)现有一列运输车队,以81km/h的速度完全通过主线全长,所用时间为0.3h,求此列车队的长度为多少?
23.一名司机驾驶着一辆小汽车从收费站驶入高速公路,小汽车行驶速度与时间关系图像如图甲所示,且在0~0.05h内,汽车行驶了3km。行驶了一段时间后,小汽车行驶到了超速监测路段,为了监测超速行驶这种违法行为,超速监测路段设置有超声波测速仪。如图乙、丙所示为该超速监测路段的测速仪工作时的场景,测速仪能发射和接收超声波。当行驶的小汽车与测速仪距离为30m时(如图乙),测速仪向小汽车发出超声波,超声波“追上”小汽车时,小汽车刚好运动到B点(如图丙),测速仪从发出超声波到接收反射回来的超声波共用时0.2s。已知此路段限速为100km/h,超声波的传播速度为340m/s。则:
(1)求图甲中0~0.2h内,小汽车行驶的平均速度;
(2)求图丙中小汽车运动的路程;
(3)小汽车在超速监测路段是否超速?请通过计算进行说明。
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