
目標(biāo)導(dǎo)航
知識(shí)精講
知識(shí)點(diǎn)01 速度
1、物理意義:反映運(yùn)動(dòng)的 及 ,是矢量。
2、定義式:
3、SI: 常用:km/h
知識(shí)點(diǎn)02 平均速度和瞬時(shí)速度
1.平均速度:物體發(fā)生的 與發(fā)生這段位移所用時(shí)間之比,即eq \x\t(v)=eq \f(Δx,Δt),是矢量,其方向就是對(duì)應(yīng) 的方向.
2.瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在 或經(jīng)過 的速度,是矢量,其方向是物體的運(yùn)動(dòng)方向.
3.平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系
(1)區(qū)別:平均速度表示物體在某段時(shí)間或某段位移內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度,瞬時(shí)速度表示物體在某一時(shí)刻或某一位置運(yùn)動(dòng)的快慢程度.
(2)聯(lián)系:瞬時(shí)速度是運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt→0時(shí)的平均速度,公式v=eq \f(Δx,Δt)中,當(dāng)Δt→0時(shí)v是瞬時(shí)速度.
4.eq \x\t(v)=eq \f(Δx,Δt)是平均速度的定義式,適用于所有的運(yùn)動(dòng),求平均速度要找準(zhǔn)“位移”和發(fā)生這段位移所需的“時(shí)間”.
【即學(xué)即練1】下列所說的物體的速度通常指平均速度的是( )
A.某同學(xué)百米賽跑的速度
B.物體豎直上拋到最高點(diǎn)時(shí)的速度
C.子彈射出槍口時(shí)的速度
D.物體下落后第2 s末的速度
【即學(xué)即練2】某中學(xué)舉行秋季運(yùn)動(dòng)會(huì),在100 m競賽中,測得某一運(yùn)動(dòng)員5 s末的瞬時(shí)速度為10.4 m/s,10 s末到達(dá)終點(diǎn)的瞬時(shí)速度為10.2 m/s.則他在此競賽中的平均速度為( )
A.10.2 m/s B.10 m/s C.10.3 m/s D.10.4 m/s
知識(shí)點(diǎn)03 x-t圖像上看速度
1.圖象的意義:x-t圖象反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律.
2.x-t圖象中的“交點(diǎn)”“斜率”“截距”的意義
(1)交點(diǎn):兩圖線有交點(diǎn),說明兩物體 .
(2)斜率:表示 .
(3)截距:縱軸截距表示t=0時(shí)刻的初始 ,橫軸截距表示位移為零的時(shí)刻.
【即學(xué)即練3】甲、乙兩車在同一平直公路上同向運(yùn)動(dòng),甲做加速直線運(yùn)動(dòng),乙做勻速直線運(yùn)動(dòng).甲、乙兩車的位置x隨時(shí)間t的變化如圖所示.下列說法正確的是( )
A.在t1時(shí)刻兩車速度相等
B.從0到t1時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等
C.從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等
D.在t1到t2時(shí)間內(nèi)的某時(shí)刻,兩車速度相等
知識(shí)點(diǎn)04 實(shí)驗(yàn)測平均速度和瞬時(shí)速度
用極限法求瞬時(shí)速度:
由平均速度eq \x\t(v)=eq \f(Δx,Δt)可知,當(dāng)Δt→0時(shí),平均速度就可以認(rèn)為是某一時(shí)刻或某一位置的瞬時(shí)速度.測出物體在微小時(shí)間Δt內(nèi)發(fā)生的微小位移Δx,就可求出瞬時(shí)速度,這樣瞬時(shí)速度的測量便可轉(zhuǎn)化為微小時(shí)間Δt和微小位移Δx的測量.
【即學(xué)即練4】如圖所示,氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí),其上的遮光條將光遮住,電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt.測得遮光條的寬度為Δx,用eq \f(Δx,Δt)近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度.為使eq \f(Δx,Δt)更接近瞬時(shí)速度,正確的措施是( )
A.換用寬度更窄的遮光條
B.提高測量遮光條寬度的精確度
C.使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門
D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角
知識(shí)點(diǎn)05 區(qū)分速度和速率
1.速率: 的大小,是標(biāo)量.
2.平均速率:物體運(yùn)動(dòng)的 與通過這段路程所用時(shí)間的比值, (填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小.
知識(shí)點(diǎn)06 v-t圖像
1.圖象的意義:v-t圖象反映了做直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,它只能描述物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況.
2.v-t圖線與t軸所圍“面積”表示這段時(shí)間內(nèi)物體的 .
t軸上方的“面積”表示位移沿 ,t軸下方的“面積”表示位移沿 ,如果上方與下方的“面積”大小相等,說明物體恰好回到出發(fā)點(diǎn).
【即學(xué)即練5】甲、乙兩輛汽車在同一平直公路上行駛,在t=0時(shí)刻兩車正好相遇,在之后一段時(shí)間(0~t2)內(nèi)兩車速度—時(shí)間圖象(v-t圖象)如圖所示,則在0~t2這段時(shí)間內(nèi)有關(guān)兩車的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )
A.甲、乙兩輛車運(yùn)動(dòng)方向相反
B.在t1時(shí)刻甲、乙兩車再次相遇
C.乙車在0~t2時(shí)間內(nèi)的平均速度小于eq \f(v1+v2,2)
D.在t1~t2時(shí)間內(nèi)乙車在甲車前方
能力拓展
考法01 計(jì)算平均速度
【典例1】一物體沿直線運(yùn)動(dòng),先以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)60m,又以2m/s的速度繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)60m,物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中平均速度是多少?
考法02 運(yùn)動(dòng)圖像
【典例2】(多選)如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖象,由圖象可知( )
A.質(zhì)點(diǎn)一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
B.質(zhì)點(diǎn)第3 s內(nèi)的位移是2 m
C.質(zhì)點(diǎn)前4 s內(nèi)的位移是2 m
D.質(zhì)點(diǎn)前6 s內(nèi)的平均速度大小為1 m/s
分層提分
題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1.關(guān)于速度的描述,下列說法中正確的是( )
A.圖甲中,電動(dòng)車限速20 km/h,指的是平均速度大小
B.圖乙中,子彈射出槍口時(shí)的速度大小為500 m/s,指的是平均速度大小
C.圖丙中,某運(yùn)動(dòng)員百米跑的成績是10 s,則他沖刺時(shí)的速度大小一定為10 m/s
D.圖丁中,京滬高速鐵路測試時(shí)列車最高時(shí)速可達(dá)484 km/h,指的是瞬時(shí)速度大小
2.近年來,登山步行成為越來越多的人的健康習(xí)慣。如圖為某地生態(tài)公園的登山步行道線路圖,從圖中可以看出,從丁家樓子村到目的地九仙山觀景臺(tái)可以選擇不同的路線,小王和小張兩人選擇了不同的路線,結(jié)果小王比小張先到達(dá)目的地。對(duì)于此過程,下列說法正確的是( )
A.小王與小張的路程相同
B.小王的位移小于小張的位移
C.小王的平均速度大于小張的平均速度
D.在比較平均速度時(shí),兩人不能看作質(zhì)點(diǎn)
3.一質(zhì)點(diǎn)沿一邊長為2 m的正方形軌道運(yùn)動(dòng),每秒鐘勻速移動(dòng) 1 m,初始位置在bc邊的中點(diǎn)A,由A向c運(yùn)動(dòng),如圖所示,A、B、C、D分別是bc、cd、da、ab邊的中點(diǎn),則下列說法正確的是( )
A.第2 s末的瞬時(shí)速度大小是1 m/s
B.前2 s內(nèi)的平均速度大小為 eq \f(\r(2),2) m/s
C.前4 s內(nèi)的平均速率為0.5 m/s
D.前4 s內(nèi)的平均速度大小為2 m/s
4.甲、乙兩物體從同一地點(diǎn)出發(fā)沿同一直線運(yùn)動(dòng),它們的位移—時(shí)間圖象如圖所示,則( )
A.前3 s內(nèi)甲、乙的平均速度相等
B.3 s末甲、乙兩物體的速度相同
C.前3 s內(nèi)甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向始終相同
D.前3 s內(nèi)甲、乙兩物體的最大距離為1 m
5. 在2008北京奧運(yùn)會(huì)中,牙買加選手博爾特是一公認(rèn)的世界飛人,在男子100m決賽和男子200m決賽中分別以9.69s和19.30s的成績破兩項(xiàng)世界紀(jì)錄,獲得兩枚金牌。關(guān)于他在這兩次決賽中的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法正確的是( )
A.200m決賽中的位移是100m決賽的兩倍
B.200m決賽中的平均速度約為10.36m/s
C.100m決賽中的平均速度約為10.32m/s
D.100m決賽中的最大速度約為20.64m/s
6.物體沿一條直線運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( )
A.物體在某時(shí)刻的速度為3 m/s,則物體在1 s內(nèi)一定運(yùn)動(dòng)了3 m
B.物體在1 s內(nèi)的平均速度是3 m/s,則物體在這1 s內(nèi)的位移一定是3 m
C.物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度是3 m/s,則物體在任1 s內(nèi)的位移一定是3 m
D.物體在1s內(nèi)的平均速率是3 m/s,則物體在這1 s內(nèi)的路程一定是3 m
7. 在某GPS定位器上,顯示了以下數(shù)據(jù):航向267°,航速36 km/h,航程60 km,累計(jì)100 min,時(shí)間10∶29∶57,則此時(shí)瞬時(shí)速度和開機(jī)后的平均速度為( )
A.3.6 m/s、10 m/s B.10 m/s、10 m/s
C.3.6 m/s、6 m/s D.10 m/s、6 m/s
題組B 能力提升練
1.一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動(dòng),它離開O點(diǎn)的距離x隨時(shí)間t變化的關(guān)系為x=(5+2t3) m,該質(zhì)點(diǎn)在t=0到t=2 s間的平均速度和t=2 s到t=3 s間的平均速度的大小分別為( )
A.12 m/s,39 m/s B.8 m/s,38 m/s
C.12 m/s,19.5 m/s D.8 m/s,13 m/s
2.如圖是高速上某一“區(qū)間測速”的標(biāo)牌,該路段全長66 km、全程限速100 km/h,一輛汽車通過監(jiān)測起點(diǎn)和終點(diǎn)的速度分別為95 km/h和90 km/h,通過測速區(qū)間的時(shí)間為30 min.下列判斷正確的是( )
A.全長66 km表示位移
B.通過起點(diǎn)的速度95 km/h表示瞬時(shí)速度
C.該汽車全程的平均速度是92.5 km/h
D.該汽車沒有超速
3.如圖所示,物體沿曲線軌跡的箭頭方向運(yùn)動(dòng),通過AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡所用的時(shí)間分別是1 s、2 s、3 s、4 s.下列說法不正確的是( )
A.物體在AB段的平均速度為1 m/s
B.物體在ABC段的平均速度為eq \f(\r(5),2) m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度
D.物體在B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度
4.A、B兩人從同一地點(diǎn)同時(shí)同向沿直線駛向同一目的地。A在前一半路程中以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng),在后一半路程中以速度v2(v1≠v2)做勻速直線運(yùn)動(dòng);B在前一半時(shí)間里以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng),在后一半時(shí)間里以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)。則( )
A.B先到達(dá)目的地 B.A先到達(dá)目的地
C.A、B同時(shí)到達(dá)目的地 D.條件不足,無法比較
5. 甲、乙兩物體從同一點(diǎn)出發(fā)且在同一條直線上運(yùn)動(dòng),它們的位移一時(shí)間圖象如下圖所示,由圖象可以看出在內(nèi)( )
A.甲、乙兩物體始終同向運(yùn)動(dòng)
B.時(shí)甲、乙兩物體間的距離最大
C.甲的平均速度等于乙的平均速度
D.甲、乙兩物體之間的最大距離為
6.某人騎自行車沿一斜坡從坡底到坡頂,再從坡頂?shù)狡碌淄狄淮危阎掀聲r(shí)的平均速度大小為,下坡時(shí)的平均速度大小為,則此人往返一次的平均速度大小是
A. 10 B. 5 C. D. 0
題組C 培優(yōu)拔尖練
1.汽車沿直線從甲地開往乙地.
(1)若在前一半路程的平均速度為v1,后一半路程的平均速度為v2,則汽車全程的平均速度為多少?
(2)若汽車在全程所用時(shí)間的前一半時(shí)間的平均速度為v1,后一半時(shí)間的平均速度為v2,則全程的平均速度為多少?
(3)若v1≠v2,兩種情況下的平均速度哪個(gè)大?
2.雷達(dá)是一種利用電磁波來測定物體位置和速度的設(shè)備,某防空雷達(dá)發(fā)現(xiàn)一架飛機(jī)正在以水平速度朝雷達(dá)正上方勻速飛來.某時(shí)刻在雷達(dá)監(jiān)視屏上顯示的波形如圖甲所示,經(jīng)過t=173 s后雷達(dá)向正上方發(fā)射和接收到的波形如圖乙所示,已知雷達(dá)監(jiān)視屏上相鄰刻度線間表示的時(shí)間間隔為1×10-4 s,電磁波的速度為3×108 m/s,則該飛機(jī)的飛行速度大小約為( )
A.1 200 m/s B.900 m/s
C.500 m/s D.300 m/s
3.一路燈距地面的高度為h,身高為l的人以速度v勻速行走,如圖所示。
(1)試證明人頭頂?shù)挠白幼鰟蛩龠\(yùn)動(dòng);
(2)求人影的長度隨時(shí)間的變化率。
4.有一人在平直馬路邊漫步(速度不變),他發(fā)現(xiàn)每隔t1時(shí)間有一路公共汽車迎面開過,他還發(fā)現(xiàn)每隔t2時(shí)間有一輛這路公共汽車從身后開過(公共汽車勻速行駛),于是他計(jì)算出這路車從汽車站發(fā)車的時(shí)間間隔是( )
A.eq \f(\r(2)t1t2,t1+t2) B.eq \f(\r(2)t1t2,2?t1+t2?)
C.eq \f(t1t2,2?t1+t2?) D.eq \f(2t1t2,t1+t2)
5.(多選)如圖是甲、乙兩物體從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動(dòng)的圖象,其中t2=2t1,下列說法正確的是( )
A.甲的加速度比乙的大
B.時(shí)刻乙物體在前,甲物體在后
C.t1時(shí)刻甲乙兩物體相遇
D.時(shí)刻甲乙兩物體相遇
參考答案
知識(shí)精講
知識(shí)點(diǎn)01 速度
1、物理意義:反映運(yùn)動(dòng)的快慢及方向,是矢量。
2、定義式:
3、SI:m/s 常用:km/h
知識(shí)點(diǎn)02 平均速度和瞬時(shí)速度
1.平均速度:物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間之比,即eq \x\t(v)=eq \f(Δx,Δt),是矢量,其方向就是對(duì)應(yīng)位移的方向.
2.瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻或經(jīng)過某一位置的速度,是矢量,其方向是物體的運(yùn)動(dòng)方向.
【即學(xué)即練1】答案 A
解析 某同學(xué)百米賽跑的速度為某一過程的速度,指平均速度,故A正確;物體豎直上拋到最高點(diǎn)時(shí)的速度為某一位置的速度,為瞬時(shí)速度,故B錯(cuò)誤;子彈射出槍口時(shí)的速度為瞬時(shí)速度,故C錯(cuò)誤;物體下落后第2 s末的速度為某一時(shí)刻的速度,為瞬時(shí)速度,故D錯(cuò)誤.
【即學(xué)即練2】答案 B
解析 由平均速度的定義,總的位移是100 m,總的時(shí)間是10 s,所以v=eq \f(Δx,Δt)=10 m/s,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.
知識(shí)點(diǎn)03 x-t圖像上看速度
1.圖象的意義:
2.x-t圖象中的“交點(diǎn)”“斜率”“截距”的意義
(1)交點(diǎn):兩圖線有交點(diǎn),說明兩物體相遇.
(2)斜率:表示速度的大小及方向.
(3)截距:縱軸截距表示t=0時(shí)刻的初始位置,橫軸截距表示位移為零的時(shí)刻.
【即學(xué)即練3】答案 CD
解析 x-t圖象的斜率表示速度,則可知t1時(shí)刻乙車速度大于甲車速度,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由兩圖線的縱截距知,出發(fā)時(shí)甲在乙前面,t1時(shí)刻圖線相交表示兩車相遇,可得0到t1時(shí)間內(nèi)乙車比甲車多走了一段距離,B項(xiàng)錯(cuò)誤;t1和t2時(shí)刻兩圖線都相交,表明兩車在兩個(gè)時(shí)刻均在同一位置,從t1到t2時(shí)間內(nèi),兩車走過的路程相等,在t1到t2時(shí)間內(nèi),兩圖線有斜率相等的一個(gè)時(shí)刻,該時(shí)刻兩車速度相等,C、D項(xiàng)正確.
知識(shí)點(diǎn)04 實(shí)驗(yàn)測平均速度和瞬時(shí)速度
【即學(xué)即練4】答案 A
知識(shí)點(diǎn)05 區(qū)分速度和速率
1.速率:瞬時(shí)速度的大小,是標(biāo)量.
2.平均速率:物體運(yùn)動(dòng)的路程與通過這段路程所用時(shí)間的比值,不一定(填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小.
知識(shí)點(diǎn)06 v-t圖像
1.圖象的意義:
2.v-t圖線與t軸所圍“面積”表示這段時(shí)間內(nèi)物體的位移.
t軸上方的“面積”表示位移沿正方向,t軸下方的“面積”表示位移沿負(fù)方向,如果上方與下方的“面積”大小相等,說明物體恰好回到出發(fā)點(diǎn).
【即學(xué)即練5】答案 C
解析 由題圖可知,甲、乙兩輛車速度均為正值,即二者均向正方向運(yùn)動(dòng),故甲、乙兩輛車運(yùn)動(dòng)方向相同,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由題圖可知,在0~t1時(shí)間內(nèi),二者位移不相等,即在t1時(shí)刻甲、乙兩車沒有相遇,在該時(shí)刻二者速度相等,二者之間的距離是最大的,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若乙車在0~t2時(shí)間內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng),則平均速度為eq \f(v1+v2,2),如圖所示,由v-t圖象中圖線與t軸所圍面積表示位移可知,勻變速運(yùn)動(dòng)的位移較大,故乙車在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度小于eq \f(v1+v2,2),故選項(xiàng)C正確;由于甲車的初速度大于乙車的初速度,所以開始時(shí)甲車在乙車前面,由v-t圖象中圖線與t軸所圍面積表示位移可知在0~t2時(shí)間內(nèi)甲車的位移大于乙車的位移,故整個(gè)過程中甲車一直在乙車前面,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
能力拓展
考法01 計(jì)算平均速度
【典例1】【解析】根據(jù)平均速度的定義公式,x為總位移,t為總時(shí)間,等于前一段位移與后一段位移所用時(shí)間之和。
全過程的位移x=120m
物體在前一段位移用的時(shí)間為
后段位移用的時(shí)間為
整個(gè)過程的用的總時(shí)間為
整個(gè)過程的平均速度
考法02 運(yùn)動(dòng)圖像
【典例2】答案 CD
解析 位移—時(shí)間圖象表示位移隨時(shí)間變化的關(guān)系,而不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡,從圖象可以看出,2 s末到4 s末質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),第3 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為零,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;前4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為2 m,選項(xiàng)C正確;前6 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為6 m,由平均速度定義可知:eq \x\t(v)=eq \f(Δx,Δt)=eq \f(6,6) m/s=1 m/s,選項(xiàng)D正確.
分層提分
題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1.解析:選D 電動(dòng)車限速20 km/h,限制的是瞬時(shí)速度大小,不是平均速度大小,故A錯(cuò)誤;子彈射出槍口時(shí)的速度大小與槍口這一位置對(duì)應(yīng),因此為瞬時(shí)速度大小,故B錯(cuò)誤;根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的百米跑成績是10 s可知,運(yùn)動(dòng)員的平均速度大小為10 m/s,但其沖刺速度不一定為10 m/s,故C錯(cuò)誤;列車的最高時(shí)速指的是在安全情況下所能達(dá)到的最大速度,為瞬時(shí)速度大小,故D正確。
2.解析:選C 物體運(yùn)動(dòng)的軌跡的長度是路程,他們選擇不同的路線,路程可能不同,故A錯(cuò)誤;位移為初位置到末位置的有向線段,他們的起點(diǎn)與終點(diǎn)是相同的,所以位移相等,故B錯(cuò)誤;平均速度是位移與時(shí)間的比值,小王與小張的位移相同,但由于小王用時(shí)較短,故小王的平均速度較大,故C正確;在比較平均速度時(shí),兩人的大小可以忽略不計(jì),能看做質(zhì)點(diǎn),故D錯(cuò)誤。
3.解析:選AB 質(zhì)點(diǎn)每秒鐘勻速移動(dòng) 1 m,故第2 s末瞬時(shí)速度大小為1 m/s,A正確;前2 s內(nèi)的位移大小為x1=|AB|=eq \r(Ac2+Bc2)=eq \r(12+12) m=eq \r(2) m,平均速度eq \x\t(v)=eq \f(x1,t1)=eq \f(\r(2),2) m/s,B正確;前4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4 m,平均速率為 1 m/s,在第4 s末到達(dá)C點(diǎn),平均速度為eq \x\t(v)2=eq \f(x2,t2)=eq \f(2,4) m/s=0.5 m/s,C、D錯(cuò)誤。
4.答案 A
解析 因?yàn)橐椅矬w的位移—時(shí)間圖象是過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,所以乙物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),甲物體的位移—時(shí)間圖象是曲線,所以甲物體做的是變速直線運(yùn)動(dòng).因?yàn)閮晌矬w同時(shí)同地出發(fā),開始時(shí)甲的速度大于乙的速度,在第3 s末兩圖線相交,則位移相等,所以前3 s內(nèi)甲、乙的平均速度相等,故A正確;由題圖可知,3 s末甲、乙兩物體的速度方向相反,故B錯(cuò)誤;由題圖可知,甲在位移達(dá)到3 m時(shí)速度減小為零,然后反方向運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;由題圖可知,前3 s內(nèi)甲、乙兩物體的最大距離大于1 m,故D錯(cuò)誤.
5.答案:C
6.答案 BD
7. 答案 B
解析 GPS定位器上顯示的航速為瞬時(shí)速度36 km/h=10 m/s,航程60 km,累計(jì)100 min,平均速度為eq \f(60×103,100×60) m/s=10 m/s,故B正確.
題組B 能力提升練
1.答案 B
解析 由x=5+2t3可知:t1=0時(shí),x1=5 m;t2=2 s時(shí),x2=21 m;t3=3 s時(shí),x3=59 m;所以:Δx1=x2-x1=16 m,Δx2=x3-x2=38 m,故平均速度大小分別為:eq \x\t(v)1=eq \f(Δx1,Δt1)=8 m/s,eq \x\t(v)2=eq \f(Δx2,Δt2)=38 m/s,選項(xiàng)B正確.
2.答案 B
解析 全長66 km表示路程,故A錯(cuò)誤;通過起點(diǎn)和終點(diǎn)的速度均是瞬時(shí)速度,故B正確;因位移未知,故不能求解平均速度,故C錯(cuò)誤;由v=eq \f(s,t)可知,平均速率為v=eq \f(66 km,0.5 h)=132 km/h,大于全程限速100 km/h,該汽車超速,故D錯(cuò)誤.
3.答案 D
解析 由eq \x\t(v)=eq \f(Δx,Δt)可得:eq \x\t(v)AB=eq \f(1,1) m/s=1 m/s,eq \x\t(v)AC=eq \f(\r(5),2) m/s,故A、B正確;所選取的過程離A點(diǎn)越近,其相應(yīng)階段的平均速度越接近A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,故C正確;由A經(jīng)B到C的過程不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)過程,故B點(diǎn)雖然為中間時(shí)刻,但其速度不等于AC段的平均速度,D錯(cuò)誤.
4.解析:選A 設(shè)B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tB,則x=v1eq \f(tB,2)+v2eq \f(tB,2),即tB=eq \f(2x,v1+v2);對(duì)于A的運(yùn)動(dòng)有tA=eq \f(x,2v1)+eq \f(x,2v2)=eq \f(x?v1+v2?,2v1v2),eq \f(tA,tB)=eq \f(?v1+v2?2,4v1v2)>1(v1≠v2),即tA>tB,所以A選項(xiàng)正確。
5. 【答案】C
【解析】A項(xiàng),位移時(shí)間圖像斜率表示速度,甲物體沿正方向運(yùn)動(dòng),沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng),而乙物體始終沿正方向運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤.
B項(xiàng),距離為兩物體同一時(shí)刻縱坐標(biāo)差值,由圖可知時(shí)最小為零,即相遇,故B項(xiàng)錯(cuò)誤.
C項(xiàng),平均速度等于位移與時(shí)間的比值.這段時(shí)間內(nèi)兩物體位移和時(shí)間均相同,故C項(xiàng)正確.
D項(xiàng),由位移圖像可以看出,甲、乙兩物體之間的最大距離為時(shí)的,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.
6.【答案】D
【解析】解:人往返一次通過的位移為0,故平均速度為零。故選:D
題組C 培優(yōu)拔尖練
1.答案 (1)eq \f(2v1v2,v1+v2) (2)eq \f(v1+v2,2) (3)后一種情況平均速度較大
解析 (1)設(shè)甲、乙兩地的距離為x,前一半路程所用時(shí)間為t1,后一半路程所用時(shí)間為t2,根據(jù)平均速度的定義式有v=eq \f(x,t1+t2),又t1=eq \f(\f(x,2),v1),t2=eq \f(\f(x,2),v2),解得v=eq \f(2v1v2,v1+v2).
(2)設(shè)全程所用時(shí)間為t,前一半時(shí)間的位移為x1=v1·eq \f(t,2),后一半時(shí)間的位移為x2=v2·eq \f(t,2),由平均速度的定義式得v′=eq \f(x1+x2,t)=eq \f(v1+v2,2).
(3)v′-v=eq \f(v1+v2,2)-eq \f(2v1v2,v1+v2)=eq \f((v1-v2)2,2(v1+v2))≥0,
由于v1≠v2,所以v′>v,即后一種情況的平均速度較大.
2.答案 D
解析 由題圖甲知,雷達(dá)第一次發(fā)射電磁波時(shí),飛機(jī)和雷達(dá)的距離為s1=eq \f(1,2)ct1=eq \f(1,2)×3×108×4×10-4 m=6×104 m,由題圖乙得雷達(dá)第二次發(fā)射電磁波時(shí),飛機(jī)和雷達(dá)的豎直距離為h=eq \f(1,2)ct2=eq \f(1,2)×3×108×2×10-4 m=3×104 m.設(shè)該段時(shí)間內(nèi)飛機(jī)水平飛行的距離為s2,則s1、s2、h在空間構(gòu)成一個(gè)直角三角形,利用數(shù)學(xué)關(guān)系得s2=eq \r(s12-h(huán)2)=3eq \r(3)×104 m,飛機(jī)的飛行速度v=eq \f(s2,t)≈300 m/s,選D.
3.解析:(1)設(shè)t=0時(shí)刻,人位于路燈的正下方O處,在時(shí)刻t,人走到S處,根據(jù)題意有OS=vt,過路燈P和人頭頂?shù)闹本€與地面的交點(diǎn)為M,即為t時(shí)刻人頭頂影子的位置,如圖所示,OM為人頭頂影子到O點(diǎn)的距離。
由幾何關(guān)系可知eq \f(h,OM)=eq \f(l,OM-OS)
解得OM=eq \f(hv,h-l)t
因OM與時(shí)間t成正比,故人頭頂?shù)挠白幼鰟蛩龠\(yùn)動(dòng)。
(2)由圖可知,在時(shí)刻t,人影長度為SM,由幾何關(guān)系,有SM=OM-OS
得SM=eq \f(lv,h-l)t,故影長隨時(shí)間的變化率為k=eq \f(lv,h-l)。
答案:見解析
4.解析:選D 設(shè)車的速度是a,人的速度是b,每隔t時(shí)間發(fā)一輛車。
兩輛車之間的距離是:at
車從前面來是相遇問題,人與車之間的距離也是:at
那么:at=t1(a+b)①
車從背后超過是一個(gè)追及問題,
那么:at=t2(a-b)②
則由①式和②式可知,t1(a+b)=t2(a-b),
化簡得:b=eq \f(a?t2-t1?,t1+t2)
所以,at=t1(a+b)=t1eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(a+\f(a?t2-t1?,t1+t2)))
化簡得:t=t1eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(t2-t1,t2+t1))),
從而得出t=eq \f(2t1t2,t1+t2),故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。
5.【答案】BD
【解析】由圖可以看出,甲的速度變化量小而時(shí)間長,故它的加速度小,A不對(duì);也可以通過對(duì)甲、乙的圖線與時(shí)間軸的夾角來判斷,它們均大于,故甲的斜率小于乙的斜率,所以甲的加速度小于乙的加速度,A不對(duì);時(shí)刻之前,乙與時(shí)間軸所轉(zhuǎn)成的面積大于甲于時(shí)間軸所轉(zhuǎn)成的面積,故乙的位移大于甲,所以乙物體在前,甲物體在后,B是正確的;可見,時(shí)刻甲乙兩物體不能夠相遇,故C是不對(duì)的;在時(shí)刻,根據(jù)幾何關(guān)系可知,乙與時(shí)間軸所轉(zhuǎn)成的面積正好等于甲與時(shí)間軸所轉(zhuǎn)成的面積,故它們的位移是相等的,甲乙兩物體相遇,D不對(duì).
課程標(biāo)準(zhǔn)
課標(biāo)解讀
1.通過抽象概括,理解速度的含義。知道速度的定義式、單位和方向。
2.理解平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系,初步體會(huì)極限方法在研究物理問題中的應(yīng)用和意義。知道勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及速率的含義。能在實(shí)際問題中正確辨析、應(yīng)用以上關(guān)于速度的概念。
3.會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量平均速度和瞬時(shí)速度。認(rèn)識(shí)如實(shí)記錄數(shù)據(jù)、實(shí)事求是的重要性,培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度。
4.理解v-t圖像的含義,能用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制v-t圖像,并會(huì)根據(jù)v-t圖像分析物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化。
5.聯(lián)系與速度有關(guān)的實(shí)例,體會(huì)物理學(xué)在生產(chǎn)和生活中的用途,增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)的興趣。
1、通過比值法定義速度,通過實(shí)例理解速度的矢量性。
2、通過對(duì)比理解平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系,并通過例題與練習(xí)題掌握它們的應(yīng)用。
3、通過對(duì)比理解速度和速率的區(qū)別與聯(lián)系。
4、掌握用v-t圖像描述直線運(yùn)動(dòng)的方法。
5、通過實(shí)驗(yàn)掌握測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度的方法,了解其他測速原理和方法。
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