高中物理必修一第一章第3节运动快慢的描述速度经典例题解析新人教版必修1
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第一章运动的描述第3节运动快慢的描述—速度【思维导图】【微试题】1. 在2008北京奥运会上,牙买加选手博尔特是公认的世界飞人,在男子100 m决赛和男子200 m决赛中分别以9.69 s和19.30 s的成绩打破两项世界纪录,获得两枚金牌.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )A.200 m决赛的位移是100 m决赛的两倍B.200 m决赛的平均速度约为10.36 m/sC.100 m决赛的平均速度约为10.32 m/s D.100 m决赛的最大速度约为20.64 m/s【答案】C2. 下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是( )A.若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零B.若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C.匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度D.变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度【答案】AC3. 下列说法正确的是( )A.瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度B.做变速运动的物体在某段时间内的平均速度,一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度大小的平均值相等C.物体做变速直线运动,平均速度的大小就是平均速率D.物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值【答案】A4. 上海到南京的列车已迎来第五次大提速,速度达到v1=180km/h.为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯.当列车还有一段距离才能到达公路道口时,道口应亮起红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过.如果汽车通过道口的速度v2=36km/h,停车线至道口栏木的距离x0=5m,道口宽度x=26m,汽车长l=15m(如图所示),并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动.问:列车离道口的距离L为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?【答案】230m【解析】为确保行车安全,要求列车驶过距离L的时间内,已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口.汽车从越过停车线至车尾通过道口,汽车的位移为 x′=l +x 0+x =(15+5+26)m =46m汽车速度v 2=36km/h =10m/s ,通过这段位移需要的时间t =2x v =4610s =4.6s 高速列车的速度v 1=180km/h =50m/s ,所以安全行车的距离为L =v 1t =50×4.6m=230m.。
运动快慢的描述——速度一、坐标与坐标的变化量:二、速度和速率:(一)速度1.定义:位移与发生这段位移所用时间的比值。
2.定义式:v=s/t3.物理意义:描述物体运动快慢程度的物理量。
4.单位:国际单位:m/s 常用单位:km/h cm/s5.标矢性:矢量。
速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,速度的方向就是物体运动的方向。
(二)速率1.定义:速度的大小。
2.跟速度的区别:只有大小无方向,是标量。
汽车速度计不能显示车辆运动的方向,它的读数实际是汽车的速率。
日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。
三、平均速度和瞬时速度:1.平均速度:描述变速直线运动的物体在某段时间(或某段位移S)内的平均快慢与运动方向(运动速度)。
2。
瞬时速度:描述运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,简称速度。
[典型例题]例1.下列关于瞬时速度的说法中正确的是…………………………………( )A.瞬时速度可以精确地描述物体做变速运动的快慢,但不能反映物体运动的方向B.瞬时速度就是运动的物体在一段非常非常短的时间内的平均速度C.瞬时速度的方向与位移的方向相同D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零,则读物体在这段时间内静止例2.一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地,又以30m/s的速度从乙地运动到丙地。
已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等,求汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度。
拓展:有的同学可能会认为平均速度=(v1+ v2)/ 2=25m/s,但其实这是不对的。
计算平均速度还是要根据其定义。
如果问题改成“物体在前半段时间和后半段时间内的速度分别为20m/s和30m/s,求它在整个时间内的平均速度?”则=(v1+ v2)/ 2=25m/s。
例题:(1)汽车前半段位移的速度为v1,后半段位移的速度为v2,问汽车整个运动过程中的平均速度(2)汽车前半段时间的速度为v1,后半段时间的速度为v2,问汽车整个运动过程中的平均速度四、x-t图像1.位移-----时间图像(x—t图像):在平面直角坐标系中,以横轴为x轴,纵轴为y轴,用描点法作出几个点的坐标,用平滑的线条将几个点连起来,这条平滑线条就表示了物体的运动特点,这种图像就叫做位移-----时间图像,简称位移图像。
运动快慢的描述、速度典型例题[例1] 一列火车沿平直轨道运行,先以10m/s的速度匀速行驶15min,随即改以15m/s的速度匀速行驶10min,最后在5min内又前进1000m而停止.则该火车在前25min及整个30min内的平均速度各为多大?它通过最后2000m的平均速度是多大?[分析] 根据匀速直线运动的规律,算出所求时间内的位移或通过所求位移需要的时间,即可由平均速度公式算出平均速度.[解答] 火车在开始的15min和接着的10min内的位移分别为:s1=v1t1=10×15×60m=9×103ms2=v2t2=15×10×60m=9×103m所以火车在前25min和整个30min内的平均速度分别为:因火车通过最后2000m的前一半位移以v2=15m/s匀速运动,经历时间为:所以最后2000m内的平均速度为:[说明]由计算可知,变速运动的物体在不同时间内(或不同位移上)的平均速度一般都不相等.[例2]某物体的位移图象如图所示.若规定向东为位移的正方向,试求:物体在OA、AB、BC、CD、DE各阶段的速度.[分析]物体在t=0开始从原点出发东行作匀速直线运动,历时2s;接着的第3s~5s内静止;第6s内继续向东作匀速直线运动;第7s~8s匀速反向西行,至第8s末回到出发点;在第9s~12s内从原点西行作匀速直线运动.[解]由s-t图得各阶段的速度如下:AB段:v2=0;[说明] 从图中可知,经t=12s后,物体位于原点向西4m处,即在这12s内物体的位移为-4m.而在这12s内物体的路程为(12+12+4)m=28m.由此可见,物体不是作单向匀速直线运动时,位移的大小与路程不等.[例3] 图1所示为四个运动物体的位移图象,试比较它们的运动情况.[分析]这四个物体的位移图象都是直线,其位移又都随时间增加,说明都向着同方向(位移的正方向)作匀速直线运动,只是其速度的大小和起始情况不同.[答]a、b两物体从t=0开始,由原点出发向正方向作匀速直线运动.c物体在t=0时从位于原点前方s1处向正方向作匀速直线运动.d物体在时间t1才开始向正方向作匀速直线运动.由图中可知,任取相同时间△t,它们的位移△s大小不同:△S c>△S B>△S a>△S d,所以它们的速度大小关系为v c>v B>v a>v d.[说明]这四条图线所对应的物体的运动,可以想象为四个百米赛跑的运动员.发令枪响,a、b两运动员从起跑线上以不同速度匀速出发.c运动员则“抢跑”——在发令枪响前t0时刻已开始出发,因此在发令枪响时刻(t=0)已跑到正前方s1处.d运动员则反应迟缓,发令枪响后经一段时间t1才开始出发——相当于在发令枪响时(t=0)从位于起跑线后s0处出发的(图2).根据图线斜率的意义可知,匀速直线运动位移图象斜率的大小等于速度,即[例4] 对于作匀速直线运动的物体,则 [ ]A.任意2s内的位移一定等于1s内位移的2倍B.任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程C.若两物体的速度相同,则它们的速率必然相同,在相同时间内通过的路程相等D.若两物体的速率相同,则它们的速度必然相同,在相同时间内的位移相等[分析] 物体作匀速直线运动时,速度v的大小、方向恒定不变,由公式s=vt知,其位移与时间成正比.又由于速度v方向不变,其轨迹是一条单向的直线,任意时间内的位移大小与路程相等.当v1=v2时,表示两者的大小、方向都相同,相同时间内的路程必相等.但当速率|v1|=|v2|时,两物体的运动方向可能不同,相同时间内的位移可以不等.[答] A、B、C.[例5]甲、乙、丙三个物体运动的 S—t图象如图所示,下列说法中正确的是 [ ]A.丙物体作加速直线运动B.甲物体作曲线运动[误解]选(B),(C),(D)。
高中物理人教版必修1第一章3运动快慢的描述──速度同步测试解析版一、单项选择题1.小明骑自行车由运动沿直线运动,他在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内经过的位移区分为1m、2m、3m、4m,那么〔〕A. 他在第4 s末的瞬时速度为1 m/sB. 他在第2 s内的平均速度为2.5 m/sC. 他在4 s内的平均速度为2.5m/sD. 他在1 s末的瞬时速度为1 m/s2.如下图,一人沿不时山坡,自坡底A以速率v1跑到坡顶B,随即又以速率v2前往到A,AB间的距离为s,那么人在这一往复进程中的平均速度为〔〕A. 0B.C.D. 无法确定3.如图是某辆汽车的速度表.汽车启动后经过15s,速度表的指针指在如下图的位置.由表可知〔〕A. 此时汽车的瞬时速度是70m/sB. 此时汽车的瞬时速度是70km/hC. 启动后15s内汽车的平均速度是70m/sD. 启动后15s内汽车的平均速度是70km/h4.一个物体做匀减速运动,经过A点速度为8m/s,经过5秒抵达B点,到B点时速度为18m/s,那么物体在AB段平均速度为〔〕A. 2m/sB. 13m/sC. 5.2m/sD. 12m/s5.如下图,某赛车手在一次野外训练中,先用地图计算出动身地A和目的地B的直线距离为9km,实践从A运动到B用时5min,赛车上的里程表指示的里程数是15km,当他经过某路标C时,车内速度计指示的示数为150km/h,那么可以确定的是〔〕A. 整个进程中赛车的平均速度为50 m/sB. 整个进程中赛车的平均速度为30m/sC. 赛车经过路标C时的瞬时速度大小为60m/sD. 赛车经过路标C时瞬时速度方向为由A指向B6.对速度的了解,以下说法中正确的选项是〔〕A. 速度是标量B. 速度的单位是mC. 速度是描画物体运动快慢的物理量D. 速度的大小等于路程与时间的比值7.以下关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的选项是〔〕A. 做匀变速直线运动的物体在相反时间距离内的平均速度是相反的B. 瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度C. 平均速度就是初末时辰瞬时速度的平均值D. 某物体在某段时间里的瞬时速度都为零,那么该物体在这段时间内运动二、多项选择题8.以下关于瞬时速度的说法中正确的选项是〔〕A. 瞬时速度可以准确地描画物体做变速运动的快慢,但不能反映物体运动的方向B. 瞬时速度就是运动的物体在一段十分十分短的时间内的平均速度C. 瞬时速度的方向与位移的方向相反D. 某物体在某段时间里的瞬时速度都为零,那么物体在这段时间内运动9.关于速度,以下说法正确的选项是〔〕A. 速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量B. 平均速度就是速度的平均值,既有大小,又有方向,是矢量C. 运植物体在某一时辰或某一位置的速度,叫做瞬时速度,它是矢量D. 汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器10.某短跑运发动参与100m竞赛,测得他在50m处的速度为6m/s,10s末抵达终点时的速度为8m/s,那么以下说法中正确的选项是〔〕A. 6m/s指平均速度B. 8m/s指瞬时速度C. 运发动全程的平均速度是7m/sD. 运发动全程的平均速度是10m/s11.一小球在水平桌面上做匀减速直线运动,用照相机对着小球每隔s拍照一次,失掉一幅频闪照片,用刻度尺量得照片上小球各位置如下图,照片与实物的比例为1:10,那么〔〕A. 图中对应的小球在经过8cm距离内的平均速度是2m/sB. 图中对应的小球在经过8cm距离内的平均速度是1.6m/sC. 图中对应的小球经过6cm处的瞬时速度是2.5m/sD. 图中对应的小球经过6cm处的瞬时速度是2m/s12.以下关于平均速度、瞬时速度、平均速率的说法中正确的选项是〔〕A. 平均速度= ,当△t充沛小时,该式可表示t时辰的瞬时速度B. 匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度C. 瞬时速度战争均速度都可以准确描画变速运动D. 平均速度的大小就是平均速率三、填空题13.如下图,两路灯灯杆A、B相距40m,一辆汽车用3.2s时间经过这两根路灯灯杆,据此可以计算出汽车在这段位移中的平均速度为________m/s。
第1课时速度、平均速度、瞬时速度的理解必备知识基础练进阶训练第一层知识点一速度1.(多选)A.通过的路程越长,速度越大B.所用的时间越少,速度越大C.速度是表示物体运动快慢的物理量D.20 km/h的速度小于15 m/s2.(多选)下列关于速度的说法正确的是( )A.速度是描述物体位置变化的物理量B.速度方向就是物体运动的方向C.匀速直线运动的速度方向可以变化D.匀速直线运动的速度方向不变3.(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动,设向右为正,甲质点的速度为2 m/s,乙质点的速度为-4 m/s,则可知( )A.乙质点的速度大于甲质点的速度B.因为(+2)>(-4),所以甲质点的速度大于乙质点的速度C.这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m知识点二平均速度、瞬时速度4.A.平均速度就是速度的平均值B.速率是指瞬时速度的大小C.火车以v经过某一段路,v是指瞬时速度D.子弹以v从枪口射出,v是平均速度5.关于瞬时速度,下列说法中不正确的是( )A.瞬时速度是矢量,能精确地描述物体运动的快慢和方向B.瞬时速度是物体在某一段位移内的速度C.匀速直线运动是瞬时速度不变的运动D .瞬时速度是运动物体在某一时刻或某个位置的速度6.一辆汽车沿平直公路行驶,开始以54 km/h 的速度行驶了全程的14,接着以速度v 行驶其余的34的路程,已知全程的平均速度为72 km/h,则v 等于( )A .22.5 km/hB .81 km/hC .80 km/hD .90 km/h关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1.用如图所示的装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为5.0 mm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.05 s .则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )A .0.10 m/sB .100 m/sC .5.0 m/sD .0.50 m/s2.如图所示,物体沿曲线ABCDE 运动,在AB 、ABC 、ABCD 、ABCDE 四段轨迹所用的时间分别是1 s 、2 s 、3 s 、4 s .已知方格的边长为1 m .下列说法正确的是( )A .物体在AB 段的平均速率为1 m/s B .物体在BC 段的平均速度为 2 m/sC .物体在CD 段的平均速度与在DE 段的平均速度相同 D .物体在B 点的速度等于在AC 段的平均速度 3.如图所示,王明骑自行车由静止沿直线运动,他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s 内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m,下列有关王明在这4 s内运动的说法中正确的是( ) A.王明在4 s内的速度一直增大B.王明在4 s内任意时刻的瞬时速度不可能小于1 m/sC.王明4 s内的平均速度为2.5 m/sD.王明1 s末的速度为1 m/s4.(易错题)物体通过两段连续相等位移的平均速度分别为v1=10 m/s,v2=15 m/s,则物体在整个运动过程中的平均速度是( )A.12.5 m/s B.12 m/sC.12.75 m/s D.11.75 m/s5.(易错题)在一次爬山比赛中,某人从山脚爬上山顶,然后又沿原路返回到山脚.上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则此人往返一次的平均速度的大小和平均速率是( )A.v1+v22,v1+v22B.v1-v22,v1v22C.0,v1-v2v1+v2D.0,2v1v2v1+v2二、多项选择题6.三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,运动过程中都没有停留也不返回,则下列说法中正确的是( )A.三个质点从N到M的平均速度相同B.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同C.到达M点时的瞬时速率一定是质点A最大D.三个质点从N到M的平均速率相同7.对平均速度的理解,下列说法正确的是( )A.平均速度的方向就是这段时间位移的方向B.利用公式v=xt求得的速度是平均速度C.变速直线运动在不同时间段的平均速度一定不相等D.匀速直线运动中的任何一段时间内的平均速度均相等8.(探究题)汽车在高速公路上超速是非常危险的,为防止汽车超速,高速公路都装有测汽车速度的装置.如图甲所示为超声波测速仪测汽车速度的示意图,测速仪A 可发出并接收超声波信号,根据发出和接收到的信号可以推测出被测汽车的速度.如图乙所示是以测速仪所在位置为参考点,测速仪连续发出的两个超声波信号的x -t 图像,则( )A .汽车离测速仪越来越近B .在汽车反射两个超声波信号的时间间隔内,汽车通过的位移为x 2-x 1C .汽车在t 1~t 2时间内的平均速度为x 2-x 1t 2-t 1D .超声波信号的速度是x 2t 2学科素养升级练进阶训练第三层1.将一小球竖直向上抛出,经时间t 回到抛出点,此过程中上升的最大高度为h .在此过程中,小球运动的路程、位移和平均速度分别为( )A .路程2h 、位移0、平均速度2h tB .路程2h 、位移0、平均速度0C .路程0、位移2h 、平均速度0D .路程2h 、位移h 、平均速度2ht2.下列位移—时间图像中,均表示物体做直线运动,其中表示物体做匀速直线运动且速度为2 m/s 的图像是( )3.某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,则此人往返一次的平均速度大小与平均速率分别是( )A.10 m/s,10 m/s B.5 m/s,4.8 m/sC.10 m/s,5 m/s D.0,4.8 m/s4.(真实情境—生活情境)一人看到闪电12.3 s后听到雷声.已知空气中的声速约为330~340 m/s,光速为3×108m/s,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1 km.根据你所学的物理知识可以判断( )A.这种估算方法是错误的,不可采用B.这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离C.这种估算方法没有考虑光的传播时间,结果误差很大D.即使声速增大2倍以上,本题的估算结果依然正确5.(真实情境—学术情境)下面的文字来自一篇报道:“G1次中国标准动车组‘复兴号’驶出北京南站,瞬间提速.15分钟后,激动人心的数字出现在屏幕上:350千米/小时!历经4小时28分钟的飞驰,抵达上海虹桥站.350公里时速的正式运营,标志着我国成为世界高铁商业运营速度最高的国家.”(1)屏幕上的数字“350千米/小时”指的是什么速度?(2)你能计算列车从北京南站到上海虹桥站行驶的路程吗?第2课时 实验:用打点计时器测量平均速度和瞬时速度必备知识基础练进阶训练第一层1.(多选)使用打点计时器时应注意( )A .无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面B .使用打点计时器时应先拉动纸带,再接通电源C .使用打点计时器时,拉动纸带的方向应与限位孔平行D .打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源2.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,在图示记录的时间内( )A .纸带均做匀速运动B .丙纸带的平均速度最大C .丁纸带的平均速度最大D .乙和丁纸带的平均速度一样大3.在“练习使用打点计时器”实验中,利用重物牵引小车,用电磁打点计时器打点,f =50 Hz,得到一条清晰的纸带.取其中的A 、B 、C 等7个点进行研究,这7个点和刻度尺标度的对应位置如图所示.(1)小车向________运动(相对图中方位,填“左”或“右”); (2)A 点到D 点的距离是________ cm ;(3)如果当时交变电流的频率是f =51 Hz,而计算时仍按f =50 Hz 处理,那么速度的测量值将________(填“偏大”“偏小”或“相等”)(已知T =1f).4.某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出,图中已标出相邻两计数点间的距离,打点计时器的电源频率为50 Hz(结果保留三位有效数字).(1)图中纸带右端和运动物体相连,由此推测物体的运动是________(填“加速”或“减速”)运动.(2)在打出3、6这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是________ m/s.(3)如果要求不是很精确,用平均速度可以粗略地代替某点瞬时速度,那么,物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于________.5.在测定速度的实验中,使用打点计时器测小车的速度,实验得到的一条纸带如图所示,0、1、2、3、4是选用的计数点,每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出.图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况,读出图中所给的测量点的读数分别是________、________、________和________.1、3两点间的平均速度是________ m/s,1、4两点间的平均速度是________ m/s,2点的速度更接近于________ m/s.关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1.如图所示装置可测出气垫导轨上滑块的速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为0.60 cm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.020 s,则遮光条经过光电门的平均速度大小为( ) A.0.20 m/s B.0.30 m/sC.0.60 m/s D.3.0 m/s二、多项选择题2.以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤,其中有错误的操作是( )A .把打点计时器固定在木板上,让纸带从复写纸上方穿过限位孔B .把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与约8 V 低压交流电源相连C .先用手水平地拉动纸带,然后打开电源开关D .取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离是x 0,用公式v =x 0t计算纸带运动的平均速度三、填空题3.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度.如下图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1=0.29 s,通过第二个光电门的时间为Δt 2=0.11 s,已知遮光板的宽度为3.0 cm,则滑块通过第一个光电门的速度为________,通过第二个光电门的速度为________.4.(易错题)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移.下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填上适当的内容,然后按实际操作的合理步骤,将各步骤的字母代号顺序写在空白处.A .在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在50 Hz 的低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上;B .把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过________(选填“插孔”或“限位孔”),并压在________(选填“白纸”或“复写纸”)下面;C .用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx ;D .切断电源,取下纸带,如果共有6个清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt =________;E .打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,纸带上打下一系列小点;F .利用公式v =ΔxΔt计算纸带运动的平均速度. 实验步骤的合理顺序是________.5.如图所示,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测出各点间的距离为:AC =14.0 mm,AD =25.0 mm.那么由此可以算出纸带在AC 间的平均速度为________ m/s,纸带在AD 间的平均速度为________ m/s ;B 点的瞬时速度更接近于________ m/s.6.某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示,每两点之间还有四个点没有画出来,图中上面的数字为相邻两点间的距离,打点计时器的电源频率为50 Hz.(1)相邻两个计数点间的时间为 ________ s.(2)打第五个计数点时纸带的速度v5=________ m/s(保留三位有效数字).四、非选择题7.(探究题)一个小球从斜面上滚下,用每秒闪光10次的闪光照相机记录小球运动情况的照片如下图所示.问:(1)照片中小球从A点运动到D点的时间是多少?(2)影像C对应小球的速度是多少?(3)在整个运动过程中,小球的速度如何变化?学科素养升级练进阶训练第三层1.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt .测得遮光条的宽度为Δx ,用ΔxΔt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使ΔxΔt更接近瞬时速度,正确的措施是( ) A .换用宽度更窄的遮光条 B .提高测量遮光条宽度的精确度 C .使滑块的释放点更靠近光电门 D .增大气垫导轨与水平面的夹角2.(真实情境—学术情境)如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中,B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B 向被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波被运动的物体反射后又被B 盒接收,从B 盒发射超声波开始计时,经时间t 0再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的x -t 图像,则下列说法正确的是( )A .超声波的速度v 声=x 2t 2B .超声波的速度v 声=x 1t 1C .物体的平均速度v =2x 2-x 1t 2-t 1+t 0D .物体的平均速度v =2x 2-x 1t 2-t 1+2t 03.(真实情境—生活情境)(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况.如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B 能接收到发光元件A 发出的光.每当工件挡住A 发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示.若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.1 m,则下述说法正确的是( )A .传送带运动的速度是0.1 m/sB .传送带运动的速度是0.2 m/sC .该传送带每小时输送3600个工件D .该传送带每小时输送7200个工件第3节 位置变化快慢的描述——速度 第1课时 速度、平均速度、瞬时速度的理解必备知识基础练1.解析:速度是物体通过的位移与通过这段位移所用时间的比值,是表示物体运动快慢的物理量,故C 正确.由速度的定义式v =x t可知,物体通过的位移大,速度不一定大,还要看运动的时间,而且路程长,物体的位移也不一定大,故A 错误.由速度的定义式v =x t可知,物体所用的时间越少,速度不一定越大,还要看位移的大小,故B 错误.20 km/h =203.6 m/s<15 m/s,即20 km/h 的速度小于15 m/s,故D 正确.答案:CD2.解析:速度是描述物体运动快慢的物理量,A 错误;速度方向就是物体运动的方向,B 正确;匀速直线运动是速度不变的运动,C 错误,D 正确.答案:BD3.解析:速度是矢量,其正、负号表示运动方向,故A 、C 正确,B 错误;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,10 s 后甲、乙两质点相距2×10 m+4×10 m=60 m,故D 正确.答案:ACD4.解析:平均速度是指物体在一段时间内或者一段位移内平均运动快慢,不是速度的平均值,平均速度对应一段位移或者一段时间;瞬时速度是指物体经过某一位置或在某一瞬间时的速度大小,对应的是一个位置或者某一瞬间;速率指瞬时速度的大小.答案:B5.解析:瞬时速度是矢量,表示某一时刻或者某个位置时物体的运动快慢,能精确地描述物体运动的快慢和方向,A 、D 正确,B 错误;匀速直线运动过程中速度恒定不变,即每一时刻的速度都是相同的,C 正确.答案:B6.解析:设全程的位移为4x ,则汽车以速度v 1=54 km/h 行驶了前x 的位移,以速度v 行驶了后3x 的位移.则汽车通过前14位移的时间t 1=x v 1;汽车通过后34位移的时间t 2=3xv ,全程平均速度v =4xt 1+t 2,解得:v =81 km/h,选项B 正确. 答案:B关键能力综合练1.解析:由于遮光条宽度很小,故可将遮光条通过光电门时的平均速度当成瞬时速度,滑块经过光电门时的速度v =d Δt =0.005 m 0.05 s=0.10 m/s,故A 正确. 答案:A2.解析:物体在AB 段的路程大于1 m,所以物体在AB 段的平均速率v =s t >11m/s =1 m/s,故A 错误;物体在BC 段的位移大小为x BC =12+12m = 2 m,所以物体在BC 段的平均速度vBC=x BC t =21m/s = 2 m/s,方向由B 指向C ,故B 正确;物体在CD 段的位移大小为x CD =2 m,所以物体在CD 段的平均速度v CD =x CD t =21m/s =2 m/s,方向竖直向上,物体在DE 段的位移大小为x DE =2 m,所以物体在DE 段的平均速度v DE =x DE t =21m/s =2 m/s,方向水平向左,故C 错误;根据公式v =x t可知,当物体的位移无限小,时间无限短时,物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度,位移越小,平均速度越能代表某点的瞬时速度,则由题图可知物体在B 点的速度不等于在AC 段的平均速度,故D 错误.答案:B3.解析:题目只给出王明在每秒内的位移大小,不能确定具体的运动情况,也不能确定任意时刻的瞬时速度大小,故A 、B 、D 错误;根据平均速度公式可知,王明在4 s 内的平均速度为v =x 1+x 2+x 3+x 44 s=1 m +2 m +3 m +4 m4 s=2.5 m/s,故C 正确.答案:C4.解析:设整个过程的总位移为2x ,则物体通过第一段位移所用时间为t 1=xv 1,物体通过第二段位移所用时间为t 2=x v 2,则物体在整个运动过程中的平均速度为v =2xt 1+t 2,代入数据得v =2v 1v 2v 1+v 2=2×10×1510+15m/s =12 m/s,故选项B 正确.答案:B5.解析:设从山脚到山顶的路程为x .此人往返一次对应的位移Δx =0,其平均速度v =Δx Δt =0.平均速率等于路程与时间的比值,往返一次的平均速率为v =x +x x v 1+x v 2=2v 1v 2v 1+v 2,故选D. 易错分析:位移是初位置指向末位置的有向线段,是矢量;路程是物体运动轨迹的长度,是标量,位移的大小总是小于或等于路程,只有物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程;平均速度=位移/时间,是矢量,平均速率=路程/时间,是标量,因位移的大小总是小于或等于路程,所以平均速度的大小总是小于或等于平均速率.答案:D6.解析:位移是指从初位置到末位置的有向线段,它们的位移都是从N 到M ,位移是相等的,所用时间相同,故平均速度相同,故A 正确;B 质点做单向直线运动,从N 到M 的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同,故B 正确;三个质点到达M 点时的瞬时速度大小无法判断,故C 错误;平均速率等于路程与时间的比值,由于三个质点所用时间相等,路程不等,则平均速率不相等,故D 错误.答案:AB7.解析:平均速度由v =x t求得,其方向就是这段时间内位移的方向,故A 、B 正确;在变速直线运动中,不同时间段的平均速度一般不相等,也可能相等,而匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度必相等,故C 不正确,D 正确.答案:ABD8.解析:第二次超声波反射时的距离x 2>x 1,说明距离变大,汽车离测速仪越来越远,故A 错误;由题图可知第一次超声波碰到车反射时的时刻为t 1,位移为x 1,第二次超声波碰到车反射时的时刻为t 2,位移为x 2,故在两个超声波信号反射时的时间间隔内,汽车通过的位移为x 2-x 1,故B 正确;两次反射时汽车通过的位移为x 2-x 1,时间为t 2-t 1,则汽车的平均速度为x 2-x 1t 2-t 1,故C 正确;运动位移x 2的时间不是t 2,根据图像可知超声波的速度为x 1t 1,故D 错误.答案:BC学科素养升级练1.解析:路程与轨迹有关,位移与初、末位置有关,平均速度等于位移与时间的比值.所以小球运动的路程为2h ,位移为0,平均速度为0,选项B 正确.答案:B2.解析:由于x -t 图像的斜率表示速度,则由图像可得出v A =24 m/s =12 m/s,v B =63 m/s=2 m/s,v C =-63 m/s =-2 m/s,D 图表示物体做变速运动,由此可得出,B 正确,A 、C 、D 均错误.答案:B3.解析:此人往返一次的位移为0,由平均速度的定义式可知,此人往返一次的平均速度的大小为0,设由坡顶到坡底的路程为s ,则全过程的平均速率为v =2ss v 1+s v 2=2v 1v 2v 1+v 2=4.8 m/s,故选项D 正确.答案:D4.解析:光速和声速相差很大,在传播约4.1 km 的距离时,光运动的时间非常短,对于估算来说可以忽略,其计算方法是声速v =340 m/s =0.34 km/s,所以x =vt =0.34 km/s×t ≈t3km.显然声速加倍后本题估算结果不再成立.点评:本题考查匀速直线运动的规律,通过测定距离,认识估算原理,考查学生的理解能力,解答本题时要抓住主要矛盾,忽略次要矛盾.答案:B5.解析:(1)屏幕上的数字“350千米/小时”指的是列车当时的瞬时速率.(2)由于前15分钟的运动情况不明确,则无法计算列车从北京南站到上海虹桥站行驶的路程.第2课时 实验:用打点计时器测量平均速度和瞬时速度必备知识基础练1.解析:电磁打点计时器使用复写纸,电火花计时器不用复写纸,故A 错;实验时应当先接通电源,再拉动纸带,故B 错;为减小摩擦,拉动纸带的方向应当与限位孔平行,故C 正确;打点计时器不能长时间连续工作,故D 正确.答案:CD2.解析:甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、乙、丙不是做匀速运动,故A 错误;丙纸带上的点迹最多,则所用时间最长,而且位移小,故平均速度最小,故B 错误;甲、乙、丁上均有5个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平均速度最大,故C 正确,D 错误.答案:C3.解析:(1)由纸带可知,相等时间内,从左向右点与点间隔越来越大,而小车在重物的牵引下速度越来越快,所以小车向左运动.(2)由图可知,A 点到D 点的距离是4.15 cm.(3)如果当时交变电流的频率为51 Hz,f >50 Hz,那么实际打点周期偏小,根据运动学公式v =xt,真实的速度值将大于测量值,所以速度的测量值与速度的真实值相比会偏小. 答案:(1)左 (2)4.13~4.17 (3)偏小4.解析:(1)由于纸带右端和运动物体相连,因此右端先打点,由纸带上点迹分布情况可知物体做减速运动;(2)在打出3、6这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度v =11.00+12.90+15.10×10-20.3m/s =1.30 m/s ;(3)由于物体做变速运动,故物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于3和5这两个点之间的平均速度,可得v 4=11.00+12.90×10-20.2m/s =1.20 m/s.答案:(1)减速 (2)1.30 (3)1.205.解析:由毫米刻度尺可读出0、1、3、4点的读数分别是10.00 cm 、12.60 cm 、22.60 cm 、30.00 cm.由题意知各计数点间的时间间隔Δt =4×0.02 s=0.08 s,由读数可得1、3两点和1、4两点间的位移大小分别是Δx 1=22.60 cm -12.60 cm =10.00 cm, Δx 2=30.00 cm -12.60 cm =17.40 cm,则1、3和1、4两点间的平均速度分别是v 1=Δx 1Δt 1=10.00×10-20.16 m/s =0.625 m/s,v 2=Δx 2Δt 2=17.40×10-20.24m/s =0.725 m/s,1、3两点更接近于2点,故2点的瞬时速度更接近于1、3两点间的平均速度0.625 m/s. 答案:10.00 cm 12.60 cm 22.60 cm 30.00 cm 0.625 0.725 0.625关键能力综合练1.解析:已知遮光条经过光电门的宽度为x =0.6 cm ;时间t =0.020 s ;则由平均速度公式可得:v =x t =0.6×10-20.02m/s =0.3 m/s,故B 正确.答案:B2.解析:把打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,把复写纸片套在定位轴上,并压在纸带上面,故A 错误;把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与约8 V 低压交流电源相连,故B 正确;实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,故C 错误;取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离是x 0,用公式v =x 0t计算纸带运动的平均速度,故D 正确.答案:AC3.解析:由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示.经过第一个光电门的速度v 1=d Δt 1=3.0×10-20.29 m/s≈0.10 m/s ,经过第二个光电门的速度v 2=d Δt 2=3.0×10-20.11m/s≈0.27 m/s.答案:0.10 m/s 0.27 m/s4.解析:(1)A 、电磁打点计时器使用的是交流电源,因此要将导线接在低压交流电源上. B 、把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔.并压在复写纸下面. D 、若打n 个点,则有(n -1)个时间间隔,故这段纸带记录的时间Δt =0.02(n -1)s ;则6个点对应5个间隔为0.1 s ;(2)实验步骤的排列一般要先安装器材即首先进行BA 步骤,然后进行实验即E 步骤,实验结束要先关掉电源,即进行D 步骤,最后进行数据处理,即进行CF 步骤,故实验步骤的合理顺序是BAEDCF.答案:交流 限位孔 复写纸 0.1 s BAEDCF5.解析:打点计时器是根据交变电流的电流方向随时间迅速变化而工作的,打点周期等于交流电的周期,为0.02 s ;根据平均速度的定义得:在AC 间的平均速度v AC =x ACt AC=0.35 m/s ;在AD 间的平均速度v AD =x ADt AD=0.42 m/s,AC 段时间比AD 段时间更短,故AC 段平均速度与B 点瞬时速度更接近,即B 点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.答案:0.35 0.42 0.356.解析:(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T =0.1 s.(2)利用对平均速度取极限的思想方法,可近似求得v 5,取离5最近的两点4和6,求其两点间的平均速度近似等于v 5,即:v 5=0.129+0.15102×0.1m/s =1.40 m/s.答案:(1)0.1 (2)1.407.解析:(1)由题意知,该闪光照相机每秒闪光10次,故相邻小球影像间的时间间隔T =110s =0.1 s,由题图知A 与D 间有3个间隔,则小球从A 点运动到D 点的时间t =3×0.1 s =0.3 s.(2)求影像C 对应小球的速度,可以用BD 间的平均速度来求.由题图知x B =0.60 cm,x D =3.00 cm,则BD 间的平均速度v =x D -x B 2T = 3.00-0.60×10-22×0.1m/s =0.12 m/s,则影像C 对应小球的速度为0.12 m/s.(3)由题图可以看出,在运动过程中,相邻小球间的距离越来越大,由v =ΔxΔt知小球速度越来越大.答案:(1)0.3 s (2)0.12 m/s (3)小球的速度越来越大学科素养升级练1.解析:ΔxΔt表示的是Δt 时间内的平均速度,遮光条的宽度Δx 越窄,则记录遮光时间。
第一章 运动的描述 1.3运动快慢的描述—速度※知识点一、坐标与坐标的变化量为了确定物体的位置,可以在参考系中建立适当的坐标系(物体做直线运动建立直线坐标系)。
在直线坐标系中,质点的位置对应坐标轴上的点,位置的变化量对应坐标轴上的线段,及位移12x x x -=∆;所对应的时间变化量为12t t t -=∆。
位移(即位置的变化量x ∆和时间的变化量t ∆的引入)为研究物体的位置变化快慢,即为运动快慢的描述提供了可能。
★注意:位移是描述物体位置变化的物理量,所以物体的位移可用位置坐标的变化量12x x x -=∆ 来表示,其中x ∆为正值表示位移沿x 轴正方向,x ∆为负值表示位移沿x 轴负方向。
【典型例题】在直线坐标系上,如图所示,一物体从A 运动到B ,则初位置的坐标A x =_______,末位置的坐标B x =____,它的坐标变化量是Δx=______。
物体从A 运动到B 的位移是_______。
【答案】3A x m =2B x m=-5B A x x x x m=∆=-=- 5x m =- 【解析】由坐标轴上可以直接读出A .B 坐标分别为3A x m =2B x m =-,由公式5B A x x x x m=∆=-=-得出坐标变化量,A .B 的距离代表位移的大小,方向向左,即为负值。
※知识点二、速度1.定义:物体在一段时间内的位移与所用时间的比值。
2.定义式为:t xv ∆∆=3.物理意义:速度是描述物体运动的快慢和运动方向的物理量。
4.方向:速度的方向与物体的运动方向相同。
5.单位:国际单位制为m/s 或km/h 等, 其中(1m/s=3.6km/h 。
)6.矢量性: 速度不但大小 ,而且有方向,是矢量。
对速度公式的理解:①.速度定义是采用比值定义法的物理量。
位移Δx 越大,速度不一定越大;时间Δt 越小,速度不一定越大;因此不能说成v 与Δx 成正比,只有比值越大,速度一定越大,即当物体位置变化快时,v 才大。
1.3 质点 运动的快慢的描述--速度 教材讲解+习题练习教材解读一、 速度、速率、瞬时速度、平均速度、平均速率1. 速度:表示质点的运动快慢和方向,是矢量。
它的大小用位移和时间的比值定义, 方向就是物体的运动方向,也是位移的变化方向,但不一定与位移方向相同。
2. 平均速度:定义:运动物体位移和所用时间的比值叫做平均速度。
定义式:ts∆∆=一v =s/t 平均速的方向:与位移方向相同。
说明:①矢量:有大小,有方向②平均速度与一段时间(或位移)相对应 ③平均速度与哪一段时间内计算有关④平均速度计算要用定义式,不能乱套其它公式⑤只有做匀变速直线运动的情况才有特殊(即是等于初末速度的一半)此时平均速度的大小等于中时刻的瞬时速度,并且一定小于中位移速度3. 瞬时速度: 概念的引入:由速度定义求出的速度实际上是平均速度,它表示运动物体在某段时间内的平均快慢程度,它只能粗略地描述物体的运动快慢,要精确地描述运动快慢,就要知道物体在某个时刻(或经过某个位置)时运动的快慢,因此而引入瞬时速度的概念. 4. 瞬时速度的含义:运动物体在某一时刻(或经过某一位置)时的速度,叫做瞬时速度.瞬时速度是矢量,大小等于运动物体从该时刻开始做匀速运动时速度的大小。
方向:物体经过某一位置时的速度方向,轨迹是曲线,则为该点的切线方向。
瞬时速率就是瞬时速度的大小,是标量。
平均速率表示运动快慢,是标量,指路程与所用时间的比值。
例1.(双选)下列说法中的“快”,哪些不是指速度较大( )A.从高速公路走,行驶比较快B.刘翔的起跑是比赛选手中最快的C.运用ABS技术,汽车能很快停下来D.某客机能在20 000 m高空飞行得很快解析:B、C选项指时间短,而不表示运动的快慢.答案:BC例2.(双选)关于瞬时速度、平均速度以下说法中正确的是( )A.瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度B.做变速运动的物体在某段时间内的平均速度,一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等C.物体做单向变速直线运动,平均速度的大小等于平均速率D.物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值答案:AC例3.甲、乙二人同时从A地赶往B地,甲先骑自行车,到中点后改为跑步;而乙则是先跑步,到中点后改为骑自行车,最后两人同时到达B地.又知甲骑自行车比乙骑自行车的速度大,并且二人骑车的速度均比跑步的速度大.若某人离开A地的距离s与所用时间t 的函数关系用函数图象表示,则甲、乙两人的图象可能是下列四个函数图象中的( )A.甲是①,乙是② B.甲是①,乙是④C.甲是③,乙是② D.甲是③,乙是④答案:B例4.(双选)3个质点A ,B ,C 的运动轨迹如图所示,它们同时从N 点出发,同时到达M 点,下列说法正确的是( )A .3个质点从N 到M 的平均速度相同B .B 质点从N 到M 的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同C .到达M 点时的瞬时速率 一定是A 质点的大D .3个质点从N 到M 的平均速率相同解析:3个质点运动的位移相同,运动时间相同,平均速度相同,A 选项正确.由于B 质点做直线运动,其平均速度方向与瞬时速度方向相同,B 选项正确.3个质点运动的路程不同,运动时间相同,平均速率不相同,D 选项错误.不知道具体的运动情况,无法判断到达M 点时哪个质点的瞬时速率大,C 选项错误. 答案:AB例5.某质点做直线运动的位置坐标与运动时刻的对应关系见下表,根据表中数据,判断下列说法正确的是( )A.质点3.5 s 时刻的瞬时速度大于1.5 s 时刻的瞬时速度 B .质点的瞬时速度不变C .质点第3 s 内的平均速度小于第4 s 内的平均速度D .质点前5 s 内的平均速度是1 m/s解析:瞬时速度无法求得,故选项A 、B 均错.第3 s 内和第4 s 内的平均速度分别是v -3=Δx 3Δt 3=11 m/s =1 m/s ,v -4=Δx 4Δt 4=1 m/s ,故C 错误.前5 s 内平均速度是v -=Δx Δt =55 m/s =1 m/s ,故选项D 正确. 答案:D例6.(双选)汽车以36 km/h 的速度从甲地匀速直线运动到乙地用了2 h ,若汽车从乙地返回甲地仍做匀速直线运动,用了2.5 h .设甲、乙两地在同一条直线上,那么汽车返回时的速度为( )A .-8 m/sB .8 m/sC .-28.8 km/hD .28.8 km/h解析:甲、乙两地的间距Δx =v 1Δt 1=36×2 km=72 km.返回速度v 2=-Δx Δt 2=-722.5km/h =-28.8 km/h =-8 m/s. 答案:AC例7.用同一张底片对着小球运动的路径每隔110s 拍一次照,得到的照片如图所示,则小球运动过程的平均速度是( )A .0.25 m/sB .0.2 m/sC .0.17 m/sD .无法确定解析:平均速度v =Δx Δt = 6-1 ×10-20.3 m/s =0.17 m/s ,C 项正确.答案:C例8.在2010年广州亚运会上,“亚运百米飞人”劳义获得了男子100 m 短跑项目的冠军,成绩是10.24 s .在比赛过程中,他起跑后先加速,经过3.10 s 跑过18.0 m 时速度达到最大,此后保持该速度匀速运动直到终点.求劳义在100 m 比赛中的平均速度大小和匀速运动时速度的大小.(计算结果均保留两位小数) 解析:劳义百米比赛成绩10.24 s , 故平均速度v -=s t =100 m10.24 s =9.77 m/s.劳义匀速运动位移大小s 0=100 m -18 m =82 m. 匀速运动的速度v 0=s 0t 0=82 m10.24 s -3.10 s=11.48 m/s.答案:9.77 m/s 11.48 m/s二、匀速直线运动1.定义:在相等的时间里位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.2.特点:a =0,v=恒量. 3.位移公式:S =vt .例9.下列各情况中,人一定是做匀速直线运动的是( )A .某人向东走了2 m ,用时3 s ;再向南走2 m ,用时3 s 的整个过程B .某人向东走了10 m ,用时3 s ;接着继续向东走20 m ,用时6 s 的整个过程C .某人向东走了20 m ,用时6 s ;再转身向西走20 m ,用时6 s 的整个过程D .某人始终向东运动,且任意1 s 内的运动轨迹长度都是3 m 答案:D●知识点导学1.3运动快慢的描述--速度1.速度(1)定义:质点的位移跟发生这段位移所用时间的。
第3节快慢与方向的描述——速度1.速度是用来描述物体运动的快慢和运动方向的物理量,是矢量。
2.平均速度描述物体在某个过程(或某段时间)的平均快慢,其大小为v -=Δx Δt。
3.瞬时速度是物体经过某位置(或某时刻)的速度,能准确描述物体运动的快慢。
4.速度—时间图像描述物体的速度随时间变化的规律,其图像与t 轴所围面积表示物体在这段时间内的位移大小。
一、速度 平均速度1.速度(1)定义:位移与发生这段位移所用时间的比值。
(2)公式:v =Δx Δt =x 2-x 1t 2-t 1。
(3)单位:国际单位:m/s ;常用单位:km/h 、cm/s 。
(4)方向:速度是矢量,不但有大小,还有方向,其方向就是物体的运动方向。
(5)物理意义:表示物体位置变化快慢(即运动快慢)和方向的物理量。
2.平均速度(1)变速运动:物体在相等时间内的位移不相等的运动。
(2)平均速度①定义:做变速运动的物体的位移与发生这段位移所用时间的比值。
②公式:v -=Δx Δt。
③意义:粗略地描述物体运动的快慢。
二、实验:用打点计时器测量平均速度1.打点计时器(1)打点计时器是记录做直线运动物体的位置和时间的仪器。
(2)电火花打点计时器:①工作电压:220 V交流电源;②原理:当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹。
(3)打点周期打点计时器一般接我国市用交流电,交流电频率为50 Hz,计时器每隔0.02_s打一次点。
2.用电火花打点计时器测量平均速度(1)实验目的①练习使用电火花打点计时器。
②利用打上点的纸带研究物体的运动情况。
(2)实验步骤①如图131所示,将木板固定在铁架台上,把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上,把小车与纸带装好,接好电源。
图131②接通电源,将小车从斜面上由静止开始释放,纸带上就会打出一系列点迹。
1.3 运动快慢的描述——速度 (10分钟,10分)1.下列关于速度的说法正确的是( )A .速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动得快B .速度是描述物体的位置变化快慢的物理量,速度大表示物体位置变化大C .速度越大,位置变化越快,位移也就越大D .速度是矢量,速率是标量【答案】AD【解析】速度是描述物体运动快慢的物理量,它表示物体位置变化的快慢,不能表示位置变化的大小,位置变化的大小用位移表示,故选项A 正确,选项BC 均错误;速度是矢量,既有大小,又有方向,速率是标量,只有大小,没有方向,选项D 正确.2.下列所说速度中是瞬时速度的有( )A .百米赛跑中,8 s 末的速度为12.5 m/sB .百米赛跑中,50 m 处的速度为10 m/sC .汽车在一百米内的速度为8 m/sD .子弹出枪口时的速度为800 m/s【答案】ABD【解析】瞬时速度指的是某一时刻或某一位置的速度,其中A 中速度为某一时刻的速度,B 、D 中速度为经过某一位置的速度,而C 中的速度为某一段位移内的速度,某一段时间或某一段位移上的速度为平均速度,所以选项A 、B 、D 正确.3.仅仅16岁零9个月15天,杭州女孩叶诗文的成就已“前无古人”.2012年12月16日凌晨,她以破赛会纪录的成绩勇夺短池世锦赛女子200米混合泳冠军,仅仅两年时间,她便成为中国游泳史上第一位集奥运会、世锦赛、短池世锦赛和亚运会冠军于一身的全满贯.叶诗文夺得冠军说明她在这次比赛中下列的哪一个物理量一定比其他运动员的大( )A .跳入泳池的速度B .终点撞线时的速度C .全程的平均速度D .全程的平均速率【答案】D【解析】运动员的位移都相同,叶诗文所用的时间短,说明她的速度大,因200米游泳是往复运动,故路程除以时间是平均速率,所以本题选择D.4.高速路上汽车限速牌上标有“80 km/h”字样,指的是________(选填“平均”或“瞬时”)速度,下班高峰期,汽车时快时慢、时停时走,20 min 才往前行驶了18 km ,通过计算得出的汽车行驶的速度54 km/h ,指的是________(选填“平均”或“瞬时”)速度.【答案】瞬时 平均【解析】汽车限速为80 km/h 指最大速度不允许超过80 km/h ,此为瞬时速度,汽车时快时慢说明各时刻瞬时速度大小不等,用公式v -=x t算出的54 km/h 是汽车的平均速度. (20分钟,30分)知识点一速度1.下列关于速度的说法中,正确的是( )A .速度是描述物体位置变化的物理量B .速度是描述物体位置变化大小的物理量C .速度是描述物体位置变化快慢的物理量D .速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量【答案】C【解析】根据速度的意义:速度是描述物体运动快慢的物理量,是描述物体位置变化快慢的物理量,位置变化大小指的是位移.所以A 、B 、D 错误.2.甲、乙两质点在同一直线上匀速运动,设向右为正,甲质点的速度为 2 m/s ,乙质点的速度为-4 m/s ,则可知( )A .乙质点的速率大于甲质点的速率B .因为2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度C .这里的正、负号的物理意义是表示质点运动的方向D .若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s 后甲、乙两质点相距20 m【答案】AC【解析】因为速度是矢量,其正、负号表示物体的运动方向,速率是标量,在匀速直线运动中,速度的大小等于速率,故选项AC 正确,选项B 错误;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,从同一点分别前进了20 m 和40 m ,故此时两者相距60 m ,选项D 错误.3.从匀速直线运动的速度公式v =Δx Δt可知( ) A .速度与位移成正比,与时间成反比B .速度等于位移与所用时间的比值C .做匀速直线运动的物体的速度不随时间或位移而变化D .做匀速直线运动的物体的速度决定于运动的位移【答案】BC知识点二平均速度与瞬时速度4.瞬时速度是指( )A .运动物体在某一位置的速度,是物体在该位置速度的数值B .运动物体在某一段位移内的速度,既能表示物体在该段位移内速度的大小,又能表示速度的方向C .运动物体在某一段路程内的速度,只能表示物体在该段位移内速度的大小,不能表示速度的方向D .运动物体在某一时刻的速度,既能表示物体在该时刻速度的大小,又能表示速度的方向【答案】D【解析】物体在某一位置或某一时刻的速度是瞬时速度,是矢量,选项ABC 错误,选项D 正确.5.下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是( )A .平均速度v =Δx Δt,当Δt 非常小时,该式可表示t 时刻的瞬时速度 B .匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度C .瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢D .只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢【答案】ABD【解析】由平均速度定义式v =Δx Δt可知,当Δt 非常小,或者趋近于零时,该式可表示t 时刻的瞬时速度,A 正确;匀速直线运动的速度不变,各段时间内的平均速度均等于瞬时速度,B 正确;平均速度只能粗略地反映一段时间内物体运动的快慢程度,而瞬时速度能精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢及方向,C 错误,D 正确.6.下列关于速度的叙述中,属于瞬时速度的是( )A .火车以76 km/h 的速度通过南京长江大桥B .子弹以600 m/s 的速度从枪口射出C .公路上雷达测速仪测得一卡车速度是56 km/hD .物体在第2 s 末的速度是4 m/s【答案】BCD【解析】根据瞬时速度对应一个时刻或对应一个位置,平均速度对应一段位移或一段时间,可判断B 、C 、D 选项正确.7.三个质点A 、B 、C 的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N 点出发,同时到达M 点,下列说法正确的是( )A .三个质点从N 点到M 点的平均速度相同B .质点B 从N 点到M 点的平均速度方向与在任意时刻瞬时速度方向相同C .到达M 点时的瞬时速度的值一定是A 的大D .三个质点到达M 点时的瞬时速度的值相同【答案】A【解析】三个质点运动的初、末位置相同,故位移相同,又时间一样,故平均速度相同,选项A 正确;质点B 沿NM 直线运动但有可能往返,故不能断定平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同,选项B 错误;到达M 点时,三者瞬时速度大小无法确定,选项CD 均错误.8.一质点沿直线Ox 方向做变速运动,它离开O 点的距离x 随时间变化的关系为x =5+2t 3(m),它的速度随时间t 变化的关系为v =6t 2(m/s),该质点在t =0到t =2 s 间的平均速度和t =2 s 到t =3 s 间的平均速度的大小分别为( )A .12 m/s,39 m/sB .8 m/s,38 m/sC .12 m/s,19.5 m/sD .8 m/s,13 m/s【答案】B【解析】0~2 s 内的位移为Δx 1=x 2-x 1=(5+2×23) m -(5+2×03) m =16 m ;2~3 s内的位移为Δx 2=x 3-x 2=(5+2×33) m -(5+2×23) m =38 m ;0~2 s 内、2~3 s 内的平均速度分别为v -1=Δx 1t 1=8 m/s ,v -2=Δx 2t 2=38 m/s. 9.某质点做直线运动的位置坐标与运动时刻的对应关系如下表所示,根据表中数据,判断下列说法正确的是( )时刻/s 0 1 2 3 4 5 6 7位置/m 0 1 2 3 4 5 6 7A.质点3.5 s 时刻的瞬时速度大于1.5 s 时刻的瞬时速度B .质点的瞬时速度不变C .质点第3 s 内的平均速度小于第4 s 内的平均速度D .质点前5 s 内的平均速度是1 m/s【答案】D【解析】瞬时速度无法求得,故选项A 、B 均错.第3 s 内和第4 s 内的平均速度分别是v -3=Δx 3Δt 3=11 m/s =1 m/s ,v -4=Δx 4Δt 4=1 m/s ,故C 错误.前5 s 内平均速度是v -=Δx Δt =55m/s =1 m/s ,故选项D 正确.10.在2014年国际田联钻石赛上海站男子100米比赛中,美国选手加特林以9秒92的成绩获得冠军.在比赛过程中,他起跑后先加速,经过3.10 s 跑过18.0 m 时速度达到最大,此后保持该速度匀速运动直到终点.求加特林在100米比赛中的平均速度大小和匀速运动时的速度的大小.【解】100米比赛的位移大小x =100 m ,时间t =9.92 s ,则:v -=x t=10.08 m/s ;加特林匀速运动的位移为x 1=100 m -18 m =82 m ,匀速运动的时间为t 1=9.92 s -3.10 s =6.82 s ,则匀速运动时的速度大小为:v =x 1t 1=12.02 m/s.知识点三平均速度和平均速率11.下列说法中正确的是( )A .平均速度是矢量,平均速率是标量B .平均速度就是瞬时速度的平均值C .平均速度的大小就是速度的平均值D .平均速度的大小就是平均速率【答案】A【解析】所有的速度都既有大小,又有方向,都是矢量,所有的速率都只有大小,没有方向,都是标量,选项A 正确;根据平均速度的定义知平均速度不是瞬时速度的平均值,也不是速度的平均值(速度的平均值等于各个速度值之和除以个数),选项BC 错误;平均速度的大小不是平均速率,一般情况下,平均速度的大小要小于平均速率,因为平均速率等于路程除以时间,而路程大于等于位移的大小,故选项D 错误.12.从甲地到乙地的高速公路全程是197 km ,一辆客车8点从甲地开上高速公路,10点到达乙地,途中曾在一高速公路服务区休息10 min ,这辆客车从甲地到乙地的平均车速是( )A .98.5 km/hB .27.4 km/hC .107 km/hD .29.8 km/h【答案】A【解析】该题求解的是客车的平均速率,由于客车在2小时内经过的路程是197 km ,故平均速率v =s t =1972 km/h =98.5 km/h ,A 正确.13.如图所示是三个质点A 、B 、C 的运动轨迹,三个质点同时从N 点出发,又同时到达M 点,中间无往复运动,下列说法正确的是( )A .从N 到M 的过程中,A 的平均速率最大B .三质点从N 到M 的平均速率相同C .三质点从N 到M 的平均速度不相同D .到达M 点时A 的瞬时速率最大【答案】A【解析】平均速率等于路程除以时间,从N 到M ,A 的路程最大,故A 的平均速率最大,选项A 正确,选项B 错误;平均速度等于位移除以时间,三质点在相同时间内的位移相同,故它们的平均速度相同,选项C 错误;根据该题所给条件,不能比较在M 点时三个质点的瞬时速率大小关系,选项D 错误.知识点四位移-时间图象14.如图所示是某物体在0~10 s内的x-t图象,下列说法中正确的是( )A.物体在第1 s内的位移为4 mB.物体在第5 s内的位移为8 mC.物体在前5 s内的位移为8 mD.物体在后5 s内的位移为16 m【答案】AC【解析】由题中图象可知,物体在0~2 s内位移从0均匀增加到8 m,即每秒钟发生的位移是4 m;从2 s到6 s物体的位移是0 m,即在2~6 s内物体是静止的;从6~10 s 物体的位移从8 m均匀增加到16 m,即每秒钟发生的位移是2 m.由以上分析可知,物体在第1 s内的位移是4 m.A选项正确.物体在第5 s内是静止的,故位移为零,B选项错.物体在前5 s内的位移即为前2 s内的位移,等于8 m,C选项正确.物体在后5 s内的位移即为6~10 s的位移,等于8 m,D选项错.本题正确选项为AC.课后作业时间:45分钟满分:80分班级________ 姓名________ 分数________一、选择题1.下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是( )A.做变速运动的物体在相等的时间间隔里的平均速度是相同的B.在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等C.平均速度就是初、末时刻瞬时速度的平均值D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零,则该物体在这段时间内静止【答案】BD【解析】做变速运动的物体在相等的时间间隔里的位移不一定相同,平均速度也不一定相同,选项A错误;做匀速直线运动的物体,速度始终保持不变,故平均速度与瞬时速度相等,选项B正确;平均速度是质点在某段时间内运动的位移与所用时间的比值,不是初、末时刻瞬时速度的平均值,选项C错误;某物体在某段时间内的瞬时速度都为零,则该物体在这段时间内静止,选项D正确.2.下列关于平均速度的说法中不正确的是( )A.研究平均速度,要说明是哪段时间内的平均速度B.研究平均速度,要说明是哪段位移内的平均速度C.对于匀速直线运动,其平均速度与哪段时间或哪段位移无关D.平均速度和瞬时速度都能精确地描述变速直线运动【答案】D【解析】平均速度是位移与发生这一位移所用时间的比值,与物体的运动过程对应,即对应的是一段位移,一段时间,故平均速度只能粗略地描述物体运动的快慢,选项AB说法正确,选项D说法错误;由于匀速直线运动的速度始终保持不变,故其平均速度与哪段时间或哪段位移无关,选项C说法正确.故选D.3.在公路的每个路段都有交通管理部门设置的限速标志如图所示,这是告诫驾驶员在这一路段驾驶汽车时( )A.必须以这一规定速度行驶B.平均速度大小不得超过这一规定数值C.瞬时速度大小不得超过这一规定数值D.汽车上的速度计指示值,有时还是可以超过这一规定值的【答案】C【解析】限速标志上的数值为这一路段汽车行驶的瞬时速度的最大值,汽车上的速度计指示值为汽车行驶的瞬时速度值,不能超过这一规定值,选项C正确.4.做直线运动的一质点经过P点时的瞬时速度为1 m/s,则下列说法中正确的是( ) A.它在经过P点后的1 s内的位移是1 mB.它在经过P点前的1 s内的位移是1 mC.它在以过P点的时刻为中间时刻的1 s内的位移是1 mD.若从P点开始匀速行驶1 s,它在1 s内的位移是1 m【答案】D【解析】由于不能确定经过P点前、后1 s内的平均速度是否为1 m/s,故也不能确定P点前、后1 s内的位移是否为1 m,A、B错;以P点为中间时刻的1 s内的平均速度不一定等于1 m/s,这1 s内的位移也不一定等于1 m,C错;从过P点的时刻开始做速度为1 m/s 的匀速运动,1 s内的位移x=vt=1 m,D对.5.在日常生活中,人们常把物体运动的路程与运动时间的比值定义为物体运动的平均速率.某同学假日乘汽车到南京观光,在公路上两次看到路牌和手表如图所示,则该同学乘坐的汽车在该段时间内行驶的平均速率为( )A.60 km/h B.29 km/hC.19 km/h D.9 km/h【答案】A【解析】20 min=13h,故平均速率v=ΔxΔt=201/3km/h=60 km/h.6.某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又从原路返回到山脚,上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率分别是( )A.v1+v22,v1+v22B.v1-v22,v1-v22C.0,v1-v2v1+v2D.0,2v1v2v1+v2【答案】D【解析】设从山脚到山顶的路程为x,因为整个过程的位移为零,所以平均速度为0,平均速率:v-=2xt=2xxv1+xv2=2v1v2v1+v2,选项D正确.7.用同一张底片对着小球运动的路径每隔110s拍一次照,得到的照片如图所示,则小球在图示这段距离内运动的平均速度是( )A.0.25 m/s B.0.2 m/sC.0.17 m/s D.无法确定【答案】C【解析】由图示可知在t=0.3 s内小球运动了s=0.05 m.所以v-=st=0.05 m0.3 s=0.17 m/s.8.以往公路上用单点测速仪测车速,个别司机由于熟知测速点的位置,在通过测速点时通过刹车以降低车速来逃避处罚,但这样很容易造成追尾事故,所以有些地方已开始采用区间测速,下列说法正确的是( )A.单点测速测的是汽车的瞬时速率B.单点测速测的是汽车的平均速率C.区间测速测的是汽车的瞬时速率D.区间测速测的是汽车的平均速率【答案】AD【解析】单点测速测出的是汽车经过测速仪时的速率,是瞬时速率,选项A正确,选项B错误;区间测速测出的是汽车在某段路程内的平均速率,选项C错误,选项D正确.9.物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1=10 m/s,v2=15 m/s,则物体在整个运动过程中的平均速度是( )A.13.75 m/s B.12.5 m/sC.12 m/s D.11.75 m/s【答案】C【解析】设两段相等位移均为x,则两段用时分别为t1=xv1,t2=xv2,全程的平均速度v =2xt1+t2=2xxv1+xv2=2v1v2v1+v2=12 m/s,故C选项正确.10.沿同一条直线运动的a、b两个质点,在0~t0时间内的x-t图象如图所示.根据图象,下列说法不正确的是( )A.质点a做周期性往返运动B. t′时刻,a、b的位移相同C.在0~t′时间内,a的位移大于b的位移D.在0~t0时间内,a通过的路程是b通过路程的3倍,但位移相同【答案】C【解析】由题中图象可以看出:t=0时,a、b的位移均为零,表明a、b同时从同一点开始运动,a朝正方向运动,b向相反的方向运动,a做周期性的往返运动,b有可能也做周期性的运动.t′时刻,a、b的位移均为-5 m;在0~t′时间内,a、b的位移都是-5 m,位移相同.在0~t0时间内,a运动的路程是30 m,b运动的路程是10 m;它们在t0时刻都回到了出发点,在0~t0时间内,a、b的位移均为零.故选项A、B、D均正确,C错误.二、非选择题11.一辆轿车沿直线公路行驶,前1/3时间内轿车做匀速运动的速度大小为60 m/s,接着2/3时间内做匀速运动的速度大小为48 m/s,则在整个时间段内轿车的平均速度大小为________m/s;若轿车在前一半位移内的平均速度大小为60 m/s,在后一半位移内的平均速度大小为40 m/s,则全程的平均速度大小为________m/s.【答案】52 48【解析】设轿车整段运动的时间为3t s,则有总位移为:x=60t m+48×2t m=156t m,故轿车在整段时间内的平均速度大小为:v-=x3t=52 m/s;设前一半位移为x m,则有总时间为:t=x60s+x40s=5x120s,故轿车在全程的平均速度大小为:v-=2xt=48 m/s.12.如图所示,两路灯灯杆A、B相距40 m,一辆汽车用3.2 s时间通过这两根路灯灯杆,据此可以计算出汽车在这段位移中的平均速度大小为________m/s.若灯杆A的近旁相距0.42 m处有一块路牌,汽车驶过路牌和灯杆的这一小段距离只用了0.03 s,则在这段时间里汽车的平均速度大小为________m/s,可以认为汽车驶过灯杆A时的瞬时速度为________m/s.【答案】12.5 14 14【解析】根据平均速度公式有v-=xt=12.5 m/s,当汽车用0.03 s驶过0.42 m时,因时间较短,可认为汽车在这一极短时间内的平均速度等于汽车驶过灯杆A时的瞬时速度v-=ΔxΔt=14 m/s.13.一辆汽车以20 m/s的速度沿平直的公路从甲地开往乙地,又以30 m/s的速度从乙地开往丙地.已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等,求该汽车在从甲地开往丙地的过程中的平均速度的大小.有一位同学是这样解的:v=20+302m/s=25 m/s,请问上述解法正确吗?为什么?应该如何解?【解】从平均速度的定义出发进行分析,题中解法是错误的,题中求的是速度的平均值.正确的解法应该是:设甲、乙两地间的距离为x,则有:v-=2xt=2xx20 m/s+x30 m/s=24m/s.【规律总结】平均速度是位移与发生这一位移所需时间的比值,平均速度可能为0(因为位移可能为0),平均速度不是速度的平均值(速度的平均值为各个速度之和除以个数),平均速度的大小也不是平均速率(平均速率是路程与发生这一路程所需时间的比值).。
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第3节运动快慢的描述-—速度速度概念的理解1.(多选)对速度的定义式v=,以下叙述正确的是( BCD )A.物体做匀速直线运动,速度v与运动的位移x成正比,与运动的时间t成反比B。
速度v的大小与运动的位移x和时间t都无关C。
此速度定义式适用于任何运动D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量解析:v=是计算速度的公式,适用于任何运动,选项C正确;此式只说明计算速度可用位移x除以时间t来获得,并不是说v与x成正比,与t成反比,选项A错误,B正确;速度的大小表示物体运动的快慢,方向表示物体运动的方向,选项D正确。
2.关于瞬时速度、平均速度,以下说法中正确的是( A )A。
瞬时速度可以看成时间非常小时的平均速度B.做变速运动的物体在某段时间内的平均速度一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等C.物体做变速直线运动,平均速度的大小等于这段时间内初末时刻瞬时速度的平均值的大小D。
物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值解析:当时间非常短时,物体的运动可以看成在这段很短时间内的匀速运动,平均速度等于瞬时速度,选项A正确;平均速度是位移跟发生这段位移所用时间的比值,与初、末时刻及各个时刻的瞬时速度并没有必然的关系,选项B,C,D错误.平均速度和瞬时速度的区别3。
1.3 运动快慢的描述—速度课后巩固作业 时间:45分钟一、单项选择题1.关于速度和速率,下列说法中正确的是( ) A .讲到速度时,不但要说明其大小,还要说明其方向 B .讲到速度时,只要说明其大小就可以了 C .在匀速直线运动中,速度就是速率 D .速率不变的运动就是匀速直线运动2.试判断下列几个速度中,哪个是平均速度( ) A .子弹出枪口的速度是600 m/s B .汽车从甲站到乙站的速度是40 km/h C .汽车通过某一站牌时的速度是72 km/h D .小球第4 s 末的速度是3 m/s3.假如轨道车长度为22 cm ,记录仪记录的信号如图所示,则轨道车经过该监测点的速度为( )A .0.20 cm/sB .2.0 cm/sC .22 cm/sD .220 cm/s4.用同一张底片对着小球运动的路径每隔110 s 拍一次照,得到的照片如图所示,则小球运动的平均速度是( )A.0.25 m/s B.0.2 m/sC.0.17 m/s D.无法确定5.在土耳其伊斯坦布尔举行的第15届机器人世界杯赛上,中国科大“蓝鹰”队获得伪真2D组冠军和服务机器人组亚军.改写了我国服务机器人从未进入世界前5的纪录,标志着我国在该领域的研究取得了重要进展.如图是科大著名服务机器人“可佳”.现要执行一项任务,给它设定如下动作程序:机器人在平面内由点(0,0)出发,沿直线运动到点(3,1),然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4),然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5),然后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2).整个过程中机器人所用时间是2 2 s.则( )A.机器人的运动轨迹是一条直线B.机器人不会两次通过同一点C.整个过程中机器人的位移大小为2 2 mD.整个过程中机器人的平均速率为1 m/s二、多项选择题6.下列关于速度的说法中正确的是( )A.速度是表示物体运动快慢的物理量,它既有大小,又有方向,是矢量B.平均速度就是速度的平均值,它只有大小没有方向,是标量C.汽车以速度v1经过某一路标,子弹以速度v2从枪筒射出,v1和v2均指平均速度D.运动物体某一时刻(或经过某一位置时)的速度,叫瞬时速度,它是矢量7.甲、乙两质点在同一直线上做匀速直线运动,设向右为正方向,甲质点的速度为2 m/s,乙质点的速度为-4 m/s,则可知( )A .乙质点的速率大于甲质点的速率B .因为+2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度C .这里的正、负号的物理意义是表示质点运动的方向D .若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s 后甲、乙两质点相距60 m8.如图所示为甲、乙、丙三个质点同时同地开始沿直线运动的位移图象,则在时间t 2内( )A .它们的平均速度大小相等B .它们的平均速率相等C .乙和丙的平均速率相等D .甲的平均速率最大答案1.A 理解速度、速率的定义.2.B 平均速度对应的是一段时间或一段位移,而瞬时速度对应的是一个时刻或一个位置点.判断是平均速度还是瞬时速度,从以上的区别进行判断即可.如子弹出枪口的速度是600 m/s ,显然对应的是一个位置点,因此是瞬时速度;而汽车从甲站到乙站的速度是40 km/h ,显然对应了一段位移,因此应是平均速度.3.C 由题图可知,车头到达该监测点与车尾离开该监测点的时间间隔为1.0 s ,即轨道车运行车身长度的位移时所用时间为1.0 s ,故车速为v =xt=22 cm/s ,C 项正确.4.C 本题考查平均速度的概念和从“照片”中获取信息的能力.由图示分析可知:t =0时刻,小球位置坐标为x 1=1 cm ,经过三次拍照(图示中3个时间间隔),小球位置坐标x 2=6 cm ;由文字叙述和图示信息可知:小球在0.3 s 内运动了5 cm ,故小球在这段时间内的平均速度v =x t =x 2-x 1Δt=0.17 m/s.5.C 以坐标系的横轴作为x轴,纵轴作为y轴.根据描点法先作出题中给定的几个坐标位置,然后用直线连接相邻两个位置,即得机器人的运动轨迹,如图所示.机器人的运动轨迹不是一条直线,机器人会两次通过同一点,选项A、B错误;起点在坐标原点,终点在(2,2),位移大小是这两点连线的长,故位移大小为22+22 m=2 2 m,选项C正确;整个过程中机器人的平均速度大小为1 m/s,选项D错误.6.AD 速度的物理意义就是描述物体运动的快慢,它是矢量,有大小,也有方向,A 正确;平均速度指质点运动位移与通过这段位移所用时间的比值,它描述运动的平均快慢程度,不是速度的平均值,它也是矢量,方向与位移的方向相同,故B错误;C中v1对应某一位置的瞬时速度,v2对应某一时刻的瞬时速度,故C错误;D为瞬时速度的定义,D正确.7.ACD 本题考查对速度矢量性的理解,关键是明确矢量正、负号的物理意义.速度是矢量,其正、负号表示质点的运动方向,速率是标量,在匀速直线运动中,速度的大小等于速率,故选项A、C正确,选项B错误;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,同一地点出发10 s后相距x=v甲t-v乙t=2×10-(-4)×10 m=60 m,故选项D正确.8.ACD 三个质点在时间t2内发生的位移相等,故它们的平均速度相同,而平均速率是路程与时间的比值,甲路程最大,乙和丙大致相等,所以乙和丙的平均速率相等,甲的平均速率最大,故选ACD.———————————————————————————三、非选择题9.如图,A、B两站相距s=75 km,分别从A、B站每隔30 min向对方站发出一辆汽车,且两站的第一辆车同时发出,所有汽车速度大小都是v=50 km/h.问A站发出的第一辆汽车在途中遇到了几辆从B站发出的汽车?相遇的地点在何处、何时?10.一辆汽车在一条直线上行驶,第1 s内通过5 m,第2 s内通过20 m,第3 s内通过20 m,第4 s内通过5 m.则:(1)此汽车在最初2 s内的平均速度是多大?方向如何?(2)在此前4 s内中间2 s内的平均速度是多大?前4 s时间内的平均速度是多大?11.一列客车以72 km/h的速度行驶,与它平行的另一轨道上迎面驶来一列长300 m 的货车.坐在客车上的乘客看到货车从他眼前经过共用了10 s,由此可知货车行驶的速度大小为多少?12.甲、乙两位同学骑自行车沿一条笔直的马路相对而行,甲的速度是12 km/h,乙的速度是13 km/h.当两个人相距25 km时,突然有一只蜜蜂闯入了他们的行车路线,并碰到了甲的前车轮,受惊的蜜蜂掉头便跑,逃命的速度是36 km/h,方向却与甲的行车方向相同,所以不久以后必然又碰到了乙的前车轮.吓傻了的小蜜蜂立即回头径直朝甲飞去,速度大小不变……就这样,小蜜蜂为了逃命来回奔波于甲、乙之间,速度大小不变.可是直到最后它也没能逃脱悲惨的命运——在甲和乙相聚时被车轮给挤扁了,伤感之余,我们有一个问题:从闯祸开始到被车轮挤扁,小蜜蜂一共飞行了多远?答案9.遇到三辆,相遇处距B站分别为37.5 km、25 km、12.5 km,对应的时间分别为从A 站开出后的0.75 h、1.0 h、1.25 h.解析:在同一图上,分别作出由A、B车站发出汽车的x-t图象,如图所示.图中AC、BD直线分别是从A站到B站和从B站到A站发出的第一辆车的位移图线,与BD平行的虚线是从B站发出的第二、第三……辆汽车的位移图线.由图可知,AC共与三条这样的位移图线相交,即在途中A站开出的第一辆车遇到三辆从B站开出的车.这些交点的纵坐标为相遇点的位置,交点的横坐标为对应的相遇时间.设A 站开出的第一辆车在时间t 1与B 站发出的第一辆车相遇,则由相遇条件有vt 1+vt 1=s ,解得t 1=s2v=0.75 h ,相遇处与B 距离为s 1=vt 1=50×0.75 km=37.5 km.设A 站开出的第一辆车在时间t 2与B 站发出的第二辆车相遇,有vt 2+v (t 2-0.5 h)=s , 解得t 2=1.0 h , 相遇处与B 距离为s 2=v (t 2-0.5 h)=25 km ,同理,可求得t 3=1.25 h , 相遇处与B 距离为s 3=v (t 3-1.0 h)=12.5 km.10.(1)12.5 m/s 与汽车行驶方向一致 (2)20 m/s 12.5 m/s 解析:(1)由平均速度的定义得v 1=5+201+1m/s =12.5 m/s ,与汽车行驶方向一致. (2)v 2=20+201+1m/s =20 m/s v =5+20+20+51+1+1+1m/s =12.5 m/s.11.10 m/s解析:由于客车与货车做相对运动,选货车为参考系,客车的一个乘客从货车头运动到货车尾的距离为x =300 m ,所用时间t =10 s ,则客车相对于货车的速度v =x t=30 m/s.由于两车同时相向运动,故有v =v 货+v 客. 所以,货车匀速运动速度大小v 货=v -v 客=10 m/s. 12.36 km解析:蜜蜂飞行的路线x 1=vt 1+vt 2+vt 3+…=vt 总,而t 总等于两自行车相遇的时间t ,而(v 1+v 2)t 总=x 2,所以t 总=x 2v 1+v 2=2512+13h =1 h. 故x 1=36×1 km=36 km.。