2020-2021学年5.3 直线运动随堂练习题
展开5.3 直线运动
一.选择题(共12小题)
1.从匀速直线运动的速度公式v=可知,( )
A.速度与路程成正比
B.速度与时间成反比
C.匀速直线运动的速度不随时间或路程而变化
D.速度决定于通过的路程
2.关于平均速度,下列叙述中错误的是( )
A.平均速度就是物体在各处运动速度的平均值
B.在相同路程内,物体运动的时间越少则平均速度越大
C.做变速直线运动的物体,在不同时间内,平均速度一般不相同
D.做变速直线运动的物体,在不同路程内,平均速度有可能相同
3.湖北省第十四届中学生运动会于5月17至27日在秀美山水宜居名城﹣﹣湖北•黄石成功举行.在百米赛跑比赛中,黄石籍男运动员小磊同学赛出了个人最佳成绩.经过计算,他的百米赛跑平均速度约等于( )
A.2.5 m/s B.3.3 m/s C.7.0 m/s D.11.1m/s
4.下列图象中,能正确反映“匀速直线运动”的是( )
A. B. C. D.
5.运动会男子100m决赛,同学们测量了运动员跑到离起点20m、80m、100m处的时间.其中前三名的时间见下表,下列说法正确的是( )
距离s/m 时间t/s 姓名 | 20 | 80 | 100 |
王小兵 | 2.3 | 8.4 | 12.2 |
刘磊 | 2.4 | 8.3 | 11.8 |
周伟 | 2.5 | 8.4 | 11.4 |
A.三名运动员全程都匀速直线运动
B.全程王小兵的平均速度最大
C.在20﹣80m内,刘磊和周伟的平均速度大小相等
D.在每段距离内,周伟的平均速度都是最大的
6.如图所示的图象中,描述的是同一种运动形式的是( )
A.甲与丙 B.甲与乙 C.丙与丁 D.乙与丙
7.小球从左向右运动时,每隔相等时间曝光一次,所得到的照片如图所示,其中小球做匀速直线运动的是( )
A. B. C. D.
8.在北京南站和青岛之间的铁路线长约为819km,火车运行时间约为4h50min,火车运行平均速度约为( )
A.170km/h B.182km/h C.204km/h D.234km/h
9.2017年5月31日,中国选手苏炳添在国际田联钻石联赛尤金站男子100m比赛中,以9秒92的成绩获得亚军,成为当今跑得最快的黄种人,如图,在这次100m比赛中,苏炳添的平均速度约为( )
A.0.1m/s B.1m/s C.10m/s D.100m/s
10.下列情况中物体做匀速直线运动的是( )
A.列车正在进站
B.石块从高处自由落下
C.垒球被竖直向上抛出
D.汽车在平直的公路上始终以不变的速度行驶
11.水平地面上的a、b、c三小车同时同地沿同一直线上做匀速直线运动,其中a、b两小车的s﹣t图线如图所示.运动4秒时,a、b间的距离和b、c间的距离均为12米.若将c小车的s﹣t图线也画在图中,则下列关于c小车的s﹣t图线判断中正确的是( )
A.一定在b图线的上方 B.一定与a图线重合
C.可能在b图线的上方 D.可能在a图线的下方
12.A、B两人各自沿直线从甲地去乙地.A所用时间为tA,B所用时间为tB.已知A在前一半时间内平均速度为v1,后一半时间内平均速度为v2;而B在前一半路程内平均速度为v1,后一半路程内平均速度为v2且v1≠v2,那么,tA和tB的关系为( )
A.tA>tB B.tA=tB C.tA<tB D.无法确定
二.填空题(共12小题)
13.一个做匀速直线运动的物体,5s内通过30m,则速度是 m/s,它在第6s末的速度是 m/s.
14.一物体在一条直线上运动,它在前10s内通过的路程为16m,在接下去的10s内通过的路程为20m,那么物体在第一个10s内的平均速度为 m/s,在第二个10s内的平均速度为 m/s,它在前20s内的平均速度为 m/s.
15.“五一节”期间,很多外地游客乘坐重庆长江索道,体验重庆的“立体交通”.如图所示,长江索道全长约1165m,某次单程运行时间为233s,则索道在该次运行的平均速度为 m/s.驶离站台后,车厢里的游客以对面的建筑为参照物,判断自己是 (选填“运动”或“静止”)的.
16.阳湖中学龙舟队参加市300m龙舟赛,前150m的平均速度为3m/s,后150m的平均速度为5m/s,全程的平均速度为 m/s,赛道终点前方留有一段长长的水道,这是因为 .
17.如图是一个水滴下落过程的示意图,水滴通过AB和BC所用时间均为0.1s.水滴由A位置下落到C位置运动的距离是 cm,则这个过程中水滴下落的平均速度是 m/s.
18.2017年元旦,小华全家开车自驾游,他们07:00从合肥出发,08:00在服务区休息一会后,08:30继续前进,10:00到达南京.途中有辆宝马轿车超过了他们,小华感觉自己的车在后退,他是以 为参照物;已知合肥到南京高速公路全程为198km,则小华家的车在全程的平均速度为 km/h.
19.小丽同学在参加体育考试的400m跑测试时,以小丽为参照物,站在终点的计时员是 的,小丽跑完全程所用的时间是1min40s,则她的平均速度是 km/h.
20.小明坐高铁去奶奶家,他在网上查询得知:杭州至南京铁路全长约250千米,从杭州到南京最快50分钟就可以到达,请你帮他计算该火车全程的平均速度是 千米/时.当天在下雨,当火车在南北方向上飞驰时,落在火车窗户上的雨滴的印迹如图所示,则该车行驶的方向是向 .
21.如图所示是一辆汽车在10s内的速度﹣时间图象,由图象可知,从第2~4s的过程中,汽车的速度 (选填“增大”“减小”或“不变”);汽车在第4~6s这段时间内共前进了 m.
22.在测量平均速度的实验中,某同学用刻度尺测量小车通过的路程(如图甲所示),该刻度尺的分度值为 ,则小车通过的路程为 cm,用停表测量小车通过该段路程所用时间(如图乙所示),该段路程中小车运动的平均速度为 m/s.
23.频闪照相机是每隔0.2s闪拍一次,如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,分析照片可知:小球从A点到F点共运动了 cm的路程;小球从B点到E点的平均速度为 m/s.
24.一辆汽车做直线运动,以速度v行驶的路程,接着以20km/h的速度行驶完余下的路程,若全程的平均速度是28km/h,则v是 km/h.
三.实验探究题
25.如图是测小车的平均速度的图片,其中刻度尺的分值为1mm,图中是小车到达A、B、C三处电子表显示.
(1)该实验根据的公式是 ;
(2)为了方便计时,应使斜面的坡度较 ;(填“大”或“小”)
(3)据图中信息sAB= cm,tBC= s,vAB= cm/s,小车做 运动(选填“匀速”“加速”).
(4)如果让小车过了A点才开始计时则会使测到的AC段速度偏 (“大”或“小)
26.如图是某实验小组“测量小车平均速度”的情形,如图所示,小车从位置A开始沿直线运动到位置B,所用的时间为2s,则小车从A到B通过的总路程为 cm,这段时间内小车运动的平均速度是 m/s.
27.在“测量物体运动的速度”的实验中,小龙和小柳测量小明跑40m的速度.
(1)小龙和小柳用 (填一种测量工具)在室外测出40m的路程.
(2)小柳担任计时员,他用 (填一种测量工具)测量小明跑步的时间,他应站在 处(选填“起点”或“40m”).
(3)小龙担任发令员,发令后,小明跑完40m的路程,小柳计时如图所示,由图可知,小明跑40m所用的时间为 s.
(4)小明跑40m的速度是 m/s.
28.如图所示,在测量小车运动的平均速度实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可算出小车在各段的平均速度.
(1)图中AB段的距离SAB= cm,则AB段的平均速度vAB= cm/s.
(2)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度vAB会偏 .
(3)vBC vAC.
29.如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验.
(1)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 (填“大”或“小”).
(2)小车沿斜面下滑的过程中,受到 个力的作用(空气阻力忽略不计),请画出小车在斜面最顶端时所受重力的示意图.
(3)图中秒表的1格表示1秒,甲、乙、丙分别对应了小车在起点、中点、终点位置的时间.其中s1=90cm小车长10cm,则小车通过下半段路程的平均速度V2= m/s.
30.小华在探究“测量物体运动的平均速度”的实验时:
【实验原理】v=;
【实验器材】斜面 木块 小车 停表 金属片 ;
【进行实验】
使斜面保持一定的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测出小车将通过的路程s1.
测量出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1.
根据测得的s1和t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1.
将金属片移至s1的中点,测出小车从斜面顶点滑过斜面上半段路程s2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度v2.
通过计算下半段路程s3,下半段时间t3,算出小车通过下半段路程的平均速度v3= .
【实验表格】
请你帮助小华设计一个实验表格
31.在“测量纸锥下落的速度”实验中,小华用两个等大的圆纸片,做成两个锥角不等的纸锥,如图甲所示.
(1)实验要测量的物理量有下落的高度和 .
(2)实验时想纸锥下落慢点,最好选择图甲中的 (选填“大”或“小”)纸锥进行测量.
(3)频闪摄影是研究变速运动常用的手段.频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.图乙是纸锥竖直下落的频闪照片,频闪仪每隔0.1s闪光一次.纸锥从A到B过程的平均速度为vAB,从B到C过程的平均速度为vBC,则vAB:vBC= .
32.小杰和小卫在实验能力考查“探究小车下滑速度与斜面坡度的关系”实验中,采用如图所示装置,用带刻度尺的长木板和长方体小木块组装成斜面,斜面的80cm和30cm处分别作为小车运动计时的起点和终点,多次练习让小车从起点自由滑下并能顺利通过终点.
(1)小杰回想知识如下:该实验测量速度的原理是 ,根据该原理除了图示所用器材外,还需要的测量工具是 .小卫还想到八年级“测量速度实验”时,把路程分为上、下两个半段,上、下半段及全程的速度都不相等.
(2)他们通过长方体小木块的立放、侧放和平放三种方式改变斜面的坡度,分别进行了三次实验,测量的实验数据如表所示.
实验次数 | 小车运动的路程s/m | 小车运动的时间t/s | 小车运动的速度 v/m•s﹣ |
立放 | 0.5 | 1.0 | 0.50 |
侧放 | 0.5 | 2.0 | 0.25 |
平放 | 0.5 | 4.0 | 0.125 |
通过分析实验数据,可以得出实验结论是 .
(3)实验中的三次实验,小车运动计时的起点和终点均是斜面的80cm和30cm处,他们这样设计的目的是 .
(4)通过该实验的体验,他们给同学们提出建议如下:实验时坡度最好是先小后大,最终坡度不宜过大.坡度不宜过大的原因是 .
33.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.
①小车从斜面下滑过程中,其能量转化情况是 ;
②小组同学们讨论后认为实验时斜面的倾斜度不宜太大,你认为这样做的理由是 (答案合理即可).
③图中AB段的路程sAB= cm,如果测得时问tAB=1.6s.则AB段的平均速度vAB= cm/s.
④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 .
34.小玲利用如图的装置来测量小车运动的平均速度.她让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达斜面B点和终点C点的时间和距离,即可测出不同阶段的平均速度.
(1)实验时,小玲发现小车下滑的速度很快,不便于测量时间,这时她应该 (填“增大”或“减小”)斜面的坡度;
(2)实验装置调整好后,小玲重新进行了实验,她用停表测得小车通过s1这段距离所用的时间为4.5s,用刻度尺正确测量出s1的长度为90.0cm,那么小玲所使用刻度尺的分度值应该是 ,她所测量的AC段的平均速度为 m/s;
(3)为了测量小车从A滑到C时下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度,他测得的平均速度比真实值偏 (填“大”或“小”).
35.在探究气泡运动规律的实验中,小明实验小组在长约0.5米的细玻璃管内注入水,管内留有一小气泡,他们用橡皮塞塞住管口后,用橡皮筋在管上做出等距离(10cm)的记号.在探究过程中,他们观察到如下现象:
(1)小明把玻璃管倒过来左手拿着并尽量保持垂直,看到气泡在上升运动,这是以 为参照物作出判断的.
(2)他右手迅速拿起秒表开始测量气泡经过每个橡皮筋的时间,并把路程和时间记录在预先设计好的表格中,如下表,小气泡所做的是 (匀速/变速)直线运动.气泡在40cm运动中的平均速度是 m/s.请在如图坐标中画出气泡的运动的路程时间图象.
(3)小华看着小明,认为他的实验操作不规范,你认为他的操作有什么地方不规范 .
(4)为了判断气泡是否做直线运动,小雪认为在实验器材的选择上也有改进的地方,你认为什么器材需要改进 .(写上一条)
(5)除了上述改进外,你认为实验过程中还有什么地方可以改进,以便于更准确测量气泡的运动时间,并判断其是否做匀速直线运动.
路程s/cm | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
时间t/s | 0 | 2.3 | 4.2 | 6.1 | 8.0 |
36.小新和同学一起用硬纸板搭建如图所示的轨道,测量小球运动的平均速度.
(1)根据实验的原理 ,需要测量的物理量是小球运动的路程和所用的时间.
(2)他们先用钢卷尺对轨道的各段长度进行测量并分段作了标记,因 的测量误差较大,需多次测量.为保证小球每次通过A点的速度相同,必须用同一小球从左边斜面的 高度由静止释放.
(3)从A点开始计时,用电子秒表分别测量小球经过B、C、D、E各点的时间,整理实验数据并记录在下表中.分析表中数据可知,vBC vCD.
路段 | 距离s/cm | 运动时间t/s | 平均速度v/(m.s﹣1) |
AB | 50.00 | 0.45 | 1.11 |
BC | 50.00 | 0.60 | 0.83 |
CD | 50.00 | 0.75 | 0.67 |
DE | 100.00 | 0.93 | 1.08 |
(4)小球在BD段运动的平均速度为 m/s.(计算结果保留两位小数)
37.在测平均速度的实验中(如图),斜面应选择较 (填“大”或“小”)坡度,这样设计是为了实验中便于 .若秒表每格为1s,则该实验中,小车通过全程的平均速度是 .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.
38.科学探究活动通常包括以下环节:提出问题、猜想与假设、制定计划、收集证据、评估交流等,某组同学探究“物体下落时运动速度随时间的变化规律”的过程如下:
A.有同学认为:物体下落的时间越长,运动的速度越大.
B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用刻度尺测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离.找出速度随时间变化的规律,以验证假设.
C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入表中,图甲是对应的s﹣t图线.然后将不同数量的“小纸杯叠放在一起从空中下落,分别测出它们的v﹣t图线,如图乙中图线1、2、3、4、5所示.
D.同学们对实验数据进行分析、归纳,验证假设.
时间/s | 下落距离/m |
0.0 | 0.000 |
0.4 | 0.036 |
0.8 | 0.467 |
1.2 | 0.957 |
1.6 | 1.447 |
2.0 | x |
(1)与上述过程中A步骤相应的科学探究环节是 .
(2)图甲中的AB段反映了物体在做 运动,从表格中的数据看,同学们使用的刻度尺的分度值为1 ,表中x处的值为 .
(3)分别将不同数量的“小纸杯”叠放在一起重复实验的目的是 .
(4)请归纳“小纸杯”在下落的整个过程中的运动状态: .
39.如图所示,在测量小车运动的平均速度实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可算出小车在各段的平均速.
(1)已知图中AB段的距离sAB等于40.0cm,测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB= cm/s
(2)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度vAB会偏 .
(3)实验中应多次测量,每次测量时必须让小车从 由静止开始下滑.
(4)vBC vAC (填“>”、“<”或“=”).
40.某小组同学在大小相等的圆形纸上,剪去大小不等的圆心角,后粘贴成A、B两个锥角明显不等的纸锥.
(1)为了比较纸锥下落的快慢,应将纸锥按图所示的位置释放,目的是让它们从 下落;
(2)若纸锥从图示位置同时由静止释放,可以通过 比较下落至地面的来比较纸锥下落的快慢;还可以比较同一时刻纸锥下落的 来比较下落的快慢.
(3)纸锥在下落的开始阶段作的是 (选填“匀速”变速”)直线运动;探究发现,若释放的位置足够高,纸锥最后均作匀速直线运动;
(4)请你作出猜想,两个纸锥在最后阶段的匀速直线运动, (选填“A”/“B”)的速度比较大;
(5)周末午后,秋雨绵绵,小华陪奶奶在院子里聊天,她观察到雨滴从屋檐上不停地落下,雨滴落地前作的是 (选填“匀速”/“变速”)直线运动.
参考答案与解析
一.选择题(共12小题)
1.从匀速直线运动的速度公式v=可知,( )
A.速度与路程成正比
B.速度与时间成反比
C.匀速直线运动的速度不随时间或路程而变化
D.速度决定于通过的路程
【分析】物体做匀速直线运动时,速度大小保持不变,它可以通过路程与时间的比值来计算,但与路程和时间的大小无关.
【解答】解:
做匀速直线运动的物体,快慢程度一定,所以速度大小与路程和时间没有关系.
故选C.
【点评】本题考查匀速直线运动的特点,关键知道此时速度大小不变,与路程和时间无关.
2.(2017•天门)关于平均速度,下列叙述中错误的是( )
A.平均速度就是物体在各处运动速度的平均值
B.在相同路程内,物体运动的时间越少则平均速度越大
C.做变速直线运动的物体,在不同时间内,平均速度一般不相同
D.做变速直线运动的物体,在不同路程内,平均速度有可能相同
【分析】物体运动路程与所用时间的比值是物体的平均速度,根据平均速度的定义及平均速度公式分析答题.
【解答】解:A、物体运动路程与所用时间的比值是物体的平均速度,平均速度不是物体在各处运动速度的平均值,故A说法错误,符合题意;
B、由平均速度公式v=可知,在相同路程内,物体运动的时间越少则平均速度越大,故B说法正确,不符合题意;
C、物体的平均速度取决于物体的路程与所用时间的比值,做变速直线运动的物体,在不同时间内,平均速度一般不相同,故C说法正确,不符合题意;
D、物体的平均速度取决于物体的路程与所用时间的比值,做变速直线运动的物体,在不同路程内,如果路程与时间的比值相等,则平均速度相同,如果路程与时间的比值不同,则速度不同,所以在不同路程内,平均速度有可能相同,故D说法正确,不符合题意;
故选A.
【点评】本题考查了平均速度概念及平均速度的决定因素,是一道基础题,熟练掌握并灵活应用基础知识即可正确解题.
3.(2017•黄石)湖北省第十四届中学生运动会于5月17至27日在秀美山水宜居名城﹣﹣湖北•黄石成功举行.在百米赛跑比赛中,黄石籍男运动员小磊同学赛出了个人最佳成绩.经过计算,他的百米赛跑平均速度约等于( )
A.2.5 m/s B.3.3 m/s C.7.0 m/s D.11.1m/s
【分析】此题考查对生活中常见物体物理量的估测,结合男子百米世界纪录略小于10s,估算中学生运动会中男运动员的运动成绩,找出符合实际的选项即可.
【解答】解:男子百米世界纪录中百米纪录略小于10s,即运动速度略大于10m/s;中学生百米所用时间要超过10s,即运动速度要小于10m/s,不可能达到11.1m/s;而2.5m/s和3.3m/s太慢,7m/s符合题意.
故选C.
【点评】对日常生活中的速度、质量、长度、温度等进行准确的估测,是要求初中学生掌握的一种基本能力,平时注意观察,结合所学知识多加思考,逐渐培养这方面的能力.
4.(2017•青岛)下列图象中,能正确反映“匀速直线运动”的是( )
A. B. C. D.
【分析】匀速直线运动的速度保持不变,根据图象的形状分析物体的运动情况.
【解答】解:
A、s﹣t的图象是变化的曲线,并且随时间增加路程也增加,但不成正比例,也就是物体做加速运动.故A不符合题意;
B、s﹣t图象是变化的曲线,并且随时间增加路程在变小,也就是物体做减速运动.故B不符合题意;
C、该图表示物体的速度不变,做匀速直线运动.故C符合题意;
D、该图表示物体的速度均匀增大,物体做匀加速直线运动.故D不符合题意.
故选C.
【点评】本题是基本的读图问题,从图象的形状、斜率等方面研究物体的运动情况,根据数学知识进行解答.
5.(2017•百色)运动会男子100m决赛,同学们测量了运动员跑到离起点20m、80m、100m处的时间.其中前三名的时间见下表,下列说法正确的是( )
距离s/m 时间t/s 姓名 | 20 | 80 | 100 |
王小兵 | 2.3 | 8.4 | 12.2 |
刘磊 | 2.4 | 8.3 | 11.8 |
周伟 | 2.5 | 8.4 | 11.4 |
A.三名运动员全程都匀速直线运动
B.全程王小兵的平均速度最大
C.在20﹣80m内,刘磊和周伟的平均速度大小相等
D.在每段距离内,周伟的平均速度都是最大的
【分析】根据表格数据求出王小兵在0~20m、20~80m、80~100m区间内所需的时间;知道各段的路程和时间,根据速度公式求出各段的平均速度;根据各段的速度大小三名运动员进行的运动.
【解答】解:A、三名运动员全程都是变速直线运动,故A错误;
B、全程周伟所用的时间最少,所以全程周伟的平均速度最大,故B错误;
C、在20﹣80m内,刘磊和周伟的时间都是8.4s﹣2.5s=5.9s,路程相同,所以平均速度大小相等,故C正确;
D、在20m内,周伟所用的时间最多,该段路程内,周伟的平均速度最小,故D错误.
故选:C.
【点评】(1)相同时间内通过相同的路程,物体不一定是匀速运动;物体进行匀速运动,在相同的时间内通过的路程一定相等.
(2)计算平均速度时,一定要用该段的路程和时间,根据速度公式计算平均速度.
6.如图所示的图象中,描述的是同一种运动形式的是( )
A.甲与丙 B.甲与乙 C.丙与丁 D.乙与丙
【分析】匀速直线运动的特点的图象有两种表示方法:s﹣t图象和v﹣t图象.一定要分清楚其本质的不同.
【解答】解:如果是s﹣t图象,则横轴表示时间,纵轴表示距离,因速度不变,s与t成正比,所以图象是过点O的射线,如图丙.
如果是v﹣t图象,则横轴表示时间,纵轴表示速度,因速度不变,所以图象是平行于横轴的射线,如图乙.
故选D.
【点评】本题考查匀速直线运动的特点如何通过图象来表示.图象能很直接的反应物体的运动规律,对于图象题,首先看清两个坐标轴所表示的物理量,再顺着图象看随横坐标轴变化,纵坐标轴如何变化,找到物体的运动规律.
7.小球从左向右运动时,每隔相等时间曝光一次,所得到的照片如图所示,其中小球做匀速直线运动的是( )
A. B. C. D.
【分析】匀速直线运动是指运动速度保持不变,方向为直线的运动,反映在频闪摄影中就是相同时间内,小球运动的距离均相同.
【解答】解:读图可知,只有B图是在相同的时间间隔内,小球运动的距离均相同,而A图是做加速运动,C图是做减速运动,D图则是先加速后减速,故只有B符合题意.
故选B.
【点评】解答本题的关键是理解匀速直线运动的概念,并会通过频闪摄影的图片来判断其运动状态.
8.在北京南站和青岛之间的铁路线长约为819km,火车运行时间约为4h50min,火车运行平均速度约为( )
A.170km/h B.182km/h C.204km/h D.234km/h
【分析】知道北京南站和青岛之间的铁路线长以及火车运行时间,根据v=求出火车运行平均速度,然后与选项相比较得出答案.
【解答】解:北京南站和青岛之间的铁路线长s=819km,火车运行时间t=4h50min=h,
则火车运行平均速度:
v==≈169.4km/h,
由选项可知,与之接近的为170km/h.
故选A.
【点评】本题考查了平均速度的计算,是一道基础题目.
9.2017年5月31日,中国选手苏炳添在国际田联钻石联赛尤金站男子100m比赛中,以9秒92的成绩获得亚军,成为当今跑得最快的黄种人,如图,在这次100m比赛中,苏炳添的平均速度约为( )
A.0.1m/s B.1m/s C.10m/s D.100m/s
【分析】已知苏炳添百米所用时间,利用公式v=得到平均速度.
【解答】解:苏炳添的百米平均速度为v==≈10m/s.
故选C.
【点评】本题考查平均速度的计算,属于基础题.
10.下列情况中物体做匀速直线运动的是( )
A.列车正在进站
B.石块从高处自由落下
C.垒球被竖直向上抛出
D.汽车在平直的公路上始终以不变的速度行驶
【分析】匀速直线运动的特点是:速度不变、方向不变.
【解答】解:
A、列车进站是速度减小,运动方向也可能变化,不是匀速直线运动.不符合题意;
B、石块从高处自由落下,在重力的作用下速度越来越快,不是匀速直线运动.不符合题意;
C、向上抛出的垒球受到竖直向下的重力,所以运动速度越来越慢,不是匀速直线运动.不符合题意;
D、汽车在平直的公路上始终以不变的速度行驶,速度和方向都不变,属于匀速直线运动.符合题意.
故选D.
【点评】此题考查的是我们对于匀速直线运动的理解,只有速度的大小和方向都不变的运动才是匀速直线运动.
11.水平地面上的a、b、c三小车同时同地沿同一直线上做匀速直线运动,其中a、b两小车的s﹣t图线如图所示.运动4秒时,a、b间的距离和b、c间的距离均为12米.若将c小车的s﹣t图线也画在图中,则下列关于c小车的s﹣t图线判断中正确的是( )
A.一定在b图线的上方 B.一定与a图线重合
C.可能在b图线的上方 D.可能在a图线的下方
【分析】由图象读出经过4s时a和b通过的路程,根据a和b距离为12米,判断出运动方向;分情况讨论c的运动情况,根据相距的路程推断速度.
【解答】解:题意中三小车同时同地沿同一直线上做匀速直线运动,没有指明同向;
由图象可以读出经过4s时,a经过的路程是8米,b经过的路程是4米,而a、b间的距离为12米,所以ab的运动方向相反,且a的速度大于b的速度;
如果c的运动方向与a相同,根据运动4秒时b、c间的距离也为12米,可判断c的速度等于a的速度;
如果c的运动方向与b相同,则c的速度必大于b的速度,两者距离才可能相距12米.
所以c的速度一定大于b的速度,c小车的s﹣t图线一定在b图线的上方.
故选A.
【点评】此题主要考查的是学生对速度计算公式的理解和掌握,读懂图象是解决此题的关键.
12.A、B两人各自沿直线从甲地去乙地.A所用时间为tA,B所用时间为tB.已知A在前一半时间内平均速度为v1,后一半时间内平均速度为v2;而B在前一半路程内平均速度为v1,后一半路程内平均速度为v2且v1≠v2,那么,tA和tB的关系为( )
A.tA>tB B.tA=tB C.tA<tB D.无法确定
【分析】根据平均速度的定义式分别求出甲和乙的平均速度,然后比较平均速度的大小来判断两个时间的大小关系.
【解答】解:
A在全程的平均速度为vA===,
B在全程的平均速度为vB===;
∵﹣=﹣2(v1﹣v2)2<0,
∴vA>vB,
而s一定,由公式t=知,tA<tB.
故选C.
【点评】解决本题的关键是掌握平均速度的计算公式,并写出正确的等量关系式.
二.填空题
13.一个做匀速直线运动的物体,5s内通过30m,则速度是 6 m/s,它在第6s末的速度是 6 m/s.
【分析】经过的路线是直线,快慢不变的运动叫匀速直线运动.已知物体通过的路程和所用时间,利用公式v=得到速度.
【解答】解:
物体运动的速度为v===6m/s;
因为物体做匀速直线运动,速度不变,所以它在第6s末的速度也是6m/s.
故答案为:6;6.
【点评】匀速直线运动是最简单的运动,也是最特殊的运动,一般物体的运动都是变速的.
14.一物体在一条直线上运动,它在前10s内通过的路程为16m,在接下去的10s内通过的路程为20m,那么物体在第一个10s内的平均速度为 1.6 m/s,在第二个10s内的平均速度为 2 m/s,它在前20s内的平均速度为 1.8 m/s.
【分析】知道前后10s内通过的路程,根据v=求出前后10s的平均速度;总路程和总时间的比值即为在整个20s内的平均速度.
【解答】解:前10s的平均速度:
v1===1.6m/s,
后10s的平均速度:
v2===2m/s,
在整个20s内的平均速度:
v===1.8m/s.
故答案为:1.6;2;1.8.
【点评】本题考查了平均速度的计算,关键是知道平均速度等于总路程和总时间的比值.
15.(2017•重庆)“五一节”期间,很多外地游客乘坐重庆长江索道,体验重庆的“立体交通”.如图所示,长江索道全长约1165m,某次单程运行时间为233s,则索道在该次运行的平均速度为 5 m/s.驶离站台后,车厢里的游客以对面的建筑为参照物,判断自己是 运动 (选填“运动”或“静止”)的.
【分析】(1)根据公式v=计算平均速度;
(2)运动和静止是相对的,相对于参照物来说物体位置发生变化则是运动的,否则是静止的.
【解答】解:(1)长江索道全长s=1165m,单程运行时间为t=233s,
索道在该次运行的平均速度为:v===5m/s.
(2)驶离站台后,车厢里的游客以对面的建筑为参照物,游客与地面位置发生了变化,所以游客自己是运动的.
故答案为:5;运动.
【点评】此题主要考查的是学生对速度的计算和运动静止相对性的理解和掌握,基础性题目.
16.(2017•常州)阳湖中学龙舟队参加市300m龙舟赛,前150m的平均速度为3m/s,后150m的平均速度为5m/s,全程的平均速度为 3.75 m/s,赛道终点前方留有一段长长的水道,这是因为 龙舟具有惯性 .
【分析】设总路程为s,算出前一半路程用的时间t1,后一半路程用的时间t2,则总时间为t=t1+t2,用公式v=计算出平均速度.
一切物体都有惯性.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质.
【解答】解:设总路程为s,则前、后一半路程均为150m,
由v=可得:
前一半路程用的时间t1═==50s,
后一半路程所用的时间t2===30s,
物体全程时间:
t=t1+t2=50s+30s=80s,
全程平均速度:
v====3.75m/s.
龙舟冲过终点,由于惯性,龙舟要保持它原来的运动状态,不能立即停下来,所以赛道终点前方留有一段长长的水道.
故答案为:3.75;龙舟具有惯性.
【点评】平均速度是指一段时间内的路程和这段时间的比值,用公式v=计算,不等于速度的平均值.为易错题.
17.如图是一个水滴下落过程的示意图,水滴通过AB和BC所用时间均为0.1s.水滴由A位置下落到C位置运动的距离是 20.0 cm,则这个过程中水滴下落的平均速度是 1 m/s.
【分析】首先确定刻度尺的分度值,然后读出水滴由A位置下落到C位置运动的距离;
已知时间和路程,利用v=计算平均速度.
【解答】解:由图可知,刻度尺的分度值为1cm,则水滴由A位置下落到C位置运动的距离为s=20.0cm=0.2m;
则这个过程中水滴下落的平均速度是v===1m/s.
故答案为:20.0;1.
【点评】“测量平均速度”实验是《课程标准》要求的必做实验之一.题目情景的设置,避开了频闪照片这一难点,使学生更容易关注测量平均速度的原理,是一道基础题.
18.2017年元旦,小华全家开车自驾游,他们07:00从合肥出发,08:00在服务区休息一会后,08:30继续前进,10:00到达南京.途中有辆宝马轿车超过了他们,小华感觉自己的车在后退,他是以 宝马轿车 为参照物;已知合肥到南京高速公路全程为198km,则小华家的车在全程的平均速度为 66 km/h.
【分析】(1)看被研究的物体与所选的标准,即参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的.
(2)根据v=计算全程的平均速度,休息时间也是全程时间的一部分.
【解答】解:途中有辆宝马轿车超过了他们,以宝马轿车为参照物,小华是向后运动的,所以小华感觉自己在后退,他是以宝马轿车为参照物;
全程的时间:t=10:00﹣07:00=3h,
全程的速度:v===66km/h.
故答案为:宝马轿车;66.
【点评】选择不同的参照物,物体的运动状态有可能不同,关键是看被研究对象与参照物间的位置是否发生变化;注意路程s和时间t的对应关系,全程时间中包含中间休息.
19.小丽同学在参加体育考试的400m跑测试时,以小丽为参照物,站在终点的计时员是 运动 的,小丽跑完全程所用的时间是1min40s,则她的平均速度是 14.4 km/h.
【分析】(1)在研究机械运动时,被假定为不动的物体叫参照物,如果物体的位置相对于参照物不断改变,物体是运动的;如果物体的位置相对于参照物的位置没有改变,则物体是静止的;
(2)已知路程和时间,利用v=可求其平均速度.
【解答】解:(1)小丽同学在参加体育考试的400m跑测试时,以小丽为参照物,终点计时员与小丽之间的位置不断发生变化,因此终点计时员是运动的;
(2)她的平均速度:v===4m/s=4×3.6km/h=14.4km/h.
故答案为:运动;14.4.
【点评】此题考查的是运动和静止的相对性、变速运动平均速度的求法;在处理变速运动的题时,无论中间的速度如何变化,只需用总路程除以总时间即可求出平均速度.
20.小明坐高铁去奶奶家,他在网上查询得知:杭州至南京铁路全长约250千米,从杭州到南京最快50分钟就可以到达,请你帮他计算该火车全程的平均速度是 300 千米/时.当天在下雨,当火车在南北方向上飞驰时,落在火车窗户上的雨滴的印迹如图所示,则该车行驶的方向是向 北 .
【分析】(1)知道路程和运动时间,根据速度计算公式v=计算平均速度;
(2)一切物体都有保持原来运动状态的性质叫惯性,任何物体都有惯性,物体的惯性大小取决于物体的质量,质量越大,惯性越大.
【解答】解:(1)该火车全程的平均速度:v===300km/h;
(2)水滴落在火车窗户上后,由于惯性,在水平方向仍保持向前的运动状态,最初接触玻璃呈圆形的部分很快停止,其余部分由于继续向前运动而向前抛洒,因此出现了先圆后不规整的痕迹;据此可判断火车向北行驶.
故答案为:300;北.
【点评】本题考查了速度公式的应用、利用惯性来解释生活中的现象,抓住物体运动状态的变化是解决此类题目的关键,考查了学生学以致用的能力.
21.如图所示是一辆汽车在10s内的速度﹣时间图象,由图象可知,从第2~4s的过程中,汽车的速度 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”);汽车在第4~6s这段时间内共前进了 60 m.
【分析】(1)根据图象分析从第2s到第4s的过程中速度的变化;
(2)由图象可知,汽车在第4~6s这段时间内对应的纵坐标v确定汽车做的运动;然后根据公式s=vt算出汽车行驶的距离.
【解答】解:(1)由图象可知,横轴是时间,纵轴是速度,该图象反映的是速度﹣时间图象,
从第2s到第4s的过程中,图象是一条斜向上的直线,表明汽车的速度随时间而增大;
(2)由图象可知,汽车在第4~6s这段时间内对应的纵坐标v=30m/s,做匀速直线运动,
由v=可得,汽车在第4s和第6s这两秒前进的距离是:
s=vt=30m/s×2s=60m.
故答案为:增大;60.
【点评】本题考查了学生分析图象的能力,图象在很多学科中都会用到,尤其在数学的学习中学生都比较了解.
22.在测量平均速度的实验中,某同学用刻度尺测量小车通过的路程(如图甲所示),该刻度尺的分度值为 1mm ,则小车通过的路程为 64.00 cm,用停表测量小车通过该段路程所用时间(如图乙所示),该段路程中小车运动的平均速度为 0.02 m/s.
【分析】(1)刻度尺的分度值(或叫最小刻度值)为相邻的刻度线表示的长度;
(2)使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位.其中分度值的下一位是估读值,其它都是准确值.
(3)根据图乙读出小车的运动时间,根据平均速度的计算公式v=计算出平均速度.
【解答】解:(1)由图知:1cm之间有10个小格,所以1个小格代表的是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;
(2)物体左端与0刻度线对齐,则小车通过斜面全程的路程为64.00cm.
(3)秒表小盘的分度值是0.5min,观察图乙可知,小车运动的时间为32s;
小车运动的路程为s=64.00cm=0.64m,
小车平均速度v===0.02m/s.
故答案为:1mm;64.00;32s; 0.02.
【点评】本题考查了平均速度的计算,能从图中准确读出小车运动的路程和运动时间是关键;在计算速度时要注意运动路程和运动时间的对应.
23.频闪照相机是每隔0.2s闪拍一次,如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,分析照片可知:小球从A点到F点共运动了 12.50 cm的路程;小球从B点到E点的平均速度为 0.125 m/s.
【分析】使用刻度尺测量物体的长度:读数时要估读到分度值的下一位;由图可知物体由A点到F运动的路程;由图读出从B点到E点的路程,而每两点间的时间为0.2s,可知从B至E的总时间,最后由速度公式可求得小球的平均速度.
【解答】解:由图可知,使用刻度尺的最小分度值是1mm,小球从A点到F点运动的路程为:12.50cm;
小球从B点到E点运动的路程为8.00cm﹣0.50cm=7.50cm=0.0750m,时间为:0.2s×3=0.6s;
平均速度为:v===0.125m/s.
故答案为:12.50;0.125.
【点评】本题的解题关键是正确读出小球滚动的路程和正确计算出小球滚动的时间,在用速度公式计算时要注意单位的换算.
24.一辆汽车做直线运动,以速度v行驶的路程,接着以20km/h的速度行驶完余下的路程,若全程的平均速度是28km/h,则v是 35 km/h.
【分析】设全程的路程大小为3s,根据v=分别求出前后两段运动的时间表达式,再得到全程平均速度的表达式,求出v.
【解答】解:设全程的路程为3s,由题意可知,前一段路程为2s,后一段路程为s,
由v=可得两段路程所用的时间分别为:
t1=,t2=,
全程的平均速度:
v=====28km/h,
化简解得v=35km/h.
故答案为:35.
【点评】本题考查对平均速度的理解和应用能力,常规题,关键是抓住平均速度的定义列式.
三.实验探究题
25.如图是测小车的平均速度的图片,其中刻度尺的分值为1mm,图中是小车到达A、B、C三处电子表显示.
(1)该实验根据的公式是 v= ;
(2)为了方便计时,应使斜面的坡度较 小 ;(填“大”或“小”)
(3)据图中信息sAB= 36 cm,tBC= 1 s,vAB= 1.8 cm/s,小车做 加速 运动(选填“匀速”“加速”).
(4)如果让小车过了A点才开始计时则会使测到的AC段速度偏 大 (“大”或“小)
【分析】(1)公式v=既能用于匀速直线运动求速度,又能用于变速直线运动求平均速度.
(2)若要计时方便,应使所用的时间长些.
(3)刻度尺的分度值为1mm,sAB、sBC、sAC为小车下端在A、B、C三点所对应的刻度值之差;tAB、tBC、tAC由秒表直接读出;用公式v=计算AC、AB段的平均速度;匀速直线运动是指速度大小不变的直线运动.
(4)过了A点后计时,所计时间偏小,求得速度发生变化.
【解答】解:(1)平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值,计算公式为v=;
(2)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面坡度应小;
(3)sAB=9.50cm﹣5.90cm=3.6cm=0.036m;tAB=10:35:22﹣10:35:20=2s;
sBC=5.90cm﹣0.10cm=5.80cm=0.058m;tBC=10:35:23﹣10:35:22=1s;
因为vAB===1.8cm/s;
vBC===5.8cm/s;
因为小车在不同的时间内的速度是改变的,所以小车做的是变速运动;
(4)过了A点后计时,所计时间偏小时,根据公式v=可知,路程不变的情况下,时间偏小,速度就会偏大.
故答案为:(1)v=;(2)小;(3)36;1;1.8;加速;(4)大.
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=求出平均速度.
26.(2017•深圳)如图是某实验小组“测量小车平均速度”的情形,如图所示,小车从位置A开始沿直线运动到位置B,所用的时间为2s,则小车从A到B通过的总路程为 80.0 cm,这段时间内小车运动的平均速度是 0.4 m/s.
【分析】由图示刻度尺确定刻度尺的最小分度值,由图读出小车前端在B位置与A位置所对应刻度尺的示数,两示数之差等于小车的路程;图示两钟表示数之差为小车的运动时间;已知小车的路程与运动时间,由平均速度公式可求出小车的平均速度.
【解答】解:由图知,刻度尺的最小分度值是1cm,
小车由A到B通过的路程:s=90.0cm﹣10.0cm=80.0cm=0.800m;
小车的运行时间t=2s;
小车的平均速度:v===0.4m/s;
故答案为:80.0;0.4.
【点评】本题是考查了求小车的平均速度,由图示求出小车的路程与运动时间是本题的重点与关键.
27.(2017•柳州)在“测量物体运动的速度”的实验中,小龙和小柳测量小明跑40m的速度.
(1)小龙和小柳用 卷尺 (填一种测量工具)在室外测出40m的路程.
(2)小柳担任计时员,他用 秒表 (填一种测量工具)测量小明跑步的时间,他应站在 40m 处(选填“起点”或“40m”).
(3)小龙担任发令员,发令后,小明跑完40m的路程,小柳计时如图所示,由图可知,小明跑40m所用的时间为 8 s.
(4)小明跑40m的速度是 5 m/s.
【分析】(1)(2)要测量速度,需要测量出:路程和时间.测量路程的工具:刻度尺、米尺、卷尺等,测量时间的工具:秒表;
(3)秒表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,秒表读数是两个表盘的示数之和.
(4)已知时间和路程,利用速度公式计算速度.
【解答】解:
(1)要在室外测出40m的路程,由于测量的路程较大,因此应选择卷尺来测量路程;
(2)测量时间的工具是秒表;计时员应该站在终点处计时,即他应站在40m处.
(3)由图可知,小盘的分度值是0.1min,指针在0min和1min之间;大盘的分度值是1s,而大盘指针在8s,因此秒表读数为8s.
(4)小明跑40m的速度:v===5m/s.
故答案为:(1)卷尺;(2)秒表;40m;(3)8;(4)5.
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=求出平均速度.
28.如图所示,在测量小车运动的平均速度实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可算出小车在各段的平均速度.
(1)图中AB段的距离SAB= 40.0 cm,则AB段的平均速度vAB= 20 cm/s.
(2)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度vAB会偏 小 .
(3)vBC > vAC.
【分析】(1)根据图象读出AB段的距离,读出tAB,利用速度公式求出AB段的平均速度;
(2)让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,平均速度会偏小;
(3)根据路程和时间计算出BC段的速度,然后进行比较.
【解答】解:
(1)由图示可知:sAB=100.0cm﹣60.0cm=40.0cm;小车通过AB段所用时间,tAB=15:35:22﹣15:35:20=2s;
AB段的平均速度:vAB===20cm/s;
(2)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,由公式v=知,平均速度会偏小;
(3)由图示可知:sBC=60.0cm﹣10.0cm=50.0cm;小车通过AB段所用时间,tAB=15:35:23﹣15:35:22=1s;
BC段的平均速度:vBC===50cm/s;
全程的平均速度为:v===30cm/s,故vBC>vAC.
故答案为:(1)40.0;20;(2)小;(3)>.
【点评】本题为测量物体平均速度、探究物体运动情况的实验题,其中,计算平均速度,要用总路程除以总时间,要掌握实验中减小误差的方法及测量下半段路程时间的方法,这是本题的难点.
29.如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验.
(1)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 小 (填“大”或“小”).
(2)小车沿斜面下滑的过程中,受到 三 个力的作用(空气阻力忽略不计),请画出小车在斜面最顶端时所受重力的示意图.
(3)图中秒表的1格表示1秒,甲、乙、丙分别对应了小车在起点、中点、终点位置的时间.其中s1=90cm小车长10cm,则小车通过下半段路程的平均速度V2= 0.225 m/s.
【分析】(1)斜面坡度越小,小车速度变化越慢,小车运动时间越长,越方便时间的测量;
(2)分析物体的受力情况;根据重力的方向是竖直向下的,过重心做竖直向下的力即可.
(3)读出时间,根据速度公式求出速度.
【解答】解:(1)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较小;
(2)小车在下滑的过程中,受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力等3个力的共同作用;
从小车的重心沿竖直向下方向作出重力的示意图,如图所示:
;
(3)由图可知,小车通过下半段路程的时间为t=5s﹣3s=2s;
下半程的距离为:s2=×s1=×0.9m=0.45m;
则小车通过下半段路程的速度为:v2===0.225m/s.
故答案为:(1)小;(2)三;如图;(3)0.225.
【点评】此题考查了变速运动求平均速度的解题方法,通过一个实验来考查学生的分析能力和速度的计算,公式v=适用于变速运动中求平均速度,一定注意用一段时间内的路程除以对应的时间,才能准确的求出平均速度.
30.小华在探究“测量物体运动的平均速度”的实验时:
【实验原理】v=;
【实验器材】斜面 木块 小车 停表 金属片 刻度尺 ;
【进行实验】
使斜面保持一定的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测出小车将通过的路程s1.
测量出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1.
根据测得的s1和t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1.
将金属片移至s1的中点,测出小车从斜面顶点滑过斜面上半段路程s2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度v2.
通过计算下半段路程s3,下半段时间t3,算出小车通过下半段路程的平均速度v3= .
【实验表格】
请你帮助小华设计一个实验表格
【分析】(1)由v=可知,测量小车在斜面上的平均速度时,需要用刻度尺测量斜面长度和停表测量运动时间;
(2)知道小车通过下半段路程的路程和时间,根据v=求出其平均速度;
(3)根据实验需要记录的数据设计表格.
【解答】解:(1)由v=可知,实验器材除斜面、木块、小车、停表、金属片外,还需要测量小车运动距离的刻度尺;
(2)小车通过下半段路程的平均速度:v3=;
(3)实验中需要记录小车运动的路径和对应的路程以及运动的时间,还需要算出对应的平均速度,设计的实验表格如下:
实验次数 | 路径 | 路程s(m) | 时间t(s) | 平均速度ν(m/s) |
1 | AC |
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2 | AB |
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3 | BC |
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故答案为:刻度尺;;实验表格如上所示.
【点评】本题考查了测物体速度的实验,难度不大,特别要注意下半段路程时间的计算,熟练应用基础知识即可正确解题.
31.在“测量纸锥下落的速度”实验中,小华用两个等大的圆纸片,做成两个锥角不等的纸锥,如图甲所示.
(1)实验要测量的物理量有下落的高度和 时间 .
(2)实验时想纸锥下落慢点,最好选择图甲中的 大 (选填“大”或“小”)纸锥进行测量.
(3)频闪摄影是研究变速运动常用的手段.频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.图乙是纸锥竖直下落的频闪照片,频闪仪每隔0.1s闪光一次.纸锥从A到B过程的平均速度为vAB,从B到C过程的平均速度为vBC,则vAB:vBC= 7:10 .
【分析】(1)根据速度的计算公式v=可知,要得到速度,需测量路程和时间,就是下落的高度和时间;
(2)大纸锥下落时受到的阻力大,下落较慢;
(3)根据速度的计算公式v=,测量路程和时间,求得各段速度,再求速度比.
【解答】解:(1)根据v=可知,需要测量下落的路程和时间;
(2)大纸锥下落时受到的空气阻力大,下落较慢;
(3)根据速度的计算公式v=,====7:10.
故答案为:(1)时间;(2)大;(3)7:10.
【点评】在本实验的探究中,主要运用了控制变量的研究方法,同时还考查了运动快慢的比较,实验中用大纸锥增大阻力,减慢速度.
32.小杰和小卫在实验能力考查“探究小车下滑速度与斜面坡度的关系”实验中,采用如图所示装置,用带刻度尺的长木板和长方体小木块组装成斜面,斜面的80cm和30cm处分别作为小车运动计时的起点和终点,多次练习让小车从起点自由滑下并能顺利通过终点.
(1)小杰回想知识如下:该实验测量速度的原理是 v= ,根据该原理除了图示所用器材外,还需要的测量工具是 秒表 .小卫还想到八年级“测量速度实验”时,把路程分为上、下两个半段,上、下半段及全程的速度都不相等.
(2)他们通过长方体小木块的立放、侧放和平放三种方式改变斜面的坡度,分别进行了三次实验,测量的实验数据如表所示.
实验次数 | 小车运动的路程s/m | 小车运动的时间t/s | 小车运动的速度 v/m•s﹣ |
立放 | 0.5 | 1.0 | 0.50 |
侧放 | 0.5 | 2.0 | 0.25 |
平放 | 0.5 | 4.0 | 0.125 |
通过分析实验数据,可以得出实验结论是 斜面越陡,小车滑下时速度越大 .
(3)实验中的三次实验,小车运动计时的起点和终点均是斜面的80cm和30cm处,他们这样设计的目的是 确保斜面的长度相同 .
(4)通过该实验的体验,他们给同学们提出建议如下:实验时坡度最好是先小后大,最终坡度不宜过大.坡度不宜过大的原因是 便于测量时间 .
【分析】(1)根据公式v=,要测出速度,应测量出小车运动的距离和时间,所以要用到刻度尺和秒表.
(2)斜面越陡,下落速度越大;
(3)用控制变量法来分析解答;
(4)斜面坡度越小,小车速度变化越慢,小车运动时间越长,越方便时间的测量.
【解答】解:(1)平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值,计算公式为v=,实验中要用刻度尺测量路程,用秒表测量时间.
(2)通过分析实验数据知斜面越陡,小车的速度越大,故可以得出实验结论是:斜面越陡,小车的速度越大;
(3)小车运动计时的起点和终点均是斜面的80cm和30cm处,是确保斜面的长度相同;
(4)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面坡度应较缓些.
故答案为:(1)v=;秒表;(2)斜面越陡,小车滑下时速度越大;(3)确保斜面的长度相同;(4)便于测量时间.
【点评】“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=算出平均速度.
33.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.
①小车从斜面下滑过程中,其能量转化情况是 重力势能转化为动能 ;
②小组同学们讨论后认为实验时斜面的倾斜度不宜太大,你认为这样做的理由是 减小小车下滑的速度,延长下滑时间,便于时间准确测量 (答案合理即可).
③图中AB段的路程sAB= 40.0 cm,如果测得时问tAB=1.6s.则AB段的平均速度vAB= 25.0 cm/s.
④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 小 .
【分析】(1)影响动能大小的因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度.质量越大,高度越大,重力势能就越大.
(2)该实验中,要计时准确,因此为了计时方便,应使所用的时间长些
(3)根据图象读出AB段的距离,运用公式v=求出AB段的平均速度;
(4)让小车过了B点才停止计.时,会导致时间的测量结果偏大,平均速度会偏小.
【解答】解:①小车从斜面下滑过程中,小车的质量不变,小车所处的高度逐渐降低,速度越来越快,因此重力势能逐渐减小,动能越来越大,故该过程小车的重力势能转化为了动能.
②斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面的倾斜度应较小,不宜太大.解:
③小车运动距离sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,tAB=1.6s,
小车通过AB段的平均速度:v===25.0cm/s;
④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,由公式v=知,平均速度会偏小.
故答案为:①重力势能转化为动能;②减小小车下滑的速度,延长下滑时间,便于时间准确测量;③40.0; 25.0;④小.
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=求出平均速度.
34.小玲利用如图的装置来测量小车运动的平均速度.她让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达斜面B点和终点C点的时间和距离,即可测出不同阶段的平均速度.
(1)实验时,小玲发现小车下滑的速度很快,不便于测量时间,这时她应该 减小 (填“增大”或“减小”)斜面的坡度;
(2)实验装置调整好后,小玲重新进行了实验,她用停表测得小车通过s1这段距离所用的时间为4.5s,用刻度尺正确测量出s1的长度为90.0cm,那么小玲所使用刻度尺的分度值应该是 1cm ,她所测量的AC段的平均速度为 0.2 m/s;
(3)为了测量小车从A滑到C时下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度,他测得的平均速度比真实值偏 小 (填“大”或“小”).
【分析】(1)实验时,斜面放的坡度要小些,这样小车的运动时间时间长.若要计时方便,应使所用的时间长些.
(2)已知小车走的路程和所用的时间,利用速度公式求小车的平均速度;使用刻度尺测量物体的长度时要估读到分度值的下一位,即倒数第二位与分度值对应;
(3)根据后半段路程速度的大小进行分析.
【解答】解:(1)实验时,小车所放的斜面应保持较小的坡度,这样小车在斜面上运动的速度小,运动时间会长些,便于测量小车的运动时间;所以为使计时方便,应减小斜面的坡度;
(2)由s1=90.0cm可知,倒数第二位即厘米位,对应于刻度尺的分度值,所以该刻度尺的分度值为1cm;
已知AC段小车通过的距离s1=90.0cm=0.900m,用的时间t1=4.5s,
所以小车的平均速度:v===0.2m/s;
(3)让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,所测时间不是运动过程中下半程的时间;小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0;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,按这种方法他测得的平均速度比真实值偏小.
故答案为:(1)减小;(2)1cm; 0.2; (3)小.
【点评】考查学生对“测小车的平均速度”实验中的一些注意事项的理解和掌握,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=算出平均速度.
35.在探究气泡运动规律的实验中,小明实验小组在长约0.5米的细玻璃管内注入水,管内留有一小气泡,他们用橡皮塞塞住管口后,用橡皮筋在管上做出等距离(10cm)的记号.在探究过程中,他们观察到如下现象:
(1)小明把玻璃管倒过来左手拿着并尽量保持垂直,看到气泡在上升运动,这是以 橡皮筋记号 为参照物作出判断的.
(2)他右手迅速拿起秒表开始测量气泡经过每个橡皮筋的时间,并把路程和时间记录在预先设计好的表格中,如下表,小气泡所做的是 变速 (匀速/变速)直线运动.气泡在40cm运动中的平均速度是 0.05 m/s.请在如图坐标中画出气泡的运动的路程时间图象.
(3)小华看着小明,认为他的实验操作不规范,你认为他的操作有什么地方不规范 观察到气泡开始运动后再计时 .
(4)为了判断气泡是否做直线运动,小雪认为在实验器材的选择上也有改进的地方,你认为什么器材需要改进 应选用较长的玻璃管,并增加橡皮筋记号间的距离 .(写上一条)
(5)除了上述改进外,你认为实验过程中还有什么地方可以改进,以便于更准确测量气泡的运动时间,并判断其是否做匀速直线运动. 使气泡在管内运动得慢一些
路程s/cm | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
时间t/s | 0 | 2.3 | 4.2 | 6.1 | 8.0 |
【分析】(1)研究物体的运动时,必须事先选定一个标准的物体,这个事先被选作标准的物体叫参照物.如果被研究的物体相对于这个标准位置发生了改变,则是运动的;如果被研究的物体相对于这个标准位置没有发生了改变,则是静止的.
(2)根据题目中告诉的路程与时间,可以判断物体的运动状态;速度的计算公式,即可求得气泡的平均速度;
(3)根据小明的计时分析;
(4)从测量时间的角度分析;
(5)为便于测量,应使气泡在管内运动得慢一些.
【解答】解:(1)气泡在上升的过程中,与橡皮筋的位置发生了变化,故气泡运动是以橡皮筋记号为参照物的;
(2)由题意知,每10s内,气泡运动的路程是不相等的,所以气泡是在做变速运动;
从表格可以看出整个的过程中气泡通过的路程s=40cm=0.5m,时间t=8s.利用速度计算公式可以求得气泡的速度:v===0.05m/s;
(3)小明先观察到气泡开始运动后再计时时,气泡已经移动了一段距离,故做法是不规范的;
(4)为了能精确测量时间,应增加气泡运动的距离,故应选用较长的玻璃管,并增加橡皮筋记号间的距离;
(5)为了便于测量,应使气泡在管内运动得慢一些.
故答案为:(1)橡皮筋记号;(2)变速;0.05;(3)观察到气泡开始运动后再计时;
(4)应选用较长的玻璃管,并增加橡皮筋记号间的距离;(5)使气泡在管内运动得慢一些.
【点评】理清题意,并能据题意、结合实际情况设计出该实验的方案是解决该题的关键.
36.小新和同学一起用硬纸板搭建如图所示的轨道,测量小球运动的平均速度.
(1)根据实验的原理 v= ,需要测量的物理量是小球运动的路程和所用的时间.
(2)他们先用钢卷尺对轨道的各段长度进行测量并分段作了标记,因 时间 的测量误差较大,需多次测量.为保证小球每次通过A点的速度相同,必须用同一小球从左边斜面的 同一 高度由静止释放.
(3)从A点开始计时,用电子秒表分别测量小球经过B、C、D、E各点的时间,整理实验数据并记录在下表中.分析表中数据可知,vBC > vCD.
路段 | 距离s/cm | 运动时间t/s | 平均速度v/(m.s﹣1) |
AB | 50.00 | 0.45 | 1.11 |
BC | 50.00 | 0.60 | 0.83 |
CD | 50.00 | 0.75 | 0.67 |
DE | 100.00 | 0.93 | 1.08 |
(4)小球在BD段运动的平均速度为 0.74 m/s.(计算结果保留两位小数)
【分析】(1)测量平均速度的原理:v=;
(2)测量时间时会存在较大误差;
让小球从同一高度时,小球到达斜面底端时具有相同的速度;
(3)根据表中平均速度一栏可比较小球在BC和CD段速度的大小;
(4)根据BD段的路程和所用的时间,利用速度公式求出小球在BD段的平均速度.
【解答】解:
(1)测量小球平均速度的原理为v=;
(2)因为记录不同路段所用的时间时存在较大误差,因此需要多次测量;
为保证小球每次通过A点的速度相同,必须用同一小球从左边斜面的同一高度由静止释放.
(3)根据表中数据可知,vBC大于vCD;
(4)根据表中数据可知,sBD=50cm+50cm=100cm=1m;tBD=0.6s+0.75s=1.35s;
则vBD==≈0.74m/s.
故答案为:(1)v=;(2)时间;同一;(3)>;(4)0.74.
【点评】本题考查了测量平均速度的原理、实验注意事项以及数据分析等知识点,涉及的内容较多,认真审题便可正确解答.
37.在测平均速度的实验中(如图),斜面应选择较 小 (填“大”或“小”)坡度,这样设计是为了实验中便于 测量时间 .若秒表每格为1s,则该实验中,小车通过全程的平均速度是 0.2m/s .实验中,小车通过上半程的平均速度 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)小车通过下半程的平均速度.
【分析】(1)平均速度的测量原理是:v=;
(2)斜面坡度越小,小车速度变化越慢,小车运动时间越长,越方便时间的测量;
(3)从图中秒表读出小车通过全程所用时间和小车运动距离,利用速度公式求小车通过全程的平均速度;
(4)求出前半程、后半程所用的时间,利用速度公式求前半程和后半程的平均速度,进行比较.
【解答】解:实验中斜面应保持较小的坡度,这是为了便于测量时间;
小车运动距离s=0.5m+0.5m=1m,t=5s,
小车通过全程的平均速度:
v===0.2m/s;
上半程平均速度:v1==≈0.17m/s,
下半程平均速度:v2===0.25m/s,
v1<v2,所以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:小;测量时间;0.2m/s;小于.
【点评】本题考查了测量平均速度原理、速度的计算,考查了学生分析实验数据得出结论的能力,属于基础题目.
38.科学探究活动通常包括以下环节:提出问题、猜想与假设、制定计划、收集证据、评估交流等,某组同学探究“物体下落时运动速度随时间的变化规律”的过程如下:
A.有同学认为:物体下落的时间越长,运动的速度越大.
B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用刻度尺测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离.找出速度随时间变化的规律,以验证假设.
C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入表中,图甲是对应的s﹣t图线.然后将不同数量的“小纸杯叠放在一起从空中下落,分别测出它们的v﹣t图线,如图乙中图线1、2、3、4、5所示.
D.同学们对实验数据进行分析、归纳,验证假设.
时间/s | 下落距离/m |
0.0 | 0.000 |
0.4 | 0.036 |
0.8 | 0.467 |
1.2 | 0.957 |
1.6 | 1.447 |
2.0 | x |
(1)与上述过程中A步骤相应的科学探究环节是 猜想和假设 .
(2)图甲中的AB段反映了物体在做 匀速运动 运动,从表格中的数据看,同学们使用的刻度尺的分度值为1 cm ,表中x处的值为 1.937 .
(3)分别将不同数量的“小纸杯”叠放在一起重复实验的目的是 总结普遍规律,避免结论的偶然性 .
(4)请归纳“小纸杯”在下落的整个过程中的运动状态: 先做变速直线运动后做匀速直线运动 .
【分析】(1)步骤A是提出可能的规律,也就是猜想与假设;
(2)匀速直线运动的路程时间图象是一条倾斜的直线;测量结果由准确值和估计值组成,倒数第二位即刻度值的分度值;
(3)物理实验一般都要进行多次,目的有二:取平均值,减小误差;总结客观、真实的规律,避免结论的偶然性.
(4)速度时间图象中,图线与时间轴平行,表示匀速直线运动,匀加速直线运动的图线是向上倾斜的直线.
【解答】解:(1)步骤A是猜想和假设;
(2)匀速直线运动的路程时间图象是一条倾斜的直线,图中AB段是直线,表示匀速直线运动;
根据匀速直线运动的规律得出相等的时间内通过的路程相同,1.2s到1.6s增加的距离为1.447m﹣0.957m=0.49m,所以x=1.447m+0.49m=1.937m;
测量结果的最后一位是估计值,则倒数第二位是最小分度值,所以刻度尺的分度值为0.01m=1cm;
(3)分别将不同数量的“小纸杯”叠放在一起重复实验的目的是总结普遍规律,避免结论的偶然性.
(4)从图象中的速度变化规律可知,“小纸杯”在下落的开始阶段做变速运动,最后做匀速直线运动.
故答案为:
(1)猜想和假设;
(2)匀速运动;cm;1.937;
(3)总结普遍规律,避免结论的偶然性;
(4)先做变速直线运动后做匀速直线运动.
【点评】本题关键是明确探究活动的一般步骤,科学探究活动通常包括以下环节:提出问题→作出假设→制定计划→搜集证据→评估交流等.
39.如图所示,在测量小车运动的平均速度实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可算出小车在各段的平均速.
(1)已知图中AB段的距离sAB等于40.0cm,测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB= 25.0 cm/s
(2)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度vAB会偏 小 .
(3)实验中应多次测量,每次测量时必须让小车从 同一位置 由静止开始下滑.
(4)vBC > vAC (填“>”、“<”或“=”).
【分析】(1)运用公式v=求出AB段的平均速度;
(2)让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,平均速度会偏小.
(3)每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑,保证小车每次通过的距离相等.
(4)小车做加速运动,可得上半段、下半段路程的速度大小关系.
【解答】解:
(1)小车运动距离sAB=40.0cm,tAB=1.6s,
小车通过AB段的平均速度:v===25.0cm/s;
(2)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,由公式v=知,平均速度会偏小.
(3)实验中应多次测量,应保证小车每次通过的距离相等,故每次测量时必须让小车从同一位置A由静止开始下滑.
(4)小车从A到C的过程中做加速运动,速度越来越大,故在BC段的速度大于AC段的速度,即vBC>vAC.
故答案为:
(1)25.0;(2)小;(3)同一位置;(4)>.
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=求出平均速度.
40.某小组同学在大小相等的圆形纸上,剪去大小不等的圆心角,后粘贴成A、B两个锥角明显不等的纸锥.
(1)为了比较纸锥下落的快慢,应将纸锥按图所示的位置释放,目的是让它们从 同一高度 下落;
(2)若纸锥从图示位置同时由静止释放,可以通过 时间 比较下落至地面的来比较纸锥下落的快慢;还可以比较同一时刻纸锥下落的 距离 来比较下落的快慢.
(3)纸锥在下落的开始阶段作的是 变速 (选填“匀速”变速”)直线运动;探究发现,若释放的位置足够高,纸锥最后均作匀速直线运动;
(4)请你作出猜想,两个纸锥在最后阶段的匀速直线运动, B (选填“A”/“B”)的速度比较大;
(5)周末午后,秋雨绵绵,小华陪奶奶在院子里聊天,她观察到雨滴从屋檐上不停地落下,雨滴落地前作的是 变速 (选填“匀速”/“变速”)直线运动.
【分析】(1)根据控制变量法分析;
(2)纸锥从同一高度落下,应使纸锥的尖端位置在同一水平高度处;比较快慢时,即可采用相同时间比距离,也可采用相同距离比时间的方法.
(3)根据物体的受力情况分析;
(4)根据A、B的形状判定阻力大小与速度的关系;
(5)力可以改变物体的运动状态,运动状态的改变包括速度的变化.
【解答】解:(1)为了比较纸锥下落的快慢,应控制圆锥从相同的高度落下;
(2)实验中既可记录下落至地面的时间,也可测出纸锥下落相同时间运动的距离;
(3)纸锥开始下落时受到重力和空气阻力的作用,空气阻力的大小与下落的速度有关,速度越大,阻力越大,开始时重力大于阻力,故纸锥在下落的开始阶段作的是变速运动;
(4)由图可知,A的锥角大于B的锥角,在速度相同时,B受到的阻力小;两个纸锥在最后阶段的匀速直线运动时重力等于阻力,重力相同,阻力也相同;当阻力相同时,B的速度大;
(5)雨滴从屋檐上落下时的重力要大于阻力,故雨滴在落地前做变速运动.
故答案为:(1)同一高度;(2)时间;距离;(3)变速;(4)B;(5)变速.
【点评】本题考考查了学生的实验设计能力,实验数据处理、求速度等问题,实验设计包括实验原理、实验过程中可能出现的问题及解决方案,其中实验原理是实验的核心,解答时一定要学会和自己的生活经验联系起来.
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