二、探究——比较物体运动的快慢
能力提升
1.一座桥长200 m,一列50 m的队伍以2 m/s的速度通过桥,这列队伍全部过桥所用的时间为( )。
A.125 s B.100 s
C.25 s D.75 s
2.甲、乙两同学沿平直路面步行,他们运动的路程随时间变化的规律如图3-2-6所示,下列说法不正确的是( )。
图3-2-6
A.甲同学比乙同学晚出发4 s
B.4~8 s内,甲、乙同学都做匀速直线运动
C.0~8 s内,甲、乙两同学通过的路程相等
D.8 s末甲、乙两同学速度相等
3.甲、乙两人进行百米赛跑,结果甲比乙超前10 m到达终点。如果让甲从原起跑线往后退10 m起跑,乙仍从原起跑线起跑,两人都保持原来的速度重新比赛,则比赛结果是( )。
A.同时到 B.甲先到
C.乙先到 D.不能确定
4.某物体在水平面内做直线运动,其距出发点的距离和时间的关系图像如图3-2-7所示,据图可知( )。
图3-2-7
A.物体在0~2 s内做变速运动
B.物体在2~4 s内做匀速运动
C.物体在前2 s内和后2 s内的速度大小相等
D.物体在前2 s内和后2 s内的运动方向相同
5.(2021·内蒙古通辽中考)图3-2-8是甲、乙两车运动的s-t图像,其中甲车图像未完整画出,当两车从同一地点,同时同向做匀速直线运动时,v甲∶v乙= ,当时间t= s时,两车相距12 m。
图3-2-8
6.小明跟随父母乘坐汽车去参观上海世博会,汽车在某公路上做匀速直线运动。表3-1是小明记录的汽车运行各时刻及对应公路旁路碑的里程数。
表3-1
时刻 10时 02分 10时 04分 10时 06分 10时 08分 10时 10分
里程/km 102 104 106 108 110
从表中数据可知,汽车的速度是 km/h,合 m/s(保留小数点后一位小数)。在10时05分,公路旁路碑的里程数应是 km。
7.表3-2为简化的某高速列车时刻表,请根据列车时刻表,解答下列问题:
表3-2
站名 里程/km 到站时刻 离站时刻
武汉 0 始发站 19:15
岳阳东 215 20:02 20:04
长沙南 362 20:36 20:38
株洲西 414 20:52 20:53
衡阳东 542 21:19 21:21
韶关 842 22:15 22:16
清远 986 22:45 22:46
广州北 1 023 23:00 终点站
(1)岳阳东至广州北的铁路线长为 km。该列车从岳阳东运行至广州北的时间为 h min。
(2)该列车从岳阳东运行至广州北的速度为多少 (最后结果保留一位小数)
探究创新
8.为了探究小球自由下落时的运动,某物理实验小组的同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次,拍下小球下落时的运动状态,如图3-2-9所示。
图3-2-9
(1)可以看出小球在做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动,其理由是 。
(2)图3-2-10中四个速度随时间的关系图像,能反映出该小球下落运动的是 。(选填图中的选项字母)
图3-2-10
参考答案
1.A 解析:此题的关键是队伍经过的路程应该是桥长和队伍长之和。由速度公式变形可得
t==125 s。
2.D 解析:从题图中可以看出,甲同学在第4 s时开始出发,即甲同学比乙同学晚出发4 s;甲、乙同学的运动路程和时间成正比,做的都是匀速直线运动;在0~8 s内,甲、乙两同学通过的路程相等,都是5.0 m;8 s末两同学通过的路程相等,但乙所用的时间比甲所用的时间多,故甲同学的速度大。
3.B 解析:设第1次甲用的时间为t,则甲速度为v甲=,乙的速度v乙=。第2次比赛时,s甲'=100 m+10 m=110 m,s乙'=100 m,因为速度不变,所以甲用的时间t甲'=,乙用的时间t乙'=。因为,即t甲'4.C 解析:由图像可知0~2 s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;由s-t图像可知,在2~4 s内,物体运动的路程为零,处于静止状态,故B错误;物体在前2 s内运动的路程为12 m,后2 s内运动的路程也是12 m,即在相等时间内物体运动的路程相等,根据v=可知,物体在前2 s内和后2 s内的速度大小相等,故C正确;由图像可知,物体距出发点的距离先变大后变小,所以物体在前2 s内和后2 s内运动方向是相反的,故D错误。
5.解析:由图像可知,当s=24 m时,t甲=4 s,t乙=6 s,则甲的速度v甲==6 m/s,乙的速度v乙==4 m/s,则甲、乙两车的速度之比为v甲∶v乙=6 m/s∶4 m/s=3∶2;设当时间为t时,两车相距12 m,根据v=可得s=vt,可得v甲t-v乙t=12 m,即6 m/s×t-4 m/s×t=12 m,解得t=6 s。
答案:3∶2 6
6.解析:汽车的速度为v==60 km/h,60 km/h=≈16.7 m/s。在10时05分,汽车行驶的路程为s=vt=60 km/h× h=3 km,里程碑对应的路程为102 km+3 km=105 km。
答案:60 16.7 105
7.解析:解答本题应该明确以下几点:
从列车时刻表中明确武汉到岳阳东的路程为215 km,武汉到广州北的路程为1 023 km。列车从岳阳东出发的时间为20:04,到广州北的时间为23:00。
计算速度的公式:v=。
s=1 023 km-215 km=808 km,t=23:00-20:04=2 h 56 min,则
v=≈275.5 km/h。
答案:(1)808 2 56 (2)275.5 km/h
8.解析:本题考查对运动类型的判断和理解。题图3-2-9是小球在间隔相同时间的不同位置,从题图中可以看出,越向下间隔越大,说明物体的速度在增加,即小球在做变速直线运动。在题图3-2-10中,A图反映物体的速度随时间的增加而减小,即物体做减速运动;B图反映物体的速度不随时间的变化而变化,即物体做匀速运动;C图反映物体的速度随着时间的增加而增大,即物体做加速运动;D图反映物体的速度随着时间的增加先减小后增大,即物体做变速运动。
答案:(1)变速 在相等的时间内通过的路程不相等
(2)C*三、平均速度与瞬时速度
四、平均速度的测量
能力提升
1.某同学参加百米赛跑,跑前24 m用了4 s,跑完100 m 用了12 s,该同学百米跑的平均速度是( )。
A.6 m/s B.8.3 m/s
C.7.15 m/s D.7.75 m/s
2.可以用图像来表示物体的运动状态。如图3-3-5所示,表示物体运动速度相同的是 ( )。
图3-3-5
A.甲、乙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.丙、丁
3.小张、小王、小李从同一地点A沿同一道路同时出发,最终都到达地点B,小张驾驶电瓶车以30 km/h的速度匀速前进,小王以5 m/s 的速度跑步匀速前进,小李以每分钟通过 0.6 km 的速度骑自行车匀速前进,则( )。
A.小张先到达B地 B.小王先到达B地
C.小李先到达B地 D.三人同时到达B地
4.小樱想要估测一只天鹅在空中直线飞翔时的平均速度,她记录下天鹅连续飞行的三段路程,并记录下这三段路程的运动时间,如图3-3-6所示,则由速度公式可得天鹅在第3段路程中的平均速度为( )。
图3-3-6
A.10 m/s B.15 m/s
C.20 m/s D.7.5 m/s
5.某辆汽车启动后,经过20 s,速度表的指针指在如图3-3-7所示的位置。由表可知( )。
图3-3-7
A.此时汽车的速度是90 km/h
B.此时汽车的速度是90 m/s
C.启动后20 s内汽车的平均速度是90 km/h
D.启动后20 s内汽车的平均速度是90 m/s
6.在公路上行驶的大货车与小轿车的速度之比是3∶5,它们通过的路程之比是1∶3,大货车与小轿车所用的时间之比是( )。
A.9∶5 B.3∶2 C.2∶3 D.5∶9
7.(2021·贵州铜仁中考)图3-3-8是路程随时间变化的图像,由图像可知,物体在OA段的速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)在BC段的速度;物体在0~10 s的平均速度是 m/s。
图3-3-8
8.百米赛跑过程中的某时刻甲、乙两运动员位置的示意图如图3-3-9所示。
图3-3-9
(1)两运动员中, 的速度较大,因为在相等的时间内该运动员 较大。
(2)乙运动员的成绩是10 s,他的速度是 m/s。
9.小明看到滑雪运动员从越陡的坡滑下时,越快滑到底端。对此他猜想:“物体离地高度一定时,斜面坡度越大,物体从静止开始滑到底端的平均速度也越大。”请你设计实验验证其猜想。
图3-3-10
(1)实验所需的公式: 。
(2)实验器材:除了如图3-3-10所示的器材,你还需要的测量工具有 。
(3)实验步骤(可用画图或文字表述)。
10.汽车上如果装有电子不停车收费系统(简称ETC),汽车在通过高速公路的ETC通道时,不停车也能缴费通过。如果通道长15 m,车速是3 m/s,汽车通过通道的时间是 s;以该汽车为参照物,通道两侧的标志牌是 (选填“运动”或“静止”)的。
11.某课外兴趣小组的同学们为了研究蜗牛的运动情况,将蜗牛放在刻度尺上让其沿刻度尺爬行,并每隔10 s拍摄记录一次蜗牛的位置,拼成如图3-3-11所示的图片。
图3-3-11
同学们依据此图片获得数据,如表3-3。
表3-3
照片序号 1 2 3 4 5 6
时间t/s 0 10 20 30 50
路程s/mm 0 12.0 22.2 48.7
(1)请你根据图3-3-11中的情景,把表3-3中的内容补充完整。
(2)根据表3-3的数据,你可以得出蜗牛是做 运动,蜗牛在前 20 s 内的平均速度是 mm/s,整个50 s内的平均速度是 mm/s。
探究创新
12.汽车追尾是高速公路上经常发生的交通事故,其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现,司机从看到情况到踩刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离;从踩刹车到车停止,汽车还要前进一段距离,这段距离叫制动距离。如图3-3-12所示。
图3-3-12
表3-4是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车,在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。
表3-4
原行驶速度 v/(km·h-1) 反应距离 s1/m 制动距离 s2/m
60 11 20
80 15 34
100 19 54
(1)利用表3-4数据,算出该司机的反应时间大约是 s(保留两位小数)。
(2)由这个测试可见, 是影响汽车制动距离的主要因素。
参考答案
1.B 解析:求平均速度的关键是用跑的总路程除以通过这段路程所用的总时间,此题的总路程是 100 m,总时间是12 s。
2.B 解析:题图甲表示的物体做匀速运动的速度为v==5 m/s,题图乙表示的物体运动速度逐渐变大,题图丙表示的物体做匀速运动的速度为 3 m/s,题图丁表示的物体做匀速运动的速度为 5 m/s,故B选项正确。
3.C 解析:由题意知v小张=30 km/h,v小王=5 m/s=18 km/h,v小李=0.6 km/min=36 km/h,由速度公式v=可知,时间t=,由于他们的路程s相同而小李的速度最大,则小李的运动时间最短,小李最先到达B地,故C正确。
4.C 解析:天鹅在30 s到45 s飞行的总路程s=525 m-225 m=300 m,总时间t=15 s,则天鹅飞翔的平均速度是=20 m/s。故选C。
5.A 解析:速度表指针显示的是汽车的瞬时速度,故瞬时速度为90 km/h,故A正确,B错误。因不知道启动后20 s内汽车行驶的路程,故无法确定启动后20 s内汽车的平均速度,故C、D错误。
6.D 解析:由速度公式可知,时间与路程成正比,与速度成反比。
7.解析:由题图可知,OA段和BC段的s-t图像为一条斜线,表明OA段和BC段物体做匀速直线运动;由题图可知,在0~5 s内OA段物体通过的路程为2.5 m,在10~15 s内BC段物体通过的路程要小于2.5 m,运动时间相同,OA段的路程大,则OA段的速度大;物体在0~10 s内的平均速度是v==0.25 m/s。
答案:大于 0.25
8.解析:(1)在相等的时间内乙运动员通过的路程大,由v=知,乙运动员的速度较大。
(2)乙的速度v==10 m/s。
答案:(1)乙 通过的路程 (2)10
9.答案:(1)v= (2)刻度尺、停表 (3)①如图D-3-1所示,把木块固定在A点,用刻度尺测出滑块到木板底端的距离;②让滑块从高度为h处由静止释放,用停表测出滑块从释放点到木板底端用的时间;③把木块移动到B点,重复步骤①②;④把木块移动到C点,重复步骤③;⑤计算各次实验的平均速度,检验猜想是否正确。
图D-3-1
10.解析:由v=可得,汽车通过通道的时间t==5 s。以该汽车为参照物,通道两侧的标志牌相对于该汽车来说,其位置发生变化,则标志牌是运动的。
答案:5 运动
11.解析:由于表格中的“路程”是运动的距离,不是位置坐标,所以第四张照片相对于第一张照片“运动的距离”是44.3 mm-10.0 mm=34.3 mm;第六张照片相对于第一张,蜗牛运动的距离是 71.2 mm-10.0 mm=61.2 mm。前20 s内,蜗牛运动的距离是22.2 mm,平均速度=1.11 mm/s;整个50 s内,蜗牛运动的距离是61.2 mm,平均速度≈1.22 mm/s。
答案:(1)40 34.3(34.2~34.7) 61.2(61.1~61.5)
(2)变速直线 1.11 1.22(或1.23)
12.解析:由题意知,反应距离是司机从看到情况到开始制动这段时间内汽车以原速度行驶的路程,从表格中可以看出,反应距离11 m、15 m、19 m均是在反应时间内,相应速度下的反应距离,所以由公式t=可得反应时间;从三组数据可以看出,行驶速度越大,反应距离和制动距离越大,说明车速是影响汽车制动距离的主要因素。
答案:(1)0.67 (2)车速第三章 物质的简单运动
一、运动与静止
能力提升
1.古诗词是我国的文化瑰宝,很多诗句里蕴含着丰富的物理知识。如“不疑行船动,唯看远树来”中,“远树来”所选择的参照物是 ( )。
A.行船
B.远树
C.河岸
D.山峰
2.图3-1-2是穿行在餐厅的机器人端着托盘送餐的情景。若认为机器人是静止的,则选择的参照物是( )。
图3-1-2
A.地面 B.托盘 C.餐桌 D.墙壁
3.《龟兔赛跑》新篇:兔子和乌龟自从上次赛跑后,成了好朋友,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.以兔子为参照物,乌龟是运动的
B.以乌龟为参照物,兔子是运动的
C.以地面为参照物,乌龟是静止的,兔子是运动的
D.以地面为参照物,乌龟和兔子都是运动的
4.两列火车并排停在站台上,你坐在车厢中向另一列车厢观望。突然,你觉得自己的列车缓慢向东运动。则下列运动情况不可能发生的是( )。
A.自己的车向东运动,另一列车没有运动
B.自己的车没有运动,另一列车向西运动
C.两列车都向东运动,但自己车的速度较快
D.两列车都向西运动,但另一列车的速度较慢
5.下列选项不是机械运动的是( )。
A.运动员在赛道上奔跑
B.爱因斯坦在思考问题
C.列车在飞速奔驰
D.中国新型隐形战机歼 20起飞
6.公路边有一农舍,它的烟囱正冒着烟,插有旗帜的a、b两车在农舍旁的公路上。观察图3-1-3中旗与烟的情况,以下关于a、b两车相对于房子的运动情况的说法正确的是( )。
图3-1-3
A.a、b两车一定向左运动
B.a、b两车一定向右运动
C.a车可能运动,b车向右运动
D.a车可能静止,b车向左运动
7.(2021·江苏无锡中考)飞机研制中,需将飞机模型固定在“风洞”中,让风迎面吹来,模拟飞机在空中的飞行情况。下列说法正确的是( )。
A.风相对于风洞是静止的
B.风相对于飞机模型是静止的
C.飞机模型相对于风是运动的
D.飞机模型相对于风洞是运动的
8.图3-1-4是滑雪运动员在空中飞跃时的情景,在此过程中,以滑板为参照物,运动员是 的;以 为参照物,运动员是运动的。
图3-1-4
9.小丽随父母乘车到上海旅游,他们早早进站上了车,小丽转头发现对面的客车上坐着王老师,正准备下车跟老师打招呼时,她感觉自己乘坐的客车开动了,无奈她只好放弃自己的想法,可不大一会儿,王老师乘坐的客车离开了车站,而她乘坐的客车却没有动,小丽认为自己乘坐的客车开动了是以 为参照物,她认为自己乘坐的客车没有开动是以 为参照物。
图3-1-5
10.小强在马路边上拍街景照片,连续拍了两张,如图3-1-6甲、乙所示。如果以轿车为参照物,树向 运动,卡车向 运动;如果以骑自行车的人为参照物,树向 运动。(均选填“左”或“右”)
图3-1-6
探究创新
11.阅读短文,回答问题。
飞机的空中加油
飞机的空中加油技术起源于20世纪,1923年4月,美国曾用两架小型飞机做试验,在飞行中靠人工用手抓住导管进行世界上第一次空中对接加油。现代的飞机空中加油常常是借助于空中加油机在8 000 m以上的高空,即同温层(也叫平流层)进行的。在同温层大气温度基本上不随高度的变化而变化,气流很平稳,现代大型飞机和先进的加油机最佳飞行高度在一万米左右。
实施空中加油通常分为四个阶段:首先是会合,必须保证受油机和加油机不发生相撞,受油机从加油机下方进入,先在加油机锥管9 m以下做加油前编队飞行;然后,再以比加油机快0.6~2.5 m/s的速度慢慢将受油管插入锥管中;第三是加油,最重要的是保持两机的高度、速度、航向、倾角等相对位置的协调一致,双方都小心翼翼地操纵着各自的飞机;加油完毕,受油机缓缓减速,退出加油插头,双机脱离。
(1)飞机加油时,以加油机为参照物,受油机的运动状态是怎样的
(2)空中加油为什么要在8 000 m以上的高空进行
参考答案
1.A 解析:以行船为参照物,远处的树的位置不断发生变化,树是运动的,所以会感到“远树来”,故A正确,B、C、D错误。
2.B 解析:以地面、餐桌、墙壁为参照物,机器人的位置在不断地变化,故机器人是运动的,故A、C、D不符合题意。以托盘为参照物,机器人的位置没有变化,故机器人是静止的,故B符合题意。
3.D 解析:以兔子为参照物,乌龟的位置没有变化,是静止的,A选项错误;以乌龟为参照物,兔子的位置没有变化,是静止的,B选项错误;以地面为参照物,乌龟和兔子的位置都是变化的,所以都是运动的,C选项错误,D选项正确。
4.D 解析:自己的车向东运动,另一列车没有运动,则以另一列车为参照物,觉得自己的列车缓慢向东运动,有可能,故A正确;自己的车没有运动,另一列车向西运动,则以另一列车为参照物,觉得自己的列车缓慢向东运动,有可能,故B正确;两列车都向东运动,但自己车的速度较快,则以另一列车为参照物,觉得自己的列车缓慢向东运动,有可能,故C正确;两列车都向西运动,但另一列车的速度较慢,则以另一列车为参照物,觉得自己的列车应该向西运动,没有可能,故D错误。
5.B 解析:判断一个物体是否做机械运动,关键是看这个物体相对于另一物体有没有发生位置变化。运动员、列车和战机相对于地面都有位置的变化,而人思考问题属于一种思想活动,没有发生位置的变化。
6.D 解析:从题图中烟囱冒出的烟的飘向,可以判断出风是向左刮,而a车上的小旗飘向左边,即有三种可能:一是a车向左运动但车速小于风速;二是向右运动;三是静止不动。而b车的小旗飘向右边,只有一种情况,那就是一定向左运动且速度大于风速。
7.C 解析:风从风洞中通过时,风与风洞的位置不断发生变化,所以风相对于风洞是运动的,故A错误;飞机模型和迎面吹来的风之间发生了位置的改变,所以风相对于飞机模型是运动的,飞机模型相对于风是运动的,故B错误,C正确;飞机模型固定在风洞中,飞机模型和风洞之间没有发生位置的改变,所以飞机模型相对于风洞是静止的,故D错误。
8.解析:解答有关参照物问题的基本思路:
运动员在空中飞跃的过程中,运动员与滑板之间的位置关系没有变化,所以以滑板为参照物,运动员是静止的;如果说运动员是运动的,则应该寻找与运动员之间的位置发生变化的物体作为参照物,如地面等。
答案:静止 地面
9.解析:事实上,小丽乘坐的客车没有动,而王老师乘坐的客车开动了。小丽感觉自己乘坐的客车开动了,这是以王老师乘坐的客车作为参照物的结果,小丽认为自己乘坐的客车没有开动,这是以地面为参照物的结果。
答案:王老师乘坐的客车 地面
10.解析:轿车向左运动,如果选择轿车为参照物,树向右运动,比较甲、乙两幅图发现卡车到了轿车的右侧,所以卡车也是向右运动。骑自行车的人相对于地面向右运动,如果以骑自行车的人为参照物,树向左运动。
答案:右 右 左
11.解析:通过阅读短文可知,受油机在接受加油机加油时,两飞机必须保持相同的高度、速度、航向、倾角等,所以飞机加油时,若以加油机为参照物,受油机是静止的。之所以选择在8 000 m以上的高空加油,是因为 8 000 m 以上的高空为同温层,气流平稳,有利于顺利完成加油过程。
答案:(1)受油机的运动状态是静止的。
(2)在同温层大气温度基本上不随高度的变化而变化,气流很平稳,飞机易控制。
