第一单元机械运动 -2026-2027学年人教版八年级物理上册
2026-10-01
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内容正文:
八年级物理(人教版)上学期提优专题训练
第一单元 机械运动
专题一:现代测量与微尺度认知(长度、时间测量及误差分析)
本专题聚焦现代精密制造与工业测量,考查刻度尺与停表读数规范、估读规则、微小量累积法(纸厚、细金丝直径)及温度变化引起的热胀冷缩系统误差辨析。
1. 【精密光学透镜厚度测量】我国在高端光学仪器制造领域取得重大突破。工程师用如图 1 所示的高精度刻度尺检测某高精度光学透镜的中心厚度。透镜左边缘 对齐 刻度线,右边缘 位于 与 之间略偏右位置。
图 1 刻度尺测量精密透镜厚度示意图
(1) 该刻度尺的分度值为 ________。
(2) 透镜中心厚度的测量值为 ________ 。
(3) 若在恒温 下校准的钢制刻度尺拿到 的热加工车间直接测量(钢尺遇热膨胀),测量结果将比真实值偏 ________(选填“大”或“小”)。
2. 【芯片封装微小纳米金丝直径测量】某芯片封装工厂需要测定一种微细导电金丝的直径。技术员采用累积测量法:将金丝紧密绕在一根标准圆柱形玻璃棒上,共紧密绕制 匝,测得线圈的总宽度为 (如图 2 所示)。
图 2 累积法测细金丝直径
(1) 该导电金丝的单根直径为 ________ 。
(2) 若在绕线时,部分匝数之间出现了微小重叠,则测得的单根直径值将比实际直径偏 ________(选填“大”或“小”)。
3. 【机械停表读数规范】物理实验小组用如图 3 所示的机械停表记录运动物体的运行时间。
图 3 机械停表表盘读数
(1) 停表小表盘分度值为 ________ ,指针位于 与 之间且已过半格;大表盘分度值为 ________ 。
(2) 该停表显示的测量读数为 ________ 。
4. 【特殊测量法迁移:滚轮法】城市建设规划中,需要测绘一段大曲率盘山公路的实际通行里程。由于路面弯曲无法直接用直尺测量,测绘员手推一个周长为 的滚轮式测距仪沿路面中央行走,滚轮上的计数器记录总转数为 圈。
(1) 该段盘山公路的实测里程为 ________ 。
(2) 这种测量方法在物理学中称为“滚轮法”,其实质运用了 ________(选填“化曲为直”或“微小量累积”)的科学思维。
5. 【测量误差与平均值处理】四位实验员用同一把刻度尺对某一精密工件的长度进行了 4 次独立测量,记录数据分别为:、、、。
(1) 数据中明显错误的是第 ________ 次测量值。
(2) 该工件的最终测量长度应记为 ________ 。
(3) 为进一步减小由于操作和环境引起的测量误差,可采取的有效方法是 ____________________。
专题二:多维参照系与相对运动图景(空间站对接、无人机与车路协同)
本专题以我国空间站交会对接、低空经济无人机集群及智能网联汽车为情境,考查参照物的合理选取、物体运动状态的相对性判定及多对象相对运动分析。
6. 【航天交会对接与相对静止】天舟货运飞船向中国空间站天宫运送补给物资。飞船进入空间站同一轨道后,在制导系统控制下逐渐靠近,最终实现平稳对接。在接近段,飞船与空间站正以 的速度绕地球高速运行。下列说法正确的是( )
A. 对接成功后,若以地球为参照物,天舟飞船是静止的
B. 在平稳对接的最后阶段,飞船相对于空间站是向前高速匀速运动的
C. 航天员在空间站内看到飞船缓缓靠近,航天员选取的参照物是天舟飞船
D. 对接完成后,飞船内的物资相对于空间站核心舱是静止的
7. 【无人机编队相对轨迹】在某次无人机编队表演中,地面控制中心监测到无人机 与无人机 均在同一竖直平面内沿水平直线自西向东匀速飞行,测得 机速度为 , 机速度为 (如图 4 所示)。
图 4 无人机编队水平协同飞行示意图
(1) 若以无人机 为参照物,无人机 的运动状态是向 ________(选填“东”或“西”)做匀速直线运动,相对速度大小为 ________ 。
(2) 若无人机 与地面风向标保持相对静止,此时地面风向标指向正南方向,说明此时吹 ________ 风(选填“南”或“北”);此时以无人机 为参照物,地面指挥大楼是向 ________ 运动的。
8. 【智能网联汽车多车协同】在自动驾驶示范区内,自动驾驶轿车甲与无人货车乙同向并排行驶在平直高架路上,甲车速度为 ,乙车速度为 。下列说法正确的是( )
A. 以甲车为参照物,乙车是向后运动的
B. 以乙车为参照物,甲车是向前运动的
C. 两车保持相对静止,两车之间的距离不发生变化
D. 以路旁树木为参照物,甲、乙两车都是静止的
9. 【智能巡检机器人相对运动】在智慧物流自动化仓库中,传送带正以 的速度向东匀速运转。一台轮式智能巡检机器人以 的速度在传送带表面沿同一直线向西巡检。
(1) 以地面为参照物,巡检机器人正在向 ________ 运动,速度大小为 ________ 。
(2) 以传送带为参照物,巡检机器人正在向 ________ 运动,速度大小为 ________ 。
专题三:工程物理与速度经典模型(过桥过隧、车长模型、双向对开与追及)
本专题聚焦真实工程中的速度问题,包括超长列车过隧道(车长模型)、双向复线铁路相遇与追及、水下智能管道巡检等,严谨建立路程-时间物理方程。
10. 【CR450 动车组特长隧道通行】我国新一代复兴号 CR450 高速动车组编组全长 ,当其以 的设计速度匀速通过一座全长 的特长山岭隧道(如图 5 所示)。
图 5 动车组通过山岭特长隧道模型图
(1) 列车完全在隧道内部运行的时间 ;
(2) 整列列车完全通过该隧道所需要的时间 。
11. 【高速复线铁路列车错车与超车】在平直双向复线铁路上,甲列车长 ,运行速度为 ;乙列车长 ,运行速度为 。求:
图 11 高速复线铁路相向错车与同向超车时空位移模型图
(1) 若两车在相邻两条铁轨上相向而行,从两车车头相遇到车尾完全离开(相向错车)经历的时间 ;
(2) 若两车在相邻铁轨上同向而行,甲车从后方追上乙车,从甲车车头追及乙车车尾到甲车车尾完全超越乙车车头(同向超车)经历的时间 。
12. 【无人配送车往返调度模型】在智慧科技园区内,无人配送车从 站点出发前往 站点,两站相距 。配送车去程满载货物,平均速度为 ;在 站卸货停留 ;返程空载返回 站点,平均速度为 。求:
(1) 无人配送车去程所用的时间 ;
(2)
无人配送车从 站出发到最终返回 站全程的平均速度。
13. 【深水管道智能巡检机器人】某海底天然气输送管道内充满匀速流动的工质流体,流速为 。管道巡检机器人在管道内自主游弋,其在静止流体中的巡航速度为 。已知管道检测段全长 。求:
(1) 机器人顺流巡检该段管道所用时间 ;
(2) 机器人逆流返回起点所用时间 ;
(3)
机器人完成一次顺流加逆流往返巡检全程的平均速度。
14. 【城市车路协同“绿波带”通行】城市交通采用智能车联网“绿波带”控制技术。某干道上连续两个路口的信号灯间距为 。当前方第一路口绿灯亮起时,相距 的第二路口绿灯将在 后亮起,绿灯持续时间为 。为使车辆匀速行驶且不在第二路口红灯等待,车辆的通行速度应控制在什么范围?
图 12 城市车路协同绿波带时空控制示意图
专题四:现代测距与信号时空反射(超声波、激光雷达与回声测速)
本专题考查现代汽车雷达、声呐及激光测速技术中的运动反射模型,熟练画出声波/光波去程与回程的时间-空间关系图并列式求解。
15. 【超声波倒车防碰撞雷达】某新能源汽车配备主动倒车雷达。汽车以 的速度正对车库竖直墙面匀速倒车(如图 6 所示)。雷达在某时刻向墙面发射一束超声波脉冲,经 后接收到反射回来的回声。已知空气中声速 。求:
图 6 超声波倒车雷达测距时空示意图
(1) 超声波传播的总路程 ;
(2) 雷达发射脉冲瞬间,汽车车尾距墙面的距离 ;
(3) 雷达接收到回声信号时,车尾距墙面的实际剩余距离 。
16. 【高速公路激光脉冲测速仪】交警部门使用固定式测速仪监测车辆是否超速(如图 13 所示)。测速仪正对迎面匀速驶来的轿车先后发射两次脉冲信号,第一次发射到接收经历时间 ;间隔 后发射第二次脉冲,发射到接收经历时间 。已知空气中声速 。求:
图 13 测速仪发射脉冲时空反射分析图
(1) 轿车接收到第一次脉冲时距测速仪的距离 ;
(2) 轿车接收到第二次脉冲时距测速仪的距离 ;
(3) 该轿车的行驶速度 。
17. 【极地科考破冰船声呐测距】我国“雪龙 2 号”极地科考破冰船正以 的速度迎面驶向一座巨大冰山(如图 14 所示)。船长利用声学仪器向冰山发射探测声波,经过 后听到回声。已知声音在当时冷空气中的传播速度为 。求:
图 14 破冰船迎面驶向冰山声呐测距示意图
(1) 破冰船在 内航行的路程;
(2) 破冰船发出探测信号时,破冰船与冰山之间的初始距离 。
18. 【动车鸣笛声学时空图景】一列高铁列车正以 的速度背离高大山崖沿直线行驶(如图 15 所示)。司机在某处鸣笛一声,经过 听到来自山崖的回声。已知空气中声速 。求列车鸣笛处距山崖的距离 。
图 15 列车背离山崖鸣笛声学时空模型图
专题五:数形结合与运动图象深度解构(s-t 图与 v-t 图)
本专题考查位移-时间图象与速度-时间图象的读图能力、速度物理意义、追及相遇交点判定及“图线下方矩形面积表示路程”的方法迁移。
19. 【智能仓储 AGV 运动 s-t 图象】智能仓储中,甲、乙两台 AGV 机器人在同一直线轨道上同向运送零件,其运动的 图象如图 7 所示。
图 7 AGV 机器人运动 s-t 图象
(1)由图可知,甲机器人做 ________ 运动,其运行速度大小为 ________ 。
(2)乙机器人在 内处于 ________ 状态;在 内乙机器人的平均速度为 ________ 。
(3)两机器人在第 ________ 时相遇,相遇位置距起点 ________ 。
20. 【智能手环配速图象转化】小明佩戴智能手环晨跑,手环记录的小明跑步过程中的 图象与累计 图象如图 8 所示。
图 8 智能手环跑步配速 v-t 图与 s-t 图
(1) 由 图象可知,小明在前 跑步的速度为 ________ ,通过的路程为 ________ 。
(2) 在中间 的冲刺阶段,小明跑过的路程为 ________ 。
(3) 小明在整场 跑步锻炼中的全程平均速度为 ________ (保留一位小数)。
21. 【快递传送带包件位移图象】在某物流分拣中心,包裹 和包裹 在同一水平长传送带上运动, 图象如图 16 所示。求包裹 追上包裹 的时刻 及追上时离起点的距离 。
图 16 包裹 A 与 B 传送带位移 s-t 图象
22.
【多段折线运动的平均速度】一架农业植保无人机沿水平直线对农田进行巡检:前 以 的速度匀速喷洒,接着悬停作业 ,最后以 的速度快速飞行 返回基地。求无人机全程的平均速度。
专题六:数字化实验与平均速度探究(光电门、频闪照相与平均速度本质)
本专题依据课标探究实验“测量物体运动的平均速度”,结合数字光电门传感器和频闪摄影技术,考查实验原理、误差成因分析、实验装置优化及分段平均速度的严谨计算。
23. 【数字化光电门测量平均速度实验】物理兴趣小组设计了如图 9 所示的斜面滑块实验装置。滑块上安装有宽度 的窄遮光条,斜面上固定有光电门 、, 点为斜面底端固定金属挡板。
图 9 光电门测斜面小车平均速度装置
(1) 该实验测量平均速度的物理原理是 ________。
(2) 实验时,斜面的倾角应尽量保持较 ________(选填“大”或“小”),目的是 ____________________________________。
(3) 数字计时器记录遮光条通过光电门 的时间为 ,通过光电门 的时间为 。则滑块通过光电门 处的瞬时速度估计值为 ________ ;若光电门 、 间距为 ,滑块由 运动到 所用时间为 ,则滑块在 段的平均速度为 ________ 。
(4) 若某同学实验时,滑块撞击金属挡板 后才停止计时,导致测得的时间 偏大,则计算出的全程平均速度 会偏 ________。
24. 【高速摄像频闪摄影探究运动规律】如图 10 所示,是高速摄像机记录小车沿直线轨道运动的频闪照片。频闪灯每隔相等时间 闪光一次,并在小车所在位置留下图像。
图 10 小车运动频闪摄影分析图
(1) 由频闪照片可知,小车在相同时间内通过的路程越来越 ________,说明小车在做 ________(选填“匀速”或“变速”)运动。
(2) 已知测得位置 1 到位置 3 的距离为 ,位置 3 到位置 5 的距离为 。则小车在前半程(1-3 位置)的平均速度为 ________ ;全程(1-5 位置)的平均速度为 ________ 。
25. 【课标经典实验装置优化与系统误差】在“测量物体运动的平均速度”实验中(如图 17 所示):
图 17 测量物体运动的平均速度经典实验装置图
(1) 测量仪器需要用到 ________ 和 ________。
(2) 实验中必须使小车从斜面顶端由 ________ 状态开始下滑。
(3) 测得小车通过全程 用时 ,通过上半段 用时 ,则小车通过下半段的平均速度 ________ 。比较可知 ________ (选填“>”、“<”或“=”)。
26. 【气垫导轨极低摩擦环境匀速判定】在现代物理实验室的气垫导轨上,滑块悬浮在气膜上方运动,摩擦阻力几乎为零。两个光电门间距为 ,测得滑块通过时间为 ;随后经过另外两个间距为 的光电门,测得通过时间为 。据此能否判断滑块做匀速直线运动?请说明理由。
27. 【综合压轴:“等时间”与“等路程”双等分模型】一列新型高铁在平直测试线路上运行:
(1)
若列车在前一半【时间】内以速度 匀速行驶,在后一半【时间】内以速度 匀速行驶,求列车全程的平均速度(用 、 表示);
(2)
若列车在前一半【路程】内以速度 匀速行驶,在后一半【路程】内以速度 匀速行驶,求列车全程的平均速度(用 、 表示);
(3)
若已知 ,,请通过计算比较与的大小关系。
参考答案
专题一:现代测量与微尺度认知(长度、时间测量及误差分析)
1.【精密光学透镜厚度测量】
【答案】(1)(或 ) (2)( 均可) (3)小
【解析】
(1)由图 1 刻度尺可知, 之间共有 10 个等分小格,每一小格代表的长度为 ,故该刻度尺的分度值为 (即 )。
(2)透镜左端起始位置与 刻度线严密对齐,右端测量线位于 与 之间偏右处,估读一位为 。透镜中心厚度为:
。
(3)钢尺受热膨胀变长,尺上刻度间的实际距离变大;用它去测量实际厚度不变的透镜时,读得的刻度数值将比真实值偏小。
2.【芯片封装微小纳米金丝直径测量】
【答案】(1) (2)小
【解析】
(1)金丝紧密绕制 匝,测得总宽度 。单根金丝直径为:
(或 )。
(2)若线圈匝与匝之间出现微小重叠,将导致测得的总宽度 偏小;由公式 可知,计算出的单根金丝直径将偏小。
3.【机械停表读数规范】
【答案】(1); (2)
【解析】
(1)小表盘分度值为 ( 之间有半格刻度线);大表盘一圈为 ,共 300 个小格,每一小格为 ,故分度值为 。
(2)小盘分针指向 与 之间且已超过 刻度线,因此大盘读数应读后半圈(即 区间),对应示数为 。停表总读数为:
。
4.【特殊测量法迁移:滚轮法】
【答案】(1) (2)化曲为直
【解析】
(1)盘山公路实测通行总里程为滚轮周长乘以总转数:
。
(2)用滚轮沿弯曲道路滚动测距,实质上是将弯曲的路线展开为滚轮周长的累加,体现了“化曲为直”的物理科学思维。
5.【测量误差与平均值处理】
【答案】(1)3 (2) (3)选用分度值更小的精密测量工具或多次测量求平均值
【解析】
(1)第 3 次记录的数据 与其他三次数据(、、)存在明显较大偏差,属于读数或记录错误,必须剔除。
(2)取其余三次有效测量数据的算术平均值作为最终测量结果:
。
专题二:多维参照系与相对运动图景(空间站对接、无人机与车路协同)
6.【航天交会对接与相对静止】
【答案】D
【解析】
A 项,对接成功后,天舟飞船与空间站一同以 的第一宇宙速度绕地球高速飞行,若以地球为参照物,飞船的位置随时间不断变化,是运动的,A 错误;
B 项,在平稳对接的最后阶段,飞船相对于空间站是极其缓慢地微调靠近,速度接近于零,以确保安全平稳对接,并非高速运动,B 错误;
C 项,航天员在空间站内看到飞船缓缓靠近,航天员选取的参照物是空间站或航天员自身,C 错误;
D 项,对接锁紧完成后,飞船与空间站核心舱之间位置保持相对固定,飞船内的物资相对于空间站核心舱是静止的,D 正确。
7.【无人机编队相对轨迹】
【答案】(1)西; (2)北;西
【解析】
(1)两机均向东水平飞行, 机速度 大于 机速度 。以 机为参照物, 机逐渐被甩在后方(即向西运动),相对运动速度大小为:
。
(2)风向标指向正南方向,说明空气流动的方向是由北向南,因此此时吹的是“北风”;无人机 沿直线向东飞行,以 机为参照物,地面静止的指挥大楼正向其相反方向(向西)运动。
8.【智能网联汽车多车协同】
【答案】C
【解析】
进行速度单位统一换算:甲车的速度为:
。
已知乙车的速度 ,甲、乙两车在同一直线上同向并排行驶,速度大小相等、方向相同。因此两车保持相对静止,相互之间的间距不发生改变,故 C 正确。
9.【智能巡检机器人相对运动】
【答案】(1)西; (2)西;
【解析】
(1)传送带以 向东运动,机器人在传送带表面以 向西运动。由于 ,以地面为参照物,机器人实际向西运动,对地速度大小为:
。
(2)以传送带表面为参照物,机器人正以其自身机械行进速度向西运动,相对速度大小为 。
专题三:工程物理与速度经典模型(过桥过隧、车长模型、双向对开与追及)
10.【CR450 动车组特长隧道通行】
【答案】(1) (2)
【解析】
列车速度单位统一换算:
。
(1)列车完全在隧道内部运行,是指从车尾完全进入隧道至车头刚到达隧道出口的过程,列车通过的路程为:
。
运行所需时间为:
。
(2)整列列车完全通过该隧道,是指从车头刚进入隧道至车尾完全离开隧道出口的过程,列车通过的总路程为:
。
所需总时间为:
。
11.【高速复线铁路列车错车与超车】
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)相向而行错车过程中,以乙车为参照物,甲车向乙车驶来的相对速度为:
。
两车从车头相遇到车尾完全离开,甲车相对于乙车移动的总路程为两车车长之和:
。
相向错车经历的时间为:
。
(2)同向而行超车过程中,以乙车为参照物,甲车追及乙车的相对速度为:
。
从甲车车头追及乙车车尾到甲车车尾完全超越乙车车头,相对超车路程同样为两车车长之和 。
同向超车经历的时间为:
。
12.【无人配送车往返调度模型】
【答案】(1)(或 ) (2)
【解析】
(1)两站点间距 。去程所用时间为:
。
(2)返程空载行驶时间为:
。
在 站点停留卸货时间 。全程所用的总时间为:
。
无人配送车往返通过的总路程为:
。
全程的平均速度为:
。
13.【深水管道智能巡检机器人】
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)机器人顺流巡检时,实际对地运动速度为:
。
顺流巡检所需时间为:
。
(2)机器人逆流返回时,实际对地运动速度为:
。
逆流返回所需时间为:
。
(3)往返一次通过的总路程为 ,往返所用总时间为 。
往返全过程的平均速度为:
。
14.【城市车路协同“绿波带”通行】
【答案】(或 )
【解析】
第一路口绿灯亮起时(),车辆匀速驶向第二路口。第二路口绿灯在 亮起,并在 时熄灭。
为使车辆到达第二路口时恰好处于绿灯通行窗口,车辆通行时间 必须满足:
。
两路口间距 ,由 可得车速边界:
允许通行的最大车速为:
允许通行的最小车速为:
故车辆匀速通行的速度应控制在 范围内。
专题四:现代测距与信号时空反射(超声波、激光雷达与回声测速)
15.【超声波倒车防碰撞雷达】
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)超声波往返传播的总路程为:
。
(2)在信号传播时间 内,汽车倒车行驶的路程为:
。
由图 6 时空几何关系可知,超声波去程路程、回程路程与汽车倒车位移之和等于发射瞬间距离 的 2 倍:
。
发射瞬间车尾距墙面的真实距离为:
。
(3)接收到回声信号时,车尾已向墙面靠近了 ,实际剩余距离为:
。
16.【高速公路激光脉冲测速仪】
【答案】(1) (2) (3)(或 )
【解析】
(1)轿车接收到第一次脉冲信号时,信号单程传播时间为 ,轿车距测速仪距离为:
。
(2)轿车接收到第二次脉冲信号时,信号单程传播时间为 ,轿车距测速仪距离为:
。
(3)在两次接收到脉冲信号的时刻之间,轿车迎面行驶的距离为:
。
轿车行驶该段路程所用的实际时间为:
。
该轿车的行驶速度为:
。
17.【极地科考破冰船声呐测距】
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)在 时间内,破冰船航行的路程为:
。
(2)探测声波往返传播的总路程为:
。
由空间相向运动模型可知,声波传播路程与破冰船航行路程之和等于发射时两物体初始距离 的 2 倍:
。
发射信号时破冰船与冰山的初始距离为:
。
18.【动车鸣笛声学时空图景】
【答案】
【解析】
在 内,声波传播的总路程为:
。
列车背离山崖行驶的路程为:
。
列车背离山崖行驶时,声波传播去程与回程追赶列车,满足几何关系:
。
鸣笛处距高大山崖的初始距离为:
。
专题五:数形结合与运动图象深度解构(s-t 图与 v-t 图)
19.【智能仓储 AGV 运动 s-t 图象】
【答案】(1)匀速直线; (2)静止; (3);
【解析】
(1)图 7 中甲的 图线是一条通过坐标原点的倾斜直线,表示路程与时间成正比,做匀速直线运动。其速度为:
。
(2)乙在 内路程坐标恒为 保持不变,处于静止装卸状态;在 内乙通过的总路程为 ,平均速度为:
。
(3)两图线交点坐标为 ,表明在第 时甲追上乙,相遇位置距起点 。
20.【智能手环配速图象转化】
【答案】(1); (2) (3)
【解析】
(1)前 内,由 图象知速度恒为 ,通过的路程为:
。
(2)中间冲刺阶段用时 ,速度 ,通过路程为:
。
(3)最后阶段 ,速度 ,路程 。
整场跑步运动的总路程为:
。
总时间 。全程平均速度为:
。
21.【快递传送带包件位移图象】
【答案】相遇时刻 ,相遇位置距起点
【解析】
由图 16 可知,包裹 从原点出发做匀速直线运动,其运动方程为:
;
包裹 从 处在 时开始同向匀速运动,其运动方程为:
。
两包裹相遇时路程相等 :
图象交点坐标严格对应 ,代入可得相遇位置距起点:
。
22.【多段折线运动的平均速度】
【答案】
【解析】
无人机各阶段时间为:
第一阶段喷洒时间:;
第二阶段悬停时间:,通过路程 ;
第三阶段返回时间:。
全程总路程为:;
全程总时间为:。
全过程的平均速度为:
。
专题六:数字化实验与平均速度探究(光电门、频闪照相与平均速度本质)
23.【数字化光电门测量平均速度实验】
【答案】(1) (2)小;减小滑块下滑速度,便于准确测量时间,减小计时误差 (3); (4)小
【解析】
(1)测量平均速度的物理基本原理是速度公式:。
(2)斜面坡度较小可以减小滑块下滑加速度与速度,延长滑块在斜面上的运动时间,从而便于更精准地记录时间,减小计时误差。
(3)遮光条极窄(),通过光电门 的瞬时速度可用极短挡光时间内的平均速度表示:
。
滑块在 段的总路程 ,用时 ,该段平均速度为:
。
(4)滑块撞击挡板后才停止计时,导致测得的时间 偏大,由 可知计算出的平均速度偏小。
24.【高速摄像频闪摄影探究运动规律】
【答案】(1)大;变速 (2);
【解析】
(1)频闪照片中相邻两点间的时间间隔 恒定。由图 10 可知,在相同时间内小车通过的点迹间距越来越大,说明小车在做变速(加速)直线运动。
(2)位置 1 到位置 3 经历 2 个时间间隔,,前半程平均速度为:
。
位置 1 到位置 5 全程总路程为 ,总时间为 。全程平均速度为:
。
25.【课标经典实验装置优化与系统误差】
【答案】(1)刻度尺;停表(或秒表) (2)静止 (3);
【解析】
(1)测量小车平均速度需要测量路程和时间,因此必备仪器为刻度尺和停表(秒表)。
(2)为保证初速度为零并保证实验可重复性,必须让小车由静止释放。
(3)下半段路程为:
。
下半段所用时间为:
。
下半段平均速度为:
。
上半段平均速度为 ,故 (表明小车在做加速运动)。
26.【气垫导轨极低摩擦环境匀速判定】
【答案】不能。
【解析与评分细则】
理由:虽然滑块在两段距离内的平均速度计算结果均为:
,;
但平均速度相等并不等于物体在每一瞬时的速度都相等。滑块在运动过程中仍可能存在先加速后减速等复杂的变速过程;根据初中物理定义,只有当物体在任意相等的时间间隔内通过的路程都相等时,才能断定物体做匀速直线运动。
27.【综合压轴:“等时间”与“等路程”双等分模型】
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)等时间模型:设列车在前一半时间与后一半时间均为 ,则总时间为 。全程通过的总路程为:
。
全程的平均速度为:
。
(2)等路程模型:设列车在前一半路程与后一半路程均为 ,则总路程为 。
前一半路程所用时间为 ,后一半路程所用时间为 。
全程所用总时间为:
。
全程的平均速度为:
。
(3)将数据 、 代入两模型:
;
。
经计算比较可知:。
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