第一章《运动的描述》单元练习
一.选择题(共12小题)
1.关于速度、速度的变化量、加速度,下列说法中正确的是( )
A.物体运动时速度的变化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可以为零
C.某时刻物体速度为零,其加速度不可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大
2.2023年11月在第一届全国学生(青年)运动会上,交大附中张家纶同学以10秒44的成绩夺得陕西历史上第一个100米全国冠军。下列说法正确的是( )
A.“10秒44”指的是时刻
B.男子100米比赛,100米指的是位移
C.张家纶在100米比赛中的最大速度是9.58m/s
D.张家纶在冲刺阶段,发现其他运动员在后退,这是以大地为参考系
3.甲、乙两物体做匀加速直线运动,速度﹣时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两物体在相同的时间内运动的位移相同
B.两物体的距离随时间均匀增大
C.乙观察到甲沿正方向做匀加速直线运动
D.在相同的时间内甲物体速度的增加量大于乙物体速度的增加量
4.2023年8月1日,杭绍雨城际铁路全线贯通,其中从宁波出发的列车S2102次(如图),早晨7点27分从宁波站发车,9点28分到达杭州南站,全线里程147公里,用时2小时1分钟。下列说法正确的是( )
A.7点27分是指时间间隔
B.2小时1分钟是指时刻
C.列车的平均速度约为20m/s
D.研究该列车全程的轨迹时可以把列车看成质点
5.汕头海湾隧道全长6680米,线路如图所示,其中AB、CD段可以看作直线路段,BC段可以看作曲线路段,下列说法正确的是( )
A.计算通过BC段所用时间,由于汽车做曲线运动,不能将汽车看作质点
B.计算汽车通过整段隧道所用时间,可以将汽车看作质点
C.测量两辆汽车的超车时间,可以将汽车看作质点
D.研究乘客所受推背感与汽车加速度关系,可以将乘客和汽车视为整体来研究
6.某同学上学时错过了公交车。公交车从上车位置A发出10分钟后,他乘上了一辆出租车,两车刚好同时到达下车位置B。两车均视为直线运动,二者的v﹣t图像如图。关于两车从A到B的过程,下列说法正确的是( )
A.前25min内两车间的距离一直在增大
B.25min末两车第二次相遇
C.25min末公交车速度和加速度的方向均改变
D.公交车的平均速度比出租车的小
7.猎豹是一种大型猫科类动物,能在短时间内爆发出惊人的加速度,从静止到100km/h只需约3s;牧羊犬是一种大型犬科类动物,具有耐力强,速度快的特性,从静止到10m/s只需约2s。上述过程中猎豹与牧羊犬平均加速度的比约为( )
A.2:1 B.3:1 C.5:1 D.7:1
8.如图所示,甲、乙两高铁列车在平行直轨道上同时开始同向运动,其v﹣t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.t=0时刻甲车的加速度等于乙车的加速度
B.t=t1时刻甲车的加速度小于乙车的加速度
C.0~t1时间内,甲车的平均速度等于乙车的平均速度
D.0~t1时间内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度
9.如图所示,从高出地面3m的位置A竖直向上抛出一个小球,它上升2m到达B点回落,最后到达地面上的C点。若分别以A点和C点为原点建立一维坐标系,均以竖直向上为正方向,则( )
A.以A点为原点,全过程的路程为4m
B.以A点为原点,全过程总位移为3m
C.以C点为原点,全过程的路程为10m
D.以C点为原点,全过程总位移为﹣3m
10.某高速公路上ETC专用通道是长为20m的直线通道,且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时,可以不停车而低速通过,限速为5m/s。如图所示是一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动,车尾一到通道末端立即加速前进的v﹣t图像,则下列说法正确的是( )
A.由图像可知,小汽车的车身长度为5m
B.图像中小汽车减速过程的加速度大小为1.25m/s2
C.图像中小汽车减速过程的位移大小为200m
D.图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大
11.甲、乙两个质点同时同地向同一方向做直线运动,它们的x﹣t图像如图所示,甲图线为过坐标原点的倾斜直线,乙图线为函数表达式为的抛物线,则( )
A.前5s内,甲的速度始终大于乙的速度
B.乙运动的加速度大小为0.4m/s2
C.在0 5s内,甲、乙的平均速度相等
D.在0 5s内,甲、乙之间的最大距离为2m
12.如图为“猎豹”高速摄像机,在体育比赛中,“猎豹”摄像机让犯规无处遁形。在2022年北京冬季奥运会速度滑冰比赛中,摄像机和某运动员的位移x随时间t变化的x﹣t图像分别如图所示,下列说法中正确的是( )
A.0~t1时间内摄像机在前,t1~t2时间内摄像机在后
B.0~t2时间内摄像机与运动员的平均速度相同
C.0~t2时间内摄像机的速度始终大于运动员的速度
D.0~t2时间内摄像机做直线运动,运动员做曲线运动
二.多选题(共3小题)
13.质点是高中物理阶段接触到的第一个物理模型,下列关于质点的理解和判断正确的是( )
A.只有当物体的大小和形状可以忽略时,物体才能被看作质点
B.从描述运动的角度看,只要物体上各点的运动情况完全相同,就可以将整个物体的运动简化成一个点的运动
C.研究一列火车完全通过百米隧道的时间时,火车可以看作质点
D.一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的
14.甲、乙两质点沿同一直线运动,其中甲做匀变速直线运动,乙以大小为5m/s速度做匀速直线运动,在t=3s时,两质点相遇,他们的位置随时间变化及相遇时切线数据如图所示,在0~3s时间内,下列判断正确的是( )
A.相遇时甲质点的速度大小为3m/s
B.甲质点的初速度大小为7m/s
C.甲质点的加速度大小为2m/s2
D.在t=1.5s时,甲、乙两质点相距最远
15.甲、乙两机器人送餐时同向做直线运动,v﹣t图像如图所示,t=0时,两机器人并排,0~2s内甲匀速运动,之后匀减速直至停止,乙一直匀减速直线运动直至停止,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两机器人在0~8s的时间内位移大小之比为3:5
B.甲、乙两机器人在减速过程中的加速度大小之比为3:2
C.t=8s时两机器人间的距离最大,最大距离为0.8m
D.t=2s时两机器人间的距离最大,最大距离为0.2m
三.实验题(共2小题)
16.(1)电磁打点计时器的工作电压约为 V(选填“4~6”或“220”),当电源的频率为 Hz时,它每隔0.020s打一个点;电火花计时器原理与电磁打点计时器相同,其工作时,纸带受到的阻力略 (选填“大于”或“小于”)电磁打点计时器。
(2)在使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下步骤:
A.把电火花计时器固定在桌子上
B.安装好纸带
C.松开纸带让物体带着纸带运动
D.连接4~6V交流电源
E.连接220V交流电源
F.按下脉冲输出开关,进行打点
从以上步骤中选出需要的步骤并排序 。
17.在“练习使用打点计时器”的实验中,小西同学选出的纸带部分如图甲所示,A、B、C、D、E为纸带上标出的连续5个相邻打点。打点计时器接在频率为50Hz的电源上。则A、E两打点间的时间tAE= s、距离sAE= cm;小安所选纸带部分如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G为在纸带上所选的计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出,电源频率仍为50Hz,则相邻两计数点间的时间间隔为 s,根据D、F两点间的位移Δx和所用时间Δt,可以算出纸带在这两点间的平均速度,用这个平均速度就可以代表纸带在打下E点时的瞬时速度,则由此方法求得打下E点时的瞬时速度v= m/s。
四.计算题(共3小题)
18.如图所示,矩形ABCD的边长AB=24m,BC=32m,一质点从A点沿逆时针方向匀速率运动,在20s内运动了矩形周长的一半到达C点,求:
(1)质点的位移和路程;
(2)质点的平均速度和平均速率。
19.在高速公路上,经常遇到“区间测速”的标识。如图所示,所谓“区间测速”就是测量车辆经过某区间的平均车速。已知某高速限速120km/h,“区间测速”路段长度为20km,监测发现某轿车经过这一路段用时12min,请思考:
(1)限速120km/h指的是平均速度还是瞬时速度?
(2)“区间测速”是否可以完全代替原来的固定测速和流动测速?
20.如图1所示为一质点沿直线运动的位置—时间图像。根据图像,求:
(1)开始5s内质点运动的总路程和平均速度;
(2)请在图2中画出与位置—时间图像相对应的速度—时间图像(即v﹣t图像,不需要写出分析过程);
(3)若图1中纵轴为速度(v/m s﹣1),则0~2s内质点的加速度大小。第一章《运动的描述》单元练习
一.选择题(共12小题)
1.关于速度、速度的变化量、加速度,下列说法中正确的是( )
A.物体运动时速度的变化量越大,它的加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可以为零
C.某时刻物体速度为零,其加速度不可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大
【解答】解:A、物体的速度变化大,但所需时间更长的话,物体速度的变化率可能很小,则加速度就会很小,故A错误;
B、运动物体的速度很大,其加速度可能为零,例如匀速直线运动,故B正确;
C、运动物体的速度为零,其加速度可能很大,刚开始发射的火箭,故C错误。
D、加速度很大时,其运动物体的速度变化一定越快,而不是速度一定很快变大,故D错误;
故选:B。
2.2023年11月在第一届全国学生(青年)运动会上,交大附中张家纶同学以10秒44的成绩夺得陕西历史上第一个100米全国冠军。下列说法正确的是( )
A.“10秒44”指的是时刻
B.男子100米比赛,100米指的是位移
C.张家纶在100米比赛中的最大速度是9.58m/s
D.张家纶在冲刺阶段,发现其他运动员在后退,这是以大地为参考系
【解答】解:A、“10秒44”指的是时间,故A错误;
B、位移指的是起点到终点的有向线段长度,100米比赛跑道为直跑道,所以100米指的是位移,故B正确;
C、根据题干数据不能确定张家纶在100米比赛中的最大速度,只能求其平均速度,故C错误;
D、张家纶在冲刺阶段,发现其他运动员在后退,这是以他自己为参考系,故D错误。
故选:B。
3.甲、乙两物体做匀加速直线运动,速度﹣时间图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两物体在相同的时间内运动的位移相同
B.两物体的距离随时间均匀增大
C.乙观察到甲沿正方向做匀加速直线运动
D.在相同的时间内甲物体速度的增加量大于乙物体速度的增加量
【解答】解:A、图象与时间轴围成的面积表示物体的位移,由图可知甲的位移大于乙的位移,故A错误;
B、由图可知,两图象之间的面积差值为两图之间的平行四边形,故随时间面积均匀增大,位移均匀增大,故B正确;
C、由于两人加速度相同,故两人相对为匀速直线运动,故C错误;
D、因两人的加速度相同,故两人速度的增加量相同,故D错误;
故选:B。
4.2023年8月1日,杭绍雨城际铁路全线贯通,其中从宁波出发的列车S2102次(如图),早晨7点27分从宁波站发车,9点28分到达杭州南站,全线里程147公里,用时2小时1分钟。下列说法正确的是( )
A.7点27分是指时间间隔
B.2小时1分钟是指时刻
C.列车的平均速度约为20m/s
D.研究该列车全程的轨迹时可以把列车看成质点
【解答】解:A.7点27分是指时刻,故A错误;
B.2小时1分钟是时间间隔,故B错误;
C.根据题干所给条件无法求解列车的平均速度,故C错误;
D.研究该列车全程的轨迹时,列车大小和形状可以忽略,可以把列车看成质点,故D正确;
故选:D。
5.汕头海湾隧道全长6680米,线路如图所示,其中AB、CD段可以看作直线路段,BC段可以看作曲线路段,下列说法正确的是( )
A.计算通过BC段所用时间,由于汽车做曲线运动,不能将汽车看作质点
B.计算汽车通过整段隧道所用时间,可以将汽车看作质点
C.测量两辆汽车的超车时间,可以将汽车看作质点
D.研究乘客所受推背感与汽车加速度关系,可以将乘客和汽车视为整体来研究
【解答】解:AB.计算通过BC段所用时间和通过整段隧道所用时间时,汽车的长度对研究目的影响很小,可以忽略汽车的大小和形状,可以将汽车看作质点,故A错误,B正确;
C.测量两辆汽车的超车时间,汽车的长度对研究目的影响很大,不可以忽略汽车的大小和形状,不可以将汽车看作质点,故C错误;
D.研究乘客所受推背感与汽车加速度关系,若把乘客和汽车视为整体,无法单独对乘客所受推背感进行分析,故不能当作整体,故D错误。
故选:B。
6.某同学上学时错过了公交车。公交车从上车位置A发出10分钟后,他乘上了一辆出租车,两车刚好同时到达下车位置B。两车均视为直线运动,二者的v﹣t图像如图。关于两车从A到B的过程,下列说法正确的是( )
A.前25min内两车间的距离一直在增大
B.25min末两车第二次相遇
C.25min末公交车速度和加速度的方向均改变
D.公交车的平均速度比出租车的小
【解答】解:A、由v﹣t图像可知,前25min内当出租车速度大于公交车时,两车距离在减小,故A错误;
B、由v﹣t图像可知,图形与坐标轴所围成的面积表示位移的大小,25min末两车第一次相遇,故B错误;
C、由v﹣t图像中,图线的斜率表示加速度,速度的正负表示方向,25min末公交车速度方向不变,加速度方向改变,故C错误;
D、平均速度等于位移与时间的比值,由图知,两车位移相同,公交车的运动时间大于出租车,所以公交车的平均速度比出租车的小,故D正确;
故选:D。
7.猎豹是一种大型猫科类动物,能在短时间内爆发出惊人的加速度,从静止到100km/h只需约3s;牧羊犬是一种大型犬科类动物,具有耐力强,速度快的特性,从静止到10m/s只需约2s。上述过程中猎豹与牧羊犬平均加速度的比约为( )
A.2:1 B.3:1 C.5:1 D.7:1
【解答】解:v1=100km/s≈27.8m/s,根据加速度的定义a可知,猎豹的加速度a1m/s2≈9.3m/s2;
牧羊犬的加速度a2m/s2=5m/s2,故猎豹与牧羊犬平均加速度之比约为2,故A正确,BCD错误。
故选:A。
8.如图所示,甲、乙两高铁列车在平行直轨道上同时开始同向运动,其v﹣t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.t=0时刻甲车的加速度等于乙车的加速度
B.t=t1时刻甲车的加速度小于乙车的加速度
C.0~t1时间内,甲车的平均速度等于乙车的平均速度
D.0~t1时间内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度
【解答】解:A、v﹣t图像的斜率表示加速度,由图像可知,t=0时刻甲车的加速度小于乙车的加速度,故A错误;
B、v﹣t图像的斜率表示加速度,由图像可知,t=t1时刻甲车的加速度大于乙车的加速度,故B错误;
CD、根据v﹣t图像与坐标轴所围的面积表示位移,由图像可知,0~t1时间内,甲车的位移小于乙车的位移,结合平均速度等于位移与时间之比,可知甲的平均速度小于乙的平均速度,故C错误,D正确。
故选:D。
9.如图所示,从高出地面3m的位置A竖直向上抛出一个小球,它上升2m到达B点回落,最后到达地面上的C点。若分别以A点和C点为原点建立一维坐标系,均以竖直向上为正方向,则( )
A.以A点为原点,全过程的路程为4m
B.以A点为原点,全过程总位移为3m
C.以C点为原点,全过程的路程为10m
D.以C点为原点,全过程总位移为﹣3m
【解答】解:AC.无论选择哪里为原点,小球的路程是不变的,都是先上升2m,后下落5m落到地面,路程都为7m,故AC错误;
B.以A为原点,小球初始位置为0,落地位置为﹣3m,以竖直向上为正方向,则位移为x=﹣3m﹣0=﹣3m,故B错误;
D.以C为原点,小球初始位置为3m,落地位置为0,以竖直向上为正方向,位移为x=0﹣3m=﹣3m,故D正确。
故选:D。
10.某高速公路上ETC专用通道是长为20m的直线通道,且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时,可以不停车而低速通过,限速为5m/s。如图所示是一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动,车尾一到通道末端立即加速前进的v﹣t图像,则下列说法正确的是( )
A.由图像可知,小汽车的车身长度为5m
B.图像中小汽车减速过程的加速度大小为1.25m/s2
C.图像中小汽车减速过程的位移大小为200m
D.图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大
【解答】解:A、根据题意,由图可知,汽车匀速运动的位移为x=vt=5×(25﹣20)m=25m
由于通道是长为20m,则小汽车的车身长度为5m,故A正确;
BD、根据v﹣t图像中斜率表加速度,由图可知,小汽车减速过程的加速度大小为;
小汽车加速过程的加速度大小为,
可知,图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小,故BD错误;
C、根据v﹣t图像中面积表位移,由图可知,小汽车减速过程的位移大小为
故C错误。
故选:A。
11.甲、乙两个质点同时同地向同一方向做直线运动,它们的x﹣t图像如图所示,甲图线为过坐标原点的倾斜直线,乙图线为函数表达式为的抛物线,则( )
A.前5s内,甲的速度始终大于乙的速度
B.乙运动的加速度大小为0.4m/s2
C.在0 5s内,甲、乙的平均速度相等
D.在0 5s内,甲、乙之间的最大距离为2m
【解答】解:A、根据x﹣t图像的斜率代表速度,由图可知,甲做匀速直线运动,速度为v甲m/s=2m/s。乙做初速度为0的匀加速直线运动,甲的速度先大于,再等于,后小于乙的速度,故A错误;
B、将和匀加速直线运动的位移—时间公式 对比可知:,可得乙的加速度为a=0.8m/s2,故B错误;
C、0~5s内,甲和乙的位移都是10m,时间都是5s。所以两者的平均速度相等,故C正确;
D、当甲和乙的速度相同时,两者距离最大,则有at=v甲,可得t=2.5s,即经过2.5s甲、乙之间的距离最大,此时甲的位移为x甲=v甲t=2×2.5m=5m,乙的位移为x乙m=2.5m,则两者最大距离为s=x甲﹣x乙=5m﹣2.5m=2.5m,故D错误。
故选:C。
12.如图为“猎豹”高速摄像机,在体育比赛中,“猎豹”摄像机让犯规无处遁形。在2022年北京冬季奥运会速度滑冰比赛中,摄像机和某运动员的位移x随时间t变化的x﹣t图像分别如图所示,下列说法中正确的是( )
A.0~t1时间内摄像机在前,t1~t2时间内摄像机在后
B.0~t2时间内摄像机与运动员的平均速度相同
C.0~t2时间内摄像机的速度始终大于运动员的速度
D.0~t2时间内摄像机做直线运动,运动员做曲线运动
【解答】解:A.由图像知,0~t2时间内摄像机始终在前,故A错误;
B.由图像知,0~t2时间内,两者位移相同,根据
得两者平均速度相同,故B正确;
C.x﹣t图像,斜率表示速度,0~t2时间内并不是任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度,故C错误;
D.0~t2时间内,摄像机和运动员都做直线运动,故D错误。
故选B。
二.多选题(共3小题)
13.质点是高中物理阶段接触到的第一个物理模型,下列关于质点的理解和判断正确的是( )
A.只有当物体的大小和形状可以忽略时,物体才能被看作质点
B.从描述运动的角度看,只要物体上各点的运动情况完全相同,就可以将整个物体的运动简化成一个点的运动
C.研究一列火车完全通过百米隧道的时间时,火车可以看作质点
D.一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的
【解答】解:A、只有当物体的大小和形状可以忽略时,物体才能被看作质点,故A正确;
B、从描述物体运动的角度看,只要物体上各点的运动情况完全相同,就可以将整个物体的运动简化为一个点的运动,故B正确;
C、研究一列火车完全通过百米隧道的时间时,火车的长度不可忽略,所以火车不能看作质点,故C错误;
D、一个物体能否看成质点是由所研究的问题决定的,当物体的大小形状对所研究的问题没有影响时,物体就可以看作质点,故D正确。
故选:ABD。
14.甲、乙两质点沿同一直线运动,其中甲做匀变速直线运动,乙以大小为5m/s速度做匀速直线运动,在t=3s时,两质点相遇,他们的位置随时间变化及相遇时切线数据如图所示,在0~3s时间内,下列判断正确的是( )
A.相遇时甲质点的速度大小为3m/s
B.甲质点的初速度大小为7m/s
C.甲质点的加速度大小为2m/s2
D.在t=1.5s时,甲、乙两质点相距最远
【解答】解:A、由图可知3s时两物体相遇,乙以大小为5m/s速度做匀速直线运动,
则乙物体的图像表达式为:x=8﹣5t,则t=3s时,x=﹣7m,相遇时甲质点的速度大小等于该点图线切线的斜率,则有:,故相遇时甲质点的速度大小为1m/s,故A错误;
BC、甲做匀做匀变速直线运动,甲的位置时间表达式为,其中当t=3s时,x=﹣7m。
此时v=v0+at,联立可得,a=2m/s2,故BC正确;
D、当两物体速度相等时甲、乙两质点相距最远,设时间为t,则有v0+at=﹣5m/s,解得t=1s,故D错误。
故选:BC。
15.甲、乙两机器人送餐时同向做直线运动,v﹣t图像如图所示,t=0时,两机器人并排,0~2s内甲匀速运动,之后匀减速直至停止,乙一直匀减速直线运动直至停止,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两机器人在0~8s的时间内位移大小之比为3:5
B.甲、乙两机器人在减速过程中的加速度大小之比为3:2
C.t=8s时两机器人间的距离最大,最大距离为0.8m
D.t=2s时两机器人间的距离最大,最大距离为0.2m
【解答】解:A.根据v﹣t图像中面积表示位移,由图可知,甲、乙两机器人在0~8s的时间内位移大小分别为
x甲==2.4m
x乙=×0.8×8m=3.2m
则甲、乙两机器人在0~8s的时间内位移大小之比为,故A错误;
B.根据v﹣t图像中斜率表示加速度,由图可知,
甲、乙两机器人在减速过程中的加速度大小分别为
a甲==0.15m/s2 a乙==0.1m/s2
则甲、乙两机器人在减速过程中的加速度大小之比为,故B正确;
CD.由图可知,任意时刻乙的速度都大于甲的速度,由于t=0时,两机器人并排,则t=8s时两机器人间的距离最大,最大距离为Δx=x乙﹣x甲=3.2m﹣2.4m=0.8m,故C正确,D错误。
故选:BC。
三.实验题(共2小题)
16.(1)电磁打点计时器的工作电压约为 V(选填“4~6”或“220”),当电源的频率为 Hz时,它每隔0.020s打一个点;电火花计时器原理与电磁打点计时器相同,其工作时,纸带受到的阻力略 (选填“大于”或“小于”)电磁打点计时器。
(2)在使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下步骤:
A.把电火花计时器固定在桌子上
B.安装好纸带
C.松开纸带让物体带着纸带运动
D.连接4~6V交流电源
E.连接220V交流电源
F.按下脉冲输出开关,进行打点
从以上步骤中选出需要的步骤并排序 。
【解答】解:(1)电磁打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打点的仪器,它使用交流电源,由学生电源供电,工作电压为4~6V;当电源的频率为50Hz时,它每隔0.020s打一个点;由于电火花打点计时器工作时是通过火花放电来工作的,所以其工作时,纸带受到的阻力略小于电磁打点计时器。
(2)实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行。所以步骤的首先为:先把电火花计时器固定在桌子上,然后安装好纸带,接通220V交流电源,按下脉冲输出开关,进行打点,最后松开纸带让物体带着纸带运动。所以顺序为AEBFC。
答:4~6 50 小于 AEBFC
17.在“练习使用打点计时器”的实验中,小西同学选出的纸带部分如图甲所示,A、B、C、D、E为纸带上标出的连续5个相邻打点。打点计时器接在频率为50Hz的电源上。则A、E两打点间的时间tAE= s、距离sAE= cm;小安所选纸带部分如图乙所示,A、B、C、D、E、F、G为在纸带上所选的计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出,电源频率仍为50Hz,则相邻两计数点间的时间间隔为 s,根据D、F两点间的位移Δx和所用时间Δt,可以算出纸带在这两点间的平均速度,用这个平均速度就可以代表纸带在打下E点时的瞬时速度,则由此方法求得打下E点时的瞬时速度v= m/s。
【解答】解:打点周期为:,A、E两打点间的时间为:tAE=4T=4×0.02s=0.08s;
刻度尺的分度值为1mm,距离sAE=9.30cm;
相邻两计数点间的时间间隔为:t=5T=5×0.02 s=0.1s
打下E点时的瞬时速度
故答案为:0.08;9.30;0.1;0.314。
四.计算题(共3小题)
18.如图所示,矩形ABCD的边长AB=24m,BC=32m,一质点从A点沿逆时针方向匀速率运动,在20s内运动了矩形周长的一半到达C点,求:
(1)质点的位移和路程;
(2)质点的平均速度和平均速率。
【解答】解:(1)位移大小:x=AC,方向由A指向C,
路程:s=AB+BC=24m+32m=56m
(2)由平均速度公式:m/s=2m/s,方向由A指向C
由平均速率公式:m/s=2.8m/s,
答:(1)质点的位移是40m,方向由A指向C,路程是56m;
(2)平均速度为2m/s,方向与A指向C,平均速率分别为2.8m/s。
19.在高速公路上,经常遇到“区间测速”的标识。如图所示,所谓“区间测速”就是测量车辆经过某区间的平均车速。已知某高速限速120km/h,“区间测速”路段长度为20km,监测发现某轿车经过这一路段用时12min,请思考:
(1)限速120km/h指的是平均速度还是瞬时速度?
(2)“区间测速”是否可以完全代替原来的固定测速和流动测速?
【解答】解:(1)限速120km/h指的是瞬时速度;
(2)区间测速测量车辆经过某区间的平均车速,车的平均速率小于限速的情况下,仍可能存在超速现象,所以不可完全代替原来的固定测速和流动测速。
答:(1)限速120km/h指的是瞬时速度;
(2)区间测速不可完全代替原来的固定测速和流动测速。
20.如图1所示为一质点沿直线运动的位置—时间图像。根据图像,求:
(1)开始5s内质点运动的总路程和平均速度;
(2)请在图2中画出与位置—时间图像相对应的速度—时间图像(即v﹣t图像,不需要写出分析过程);
(3)若图1中纵轴为速度(v/m s﹣1),则0~2s内质点的加速度大小。
【解答】解:(1)由图1可知,在开始5s内,质点先由x1=10m到x2=30m,再返回到x3=0,所以总路程为:l=x2﹣x1+(x2﹣x3)=30m﹣10m+(30m﹣0)=50m
开始5s内的位移为:Δx=x3﹣x1=0﹣10m=﹣10m
开始5s内的平均速度为:
负号表示方向沿x轴负方向。
(2)x﹣t图像的斜率表示速度,所以质点在0~2s、2~3s和3~5s内的速度分别为
,v2=0,
v﹣t图像如图所示。
(3)若图1中纵轴为速度(v/m s﹣1),则根据v﹣t图像的斜率表示加速度可知0~2s内质点的加速度大小为: