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专题1 机械运动
知识点一:长度与长度测量
1.长度单位
(1)国际单位是 米,符号m。
(2)常用单位有:千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。
2.单位换算
(1)1km=103m=106mm=109μm=1012nm。
(2)1m=10dm=100cm。
3.进行单位换算的步骤:数值不变,乘以原单位与目标单位之间的进率,将原单位改写为目标单位。
4.长度的测量
(1)长度测量工具:皮尺、刻度尺、三角板、游标卡尺、螺旋测微器。
(2)认识刻度尺:刻度尺的零刻度线、量程、分度值如图所示:
1)零刻度线:刻度尺的起始刻度,使用时要注意刻度尺的零刻度线是否在端,是否磨损。
2)量程:即测量范围,是指刻度尺一次能测出的最大长度。
3)分度值:相邻两条刻度线之间的长度,它决定测量的精确程度。
(3)刻度尺的使用:正确使用刻度尺测量物体的长度,应做到“五会”:“会选”、“会放”、“会看”、“会读”、“会记”。
1)会选:根据测量对象和测量要求选择适当的测量工具(适当量程和分度值)。
①选量程:测量物体长度时,所选取的刻度尺的量程应尽量大于被测物体的长度,这样可以保证测量能一次完成,与分段多次测量相比可使测量结果更准确。
②选分度值:根据测量精确度的要求选择合适分度值的刻度尺。如安装玻璃时,偏差在“mm”级别不影响安装,选用分度值为1mm刻度尺即可。
实际测量时,并不是测量工具越精密越好,只要能达到测量精度要求就可以了。
2)会放:将刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一侧要紧靠被测物体,与被测边保持平行,不能歪斜,如图甲是正确放置刻度尺情况,乙图即为错误放置情况。若刻度尺的零刻度线已经磨损,可使其整数刻度线对齐物体的一端,读出长度后再减去这一整数刻度值,就可以得到物体的长度,如图丙所示。
3)会看:读数时,视线要正对刻度线,即视线与刻度尺垂直,不能斜视,图中,A为错误的视线,B为正确的视线。
4)会读:读数时,要注意区分大格和小格的数目,读出准确值,并估读到分度值的下一位。如图所示,上图准确值是3cm,估读值是0.2cm,所以该物体的长度为3.2cm;下图准确值是3.1cm,估读值是0.05cm,被测物体的长度为3.15cm。
对刻度尺读数时,应估读到分度值的下一位,估读值是“0”时不能省略,如读数时3.50cm,小数点后的“0”是估读的,不能省略。
5)会记:记录数据时,不但要记录数字,还必须注明测量量的单位。没有单位的记录是毫无意义的。
5.长度的估测
在日常生活和生产中,需要对一些常见物体的长度进行估测,或采用一些简便的方法粗略测量物体的长度,这就要求我们了解一些常见物体的尺度以便于进行估测。例如,一只铅笔的尺度大约是17.5cm,一层住宅楼的高度大约是3m,课桌的高度大约是0.8m等。
6.长度测量的特殊方法
在测量物体长度过程中,经常会遇到一些不易直接测量的问题,这时就需要我们使用特殊的方法测量物体的长度。
(1)积累法:当被测物体的长度太小,不能直接用刻度尺测量时,可把n个相同的长度叠合起来,测出总长度后除以n就可以算出物体的长度。下图就是利用此方法测量一张纸的厚度的示意图。利用此方法还可以测量细铜丝的直径等。
(2)平移法:当待测物体的长度(如球的直径、圆锥的高度等)隐藏在物体内部时,可将其等效平移到物体外部,再用刻度尺测量。如图甲、乙所示,是分别测量硬币直径和圆锥高度的示意图,其中硬币直径为3.10cm-2.00cm=1.10cm。
(3)化曲为直法:测量如图所示曲线长度时,可以用一端易弯曲的但不可伸长的丝线与曲线重合,标号两端的记号,然后轻轻把细线拉直,用刻度尺测量出两记号的长度,这就是曲线的长度。
(4)滚轮法:当所测曲线长度较大,如测量跑道的长度,可用已知周长的滚轮,沿着跑道滚动,用滚轮周长乘以滚动周数即可计算出跑道的长度。
(5)化整为零法:若被测物体的长度远远超过了刻度尺的量程(如测一卷铁丝的长度),或不便于用刻度尺直接测量时,可先选取物体的一小部分,用刻度尺测量其长度,然后设法测出整个物体与这一小部分的倍数关系,最后根据这一倍数关系求出整个物体的长度。
知识点二:时间与时间的测量
1.时间单位
(1)国际单位是 秒,符号s。
(2)常用单位有:小时(h)、分钟(min)。
2.单位换算:1h=60min,1min=60s,1h=3600s。
3.时间与时刻的区别:时刻为某一时间点,时间表示两个时刻之间的间隔长短。例如:某同学周末从8:30开始做作业,9:40完成作业,这里的8:30、9:40就是时刻,所花费的70min为时间。
4.时间测量工具:钟表、手表、停表等。
5.机械停表
(1)认识机械停表
机械停表是测量时间的仪器。它有两个表盘,一个是长针(秒针)和一个短针(分针),常见的型号有两种,15ˊ/30"型(小表盘量程15min,大表盘量程30s)和30ˊ/60"(小表盘量程30min,大表盘量程60s)。如图:
(2)读数方法
读数时,先读出小盘上指针所走的分钟数(按整数读);再观察小表盘上的指针有没有超过两数字之间的半分钟刻度线,如果不超过,则大盘按照0-30s读数,如果超过,则大盘按照30s-60s读数。即读数=小盘分钟数+大盘的秒数。
知识点三:误差
1.误差:进行测量时,由于受所用仪器和测量方法的限制,测量值与真实值之间总会差别,这就是误差。任何测量都存在误差,所用误差是不可避免的。
2.产生的原因:测量工具精密度,测量环境变化和人为因素。
3.减小误差的方法:多次测量求平均值、选用精密测量仪器和改进测量方法。
知识点四:机械运动
1.机械运动的定义
在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫做机械运动。如飞翔的小鸟、疾驶的列车航行的轮船等。
2.机械运动的两种形式
(1)物体间距离发生变化的运动,如图甲所示。
(2)物体间距离不变,但它们的相对位置发生变化的运动,如图乙所示。
知识点五:参照物
1.参照物:描述物体运动时,选做标准的物体叫参照物。
选取参照物并不一定都是相对地面静止不动的物体,只是选哪个物体为参照物,我们就假定该物体不动。
2.参照物的选择
原则 说明
排己性 参照物不能选择研究对象本身,因为若以研究对象为参照物,则它永远是静止的
假定性 参照物一旦选定,就意味着该物体是静止的
任意性 参照物的选择是任意的,既可以选择静止的物体,也可以选择运动的物体
不唯一性 描述同一物体的运动,可以选择不同物体为参照物,若选择了不同物体作为参照物,该物体的运动状态可能不同
方便性 通常情况下,为了研究方便,一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物,此时可不指明参照物;若选取其他特殊物体为参照物,则必须指明所选取的参照物
具体性 参照物必须是具体的物体,不能是抽象的事物,如“天空、宇宙”等
同一性 当有多个研究对象时,应选取同一参照物,如果选取不同的参照物,就会引起混乱
知识点六:运动和静止的相对性
1.运动和静止的相对性
如图所示,观察列车里的乘客,若以车外地面为参照物,乘客是运动的;若以列车为参照物,乘客和列车之间没有发生位置的变化,乘客是静止的。因此,判断同一个物体运动还是静止,取决于所选取的参照物。可见,物体的运动和静止是相对的。
2.运动的相对性和绝对性分析
(1)运动是绝对的:一切物体都在运动,绝对不动的物体是不存在的
(2)静止是相对的:通常所说的静止,只是被研究的物体相对于某一特定参照物的位置没有发生变化
(3)物体的运动状态取决于所选的参照物:描述某物体的运动状态时,选择的参照物不同,结论有可能不同,但都是正确的。因而,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态做出准确地描述
3.运动分类(根据运动路线):曲线运动、直线运动。
知识点七:速度
1.比较物体运动快慢的三种方法
(1)在运动路程相同情况下,比较所用时间,所用时间短的运动得快(裁判的比较方法)。
如图甲所示,两辆汽车通过相同的路程,红车用时45min,绿车用时30min,说明绿车运动得快。
(2)在运动时间相同情况下,比较经过的路程,经过路程长的运动得快(观众的比较方法)。
如图乙所示,百米比赛场上,运动员从同一起点出发,在相同时间内,跑到最前面的运动员(运动路程最长)运动的最快。
(3)在运动路程和时间都不相同时,为了比较物体运动快慢,在物理学中,常采用“相同时间比路程”的方法,也就是将物体运动的路程除以所用时间,即换算成“在单位时间内物体通过的路程”。
2.速度
(1)定义:物理学中,把路程与时间之比叫做物体运动的速度。
(2)公式:
变形公式:。
(3)物理意义:是描述物体运动快慢的物理量。在数值上,等于物体在单位时间内通过的路程。这个数值越大,表明物体运动得越快;这个数值越小,表明物体运动的越慢。
(4)单位及换算:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s,或者m·s-1,速度单位是由长度单位和时间单位组合而成的组合单位。
在交通运输中,速度的单位常用千米每小时(km/h)表示。这两个单位换算关系是:1m/s=3.6km/h。
知识点八:匀速直线运动
1.按运动路径分类
按运动路径分类,物体的机械运动分为直线运动和曲线运动。
2.匀速直线运动
(1)定义:物体沿直线且速度不变的运动,叫做匀速直线运动。
匀速直线运动是最简单的机械运动,是一种理想状态。在日常生活中,严格意义上的匀速直线运动是不存在的。为了简化问题,便于研究,我们将某些运动,如在平直公路上以某一速度运动的汽车,在平直轨道上以某一速度行驶的列车等,都可以看成是匀速直线运动。
(2)匀速直线运动特点
①做匀速直线运动的物体,其速度大小和方向都不变;
②做匀速直线运动的物体,在相等的时间内通过的路程相等,或者说通过相等的路程所用的时间相等;
③做匀速直线运动的物体通过的路程与其时间成正比。
(3)匀速直线运动的图像
①速度-时间图像(v-t图像):表示做匀速直线运动的物体运动速度与时间的关系。如图甲所示,做匀速直线运动的物体,速度大小和方向都不变,图像是一条平行于时间轴的直线,图中速度大小是4m/s。
②路程时间图像(s-t图像):表示做匀速直线运动的物体路程与时间的关系,图像是一条直线,图像倾斜程度反映了速度大小,越倾斜速度越大。如图乙所示,乙和丙两物体同时从同地出发,乙的速度大于丙的速度。
知识点九、变速直线运动与平均速度
1.变速直线运动
(1)变速直线运动:物体做直线运动时,其速度大小在发生变化,这种直线运动叫变速直线运动。例如,飞机起飞时速度越来越大,火车进站时速度越来越小等。
(2)变速直线运动的图像:做变速直线运动的物体,其s-t图像不再是一条直线;其v-t图像根据物体运动过程中速度变化情况,图像形状各异。如图所示。
2.平均速度
(1)平均速度:为了粗略描述做变速直线运动的物体在某段时间内(或某一段路程上)运动快慢,我们引入了“平均速度”的概念。平均速度等于物体运动的路程除以通过这段路程所用的时间。
(2)平均速度的公式:。式中,“s”是通过的路程,“t”是通过这段路程所用时间,“v”是这段时间内(或这段路程上)的平均速度。
(3)由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速度一般不相同。
知识点十、测量平均速度
【实验原理】。根据公式,用刻度尺测出物体运动的路程s,用停表测出通过这段路程所用时间t,就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。
【实验器材】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。
【实验装置】如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持较小的坡度,在斜面的底端或中部固定金属片。
【实验步骤】(1)使斜面保持较小的坡度,把小车放在斜面的顶端,金属片垂直固定在斜面的底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片所用时间t1,将小车通过的路程s1和所用时间t1填入表格中。
(3)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s2和所用时间t2,将数据填入表格对应的位置。
(4)利用公式,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和通过上半段路程的平均速度v2,即小车通过斜面全程的平均速度为;小车通过上半段路程的平均速度为:。
【实验结论】
小车而在斜面上做变速直线运动,在不同的路程段,小车平均速度大小不同。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
★特别提醒
1.斜面的长度要足够长、坡度要小(注意:坡度也不能过小,否则测出的平均速度大小会过于接近),且测量过程中不能改变斜面的坡度;
2.要测量哪一段路程的平均速度,就测量其对应的路程及通过这段路程所用时间。
考点一.长度的估测
1.(2023 崂山区一模)为防止制作油炸食品时烫伤,人们专门制作了如图所示的加长筷子。根据图片提供的信息,这种筷子的长度最接近( )
A.20mm B.20cm C.5dm D.2m
【解答】解:人手的长度约为18cm左右,在图中长筷子的长度是人手的长度2.5倍左右,即长筷子的长度L=18cm×2.5=45cm=4.5dm,接近5dm,故ABD错误,C正确。
故选:C。
考点二.用刻度尺测量长度
2.(2023 常州)如图甲所示,西班牙制造的新式列车车厢的宽度l=3.500m。为判断新式列车车厢能否通过一处老式隧道,技术人员分别测量了隧道内部三处的宽度,如图乙所示,测量结果为:l1=3.600m、l2=3.480m、l3=3.540m。技术人员使用的刻度尺分度值为 1cm ,新式列车车厢 不能 (能/不能)通过该隧道。
【解答】解:使用刻度尺记录测量结果时要记录到分度值的下一位,由题中数据可知,记录结果单位为m,小数点后三位小数,则分度值为cm;
由题意可知,列车车厢的宽度l=3.500m,大于l2=3.480m,则新式列车车厢不能通过该隧道。
故答案为:1cm;不能。
考点三.运动和静止的相对性
3.(2023 北京)2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示的是火箭上升和此过程中航天员在舱内的情境,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,发射塔是运动的
B.以发射塔为参照物,火箭是静止的
C.以舱内的航天员为参照物,火箭是静止的
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔是静止的
【解答】解:A、以地面为参照物,发射塔的位置没有发生变化,发射塔是静止的,故A错误;
B、以发射塔为参照物,火箭的位置发生了变化,火箭是运动的,故B错误;
C、以舱内的航天员为参照物,火箭的位置没有发生变化,火箭是静止的,故C正确;
D、以舱内的航天员为参照物,发射塔的位置发生了变化,发射塔是运动的,故D错误;
故选:C。
4.(2023 大兴区二模)北京时间2022年11月30日5时42分,神舟十五号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱的前向端口,它们成为了一个整体,一起绕地球飞行。如图所示为神舟TV相机拍摄的神舟十五号载人飞船跟天和核心舱完成对接后的画面。关于完成对接后的神舟十五号载人飞船和天和核心舱,下列说法中正确的是( )
A.以“神舟十五号”为参照物,“核心舱”是运动的
B.以“核心舱”为参照物,“神舟十五号”是运动的
C.以地球为参照物,“神舟十五号”是运动的
D.以地球为参照物,“核心舱”是静止的
【解答】解:A、完成对接后,以“神舟十五号”为参照物,“核心舱”的位置没有发生改变,所以是静止的,故A错误;
B、以“核心舱”为参照物,“神舟十五号”的位置没有发生改变,所以是静止的,故B错误;
C、以地球为参照物,“神舟十五号”的位置发生了改变,所以是运动的,故C正确;
D、以地球为参照物,“核心舱”的位置发生了改变,所以是运动的,故D错误。
故选:C。
考点四.速度与物体运动
5.(2023 益阳模拟)如图所示是某物体在水平地面上做直线运动的s﹣t图象,以下结论正确的是( )
A.物体在0﹣2s内做变速运动
B.物体在2﹣4s内运动速度是5m/s
C.物体在前2s内和后2s的速度相等
D.物体在6s内平均运动速度是2.5m/s
【解答】解:A、由图象可知0﹣2s内,物体通过的路程与运动时间成正比,做匀速直线运动,故A错误;
B、由s﹣t图象可知,在2~4s内,物体运动的路程为零,其速度为0,故B错误;
C、物体在前2s内运动的路程为5m,后2s内运动的路程为15m﹣5m=10m,即在相等时间内物体运动的路程不相等,根据v可知,则物体在前2s内和后2s内的速度不相等,故C错误;
D、物体在6s内的平均速度:v2.5m/s,故D正确。
故选:D。
考点五.速度的计算和公式的应用
6.(2023 日照)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
【解答】解:A、由图像可知,姐姐比弟弟早出发5min,故A错误;
B、由图像可知,姐姐的平均速度为:v150m/min,弟弟所用时间为:t2=15min﹣5min=10min,则弟弟的平均速度为:v2100m/min,则弟弟和姐姐的平均速度不相同,故B错误;
CD、姐姐在0﹣5min和15﹣20min行走,5﹣15min内没有行走,姐姐在0﹣5min和15﹣20min内通过的路程均为500m,则姐姐行走时的速度为:v1'100m/min,而弟弟的速度为100m/min,故C正确、D错误。
故选:C。
7.(2023 上海)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
【解答】解:由图像可知,甲、乙的速度分别为:v甲3m/s,v乙2m/s,
由v可知,1s内乙运动的路程:s乙0=v乙t0=2m/s×1s=2m,
甲运动的路程:s甲=v甲t,即PQ之间的距离s=s甲=v甲t,
乙离P点1m,有两种情况:
①乙在PQ的内侧,此时乙运动的路程:s乙=s﹣s乙0﹣1m=v甲t﹣2m﹣1m=v甲t﹣3m,
又s乙=v乙t,所以有:v乙t=v甲t﹣3m,
解得:t3s,
则PQ之间的距离:s=v甲t=3m/s×3s=9m,
此时乙到Q的距离:s乙Q=s﹣1m=9m﹣1m=8m;
②乙在PQ的外侧,此时乙运动的路程:s乙'=s﹣s乙0+1m=v甲t'﹣2m+1m=v甲t'﹣1m,
又s乙'=v乙t',所以有:v乙t'=v甲t'﹣1m,
解得:t'1s,
则PQ之间的距离:s'=v甲t'=3m/s×1s=3m,
此时乙到Q的距离:s乙Q'=s'+1m=3m+1m=4m,
即甲到Q点时,乙到Q的距离可能为8m,也可能为4m,故B正确。
8.(2023 安徽模拟)甲、乙两人同时同地向东运动,运动图象如图所示。由图可知,下列说法中正确的是( )
A.甲做匀速运动,乙做变速运动
B.甲运动比乙慢
C.出发5s后,甲、乙之间距离为5m
D.出发10s后,乙通过的路程是15m
【解答】解:AB、甲图为v﹣t图象,由图知,v甲=3m/s,甲的速度不变,做匀速直线运动,
乙图为s﹣t图象,为一过原点的倾斜直线,说明路程与时间成正比,所以,其速度大小为一定值,故乙做匀速直线运动,由图象可知,乙物体的速度v乙2m/s,故AB错误;
C、由甲、乙两人同时同地向东运动,出发5s后,甲、乙之间距离Δm=V甲t﹣v乙t=3m/s×5s﹣2m/s×5s=5m,
故C正确;
D、出发10s时,乙通过的路程s乙=v乙t′=2m/s×10s=20m,故D错误。
故选:C。
9.(2023 镇雄县一模)第一次“龟兔赛跑”,兔子因为在途中睡觉而输掉比赛,很不服气,决定与乌龟再比一次,并且骄傲地说,这次我一定不睡觉,让乌龟从起点先跑一段距离我再去追都可以赢,结果兔子又一次输掉了比赛,则下列图像可以体现这次比赛过程的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:根据题意可知,乌龟早出发且早到达终点,故B选项符合题意。
故选:B。
10.(2023 洛宁县一模)甲、乙两人同时从同一起跑线出发,同向做匀速直线运动,某时刻他们的位置如图所示,下列图中能正确反映两人运动情况的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意可知:乙比甲运动的速度大。
A、随着时间的增加,甲、乙的路程不变,故甲、乙静止,故A错误;
B、在v﹣t图中,匀速直线运动是一条平行于时间轴的直线,且甲的速度小于乙的速度,故B正确;
C、在横轴上找一点,表示时间相等,做纵轴的平行线,可以发现甲的运动路程长,说明了甲运动快,故C错误;
D、由该v﹣t图像可知,随着时间的增加,速度是增加的,表示甲、乙都做加速直线运动,而题中两人都做匀速直线运动,故D错误。
故选:B。
11.(2023 丰城市校级一模)如图所示,有两条南北方向笔直的机动车道,一辆轿车A在1min内沿左侧车道正中间匀速行驶了900m。某时刻小明骑一辆长1.8m的自行车违规从图中C点横穿机动车道到B点,如果自行车与轿车此时在南北方向的距离s=25.2m,每条机动车道宽3.6m,轿车长4.8m、宽1.8m,自行车与轿车都做匀速直线运动。问:
(1)轿车的速度是多少?
(2)若小明骑自行车以5m/s的速度匀速横穿机动车道,则骑自行车完全通过两条机动车道的时间是多少?
(3)若自行车的车头与这辆轿车的车尾D点刚好相撞,则自行车的速度为多少?
【解答】解:
(1)轿车的速度:
v轿车15m/s;
(2)小明骑自行车完全通过两条机动车道运动的路程:
s2=2×s道+L车=2×3.6m+1.8m=9m,
骑自行车完全通过两条机动车道的时间:
t21.8s;
(3)自行车的车头刚好和轿车的车尾D点接触时,轿车行驶的距离s3=25.2m+4.8m=30m,
由v可得轿车行驶的时间:
t32s,
自行车通过的路程:
s4=3.6m(3.6m﹣1.8m)=4.5m,
自行车的行驶速度:
v自行车′2.25m/s。
12.(2023 宛城区三模)在如图所示的十字路口处,有一辆长10m、宽2.2m的客车以10m/s速度正常匀速行驶在马路中间,当它与斑马线的中点B相距60m时,马路边上的小王同学正好在斑马线中间A点出发沿AB穿过马路,A、B间的距离为8m。求:
(1)小王同学安全过马路,他的速度范围?
(2)该客车完全通过一座长50m的大桥需要的时间是多少?
【解答】解:
(1)若车刚穿过时人再穿过,
由v可得,客车穿过B点所用时间:
t7s;
小王运动的速度:
v人1.14m/s;
(2)若人刚穿过时车再过线,
客车到达B点所用时间:
t′6s;
小王运动的速度:
v人′1.7m/s;
当小王的速度大于1.7 m/s或小于1.14 m/s时,能安全过马路。
(2)客车过桥时行驶的路程:
s=50m+10m=60m,
由v得,客车完全过桥时间:
t6s。
考点六.变速运动与平均速度
13.(2023 大庆)甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上同地同时出发,并排同向行驶,路程﹣时间图像如图所示。在两辆汽车运动过程中,说法正确的是( )
A.0~t1时间内乙车做减速运动
B.0~t1时间内甲车做减速运动
C.0~t1时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度
D.0~t1时间内甲车始终在乙车前方
【解答】解:AB、根据s﹣t图像知,乙车的运动图像是曲线,且曲线越来越平缓,说明乙车做减速运动,甲车的运动图像是直线,说明甲车做匀速直线运动,故A正确,B错误;
CD、根据纵坐标表示路程,知0~t1时间内甲、乙两车通过的路程相等,所用时间也相等,则平均速度相等,故CD错误。
故选:A。
14.(2023 鄢陵县二模)甲、乙两同学沿平直公路从同一起点向西行走,他们运动的路程随时间变化的规律如图所示,下列说法中正确的是( )
A.0~8s内,甲的平均速度大于乙的平均速度
B.0~8s内,甲、乙同学都做匀速直线运动
C.第4s时,乙同学在甲同学的东面20m处
D.0~8s内,以甲为参考物,乙始终向西运动
【解答】解:A、由图可知,0s~8s内,甲、乙通过的路程都是80m,则甲、乙两同学的平均速度相等,故A错误;
B、由图象可知,0s~8s内,两同学同时出发,乙的图象都是一条斜线,表示通过的路程与时间成正比,做的是匀速直线运动,而甲的图象都是一条曲线,表示物体做变速运动,故B错误。
C、由图可知,甲、乙两同学沿平直公路从同一起点向西行走,第4s时,乙同学行驶了40m,甲同学行驶了60m,则乙同学在甲同学的东面20m处,故C正确;
D、由图可知,乙车做匀速直线运动,甲车做减速运动(相同时间内甲车通过的路程逐渐减小),开始一段时间内甲车的速度大于乙车,后来甲车速度小于乙车,所以,以甲车为参照物,乙车不可能始终向西运动,故D错误。
故选:C。
15.(2023 安化县一模)小华同学的家附近有一公共自行车站点,他经常骑公共自行车去上学,某一次从家到学校运动的s﹣t图象如图所示,则小华从家到学校的平均速度是( )
A.135m/s B.2.5m/s C.2.25m/s D.2.81m/s
【解答】解:由图象可知1200m到1500m之间有两个格,图线指在1200m和1500m中间,所以整个路程s=1350m,时间t=10min=600s,
整个过程平均速度:v2.25m/s。
故选:C。
16.(2023 株洲)株洲南站到长沙站的S7908次城际列车运行时刻表如表所示,根据此表回答下列问题。
车站 到达 发车 里程/km
株洲南 始发站 07:44 0
株洲 07:50 07:52 8
大丰 07:57 07:58 13.5
田心东 08:01 08:03 16
… … … …
长沙 08:54 终点站 58
(1)列车从株洲南站发车,行驶 km到达株洲站,用时 min,列车的平均速度是 km/h。
(2)列车在“株洲南—株洲”段的运行速度比在“株洲—田心东”段的 (填“大”或“小”)。
【解答】解:(1)由列车运行时刻表知,从株洲南站07:44发车,07:50到达株洲,用时t=07:50﹣07:44=6min=0.1h,行驶路程s=8km,
则列车从株洲南站到株洲的平均速度是v80km/h;
(2)由列车运行时刻表知,07:52从株洲发车,08:01到达田心东,用时:t′=08:01﹣07:52=9min=0.15h,通过的路程s′=16km﹣8km=8km,则列车在“株洲—田心东”段平均速度v′53.3km/h,因此列车在“株洲南—株洲”段的运行速度比在“株洲—田心东”段的大。
故答案为:(1)8;6;80;(2)大。
17.(2023 宜宾)频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。某科创小组用频闪拍摄的方法来“测量小车运动的平均速度”,如图所示,他们用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄了小车在斜面上下滑的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。
(1)本实验中刻度尺是测量 的工具,刻度尺的分度值是 cm;
(2)小车从A点到C点的路程sAC= cm,从A点运动到C点所用时间tAC= s,小车在AC段的平均速度vAC= cm/s;
(3)根据照片信息可判断小车做 直线运动(选填“匀速”或“变速”);
(4)小组同学经过进一步分析得出结论:小车在C点的动能 D点的动能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【解答】解:(1)长度的测量工具是刻度尺,图示刻度尺10cm又分为10个小刻度,故最小刻度值为1cm;
(2)相机每隔0.5s曝光一次,由图可知小车从A点运动到C点所用时间tAC=1s;小车从A点到C点的路程sAC=40.0cm;小车在AC段的平均速度vAC40.0cm/s;
(3)由图知BC段的路程长,但时间相同,所以BC段的平均速度大于AB段的平均速度,因此小车做的是变速运动;
(4)小车做加速运动,小车在C点的速度小于D点的速度,因此小车在C点的动能小于D点的动能。
故答案为:(1)长度;1;(2)40.0;1;40.0;(3)变速;(4)小于。
18.(2023 新疆)频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10cm。
s1/mm s2/mm s3/mm s4/mm
A球(sA) 4.9 14.7 24.5 34.3
B球(sB) 1.2 9.8 19.6 29.4
sA﹣sB 3.7 4.9 4.9 4.9
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是 (填“A”或“B”)球。
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时,刻度尺的示数如图乙所示,则s5= mm。设A球在空中下落时,通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3,则v2:v3= 。
(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做 (填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。先开始下落的小球的速度为 m/s时,后开始下落的小球刚好开始下落。
【解答】解:(1)由表格数据可知,单位时间内A球运动的路程长,说明A球的速度大,因此,先由静止下落的是A球;
(2)由刻度尺示数可知,s5的长度:
s5=9.90cm﹣6.00cm=3.90cm=39.0mm
由表格数据可知,A球运动距离:
s2=14.7mm,s3=24.5mm,
A球运动s2和s3所用的时间都是0.1s,
则;
(3)由表格数据可知,单位时间内A球运动的路程一直大于B球运动的路程,可知A球运动的更快,同一时刻两者运动距离差比较情况如下图所示,故以B球为参照物,A球做匀速直线运动;
由表格数据可知,当A球运动图上距离s1=4.9mm,实际距离为s1=4.9cm=0.049m;当B球运动图上距离s1=1.2mm时,实际距离为s1=1.2cm=0.012m,
由s可知,A、B球运动时间为:
tA0.1s,tB0.05s,
则A球比B球先运动时间t=tA﹣tB=0.1s﹣0.05s=0.05s,
A球从静止下落0.05s后的速度为:
v=gt=9.8m/s2×0.05s=0.49m/s。
故答案为:(1)A;(2)39.0;3:5;(3)匀速;0.49。
考点七.实验 测量物体运动的平均速度
19.(2023 长春)在“测量物体运动的平均速度”实验中,实验装置如图所示:
路程 运动时间 平均速度
sAB=0.45m tAB=3.2s vAB=0.14m/s
sAC=0.90m tAC=4.5s vAC=
(1)测量平均速度的原理是 。
(2)实验中,小组同学发现小车通过AB段路程的时间过短,不便于测量时间,为了解决这一问题,可以只将木块向 适当移动;也可以将小车倒置滑下,这是因为用 代替滚动可以增大摩擦。
(3)改进后,进行实验并记录数据在表格中,计算出小车通过AC段路程的平均速度是 m/s。小车通过AB段路程的平均速度比BC段路程的平均速度 。
(4)小车在运动过程中,支持力对小车是否做功? 。
(5)小车运动到斜面底端撞到金属片会停下来,说明力可以改变物体的 。
【解答】解:(1)该实验是根据公式v进行测量的;
(2)斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越快,在斜面上运动的时间越短,不便于测量时间,因此为了便于测量时间,应将木块向右适当移动,使它保持较小的坡度;也可以将小车倒置滑下,这是因为用滑动摩擦代替滚动可以增大摩擦;
(3)路程sAC=0.90m,所用时间tAC=4.5s,
小车通过AC段路程的平均速度:
vAC0.2m/s;
已知AB段路程与BC段路程相同,sAB=sBC=0.45m,
tBC=tAC﹣tAB=4.5s﹣3.2s=1.3s,
BC段平均速度:
vBC0.35m/s,
已知,vAB=0.14m/s,则vAB<vBC,
(4)小车在运动过程中,支持力的方向上没有移动距离,所以支持力对小车不做功;
(5)小车运动到斜面底端撞到金属片会停下来,小车由运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:(1)v;(2)右;滑动摩擦;(3)0.2;小;(4)否;(5)运动状态。
考点八.回声测距离的应用
20.(2023 蒸湘区校级模拟)为了监督司机是否遵守限速规定,交管部门在公路上安装了固定测速仪。如图所示,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号,第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.6s,若发出两次信号的时间间隔是1.6s,超声波的速度是340m/s。则( )
A.汽车遇到第一次信号时,距测速仪13m
B.汽车是向放置在道路中间的测速仪靠近行驶的
C.汽车遇到第二次信号时,距测速仪204m
D.汽车的速度是20m/s
【解答】解:ABC.由v得:汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪:
s1=v声t1=340m/ss=68m;
汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪:
s2=v声t2=340m/ss=102m;
汽车与测距仪之间的距离越来越大,说明汽车是远离测距仪,故ABC错误;
D.因此汽车在两次信号的间隔过程中,行驶了:s′=s1﹣s2=102m﹣68m=34m;
这34m共用了:t′=Δt﹣t1+t2=1.6sss=1.7s,
所以汽车的车速为:v′20m/s,故D正确。
故选:D。
一.选择题(共15小题)
1.(2023 青秀区校级模拟)小明坐在正在行驶的高铁上,他认为自己是静止的,所选取的参照物是( )
A.沿途的树木 B.路边的房屋
C.车厢的座椅 D.走过他身边的乘务员
【解答】解:小明坐在正在行驶的高铁上,他和沿途的树木、路边的房屋及走过他身边的乘务员的位置都发生了变化,但与车厢的座椅位置没变,故他认为自己是静止的,所选取的参照物是车厢的座椅。
故选:C。
2.(2023 根河市校级一模)下列说法中错误的是( )
A.在记录测量结果时,数值的大小与所用的单位有关系
B.在记录测量结果时,只写数字不写单位是毫无意义的
C.在记录测量结果时,估读的位数越多越精确
D.在记录测量结果时,一般要估读到分度值的下一位
【解答】解:A、在记录测量结果时,数值的大小与所用的单位有关系,单位越小,数值越大,故A正确;
B、在记录测量结果时,应该记录数据和单位,只写数字毫无意义,故B正确;
C、在记录测量结果时,小数点后面数字的位数应根据所用测量工具的精确程度(分度值)来确定,不是位数越多越准确,故C错误;
D、记录测量结果时,应估读到分度值的下一位,故D正确。
故选:C。
3.(2023 汨罗市模拟)某队伍接到命令后出发某地抗灾,途中得知有新任务,要求通讯兵告知,已知队伍长6千米,队伍移动速度为5千米每时,通讯兵由队尾移动至队头再返回的过程中,共用时30分钟,则传令兵的速度为( )
A.18km/h B.20km/h C.24km/h D.25km/h
【解答】解:队伍长s队伍=6km,传令兵由队尾移动至队头所用时间t1,
再传令兵返回的过程中所用时间t2,
共用时30分钟,即t1+t2h,
则h,
代入数据有:h,
解得v=25km/h或﹣1km/h,但﹣1km/h应舍去。
故选:D。
4.(2023 益阳模拟)如图所示是某物体在水平地面上做直线运动的s﹣t图象,以下结论正确的是( )
A.物体在0﹣2s内做变速运动
B.物体在2﹣4s内运动速度是5m/s
C.物体在前2s内和后2s的速度相等
D.物体在6s内平均运动速度是2.5m/s
【解答】解:A、由图象可知0﹣2s内,物体通过的路程与运动时间成正比,做匀速直线运动,故A错误;
B、由s﹣t图象可知,在2~4s内,物体运动的路程为零,其速度为0,故B错误;
C、物体在前2s内运动的路程为5m,后2s内运动的路程为15m﹣5m=10m,即在相等时间内物体运动的路程不相等,根据v可知,则物体在前2s内和后2s内的速度不相等,故C错误;
D、物体在6s内的平均速度:v2.5m/s,故D正确。
故选:D。
5.(2023 长清区二模)葛洪的《抱朴子》中有云:“游云西行,而谓月之东驰”。此诗中的“月之东驰”是因为所选参照物是( )
A.地面 B.诗人 C.月亮 D.云朵
【解答】解:“月之东驰”是说月亮在运动,而月亮正是相对于“游云西行”来说的,它们之间的位置在发生改变,故所选参照物为云朵;
故选:D。
6.(2023 虎林市校级二模)在操场直跑道上进行遥控小车比赛,甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,两者运动的路程﹣时间图象分别如图中的甲、乙所示,下列判断正确的是( )
A.在0~5s内甲车的速度是10m/s
B.在0~5s内乙车的速度是1m/s
C.t=10s时两车的速度相等
D.t=10s后甲车超过乙车
【解答】解:A、由图可知,甲的s﹣t图象在0~5s内是倾斜直线,说明这段时间内甲做匀速直线运动,则0~5s内甲的速度为:,故A错误;
B、由图可知,乙的s﹣t图象一直是倾斜直线,说明乙一直做匀速直线运动,则乙的速度为:,因此在0~5s内乙车的速度也是1m/s,故B正确;
C、由图可知,在第5s之后甲的s﹣t图象是平行于时间轴的直线,说明这段时间内甲处于静止状态,因此第10s时甲的速度为0m/s,则t=10s时两车的速度不相等,故C错误;
D、由图可知,t=10s后乙车通过的路程大于甲车通过的路程,即乙车超过甲车,故D错误。
故选:B。
7.(2023 仁和区一模)甲、乙两车从同一地点沿同一方向运动,两车通过的路程和所用时间的关系如图所示。关于甲、乙两车的运动情况,下列判断正确的是( )
A.0~5s,甲车速度是乙车速度的4倍
B.经过15s,甲、乙两车相距30m
C.经过18s,甲、乙两车相距4m
D.5~25s,乙车做匀速直线运动
【解答】解:
A.0~5s,甲车的路程是10m,乙车的路程是40m,
甲车的速度
v甲2m/s;
乙车的速度
v乙8m/s;
甲、乙两车的速度关系
;
甲车速度是乙车速度的,故A错误;
B.经过15s,甲车的路程是30m,乙车的路程是40m,甲、乙两车相距
40m﹣30m=10m
故B错误;
C.由图可知,甲车一直做匀速直线运动,经过18s,甲车的路程
s甲1=v甲t1=2m/s×18s=36m
乙车在5s后运动到40m处,是静止的,经过18s,甲、乙两车相距
40m﹣36m=4m
故C正确;
D.5~25s,乙车处于静止状态,故D错误。
故答案选:C。
8.(2023 迎泽区校级二模)一个人骑自行车沿笔直的公路行驶,第1s内通过的路程是2m,第2s内通过的路程是3m,第3s通过的路程是4m,则( )
A.前2s内的平均速度是3m/s
B.后2s内的平均速度是4m/s
C.3s内的平均速度是3m/s
D.前2s内的平均速度是2m/s
【解答】解:根据速度公式v,那么前2s内的平均速度是v12.5m/s,所以A是错误的,
同理后2s内的平均速度是v23.5m/s,所以B是错误的,
3s内的平均速度是v33m/s,所以C是正确的,
前2s内的平均速度是v42.5m/s,所以D是错误的,
故选:C。
9.(2023 枣庄二模)周日做完作业,小明和小芳同学在风景如画的柳叶湖畔骑自行车,如图所示是他们在某段路面上的速度随时间变化的图像。下列分析中错误的是( )
A.0~10s两人所通过的路程相等
B.以湖畔的垂柳为参照物,小芳总是运动的
C.第10s末,两人的速度相等
D.小芳做匀速直线运动
【解答】解:A、物体的v﹣t图像与时间轴围成的面积就是物体通过的路程,由图可知,0~10s两人的v﹣t图像与时间轴围成的面积不等,因此所通过的路程不相等,故A错误;
B、由图可知小芳的v﹣t图像是平行于时间轴的直线,说明小芳做匀速直线运动,
小芳相对于湖畔的垂柳有位置的变化,因此以湖畔的垂柳为参照物,小芳总是运动的,故B正确;
C、由图可知,第10s末两人的v﹣t图像相交,说明两人的速度相等,故C正确;
D、由图可知小明的v﹣t图像是倾斜直线,说明小明的速度一直变化,做变速运动;小芳的速度不变,小芳做匀速直线运动故D正确。
故选:A。
10.(2023 揭阳二模)晨晨同学为了测量玩具车的速度,用遥控器控制甲、乙两辆玩具车,使它们同时同地向东做匀速直线运动,它们运动的路程随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲车的速度小于乙车的速度
B.以乙车为参照物,甲车在向西运动
C.运动10s后,两车相距30m
D.通过30m的路程,乙车比甲车少用9s
【解答】解:A、由s﹣t图象可得,小车的速度:
v甲5m/s,v乙2m/s,甲的速度大于乙的速度;故A错误;
B、两小车同时同地向东同方向运动,甲的速度大于乙的速度,所以以乙车为参照物,甲车在向东运动,故B错误;
C、10s甲通过的路程为s甲=v甲t=5m/s×10s=50m,
乙通过的路程为s乙=v乙t=2m/s×10s=20m,
所以两车相距s'=s甲﹣s乙=50m﹣20m=30m,故C正确;
D、通过30m甲所用的时间t'甲6s,
乙所用的时间为t'乙15s,
所以通过30m的路程,乙车比甲车多用9s。
故选:C。
11.(2023 安化县一模)小华同学的家附近有一公共自行车站点,他经常骑公共自行车去上学,某一次从家到学校运动的s﹣t图象如图所示,则小华从家到学校的平均速度是( )
A.135m/s B.2.5m/s C.2.25m/s D.2.81m/s
【解答】解:由图象可知1200m到1500m之间有两个格,图线指在1200m和1500m中间,所以整个路程s=1350m,时间t=10min=600s,
整个过程平均速度:v2.25m/s。
故选:C。
12.(2023 普陀区二模)甲、乙两小车分别从相距12米的P、Q两点出发,沿同一直线同向而行,其s﹣t图象如图(a)(b)所示。甲车运动30秒后与乙车相距3米,若乙车通过的距离为s,则( )
A.s=9米,乙比甲晚出发21秒
B.s=15米,乙比甲晚出发3秒
C.s=30米,乙和甲同时出发
D.s=33米,乙比甲晚出发3秒
【解答】接:由图(a)可知,甲的速度:v甲0.6m,
由图(b)可知,乙的速度:v乙1m/s;
由v可知,甲车运动30s通过的路程:s甲′=v甲t=0.6m/s×30s=18m;
(1)假设原来甲在乙后方,30s后,甲还在乙的后方3m处,则可知乙运动的路程:s1=18m﹣12m+3m=9m,
由v可知,乙运动的时间:t19s,
则乙比甲晚出发的时间为:30s﹣9s=21s;
(2)假设原来甲在乙后方,30s后,甲在乙的前方3m处,则可知乙运动的路程:s2=18m﹣12m﹣3m=3m,
由v可知,乙运动的时间:t23s,
则乙比甲晚出发的时间为:30s﹣3s=27s;
(3)假设甲在乙的前方,30s后甲还在乙的前方3m处,则可知乙运动的路程:s3=18m+12m﹣3m=27m,
由v可知,乙运动的时间:t327s,
则乙比甲晚出发的时间为:30s﹣27s=3s;
(4)假设甲在乙的前方,30s后甲在乙的后方3m处,则可知乙运动的路程:s4=18m+12m+3m=33m,
由v可知,乙运动的时间:t433s,
则乙比甲早出发的时间:33s﹣30s=3s;
综合以上分析可知,A正确、BCD错误。
故选:A。
13.(2023 谷城县校级模拟)在操场直跑道上进行遥控小车比赛,甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,两者运动的s﹣t图象分别如图中的甲、乙所示,下列判断正确的是( )
A.t=10s时两车的速度相等
B.在0~5s内甲车的速度是10m/s
C.在0~5s内乙车的速度是1m/s
D.t=10s后甲车超过乙车
【解答】解:
由图象可知,甲车在0~5s做匀速直线运动,v甲2m/s;在5~10s,处于静止状态。
乙车的图象是一条斜线,表示物体做的是匀速直线运动,乙车的速度v乙1m/s。
A、在t=10s时,甲车静止,速度为0m/s;乙车的速度是1m/s,两车的速度不相等,故A错误;
B、在0~5s内甲车的速度是2m/s,故B错误;
C、乙车做匀速直线运动,在0~5s内的速度是1m/s,故C正确;
D、甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,由图象可知,两车在10s末相遇,t=10s后,甲车静止,乙车超过甲车,故D错误。
故选:C。
14.(2023 松江区二模)甲、乙两小车沿同一直线同向运动,其s﹣t图像如图(a)(b)所示。当甲车通过P点的同时乙车通过Q点,3秒后两车相距2米,则P、Q两点间的距离( )
A.可能为4米 B.可能为6米 C.一定为2米 D.一定为4米
【解答】解:由图像可知:3s后,两车行驶的路程分别为:s甲=6m,s乙=10m;
两车同向行驶,3秒后两车相距2米,如果甲车在前,则PQ间距离为:s1=s乙+2m﹣s甲=10m+2m﹣6m=6m;
如果乙车在前,则PQ间距离为:s2=s乙﹣2m﹣s甲=10m﹣2m﹣6m=2m,
故ACD错误,B正确。
故选:B。
15.(2023 塔城市三模)2022年足球世界杯决赛中,一个“地滚球”经过梅西的脚边时,梅西立刻沿着足球运动的轨迹追赶,一会儿,将足球控制在自己脚下。这个过程中( )
A.梅西的平均速度大于足球的平均速度,最大速度可能小于足球的最大速度
B.梅西的平均速度大于足球的平均速度,最大速度一定大于足球的最大速度
C.梅西的平均速度等于足球的平均速度,最大速度可能小于足球的最大速度
D.梅西的平均速度等于足球的平均速度,最大速度一定大于足球的最大速度
【解答】解:比赛中,“地滚球”经过运动员的脚边时,运动员立刻沿着足球运动的轨迹追赶,一会儿,将足球控制在自己脚下。在足球被控制在自己脚下的过程中,运动员和足球的运动路程、运动时间都相同,运动员的平均速度等于足球的平均速度。由于足球是减速运动,假如人是匀速运动,故人的最大速度可以小于足球的最大速度。故C正确,ABD错误。
故选:C。
二.实验探究题(共2小题)
16.(2023 宛城区二模)为了测量小车在斜面上运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,如图所示。
(1)为了方便计时,应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”)。
(2)若测得时间tAB=2s,tAC=2.8s,则BC段的平均速度vBC= m/s。
(3)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏 。
(4)能粗略反映小车在斜面上运动情况的图象是 (填字母)。
【解答】解:(1)斜面坡度越大,小车沿斜面向下运动越快,计时会越困难;所以为了便于测量时间,斜面坡度应小一些;
(2)由图知:sBC=40.0cm,tBC=tAC﹣tAB=2.8s﹣2s=0.8s,
BC段的平均速度vBC50.0cm/s=0.5m/s;
(3)如果让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由公式v知,平均速度会偏小;
(4)小车运动距离sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,tAB=2s,
小车通过AB段的平均速度:vAB20.0cm/s;
由上述可知vBC>vAB,说明小车在斜面上做加速直线运动,即变速直线运动;
A、由图可知,随时间增加,速度保持不变,是匀速直线运动,不符合题意;
B、由图可知,随时间增加,速度也均匀增加,是加速直线运动,符合题意;
C、由图可知,随时间增加,路程无变化,说明是处于静止状态,不符合题意;
D、由图可知,在s﹣t图象中是倾斜直线,说明物体做匀速直线运动,不符合题意;
故选B。
故答案为:(1)小;(2)0.5;(3)小;(4)B。
17.(2023 自贡模拟)小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从带刻度尺的斜面上由静止下滑,如图所示。
(1)该实验的原理是 。
(2)AB段距离sAB= cm,小车在AC段平均速度vAC= m/s
(3)如果不小心让小车过了A点才开始计时,则所测AC段的平均速度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是图 。
(5)小明进一步实验测得小车在斜面上运动时,前半程平均速度为v1,后半程平均速度为v2,则小车全程平均速度v= (用字母v1和v2表示)。
【解答】解:(1)测量小车的平均速度需要测量路程与时间,因此该实验的原理是v;
(2)由图可知AB段的路程为:sAB=10.00cm﹣6.00cm=4.00cm;
由图可知AC段的路程为:sAC=10.00cm﹣1.00cm=9.00cm=0.09m,AC段所用时间为:tAC=15:35:23﹣15:35:20=3s,
则AC段的平均速度为:vAC0.03m/s;
(3)如果不小心让小车过了A点才开始计时,所测量的时间会偏小,而AC段路程一定,由v可知测得AC段的平均速度会偏大;
(4)由图可知AB段所用时间:tAB=15:35:22﹣15:35:20=2s,则AB段的平均速度:vAB2.00cm/s;
BC段的路程:sBC=6.00cm﹣1.00cm=5.00cm,BC段所用时间:tBC=15:35:23﹣15:35:22=1s,则BC段的平均速度:vBC5.00cm/s;
由上述分析可知vAB<vBC,则小车在斜面上做的是加速运动;
A、由图可知,随着时间的增加,速度不变,因此是匀速运动,不符合题意;
B、由图可知,随着时间增加,速度也增大,因此是加速运动,符合题意;
C、由图可知,随着时间增加,路程不变,因此是静止状态,不符合题意;
D、由图可知,路程与时间成正比,因此是匀速运动,不符合题意;故B正确;
(5)设一半路程为s,则前半程所用时间为:t1;后半程所用时间为:t2;
则小车全程的平均速度为:。
故答案为:(1)v;(2)4.00;0.03;(3)偏大;(4)B;(5)。
三.计算题(共3小题)
18.(2023 峄城区校级模拟)在男子1000米跑测试中,小明同学的成绩是3分40秒,这次测试中,小明同学的平均速度是多少米每秒?(结果保留2位小数)
【解答】解:已知t=3分40秒=220s,s=1000m,
小明同学的平均速度为:
v4.55m/s。
答:小明同学的平均速度为4.55m/s。
19.(2023 唐河县模拟)深圳北站到厦门北站的D2316次高速列车运行时刻表(2013年12月试运行)如下表所示。
站次 站名 到达时间 开车时间 运行时间 里程
1 深圳北 始发站 10:20 0分 0
2 潮汕 12:50 12:52 2小时30分
3 厦门北 14:20 终点站 4小时 502千米
根据列车运行的时刻表回答下列问题:
(1)列车由深圳北站驶往厦门北站全程的平均速度是多少?
(2)按全程平均车速估算,列车由深圳北站驶往潮汕站的里程是多少千米(只保留整数)?
【解答】解:(1)列车由深圳北站驶往厦门北站所用的时间t=4h,里程s=502km,
全程的平均速度:v125.5km/h;
(2)由列车时刻表可得列车由深圳北站驶往潮汕站的时间t′=2h30min=2.5h,
列车由深圳北站驶往潮汕站的里程:
s′=vt′=125.5km/h×2.5h≈314km。
答:(1)列车由深圳北站驶往厦门北站全程的平均速度是125.5km/h;
(2)按全程平均车速估算,列车由深圳北站驶往潮汕站的里程是314km。
20.(2023 荆州一模)甲、乙两物体分别从P、Q两点同时往相同的方向做匀速直线运动,它们的s﹣t图象分别如图(a)、(b)所示,经过6s乙物体刚好追上甲物体。求:
(1)乙物体通过的路程是8m时,所需的时间是 s;乙物体的速度是 m/s。
(2)甲物体匀速运动15s通过的路程s是多少?
(3)P、Q间的距离为多少?
【解答】解:
(1)由图象b可知:乙物体通过的路程是8m时所需的时间t乙=4s,
则乙物体的速度v乙2m/s。
(2)由图象a可知:t甲=12s时,s=8m;
甲车的速度v甲m/s,
根据v可得,甲物体匀速运动15s通过的路程s′=v甲t′m/s×15s=10m。
(3)由图象知:经过6秒,s甲′=4m,s乙′=12m,
P、Q两点的距离为两者相距Δs=s乙′﹣s甲′=12m﹣4m=8m。
答:(1)4;2。
(2)甲物体匀速运动15s通过的路程s是10m。
(3)P、Q间的距离为8m。
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专题1 机械运动
知识点一:长度与长度测量
1.长度单位
(1)国际单位是 米,符号m。
(2)常用单位有:千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)。
2.单位换算
(1)1km=103m=106mm=109μm=1012nm。
(2)1m=10dm=100cm。
3.进行单位换算的步骤:数值不变,乘以原单位与目标单位之间的进率,将原单位改写为目标单位。
4.长度的测量
(1)长度测量工具:皮尺、刻度尺、三角板、游标卡尺、螺旋测微器。
(2)认识刻度尺:刻度尺的零刻度线、量程、分度值如图所示:
1)零刻度线:刻度尺的起始刻度,使用时要注意刻度尺的零刻度线是否在端,是否磨损。
2)量程:即测量范围,是指刻度尺一次能测出的最大长度。
3)分度值:相邻两条刻度线之间的长度,它决定测量的精确程度。
(3)刻度尺的使用:正确使用刻度尺测量物体的长度,应做到“五会”:“会选”、“会放”、“会看”、“会读”、“会记”。
1)会选:根据测量对象和测量要求选择适当的测量工具(适当量程和分度值)。
①选量程:测量物体长度时,所选取的刻度尺的量程应尽量大于被测物体的长度,这样可以保证测量能一次完成,与分段多次测量相比可使测量结果更准确。
②选分度值:根据测量精确度的要求选择合适分度值的刻度尺。如安装玻璃时,偏差在“mm”级别不影响安装,选用分度值为1mm刻度尺即可。
实际测量时,并不是测量工具越精密越好,只要能达到测量精度要求就可以了。
2)会放:将刻度尺的零刻度线对准被测物体的一端,有刻度线的一侧要紧靠被测物体,与被测边保持平行,不能歪斜,如图甲是正确放置刻度尺情况,乙图即为错误放置情况。若刻度尺的零刻度线已经磨损,可使其整数刻度线对齐物体的一端,读出长度后再减去这一整数刻度值,就可以得到物体的长度,如图丙所示。
3)会看:读数时,视线要正对刻度线,即视线与刻度尺垂直,不能斜视,图中,A为错误的视线,B为正确的视线。
4)会读:读数时,要注意区分大格和小格的数目,读出准确值,并估读到分度值的下一位。如图所示,上图准确值是3cm,估读值是0.2cm,所以该物体的长度为3.2cm;下图准确值是3.1cm,估读值是0.05cm,被测物体的长度为3.15cm。
对刻度尺读数时,应估读到分度值的下一位,估读值是“0”时不能省略,如读数时3.50cm,小数点后的“0”是估读的,不能省略。
5)会记:记录数据时,不但要记录数字,还必须注明测量量的单位。没有单位的记录是毫无意义的。
5.长度的估测
在日常生活和生产中,需要对一些常见物体的长度进行估测,或采用一些简便的方法粗略测量物体的长度,这就要求我们了解一些常见物体的尺度以便于进行估测。例如,一只铅笔的尺度大约是17.5cm,一层住宅楼的高度大约是3m,课桌的高度大约是0.8m等。
6.长度测量的特殊方法
在测量物体长度过程中,经常会遇到一些不易直接测量的问题,这时就需要我们使用特殊的方法测量物体的长度。
(1)积累法:当被测物体的长度太小,不能直接用刻度尺测量时,可把n个相同的长度叠合起来,测出总长度后除以n就可以算出物体的长度。下图就是利用此方法测量一张纸的厚度的示意图。利用此方法还可以测量细铜丝的直径等。
(2)平移法:当待测物体的长度(如球的直径、圆锥的高度等)隐藏在物体内部时,可将其等效平移到物体外部,再用刻度尺测量。如图甲、乙所示,是分别测量硬币直径和圆锥高度的示意图,其中硬币直径为3.10cm-2.00cm=1.10cm。
(3)化曲为直法:测量如图所示曲线长度时,可以用一端易弯曲的但不可伸长的丝线与曲线重合,标号两端的记号,然后轻轻把细线拉直,用刻度尺测量出两记号的长度,这就是曲线的长度。
(4)滚轮法:当所测曲线长度较大,如测量跑道的长度,可用已知周长的滚轮,沿着跑道滚动,用滚轮周长乘以滚动周数即可计算出跑道的长度。
(5)化整为零法:若被测物体的长度远远超过了刻度尺的量程(如测一卷铁丝的长度),或不便于用刻度尺直接测量时,可先选取物体的一小部分,用刻度尺测量其长度,然后设法测出整个物体与这一小部分的倍数关系,最后根据这一倍数关系求出整个物体的长度。
知识点二:时间与时间的测量
1.时间单位
(1)国际单位是 秒,符号s。
(2)常用单位有:小时(h)、分钟(min)。
2.单位换算:1h=60min,1min=60s,1h=3600s。
3.时间与时刻的区别:时刻为某一时间点,时间表示两个时刻之间的间隔长短。例如:某同学周末从8:30开始做作业,9:40完成作业,这里的8:30、9:40就是时刻,所花费的70min为时间。
4.时间测量工具:钟表、手表、停表等。
5.机械停表
(1)认识机械停表
机械停表是测量时间的仪器。它有两个表盘,一个是长针(秒针)和一个短针(分针),常见的型号有两种,15ˊ/30"型(小表盘量程15min,大表盘量程30s)和30ˊ/60"(小表盘量程30min,大表盘量程60s)。如图:
(2)读数方法
读数时,先读出小盘上指针所走的分钟数(按整数读);再观察小表盘上的指针有没有超过两数字之间的半分钟刻度线,如果不超过,则大盘按照0-30s读数,如果超过,则大盘按照30s-60s读数。即读数=小盘分钟数+大盘的秒数。
知识点三:误差
1.误差:进行测量时,由于受所用仪器和测量方法的限制,测量值与真实值之间总会差别,这就是误差。任何测量都存在误差,所用误差是不可避免的。
2.产生的原因:测量工具精密度,测量环境变化和人为因素。
3.减小误差的方法:多次测量求平均值、选用精密测量仪器和改进测量方法。
知识点四:机械运动
1.机械运动的定义
在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫做机械运动。如飞翔的小鸟、疾驶的列车航行的轮船等。
2.机械运动的两种形式
(1)物体间距离发生变化的运动,如图甲所示。
(2)物体间距离不变,但它们的相对位置发生变化的运动,如图乙所示。
知识点五:参照物
1.参照物:描述物体运动时,选做标准的物体叫参照物。
选取参照物并不一定都是相对地面静止不动的物体,只是选哪个物体为参照物,我们就假定该物体不动。
2.参照物的选择
原则 说明
排己性 参照物不能选择研究对象本身,因为若以研究对象为参照物,则它永远是静止的
假定性 参照物一旦选定,就意味着该物体是静止的
任意性 参照物的选择是任意的,既可以选择静止的物体,也可以选择运动的物体
不唯一性 描述同一物体的运动,可以选择不同物体为参照物,若选择了不同物体作为参照物,该物体的运动状态可能不同
方便性 通常情况下,为了研究方便,一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物,此时可不指明参照物;若选取其他特殊物体为参照物,则必须指明所选取的参照物
具体性 参照物必须是具体的物体,不能是抽象的事物,如“天空、宇宙”等
同一性 当有多个研究对象时,应选取同一参照物,如果选取不同的参照物,就会引起混乱
知识点六:运动和静止的相对性
1.运动和静止的相对性
如图所示,观察列车里的乘客,若以车外地面为参照物,乘客是运动的;若以列车为参照物,乘客和列车之间没有发生位置的变化,乘客是静止的。因此,判断同一个物体运动还是静止,取决于所选取的参照物。可见,物体的运动和静止是相对的。
2.运动的相对性和绝对性分析
(1)运动是绝对的:一切物体都在运动,绝对不动的物体是不存在的
(2)静止是相对的:通常所说的静止,只是被研究的物体相对于某一特定参照物的位置没有发生变化
(3)物体的运动状态取决于所选的参照物:描述某物体的运动状态时,选择的参照物不同,结论有可能不同,但都是正确的。因而,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态做出准确地描述
3.运动分类(根据运动路线):曲线运动、直线运动。
知识点七:速度
1.比较物体运动快慢的三种方法
(1)在运动路程相同情况下,比较所用时间,所用时间短的运动得快(裁判的比较方法)。
如图甲所示,两辆汽车通过相同的路程,红车用时45min,绿车用时30min,说明绿车运动得快。
(2)在运动时间相同情况下,比较经过的路程,经过路程长的运动得快(观众的比较方法)。
如图乙所示,百米比赛场上,运动员从同一起点出发,在相同时间内,跑到最前面的运动员(运动路程最长)运动的最快。
(3)在运动路程和时间都不相同时,为了比较物体运动快慢,在物理学中,常采用“相同时间比路程”的方法,也就是将物体运动的路程除以所用时间,即换算成“在单位时间内物体通过的路程”。
2.速度
(1)定义:物理学中,把路程与时间之比叫做物体运动的速度。
(2)公式:
变形公式:。
(3)物理意义:是描述物体运动快慢的物理量。在数值上,等于物体在单位时间内通过的路程。这个数值越大,表明物体运动得越快;这个数值越小,表明物体运动的越慢。
(4)单位及换算:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s,或者m·s-1,速度单位是由长度单位和时间单位组合而成的组合单位。
在交通运输中,速度的单位常用千米每小时(km/h)表示。这两个单位换算关系是:1m/s=3.6km/h。
知识点八:匀速直线运动
1.按运动路径分类
按运动路径分类,物体的机械运动分为直线运动和曲线运动。
2.匀速直线运动
(1)定义:物体沿直线且速度不变的运动,叫做匀速直线运动。
匀速直线运动是最简单的机械运动,是一种理想状态。在日常生活中,严格意义上的匀速直线运动是不存在的。为了简化问题,便于研究,我们将某些运动,如在平直公路上以某一速度运动的汽车,在平直轨道上以某一速度行驶的列车等,都可以看成是匀速直线运动。
(2)匀速直线运动特点
①做匀速直线运动的物体,其速度大小和方向都不变;
②做匀速直线运动的物体,在相等的时间内通过的路程相等,或者说通过相等的路程所用的时间相等;
③做匀速直线运动的物体通过的路程与其时间成正比。
(3)匀速直线运动的图像
①速度-时间图像(v-t图像):表示做匀速直线运动的物体运动速度与时间的关系。如图甲所示,做匀速直线运动的物体,速度大小和方向都不变,图像是一条平行于时间轴的直线,图中速度大小是4m/s。
②路程时间图像(s-t图像):表示做匀速直线运动的物体路程与时间的关系,图像是一条直线,图像倾斜程度反映了速度大小,越倾斜速度越大。如图乙所示,乙和丙两物体同时从同地出发,乙的速度大于丙的速度。
知识点九、变速直线运动与平均速度
1.变速直线运动
(1)变速直线运动:物体做直线运动时,其速度大小在发生变化,这种直线运动叫变速直线运动。例如,飞机起飞时速度越来越大,火车进站时速度越来越小等。
(2)变速直线运动的图像:做变速直线运动的物体,其s-t图像不再是一条直线;其v-t图像根据物体运动过程中速度变化情况,图像形状各异。如图所示。
2.平均速度
(1)平均速度:为了粗略描述做变速直线运动的物体在某段时间内(或某一段路程上)运动快慢,我们引入了“平均速度”的概念。平均速度等于物体运动的路程除以通过这段路程所用的时间。
(2)平均速度的公式:。式中,“s”是通过的路程,“t”是通过这段路程所用时间,“v”是这段时间内(或这段路程上)的平均速度。
(3)由于做变速直线运动的物体的速度是不断变化的,所以通过不同的路程(或在不同时间内)物体运动的平均速度一般不相同。
知识点十、测量平均速度
【实验原理】。根据公式,用刻度尺测出物体运动的路程s,用停表测出通过这段路程所用时间t,就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。
【实验器材】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。
【实验装置】如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持较小的坡度,在斜面的底端或中部固定金属片。
【实验步骤】(1)使斜面保持较小的坡度,把小车放在斜面的顶端,金属片垂直固定在斜面的底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片所用时间t1,将小车通过的路程s1和所用时间t1填入表格中。
(3)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s2和所用时间t2,将数据填入表格对应的位置。
(4)利用公式,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和通过上半段路程的平均速度v2,即小车通过斜面全程的平均速度为;小车通过上半段路程的平均速度为:。
【实验结论】
小车而在斜面上做变速直线运动,在不同的路程段,小车平均速度大小不同。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
★特别提醒
1.斜面的长度要足够长、坡度要小(注意:坡度也不能过小,否则测出的平均速度大小会过于接近),且测量过程中不能改变斜面的坡度;
2.要测量哪一段路程的平均速度,就测量其对应的路程及通过这段路程所用时间。
考点一.长度的估测
1.(2023 崂山区一模)为防止制作油炸食品时烫伤,人们专门制作了如图所示的加长筷子。根据图片提供的信息,这种筷子的长度最接近( )
A.20mm B.20cm C.5dm D.2m
考点二.用刻度尺测量长度
2.(2023 常州)如图甲所示,西班牙制造的新式列车车厢的宽度l=3.500m。为判断新式列车车厢能否通过一处老式隧道,技术人员分别测量了隧道内部三处的宽度,如图乙所示,测量结果为:l1=3.600m、l2=3.480m、l3=3.540m。技术人员使用的刻度尺分度值为 1cm ,新式列车车厢 不能 (能/不能)通过该隧道。
考点三.运动和静止的相对性
3.(2023 北京)2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示的是火箭上升和此过程中航天员在舱内的情境,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,发射塔是运动的
B.以发射塔为参照物,火箭是静止的
C.以舱内的航天员为参照物,火箭是静止的
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔是静止的
4.(2023 大兴区二模)北京时间2022年11月30日5时42分,神舟十五号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱的前向端口,它们成为了一个整体,一起绕地球飞行。如图所示为神舟TV相机拍摄的神舟十五号载人飞船跟天和核心舱完成对接后的画面。关于完成对接后的神舟十五号载人飞船和天和核心舱,下列说法中正确的是( )
A.以“神舟十五号”为参照物,“核心舱”是运动的
B.以“核心舱”为参照物,“神舟十五号”是运动的
C.以地球为参照物,“神舟十五号”是运动的
D.以地球为参照物,“核心舱”是静止的
考点四.速度与物体运动
5.(2023 益阳模拟)如图所示是某物体在水平地面上做直线运动的s﹣t图象,以下结论正确的是( )
A.物体在0﹣2s内做变速运动
B.物体在2﹣4s内运动速度是5m/s
C.物体在前2s内和后2s的速度相等
D.物体在6s内平均运动速度是2.5m/s
考点五.速度的计算和公式的应用
6.(2023 日照)姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后,姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示,弟弟的图线为直线。下列判断正确的是( )
A.弟弟比姐姐早5min离开家
B.弟弟和姐姐的平均速度相同
C.弟弟和姐姐行走时的速度相等,均为100m/min
D.姐姐一直做匀速直线运动
7.(2023 上海)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
8.(2023 安徽模拟)甲、乙两人同时同地向东运动,运动图象如图所示。由图可知,下列说法中正确的是( )
A.甲做匀速运动,乙做变速运动
B.甲运动比乙慢
C.出发5s后,甲、乙之间距离为5m
D.出发10s后,乙通过的路程是15m
9.(2023 镇雄县一模)第一次“龟兔赛跑”,兔子因为在途中睡觉而输掉比赛,很不服气,决定与乌龟再比一次,并且骄傲地说,这次我一定不睡觉,让乌龟从起点先跑一段距离我再去追都可以赢,结果兔子又一次输掉了比赛,则下列图像可以体现这次比赛过程的是( )
A. B.
C. D.
10.(2023 洛宁县一模)甲、乙两人同时从同一起跑线出发,同向做匀速直线运动,某时刻他们的位置如图所示,下列图中能正确反映两人运动情况的是( )
A. B.
C. D.
11.(2023 丰城市校级一模)如图所示,有两条南北方向笔直的机动车道,一辆轿车A在1min内沿左侧车道正中间匀速行驶了900m。某时刻小明骑一辆长1.8m的自行车违规从图中C点横穿机动车道到B点,如果自行车与轿车此时在南北方向的距离s=25.2m,每条机动车道宽3.6m,轿车长4.8m、宽1.8m,自行车与轿车都做匀速直线运动。问:
(1)轿车的速度是多少?
(2)若小明骑自行车以5m/s的速度匀速横穿机动车道,则骑自行车完全通过两条机动车道的时间是多少?
(3)若自行车的车头与这辆轿车的车尾D点刚好相撞,则自行车的速度为多少?
12.(2023 宛城区三模)在如图所示的十字路口处,有一辆长10m、宽2.2m的客车以10m/s速度正常匀速行驶在马路中间,当它与斑马线的中点B相距60m时,马路边上的小王同学正好在斑马线中间A点出发沿AB穿过马路,A、B间的距离为8m。求:
(1)小王同学安全过马路,他的速度范围?
(2)该客车完全通过一座长50m的大桥需要的时间是多少?
考点六.变速运动与平均速度
13.(2023 大庆)甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上同地同时出发,并排同向行驶,路程﹣时间图像如图所示。在两辆汽车运动过程中,说法正确的是( )
A.0~t1时间内乙车做减速运动
B.0~t1时间内甲车做减速运动
C.0~t1时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度
D.0~t1时间内甲车始终在乙车前方
14.(2023 鄢陵县二模)甲、乙两同学沿平直公路从同一起点向西行走,他们运动的路程随时间变化的规律如图所示,下列说法中正确的是( )
A.0~8s内,甲的平均速度大于乙的平均速度
B.0~8s内,甲、乙同学都做匀速直线运动
C.第4s时,乙同学在甲同学的东面20m处
D.0~8s内,以甲为参考物,乙始终向西运动
15.(2023 安化县一模)小华同学的家附近有一公共自行车站点,他经常骑公共自行车去上学,某一次从家到学校运动的s﹣t图象如图所示,则小华从家到学校的平均速度是( )
A.135m/s B.2.5m/s C.2.25m/s D.2.81m/s
16.(2023 株洲)株洲南站到长沙站的S7908次城际列车运行时刻表如表所示,根据此表回答下列问题。
车站 到达 发车 里程/km
株洲南 始发站 07:44 0
株洲 07:50 07:52 8
大丰 07:57 07:58 13.5
田心东 08:01 08:03 16
… … … …
长沙 08:54 终点站 58
(1)列车从株洲南站发车,行驶 km到达株洲站,用时 min,列车的平均速度是 km/h。
(2)列车在“株洲南—株洲”段的运行速度比在“株洲—田心东”段的 (填“大”或“小”)。
17.(2023 宜宾)频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。某科创小组用频闪拍摄的方法来“测量小车运动的平均速度”,如图所示,他们用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄了小车在斜面上下滑的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。
(1)本实验中刻度尺是测量 的工具,刻度尺的分度值是 cm;
(2)小车从A点到C点的路程sAC= cm,从A点运动到C点所用时间tAC= s,小车在AC段的平均速度vAC= cm/s;
(3)根据照片信息可判断小车做 直线运动(选填“匀速”或“变速”);
(4)小组同学经过进一步分析得出结论:小车在C点的动能 D点的动能(选填“大于”“等于”或“小于”)。
18.(2023 新疆)频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10cm。
s1/mm s2/mm s3/mm s4/mm
A球(sA) 4.9 14.7 24.5 34.3
B球(sB) 1.2 9.8 19.6 29.4
sA﹣sB 3.7 4.9 4.9 4.9
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是 (填“A”或“B”)球。
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时,刻度尺的示数如图乙所示,则s5= mm。设A球在空中下落时,通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3,则v2:v3= 。
(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做 (填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。先开始下落的小球的速度为 m/s时,后开始下落的小球刚好开始下落。
考点七.实验 测量物体运动的平均速度
19.(2023 长春)在“测量物体运动的平均速度”实验中,实验装置如图所示:
路程 运动时间 平均速度
sAB=0.45m tAB=3.2s vAB=0.14m/s
sAC=0.90m tAC=4.5s vAC=
(1)测量平均速度的原理是 。
(2)实验中,小组同学发现小车通过AB段路程的时间过短,不便于测量时间,为了解决这一问题,可以只将木块向 适当移动;也可以将小车倒置滑下,这是因为用 代替滚动可以增大摩擦。
(3)改进后,进行实验并记录数据在表格中,计算出小车通过AC段路程的平均速度是 m/s。小车通过AB段路程的平均速度比BC段路程的平均速度 。
(4)小车在运动过程中,支持力对小车是否做功? 。
(5)小车运动到斜面底端撞到金属片会停下来,说明力可以改变物体的 。
考点八.回声测距离的应用
20.(2023 蒸湘区校级模拟)为了监督司机是否遵守限速规定,交管部门在公路上安装了固定测速仪。如图所示,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号,第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.4s,第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.6s,若发出两次信号的时间间隔是1.6s,超声波的速度是340m/s。则( )
A.汽车遇到第一次信号时,距测速仪13m
B.汽车是向放置在道路中间的测速仪靠近行驶的
C.汽车遇到第二次信号时,距测速仪204m
D.汽车的速度是20m/s
一.选择题(共15小题)
1.(2023 青秀区校级模拟)小明坐在正在行驶的高铁上,他认为自己是静止的,所选取的参照物是( )
A.沿途的树木 B.路边的房屋
C.车厢的座椅 D.走过他身边的乘务员
2.(2023 根河市校级一模)下列说法中错误的是( )
A.在记录测量结果时,数值的大小与所用的单位有关系
B.在记录测量结果时,只写数字不写单位是毫无意义的
C.在记录测量结果时,估读的位数越多越精确
D.在记录测量结果时,一般要估读到分度值的下一位
3.(2023 汨罗市模拟)某队伍接到命令后出发某地抗灾,途中得知有新任务,要求通讯兵告知,已知队伍长6千米,队伍移动速度为5千米每时,通讯兵由队尾移动至队头再返回的过程中,共用时30分钟,则传令兵的速度为( )
A.18km/h B.20km/h C.24km/h D.25km/h
4.(2023 益阳模拟)如图所示是某物体在水平地面上做直线运动的s﹣t图象,以下结论正确的是( )
A.物体在0﹣2s内做变速运动
B.物体在2﹣4s内运动速度是5m/s
C.物体在前2s内和后2s的速度相等
D.物体在6s内平均运动速度是2.5m/s
5.(2023 长清区二模)葛洪的《抱朴子》中有云:“游云西行,而谓月之东驰”。此诗中的“月之东驰”是因为所选参照物是( )
A.地面 B.诗人 C.月亮 D.云朵
6.(2023 虎林市校级二模)在操场直跑道上进行遥控小车比赛,甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,两者运动的路程﹣时间图象分别如图中的甲、乙所示,下列判断正确的是( )
A.在0~5s内甲车的速度是10m/s
B.在0~5s内乙车的速度是1m/s
C.t=10s时两车的速度相等
D.t=10s后甲车超过乙车
7.(2023 仁和区一模)甲、乙两车从同一地点沿同一方向运动,两车通过的路程和所用时间的关系如图所示。关于甲、乙两车的运动情况,下列判断正确的是( )
A.0~5s,甲车速度是乙车速度的4倍
B.经过15s,甲、乙两车相距30m
C.经过18s,甲、乙两车相距4m
D.5~25s,乙车做匀速直线运动
8.(2023 迎泽区校级二模)一个人骑自行车沿笔直的公路行驶,第1s内通过的路程是2m,第2s内通过的路程是3m,第3s通过的路程是4m,则( )
A.前2s内的平均速度是3m/s
B.后2s内的平均速度是4m/s
C.3s内的平均速度是3m/s
D.前2s内的平均速度是2m/s
9.(2023 枣庄二模)周日做完作业,小明和小芳同学在风景如画的柳叶湖畔骑自行车,如图所示是他们在某段路面上的速度随时间变化的图像。下列分析中错误的是( )
A.0~10s两人所通过的路程相等
B.以湖畔的垂柳为参照物,小芳总是运动的
C.第10s末,两人的速度相等
D.小芳做匀速直线运动
10.(2023 揭阳二模)晨晨同学为了测量玩具车的速度,用遥控器控制甲、乙两辆玩具车,使它们同时同地向东做匀速直线运动,它们运动的路程随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲车的速度小于乙车的速度
B.以乙车为参照物,甲车在向西运动
C.运动10s后,两车相距30m
D.通过30m的路程,乙车比甲车少用9s
11.(2023 安化县一模)小华同学的家附近有一公共自行车站点,他经常骑公共自行车去上学,某一次从家到学校运动的s﹣t图象如图所示,则小华从家到学校的平均速度是( )
A.135m/s B.2.5m/s C.2.25m/s D.2.81m/s
12.(2023 普陀区二模)甲、乙两小车分别从相距12米的P、Q两点出发,沿同一直线同向而行,其s﹣t图象如图(a)(b)所示。甲车运动30秒后与乙车相距3米,若乙车通过的距离为s,则( )
A.s=9米,乙比甲晚出发21秒
B.s=15米,乙比甲晚出发3秒
C.s=30米,乙和甲同时出发
D.s=33米,乙比甲晚出发3秒
13.(2023 谷城县校级模拟)在操场直跑道上进行遥控小车比赛,甲、乙两车从t=0s时由同一起点同方向运动,两者运动的s﹣t图象分别如图中的甲、乙所示,下列判断正确的是( )
A.t=10s时两车的速度相等
B.在0~5s内甲车的速度是10m/s
C.在0~5s内乙车的速度是1m/s
D.t=10s后甲车超过乙车
14.(2023 松江区二模)甲、乙两小车沿同一直线同向运动,其s﹣t图像如图(a)(b)所示。当甲车通过P点的同时乙车通过Q点,3秒后两车相距2米,则P、Q两点间的距离( )
A.可能为4米 B.可能为6米 C.一定为2米 D.一定为4米
15.(2023 塔城市三模)2022年足球世界杯决赛中,一个“地滚球”经过梅西的脚边时,梅西立刻沿着足球运动的轨迹追赶,一会儿,将足球控制在自己脚下。这个过程中( )
A.梅西的平均速度大于足球的平均速度,最大速度可能小于足球的最大速度
B.梅西的平均速度大于足球的平均速度,最大速度一定大于足球的最大速度
C.梅西的平均速度等于足球的平均速度,最大速度可能小于足球的最大速度
D.梅西的平均速度等于足球的平均速度,最大速度一定大于足球的最大速度
二.实验探究题(共2小题)
16.(2023 宛城区二模)为了测量小车在斜面上运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,如图所示。
(1)为了方便计时,应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”)。
(2)若测得时间tAB=2s,tAC=2.8s,则BC段的平均速度vBC= m/s。
(3)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏 。
(4)能粗略反映小车在斜面上运动情况的图象是 (填字母)。
17.(2023 自贡模拟)小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从带刻度尺的斜面上由静止下滑,如图所示。
(1)该实验的原理是 。
(2)AB段距离sAB= cm,小车在AC段平均速度vAC= m/s
(3)如果不小心让小车过了A点才开始计时,则所测AC段的平均速度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是图 。
(5)小明进一步实验测得小车在斜面上运动时,前半程平均速度为v1,后半程平均速度为v2,则小车全程平均速度v= (用字母v1和v2表示)。
三.计算题(共3小题)
18.(2023 峄城区校级模拟)在男子1000米跑测试中,小明同学的成绩是3分40秒,这次测试中,小明同学的平均速度是多少米每秒?(结果保留2位小数)
19.(2023 唐河县模拟)深圳北站到厦门北站的D2316次高速列车运行时刻表(2013年12月试运行)如下表所示。
站次 站名 到达时间 开车时间 运行时间 里程
1 深圳北 始发站 10:20 0分 0
2 潮汕 12:50 12:52 2小时30分
3 厦门北 14:20 终点站 4小时 502千米
根据列车运行的时刻表回答下列问题:
(1)列车由深圳北站驶往厦门北站全程的平均速度是多少?
(2)按全程平均车速估算,列车由深圳北站驶往潮汕站的里程是多少千米(只保留整数)?
20.(2023 荆州一模)甲、乙两物体分别从P、Q两点同时往相同的方向做匀速直线运动,它们的s﹣t图象分别如图(a)、(b)所示,经过6s乙物体刚好追上甲物体。求:
(1)乙物体通过的路程是8m时,所需的时间是 s;乙物体的速度是 m/s。
(2)甲物体匀速运动15s通过的路程s是多少?
(3)P、Q间的距离为多少?
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