1.4测量平均速度
一.选择题
1.物体沿直线运动,前一半路程需要的时间为4s,平均速度为30m/s;后一半路程的平均速度为20m/s,则物体全过程中的平均速度为( )
A.25m/s B.24m/s C.10m/s D.50m/s
2.关于平均速度,有以下几种说法,其中正确的是( )
A.平均速度就是速度的平均值
B.平均速度是用来精确描述做变速直线运动物体快慢的
C.平均速度等于物体通过一段路程跟通过这段路程所用时间的比值
D.平均速度是几个物体运动速度的平均值
3.在测量平均速度的实验中,下列说法正确的是( )
A.要使斜面保持一个较小的坡度,以便于测量时间
B.小车在上半程的平均速度v1大于全程的平均速度v
C.小车在全程的平均速度v等于上半程的平均速度v1和下半程的平均速度v2的平均值
D.测量小车在下半程的平均速度v2时,要让小车从斜面中点由静止下滑
4.物体运动速度由大到小,途径A、B两点,到达C点速度为零,若AB=BC=4m,通过BC所用的时间为0.8s,那么物体从A到C的平均速度可能是( )
A.6.5 m/s B.5 m/s
C.4 m/s D.以上答案都不可能
5.一个小球从斜面滚下,用照相机每隔0.1s拍摄一次,记录小球运动情况的照片如图所示。则( )
A.小球从A点运动到C点用时3s
B.小球从A点到D点做匀速直线运动
C.小球从A点运动到D点的平均速度为10m/s
D.小球在CD段的平均速度大于在AB段的平均速度
6.“龟兔赛跑”新传:龟兔同时从同一地点沿同一条道路向同一目标前进,兔子半途睡了一觉,醒来时发现龟离目标很近了,撒腿就跑,结果龟兔同时到达终点,下列说法错误的是( )
A.在这段时间内,龟兔的平均速度相等
B.在这段路程内,龟兔的平均速度相等
C.在兔子睡觉前一段时间内,龟兔的平均速度不相等
D.无论如何,兔子的平均速度大于龟的平均速度
7.刘老师和孟老师分别从石家庄和邢台沿着同一条公路同时开车出发,且从他们出发到他们相遇需要的时间为1.15h。已知两位老师所选公路的长度约为115km,刘老师行驶的平均速度为45km/h,则孟老师的平均速度为( )
A.45km/h B.50km/h C.55km/h D.60km/h
8.课外活动时,小明和小华均在操场上沿直线跑道跑步训练。在某次训练中,他们通过的路程和时间变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两人都做匀速直线运动
B.两人都不是做匀速直线运动
C.全程中,小华一直比小明跑得快
D.全程中,小华和小明的平均速度相等
9.如图为“测量物体运动的平均速度”的实验,图中停表的示意图分别表示小车通过斜面A、B、C三点的时刻,B点是全程AC的中点,小车从A点运动到C点的过程中,以下说法正确的是( )
A.以木块为参照物,小车是静止的
B.小车通过整个斜面做的是匀速直线运动
C.小车AB段运动所用时间与BC段运动所用时间相等
D.小车AC段的平均速度大于AB段的平均速度
10.在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,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,即可测出不同阶段的平均速度。对上述实验,数据处理正确的是( )
A.图中AB段的路程sAB=50.0cm
B.如果测得AC段的时间tAC=2.5s,则AC段的平均速度vAC=32.0cm/s
C.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会偏大
D.为了测量小车在BC段的平均速度vBC,可以将小车从B点静止释放
二.填空题
11.汽车在公路上行驶,前一半路程的速度为20m/s,后一半路程的速度为10m/s,汽车在整段公路上的平均速度为 m/s。
12.如图是苹果下落过程中拍摄的频闪照片,相机每隔0.1s曝光一次,由此可判断苹果的运动是 运动(选填“匀速”或“变速”)。照片上A与B的间距,所对应的苹果的实际运动路程为48cm,则苹果在这段路程上的平均速度是 m/s。
13.如图,在“测量物体运动的平均速度”实验中,小木块从斜面A点滑下,AC段的距离为 cm,通过AC段的时间为2s,则小木块在AC段的平均速度为 m/s。
14.小明利用如图所示实验装置做测平均速度的实验,若秒表每格为1s(实验中指针没有转过1圈),则该实验中小车通过全程的平均速度大小为 m/s;实验中小车通过上半程的平均速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)小车通过下半程的平均速度。
15.如图是利用每秒闪光10次的照相装置分别拍摄到的四个小球的频闪照片(从最左端开始),在四张长纸条上只记录真实距离而不记录运动轨迹。
(1)运动速度不断加快的是 球;
(2)对甲球运动场境的描述合理的是 ;
A.小球竖直抛上空中
B.小球做匀速圆周运动
C.小球从碗边释放滚下
(3)若对运动的乙球增加一对平衡力作用,小球乙会 。
A.保持运动一会儿后静止
B.不受影响
C.速度会越来越快
三.实验探究题
16.在用斜面和木块做“测量物体运动的平均速度”实验时,将带刻度的木板一端垫高做成斜面,小明用频闪照相机记录了木块沿斜面下滑的运动过程。频闪照相机每隔0.5s拍一张照片,照片记录的木块在不同时刻的位置如图所示:
分析照片可知AF的长度为 cm,木块从A运动到F的平均速度是 cm/s,木块沿斜面下滑过程中相邻两段时间内的路程差为 cm。
17.某物理兴趣小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数值钟“测量小车的平均速度”,如图,图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时间的情形。
(1)请你根据图示完成表:
小车由甲到乙 小车由乙到丙 小车由甲到丙
路程s/m 0.26
0.9
时间t/s 2 4
平均速度v/m/s 0.13
(2)实验原理是: 。实验时斜面的坡度尽量 (选填:小或大)
(3)分析表中的数据,小车全程是做 运动(填:匀速或变速)
18.小明同学利用斜面、小车、刻度尺、停表测量小车沿斜面下滑时的平均速度。
(1)该实验的原理是 。
(2)实验中小车从A位置运动到C位置的路程如图所示,并测得小车在这段路程内运动的时间为2s,则小车在这段时间内的平均速度为 m/s。
(3)实验过程中,由于小车的运动时间较短,不便于计时,可以通过使斜面的倾斜程度变 (填“陡”或“缓”)的方式,改变小车的运动时间,达到便于测量时间的目的。
(4)完成上述实验后,他在斜面底端放置了一个小木块,想继续探究小车的动能与速度的关系,他应将同一小车从斜面 (填“相同”或“不同”)的高度由静止释放,可以通过观察小木块 得到结论;若再探究小车的动能与质量的关系,他应将质量不同的小车从斜面 (填“相同”或“不同”)的高度由静止释放,目的是 。
参考答案
一.选择题
1.解:∵v=
∴前一半的路程:
s1=v1t1=30m/s×4s=120m,
后一半的路程s2=s1=120m,
∵v=
∴后一半路程的时间:
t2===6s,
总时间为t=t1+t2=4s+6s=10s,
总路程s=s1+s2=120m+120m=240m,
物体全过程中的平均速度:
v===24m/s。
故选:B。
2.解:平均速度等于物体通过一段路程跟通过这段路程所用时间的比值,
平均速度不是速度的平均值,故AD错误,C正确;
平均速度可以粗略描述物体运动的快慢,不能精确描述物体运动快慢,故B错误;
故选:C。
3.解:A、使斜面保持一个较小的坡度,物体通过全程的时间就长一些,便于测量时间,A正确;
B、因为小车在斜面上运动下时,速度是逐渐增大的,所以下半段的速度v2最大,上半段的速度v1最小,全程的平均速度v在两者之间,即v1<v<v2,B错误;
C、全程的平均速度等于全程的距离与通过全程的时间之比,平均速度不是速度的平均,即不等于上半程的平均速度v1和下半程的平均速度v2的平均值,C错误;
D、测量平均速度的实验过程是:首先测量小车在全程中的平均速度,即测量小车通过的总路程s和对应的总时间t,得到平均速度v;
然后测量小车通过上半段的时间t1,求出上半段的速度v1,
根据下半段的距离和所用时间t2=t﹣t1求出下半段的平均速度v2;
小车从全程的起点运动到末端,通过中点时的速度不为0;
所以,小车从斜面中点由静止向下运动到末端的时间不是运动过程中下半程的时间,
t2=t﹣t1才是通过下半段路程所用的时间,D错误。
故选:A。
4.解:
由题知:AB=BC=4m,通过BC所用的时间为0.8s,
物体在BC间的平均速度:vBC===5m/s,
物体运动速度由大到小,那么物体通过AB的时间小于0.8s,即t<1.6s,
物体在A到C间的平均速度:vAC===,则v>5m/s。
故选:A。
5.解:A、小球从A点运动到C点经过了2个时间间隔,用时2×0.1s=0.2s,故A错误;
B、由图可知,小球从A点到D点,相同时间内通过的路程不相等,所以做变速直线运动。故B错误;
C、AD之间的距离为s=30.0cm=0.3m,小球运动的时间为t=0.3s,则整个运动过程平均速度为:v===100cm/s=1m/s。故C错误;
D、由图可知,小球在AB段和在CD段所用时间相同,但小球在CD段通过的路程大于在AB段通过的路程,所以球在CD段的平均速度大于在AB段的平均速度。故D正确。
故选:D。
6.解:在兔子睡觉之前,兔子和乌龟运动的时间相同,乌龟通过的路程少,所以兔子的平均速度大。
在整个过程中,兔子和乌龟通过的路程相同,用的时间相同,所以兔子和乌龟的平均速度相等。
因此ABC说法正确;D的说法错误。
故选:D。
7.解:由v=可得,相遇时刘老师通过的路程:
s1=v1t=45km/h×1.15h=51.75km,
孟老师通过的路程:
s2=s﹣s1=115km﹣51.75km=63.25km,
则孟老师的平均速度:
v2===55km/h。
故选:C。
8.解:AB、由图象可知,小明的路程和时间关系图象是一条直线,表明路程和时间成正比,所以小明做的是匀速直线运动;而小华的路程和时间关系图象是一条曲线,表明路程和时间不成正比,所以小华做的不是匀速直线运动,故AB错误;
CD、由图象可知,两人的总路程是相等的,所用的时间都相同,在跑步过程中,小华做变速直线运动,有时速度比小明大,有时比小明小,但最终两人的平均速度相同,故C错误、D正确。
故选:D。
9.解:A、以木块为参照物,小车相当于木块的位置发生了变化,小车是运动的,故A错误;
BC、图中所示小车AB段运动所用时间是6s,BC段运动所用时间是2s,AB段和BC段路程相等,所以小车在BC段的速度大于在BC段的速度,小车通过整个斜面做的是加速运动,故BC错误;
D、小车AC段的平均速度v==,AB段的平均速度v′==,所以小车AC段的平均速度大于AB段的平均速度,故D正确。
故选:D。
10.解:
A、由图知,图中AB段的路程sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,故A错误;
B、已知测得AC段的时间tAC=2.5s,由图可知sAC=80.0cm,
则AC段的平均速度:vAC===32.0cm/s;故B正确;
C、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v=知,测得AB段的平均速度vAB会偏小;故C错误;
D、如果将小车从B点静止释放,则所测时间不是运动过程中下半程的时间,小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间,因此测量小车在BC段的平均速度vBC,不可以将小车从B点静止释放。故D错误。
故选:B。
二.填空题
11.解:设总路程为2s,
前一半路程的时间,t1=,
后一半路程的时间,t2=,
全程的平均速度,v=====≈13.3m/s。
故答案为:13.3。
12.解:(1)由频闪照片可以看出,苹果在相同时间内通过的路程越来越大,所以它做的是变速运动;
(2)A到B之间有3个时间间隔,即时间为t=0.3s,
苹果在这段路程上的平均速度:
v===1.6m/s。
故答案为:变速;1.6。
13.解:由图可读出sAC=30.0cm﹣0.0cm=30.0cm;
通过AC段的时间为2s,则小木块在AC段的平均速度:
vAC===0.15m/s。
故答案为:30.0;0.15。
14.解:由图象可知,小车通过上半程、下半程、全程的时间和路程分别为:
t上=3s,t下=2s,s全=5s,s上=s下=0.5m,s全=s上+s下=0.5m+0.5m=1m,
则该实验中小车通过全程的平均速度大小:
v全===0.2m/s,
因s上=s下,t上>t下,
所以,由v=可得,v上<v下,
即实验中小车通过上半程的平均速度小于小车通过下半程的平均速度.
故答案为:0.2;小于.
15.解:
(1)由图可知:
甲球频闪照片中两点间距离先增大后减小,速度先变大后变小;
乙球频闪照片中两点间距不变,做的是匀速直线运动;
丙球频闪照片中两点间距离逐渐变大,速度逐渐变大;
丁球频闪照片中两点间距离逐渐变小,速度逐渐变小;
(2)由(1)知,甲球的速度先变大后变小。
A.小球竖直抛上空中,速度在上升过程中速度不断变小,到达最高点后向下降落的过程中,速度不断变大,与甲球运动场境的描述不一致;
B.小球做匀速圆周运动,速度不变,与甲球运动场境的描述不一致;
C.小球从碗边释放,速度增大,再沿碗壁上升,速度减小,与甲球运动场境的描述一致。
故应选C。
(3)由(1)知,乙球做的是匀速直线运动,所以若对运动的乙球增加一对平衡力作用,小球乙的运动状态不受影响,即还做匀速直线运动。
故答案为:(1)丙;(2)C;(3)B。
三.实验探究题
16.解:AF的长度s=5.50cm﹣1.00cm=4.50cm;木块从A运动到F的平均速度v===3cm/s;
由图知,AB=1.00cm,AC=2.50cm,AF=4.50cm,
所以,BC=1.50cm,CF=2.00cm;
即相邻两段时间内的路程差为2.00cm﹣1.50cm=0.50cm。
故答案为:4.50;3;0.50。
17.解:(1)由图示可知,小车的路程:s乙丙=70.0cm﹣6.0cm=64.0cm=0.64m,s甲丙=96.0cm﹣6.0cm=90.0cm=0.9m;
t甲丙=10s﹣4s=6s;小车的平均速度v乙丙===0.16m/s,
v甲丙===0.15m/s;如下表所示。
小车由甲至乙 小车由乙至丙 小车由甲至丙
路程S/m 0.26 0.64 0.9
时间t/s 2 4 6
平均速度v/(m/s) 0.13 0.16 0.15
(2)实验原理是:v=;实验中为了减小时间内的测量误差,应减小斜面的坡度,减慢小车的下滑速度;
(3)由表中实验数据可知,从乙到丙的速度大于从甲到乙的速度,即从甲到丙,
小车的速度越来越大,小车做加速运动,小车的运动不是匀速运动。
故答案为:(1)见上表;(2)v=;小;(3)③变速。
18.解:(1)平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值,所以测小车平均速度的实验原理为v=;
(2)由图可知:小车通过的路程:s=80.0cm﹣0.0cm=80.0cm=0.8m;
小车的平均速度:v===0.4m/s。
(3)斜面越陡,小车的重力势能转化的动能越多,小车运动的速度越大,为了方便计时,斜面应该缓一些;
(4)探究小车的动能与速度的关系,要改变小车到达水平面的初速度,改变小车下滑的高度,他应将同一小车从斜面不同高度由静止释放,可以通过观察小木块移动的距离得到结论;若再探究小车的动能与质量的关系,改变小车的质量,保持速度不变,应将质量不同的小车从斜面相同的高度由静止释放,目的是小车到达水平面的初速度相同;
故答案为:(1)v=;(2)0.4;(3)缓;(4)不同;移动的距离;相同;小车到达水平面的初速度相同。