速度
直线运动(提高)
【学习目标】
1.通过分析、比较和计算,理解比较物体运动快慢的基本方法;
2.能利用公式进行有关速度的计算,能应用公式解决实际生活中的相关问题;
3.知道匀速直线运动的概念;能理解变速运动的平均速度;
【要点梳理】
要点一、
速度
速度是表示物体运动快慢的物理量。
要点诠释:
1.物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量,物体运动越快速度越大;物体运动越慢,速度越小。
2.定义:物体在单位时间内通过的路程。
3.公式:,s表示物体通过的路程,t表示物体通过相应路程所用的时间,v表示物体运动的速度。
4.速度的单位及换算关系:国际单位:米/秒(或)
常用单位:千米/小时(或)
换算:
要点二、匀速直线运动
速度不变的直线运动叫做匀速直线运动。
要点诠释:
1、匀速直线运动的特点:
①匀速直线运动是运动状态不变的运动,是最简单的机械运动。
②在整个运动过程中,物体的运动方向和运动快慢都保持不变。
③在任意一段相等的时间内和任意一段路程内速度都是相等的。
2、做匀速直线运动的物体,其速度的大小可以由v=s/t来计算,但速度的大小与s、t无关。
要点三、
变速直线运动及平均速度
速度变化的直线运动叫做变速直线运动。
要点诠释:
1.物体在做变速运动时,可能是物体的运动方向改变,也可能是快慢改变,还可能是方向和快慢同时改变。
2.对于做变速运动的物体,也可以利用v=s/t来计算变速运动的平均速度。
3.平均速度能粗略地描绘做变速运动的物体在一段路程上或一段时间内的运动快慢,不能反映出物体的运动细节
要点四、用图象描述物体的运动
图象法是描述各物理量之间的关系的有效手段,在物理学里经常用到。
要点诠释:
1.s-t图象:用横坐标表示时间t,纵坐标表示路程s,就得到了物体运动的s-t图象,如下图(1)所示是匀速直线运动的s-t图象。
2.v-t图象:用横坐标表示时间t,用纵坐标表示速度v,就得到了物体运动的v-t图象,如下图(2)所示是匀速直线运动的v-t图象。
【典型例题】
类型一、速度及其计算
1、喜羊羊发现后方100m处的灰太狼正以15m/s的速度向自己猛扑过来,此时喜羊羊与前方的羊村相距200m。
问:喜羊羊至少要用多大的速度才能安全跑进羊村?
【答案与解析】
【总结升华】此题考查了速度公式的运用,需要有一定的数学基础才能解答。
【变式】
做匀速直线运动的甲、乙两物体,他们的运动时间之比为2:3,运动路程之比为3:1,则甲乙两物体运动速度之比为(
)
A.1:2
B.2:1
C.9:2
D.2:9
【答案】C
2.研究发现:人在饮酒后驾车的应急反应时间是未饮酒时的2~3倍。反应时间是指司机从看到意外情况到踩刹车需要的这段时间;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。如图所示,某人酒后驾车沿马路直线行驶,车头中央距马路边沿3m,车在到达某位置时,发现一人正从路边出发闯红灯过人行横道,此时汽车的速度为15m/s,距离人的行走路线为30m,若该司机的反应时间为1.2s,刹车后汽车由于惯性还要继续行驶,再经过1s刚好驶到人的行走路线。
(1)求这辆汽车的反应距离是多少?
(2)若人以1.5m/s的速度匀速行走,请计算说明汽车是否有撞上行人的可能?(提示:该车的宽度约1.8m)
(3)请你为驾驶人和行人各提出一条文明交通的警示语。
【答案与解析】
【总结升华】本题考查路程、时间等的计算,关键要知道司机有反应时间,汽车有制动时间,可很好的防止车祸的发生,再就是一定要遵守交通规则。
类型二、平均速度
3、从都匀到瓮安120km。一辆小车以60km/h的速度行驶3/4的路程后,又以40km/h的速度行驶完后1/4的路程。求:
(1)这辆小车从都匀到瓮安的时间?
(2)这辆小车从都匀到瓮安的平均速度是多少km/h?
【思路点拨】已知路程和速度,根据推导公式:,先求出以60km/h的速度行驶3/4的路程所用时间,再求出以40km/h的速度行驶1/4路程所用的时间,两次时间之和为从都匀到瓮安所用时间。平均速度是总的路程除以行驶完这段路程所用的时间(而不是速度的平均),题目中总路程是已知的,总的时间第一问以求出,代入公式,即可求出。
【答案与解析】
【总结升华】本题考查速度和时间的计算,关键是公式及其变形的灵活运用;难点是求全程的时间。
举一反三:
【变式】汽车从甲站开往乙站,起动后0.5min内加速行驶250m,沿平直公路匀速行驶30min,通过路程30km,最后关闭发动机1min通过路程200m到达乙站,求此汽车分别在起动时、匀速行驶时、滑行时的平均速度及全路程中的平均速度。
【答案与解析】
类型三、图象、信息题
4.甲、乙两辆汽车都做匀速直线运动,其路程S随时间t变化的图象,如图所示,从图象可知__________车的速度大;3s内甲车的平均速度是__________km/h。
【思路点拨】根据路程时间图象,比较两车的速度有两种方法:一:两辆汽车都行驶60m时,比较甲、乙两车在横轴上对应的时间,用的时间少的速度就大;二:可以看选择相同的时间,比较甲、乙两车在纵轴上对应的路程,路程大的速度大。求甲车3s内的平均速度,在纵轴上找到甲车3s内运动的路程,根据公式可得。
【答案】甲
72
【解析】比较甲、乙的速度大小有两种方法:①取相同路程时可看出,根据公式可知,s相同时v与t成反比,所以②取相同时间时,可看出,根据公式可知,t相同时,v与s成正比,所以,根据甲的图象可知,3s内甲车运动的路程是60m,平均速度。
【总结升华】:解本题的关键是弄清:①横坐标分别表示什么物理量②物理量的单位③从数学的角度分析两个物理量之间有什么样的函数关系。
举一反三:
【变式】
如图是一辆小车做直线运动的路程-时间图象,由图象可知
(
)
A.在0~1s内小车做匀速直线运动
B.在1s~2s内小车做加速直线运动
C.在0~3s内小车移动的距离为2m
D.在0~3s内小车移动的距离为1m
【答案】D
5.双休日自驾车外出郊游,在行驶过程中,善于观察的小明同学看到汽车上有一个显示速度和路程的表盘,示数如图甲所示,则汽车此时行驶的速度为_______;该车匀速行驶了一段时间后,表盘示数变为乙图所示,那么这段时间为_______h。
【答案】
0.5
【解析】由甲表可知,此时汽车的速度是,汽车已行驶的路程是;
由乙表可知,汽车已行驶的路程是,所以在这段时间内汽车通过的路程
,则这段时间为
。
【总结升华】本题是图表信息迁移题,解答这类题的关键是明确图表数据的物理意义,该题中指针所对应的数据是汽车行驶的速度,对应的单位是,显示表中间的数据是汽车已行驶的里程。乙图与甲图的里程差就是汽车在这段时间内通过的路程。
举一反三:
【变式】如图所示是一个骑自行车的人与一个跑步的人运动时的路程随时间变化的图象,根据图象回答下列问题:
(1)骑车者与跑步者是否同时出发?_______(选是或否);
(2)跑步者前进200米路程所用的时间为_______秒;
(3)骑车者的速度为_______米/秒,跑步者的速度为_______米/秒。
【答案】①是
②25
③13.3
8
【解析】骑车者和跑步者在0时刻时都在原点,故是同时出发,根据图表可知,跑步者前进200m所用的时间是25s,
速度是=,骑车者前进200m所用的时间是15秒,
速度是
类型四、开放思维题
6.在某些岔路口,人车相撞的事故不断发生,有人猜想事故的出现与行人横过公路的错误判断有关。如图所示,某同学准备横过公路时,正好有一辆汽车从距岔口100m处以72km/h的速度驶过来,如果公路宽12m,该同学以1.2m/s的正常步行速度能否在汽车到达岔路口前完全通过公路?
【答案与解析】本题属于解题过程开放性试题,要判断人能否在汽车到达岔路口前完全通过公路,可以比较人完全通过公路的时间是否小于汽车到达岔路口的时间;也可以比较在人完全通过公路的时间内汽车行驶的路程是否超过100m,还可以比较在汽车行驶100m的时间内人步行的路程是否超过12m。
根据题意可知:,,,。
方法一:比较时间
∵
人完全通过公路的时间,
汽车到达岔路口的时间,
∴
人不能完全通过公路。
方法二:比较汽车的路程
∵
人完全通过公路的时间,
在这段时间内,汽车通过的路程,
200m>100m,
∴
人不能完全通过公路。
方法三:比较人的路程
∵
汽车到达岔路口的时间
,
在这段时间内,人通过的路程
,
∴
人不能完全通过公路。
【总结升华】这类题的一般解法是:①认真阅读题目,分析题意,明确已知条件和题目要求,必要时可以画出示意草图帮助分析,理解题意;
②根据公式v=s/t,列出方程,然后代入已知数值和单位;
③准确计算结果。
举一反三:
【变式】如图所示是一辆小车在平直路面上行驶时的S-t图象,从中可以获取许多信息,请利用你获取的信息自编一条物理题目(不要求解答)
你要用的信息:____________________
你自编的物理题目:___________________
【答案】
①要用的信息:小车在前2s内做匀速直线运动,
自编的题目:小车在前2s内的速度是多少?
②要用的信息:小车在5—7s内做匀速直线运动,
自编的题目:小车在5—7s内的速度是多少?
③要用的信息:小车在7s内通过的路程是6m,
自编的题目:小车在全程的平均速度是多少?
【巩固练习】
一、填空题
1、一列火车沿平直轨道行驶,在30min内前进了27km,其中第一个10min前进8km,第二个10min前进10km,第三个10min前进9km,据此可知火车在做
运动,火车在30min内的平均速度为________m/s。
2、一物体做变速直线运动,前2s经过的路程是24m,后4s经过的路程是42m,这个物体前2s内的平均速度是________m/s,后4s内的平均速度是________m/s,在整个6s内的平均速度是________m/s。
3、某同学“百米跑”的时间是12.5s,他跑步的平均速度是________m/s。
4、甲、乙两车都做匀速直线运动,在相同的时间内它们所走的路程之比是5:1,则它们的速度之比是________。
5、一列火车以72km/h的速度通过一座长1600m的大桥,用的时间是1.5min。求火车的长度是
。
二、选择题
6、下列关于速度的说法中正确的是(
)
A.通过的路程越长,速度越大
B.所用时间越小,速度越大
C.速度是表示物体运动快慢的物理量
D.20km/h的速度大于15
m/s
7、如果一个物体做匀速直线运动,4s内通过20m的路程,那么它在2s的速度是(
)
A.20m/s
B.10m/s
C.5m/s
D.无法确定
8、甲、乙两小车运动的s-t图象,如图所示,由图象可知(
)
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.甲车的速度为10m/s
,乙车的速度为2m/s
C.经过6s,甲、乙两车相距2m
D.经过5s,甲、乙两车通过的路程均为10m
9、汽车司机的座位前安装着速度计,它可以指出汽车的行驶速度.如果速度计的指针如图所示,汽车用这个速度行驶30min通过的距离是(
)
A.2100
km
B.35
km
C.70
km
D.32.5
km
10、下图是利用每秒闪光10次的照相装置分别拍摄到的四个小球的频闪照片,其中哪幅照片表示小球在做匀速直线运动(
)
11、汽车在平直公路上匀速行驶,下面四个图象中能正确表示汽车速度与时间关系的是
(
)
12、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所示,下面说法中错误的是
(
)
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.8s末甲、乙两同学速度相等
13、一辆客车以10m/s的速度驶上某一段斜坡,经过16s到达坡顶,接着又以16m/s的速度经6s到达另一侧的坡底,该车上下坡的平均速度为(
)
A.13m/s
B.12m/s
C.12.3m/s
D.11.6m/s
14、甲、乙两个物体都做匀速直线运动,它们的速度之比是3:1,通过的路程之比是2:1,那么,甲、乙两个物体通过各自的路程所用时间之比是
(
)
A.2:3
B.3:2
C.1:6
D.6:1
三、简答与计算题
15、甲、乙两人分别从相距1400m的两地同时相向而行,速度分别为3m/s和4m/s,与此同时甲放出一只狗以5m/s的速度跑向乙,与乙相遇后又立即跑向甲,如此反复直到甲、乙相遇。那么这只狗在此过程中共跑了多远的路程?
16、如图所示是甲、乙两人在长25m的游泳池中游了两个来回的路程——时间图象,对该图象进行定性分析可得出结论①__________②__________
【答案与解析】
1、【答案】变速直线;15
2、【答案】12;10.5;11
3、【答案】8
4、【答案】5:1
5、【答案】200m
6、【答案】C
【解析】速度是表示物体运动快慢的物理量,所以C正确;速度等于物体在单位时间内通过的路程,而A忽略了时间,B忽略了路程,所以都不对,15m/s=15×3.6km/h=54km/h>20km/h,所以D不对。
7、【答案】C
【解析】由于匀速直线运动的速度大小和运动方向都不变,故各时刻的速度大小和方向均相同,速度。
8、【答案】C
【解析】通过图象可知,甲车路程随时间增加而保持不变,说明甲车是静止的,乙车路程s与时间t是线性关系,即路程在均匀地增加,说明乙车在做匀速直线运动。因此A、B、D都是错误的。乙车开始运动前甲车在乙车前10m处,经过6s,乙车行驶12m,两车相距2m。
9、【答案】B
【解析】由速度计可知汽车的速度为70
km/h,故它保持该速度行驶30min通过的距离:s=vt=70km/h×30min=70km/h×0.5h=35km。
10、【答案】B
【解析】做匀速直线运动的物体运动快慢不变,即相等时间内通过的路程相等,B频闪照片符合该特点。
11、【答案】A
【解析】观察A图象可知,随着时间的改变,汽车的速度保持不变,故做匀速直线运动。
12、【答案】D
【解析】乙同学出发时间是0s,甲同学出发时间是4s,故甲同学比乙同学晚出发4s,所以A正确;4~8s内,由图象知两人均做匀速直线运动,所以B正确;0~8s内,两人都通过了5.0m的路程,所以C正确;8s末,甲同学用时4s,乙同学用时8s,故甲同学的速度大于乙同学,所以D选项是错误的。
13、【答案】D
【解析】客车上坡通过的路程;
下坡通过的路程;
上下坡的平均速度。
14、【答案】A
【解析】
15、【答案与解析】
狗的运动时间:,
狗通过的路程:,
即在此过程中,狗共跑了1000m的路程。
16、【答案与解析】
经分析图象知:
①甲先到达终点,
②前50m甲比乙游得快,后50m甲和乙的速度相等,
③前50m甲的速度为1.25m/s,乙的速度为1m/s,
④后50m的甲和乙的速度均为0.625m/s,
⑤甲比乙提前10s到达终点。