两位同学做测平均速度的实验,某次实验过程如图所示:
(1)实验中需要使用的测量工具是 、 ;
(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”);
(3)该次实验中,小车通过上半段路程的平均速度v1= m/s,小车通过全程的平均速度v= m/s.(每格为1s)
【答案】(1)刻度尺;秒表. (2)小.
(3)0.13;0.16.
【解析】解:(1)实验中需要使用的测量工具是刻度尺与秒表; 故答案为:刻度尺;秒表.
(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较小; 故答案为:小.
(3)由图示秒表可知,小车的总路程s=80cm=0.8m, 前半程路程s1=
=0.4m,
小车前半段的运动时间t1=3s, 前半程的平均速度v1=
=
≈0.13m/s,
由图示秒表可知,小车全程的运动时间t=5s, 全程的平均速度==故答案为:0.13;0.16.
【点评】本题是一道基础题,知道测平均速度的原理、由图示求出小车的运动时间与小车的路程、熟练应用平均速度公式是正确解题的关键.
92.如图所示,探究小车从斜面下滑过程中速度的变化实验,小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“小时:分:秒”)
=0.16m/s;
(1)该实验是根据公式________进行速度计算的. (2)需要用的测量工具是________和________.
(3)为了便于测量,应使小车在斜面运动的时间长些,因此应使斜面保持较________(填“大”或“小”)的坡度.
(4)AB段的平均速度为________m/s,BC段的平均速度为________m/s. (5)实验时观察到,小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是________直线运动.(选填“匀速”或“变速”)
(6)实验中测得路程AB上的平均速度为v1 , 路程BC上的平均速度为v2 , 路程AC上的平均速度为v3 . 那么,v1、v2、v3的大小关系是________.
(7)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏________( 选填“大”或“小”).
【答案】v=s/t 刻度尺 停表 小 0.02 0.05 变速 V2>V3>V1 大
【详解】
s解答:(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
ts动求平均速度.(2)“测平均速度”的实验原理是v=;其中s代表小车通过的
t路程,用刻度尺测量;t代表小车运动的时间,用秒表测量;(3)若要计时方便,应使斜面的坡度小一些,使小车在斜面上通过的时间更长.(4)由图知:AB段的距离是s1=4.0dm=0.4m,所用时间为t1=2s,所以小车在AB段的平均速度为
s10.4mv1===0.2m/s;BC段的距离是s2=5.0dm=0.5m,所用时间为s2=1s,
t12ss20.5m所以BC段的平均速度为v2===0.5m/s; (5)比较AB、BC段知小
t21s车的速度越来越快, 小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是变速直线运动;(6) AC段的距离是s3=10.0dm=1.0m,所用时间为t3=3s,所以小车在AC段的平
s31.0m均速度为v3===0.33m/s 那么,v1、v2、v3的大小关系是V2>V3>
t33sV1;(7)如果让小车过了A点才开始计时,会导致时间的测量结果偏小,由公式v
s=知,平均速度会偏大; t93.如图所示,在测量小球的“平均速度”实验中。一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。分析图中频闪照片可知:
(1)该实验的原理是_____;
(2)小球从A点到F点是做_____(填“匀速”或“变速”)直线运动;共运动了_____cm的路程;
(3)小球从A点运动到F点的平均速度为_____m/s。
s【答案】v 变速 12.50 0.125
t【详解】
sv(1)[1]测量平均速度的实验中,实验原理是运用公式
t(2)[2]由图知道,在相等的时间内物体通过的路程越来越大,说明物体运动越来越快,即速度越来越大,故物体做变速直线运动。
[3]由图知道,刻度尺的分度值是1mm,所以,小球从A点到F点共运动的路程12.50cm。
(3)[4]由图示知道,A与F间有5个间隔,则
tAF =5×0.2s=1s
sv由知道,小球从A点运动到F点的平均速度
ts12.50cmv==0.125m/s
t1s94.如图为“测量物体运动平均速度”的实验。 (1)该实验的实验原理是_____;
(2)如图所示,此过程中小车的平均速度是_____m/s;
(3)如果小车在整个斜面上运动的平均速度为v1,后半程的平均速度为v2,则v1_____v2。
s【答案】v 0.09
t【分析】
(1)要测量物体运动的平均速度,需要测量物体运动的距离和时间,利用
sv公式计算平均速度;
ts(2)运用公式v求出平均速度;
t(3)小车在向下运动的过程中,做的是加速运动。 【详解】
s(1)[1]测平均速度的原理为v;
t(2)[2]由题图可知,小车运动距离是:
s45cm0.45m;
所用时间是tAB5s;小车的平均速度:
vs0.45m0.09m/s; t5s(3)[3]小车在斜面上运动的过程中,做的是加速运动,所以前半程的平均速度较小,后半程的平均速度较大,故v1v2。
95.小林同学的“测量小车在倾斜木板上向下运动的平均速度”,其测量数据如表.
小车的位置 各点距O点距离s/cm 小车从O点运动到各点所用的时间t/s 0 1.4 2.0 2.4 0 30.00 60.00 90.00 O A B C
(1)实验中用到的测量工具有 、 .
(2)小车从顶端到底端,做 (填“匀速”或“变速”)直线运动,它在B点时的速度比在A点时的速度 .OB段运动的平均速度是 m/s;BC段运动的平均速度是 m/s.
【答案】(1)刻度尺;停表;(2)变速; 大; 0.3; 0.75. 【解析】
试题分析:(1)根据实验原理v=确定所需的测量工具; (2)根据匀速直线运动和变速直线运动的特点判断运动类型; 分别计算出各段的路程和时间,并计算出平均速度得出结论. 解:
(1)根据v=,要测量平均速度,需测量路程和时间,所以需用到刻度尺和秒表;
(2)由表格中数据知,小车在下滑的过程中速度越来越快,所以小车做的是变速直线运动,所以小车在B点时的速度比在A点时的速度大;
小车在0B段运动的平均速度vOB=
=
=0.3m/s;
小车在BC段运动的平均速度vBC===0.75m/s.
故答案为:(1)刻度尺;停表;(2)变速; 大; 0.3; 0.75.
【点评】本题综合性较强,考查了对数据的处理能力、以及匀速直线运动和变速直线运动判断,平均速度的求解.
96.(1)由图甲中物体的长度为_____cm,图乙中物体的长度是_____dm,
合_____cm.
(2)用同一把刻度尺测量同一物体的长度,记录的数据分别是3.48厘米、3.46厘米、3.49厘米、3.37厘米,则此物体的长度平均值为_____厘米,在几次测量结果中最接近真实值的是_____.若用乙图的刻度尺测量甲图的物体长度,则结果应该是_____.
【答案】2.35-2.361.7017.03.483.480.24dm. 【解析】 【详解】
(1)由图甲可知,刻度尺的1个大格为1cm,一个大格又分为十个小格,所以该刻度尺的分度值为1mm,物体左端与12.00cm对齐,右端与14.35cm对齐,所以物体的长度L=14.35cm-12.00cm=2.35cm;
图乙中刻度尺的一个大格为1dm,一个大格又分为十个小格,所以该刻度尺的分度值为1cm,物体左端与6.00dm对齐,右端与7.70dm对齐,所以物体的长度L =7.70dm-6.00dm=1.70dm。
合17.0cm;
(2)①用同一把刻度尺测量同一物体的长度,测量结果准确值相同,所以记录的数据中3.37cm是错误的。因此物体的长度为L=
3.48𝑐𝑐+3.46𝑐𝑐+3.49𝑐𝑐3≈
3.48𝑐𝑐,
所以在几次测量结果中最接近真实值的是3.48cm。
②若用乙图的刻度尺测量甲图的物体长度,乙刻度尺的分度值为1cm,读
数时估读到分度值的下一位,所以测量结果应该为0.24dm。
【点睛】
多次测量取平均值时,如果结果不能整除,最终结果要与测量数值的有效数字相同。
97.兴趣小组同学利用带有刻度尺的斜面、小车、秒表、金属挡板做“测量小车的平均速度”的实验,如图所示,图中显示测量过程中小车在A、B、C三个位置及其对应时间,显示时间的格式是“时:分:秒”。
(1)小车通过AB段的平均速度为____m/s:小车通过BC段的平均速度为____m/s;
(2)分析数据可知,小车全程做的_____(选填“是”或“不是”)匀速直线运动;
(3)为了放慢小车的速度,便于测量时间,可以适当_____(选填“增大”或“减小”)斜面的高度。
【答案】0.2 0.25 不是 减小 【分析】
(1)根据图中内容得出路程和对应的时间,求出相应的速度;
(2)根据平均速度的比较,得出小车从斜面到底端的过程中做加速运动; (3)实验中,应使斜面的坡度较小,这样小车滑下的速度较小,时间较长,便于测量。
【详解】
(1)[1]由图知,AB间的路程为
s1=50.0cm−10.0cm=40.0cm
通过AB的时间
t1=00∶05∶06−00∶05∶04=2s
AB间的平均速度为
vs140.0cm20.0cm/s0.2m/s t12s[2]BC间的路程为
s2=100.0cm−50.0cm=50.0cm
通过BC的运动时间为
t2=00∶05∶08−00∶05∶06=2s
BC间的平均速度为
v2s250.0cm25.0cm/s0.25m/s t22s(2)[3]根据(1)的计算结果可知,v2>v1,则小车在下滑过程速度越来越大,小车在做变速运动。
(3)[4]为了放慢小车的速度,便于测量时间,可以适当减小斜面的高度。 98.测平均速度: 原理 器(1)实验原理是______ (2)实验中需要的测量工具有______ 材 (3)实验时应使斜面的坡度小些,这样做的目的是______. 过程结论 (4)某次实验的过程如图所示,图中电子表的读数分别表示小车在斜面顶端、中点和底端的不同时刻,则该次实验中小车通过全程的平均速度是______ms。小车通过斜面下半段路程的平均速度是______ms。
s【答案】v 刻度尺、停表 便于测量小车的运动时间 0.18
t0.225
【详解】
s(1)[1]测量速度的实验原理是v
t(2)[2]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停表;
(3)[3]实验时应使斜面的坡度小些,是为了使小车在下滑的过程中速度慢些,便于测量小车的运动时间;
(4)[4]全程长:
s190cm0.9m
通过全程的时间:
t110:35:05-10:35:005s
全程的平均速度:
v1[5]下半段路程为:
s10.9m0.18m/s t15s1s20.9m0.45m
2时间为:
t210:35:0510:35:032s
则:
v2
四、计算题
s20.45m0.225m/s t22s99.汽车发动机效率η是指发动机牵引汽车前进所做的功与汽油完全燃烧产生内能的比值,一辆小汽车在高速公路上匀速行驶200km,所用时间是2h,消耗汽油14L(汽油完全燃烧),若此汽车汽油发动机的效率η是25%,汽油密度ρ汽油=0.8×103kg/m3,汽油热值q汽油=4.5×107J/kg.
(1)求该汽车在高速公路上行驶这段时间内的牵引力和牵引力功率的大小. (2)汽车驶出高速公路后,进入某国道,如图为此国道某直线路段的一处测速仪,测速仪内有能发射和接受超声波的传感器.在汽车以某一速度v远离测速仪某段距离L=m时,测速仪发出超声波经汽车反射后接收到超声波信号
的时间为0.4s.已知此路段限速为80km/h,超声波的速度为340m/s.试计算并说明汽车在此路段是否超速?
【答案】(1)630N 1.75×104W(2)该汽车不超速 【解析】
试题分析:(1)汽车的发动机效率η=W/Q=Fs/mq1 汽车消耗汽油的质量m=ρ汽V2
联立12式得,该汽车发动机在高速路上行驶这段时间的牵引力 F=ηqρ汽
V/s=(25%×4.5×107J/kg×0.8×103kg/m3×14×10-2m3)/200×103m=630N
汽车发动机在这段时间内的牵引力功率
P=W/t=Fs/t=630N×200×102m/3600s×2=1.75×104W (2)由题意可知,在t/2时间内s声=L+s车,即v声×t/2=L+v×t/2 解得,v=20m/s=72km/h<80 km/h,故该汽车不超速.
【考点定位】效率计算、功的计算、燃料燃烧放热计算、密度公式、功率计算、速度计算
100.反坦克炮(anti-tankgun)是一种弹道低伸,主要用于毁伤坦克和其他装甲目标的火炮。特别是自行反坦克炮具有与主战坦克同等的火力和良好的机动性,价格比坦克便宜,重量比坦克轻,可为机动和快速反应提供强有的反装甲火力,一门反坦克炮瞄准一辆坦克,开炮后经过0.6s看到炮弹在坦克上爆炸,开炮后经过2.1s听到爆炸的声音,15℃时空气中的声速是340m/s,求:
(1)求大炮距坦克多远?
(2)炮弹的飞行速度多大? 【答案】(1)510m;(2)850m/s。 【详解】
(1)由题可知,炮弹爆炸发出声音传到反坦克炮的时间
t2.1s-0.6s=1.5s
sv由可得,大炮距坦克的距离
tsvt340m/s?1.5s=510m
(2)炮弹飞行的距离s's510m,炮弹飞行的时间t'=0.6s;则炮弹的飞行速度
v's510m=850m/s t0.6s101.在麻江县至贵阳的高速公路上,轿车司机上午8时正,在高速公路甲地看见路边立有如图甲所示的标志牌,当轿车行驶到乙地时司机又看见路边立有如图乙所示的标志牌,此时时钟指在8时30分,问:
(1)轿车从甲地行驶到乙地的平均速度是多少km/h?
(2)司机在遵守交通法规的前提下,最快需要用多少时间到达贵阳?几时几分到达贵阳?
【答案】(1)轿车从甲地行驶到乙地的平均速度是90km/h;
(2)司机在遵守交通法规的前提下,最快需要用45min到达贵阳,上午9时15分到达贵阳.
【解析】试题分析:(1)从图示中可知从甲地到乙地的路程和时间,利用速
度公式计算出平均速度;
(2)从图示中可知从乙地到贵阳地的路程75km和最大速度,利用速度公式计算出到贵阳的时间;
解:(1)从甲地到乙地的平均速度,(2)由
得
;
;
所以到达贵阳时应是上午9点15分.
答:(1)轿车从甲地行驶到乙地的平均速度是90km/h;
(2)司机在遵守交通法规的前提下,最快需要用45min到达贵阳,上午9时15分到达贵阳.
【点评】本题考查了对速度公式及其变形公式的理解和应用.本题结合生活实例,应用物理知识解决,理论服务于实际,是一好题.
102.“十一”期间,小明一家开车外出旅游,途中看到如图所示的限速牌。小明用10 min的时间通过了这段10 km长的限速路段,请你通过计算说明他超速了吗?
【答案】超速了 【解析】
试题分析:由图可知,限速牌限速为40km/h,已知路程为10km,时间为10min=1/6h,根据速度的计算公式v=s/t=10km/1/6h=60km/h,通过和
40km/h比较就能判断小明是已经超度。
考点:速度的计算。
点评:此题考察的是学生的看图计算能力,一般同学都能根据速度公式进行计算,但不知道限速的单位是km/h还是m/s,所以训练学生观察实际很重要。
103.在海难打捞中, 沉船定位和测量海深都要用到超声测位仪(又叫 “声纳”), 它的探测系统将所测出的数据送到运算器运算. 如果已知超声波在海水中的速度为1500 m/s, 超声波发出后经4秒收到反射回的信号, 请计算沉船处的深度.
【答案】3000m. 【分析】
知道超声波从海面到海底再回到海面的时间,可以求出超声波从海面到海底的时间,再利用速度公式求海底深度.
【详解】
超声波从海面到沉船的时间:
1t4s2s, 2sv根据,得沉船的深度:
thsvt1500m/s2s3000m. 【点睛】
要特别注意测量海水深度、探测鱼群的距离等类似问题时,超声波在海水中传播了一个来回,所以海水的深度为传播路程的一半,当然也可以按时间的一半来计算.
五、作图题
104.一辆汽车在一平直的公路上以20m/s速度匀速行驶,请你在图上画出汽车行驶过程中速度随时间变化关系的v﹣t图象.
(_________)
【答案】
【详解】
作图方法是:在横轴和纵轴分别确定适当的时间、速度标度,然后在纵轴的20m/s出作横轴的平行线段.如下图:
六、简答题
105.如图甲所示,是小明“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”实验装置.
(1)实验时,小明将玻璃管翻转180°后,如图甲所示.他等气泡运动一段路程后才开始计时,这是因为___.
(2)气泡上升过程中,若以气泡为参照物,玻璃管口的塞子是_____(运动/静止)的.
(3)小明记录气泡上升一段路程后的实验数据如下表所示.请你在图乙的坐标系中画出s﹣t图象._______
(4)根据实验数据和所画的图象,可归纳出:气泡上升一段路程后,运动的路程和时间近似成___(正/反)比,运动速度可以看做是______(改变/不变)的.
(5)实验中气泡上升的快慢可能与什么因素有关,请提出你的一个猜想:气泡上升的快慢与___有关.
【答案】 开始是变速 运动 见解析 正 不变 气泡大小等 【解析】解答:(1)小明将玻璃管翻转180°后,等气泡运动一段路程后才开始计时的原因是气泡开始是变速稍后运动趋于稳定,便于计时的方便;(2)塞子向对于气泡的位置在不断的变化,所以,塞子是运动的;
(3)将表一中的坐标点(0,0),(10,1.25),(20,2.50),(30,3.75),(40,
5.00)在s-t坐标系中逐一描出,连接各点即为气泡运动的s-t图象,如下图:
(4)通过数据分析可知:气泡上升一段路程后,路程随着运动时间的增加而增加,运动的路程和时间之间近似成正比关系,因此运动速度可以看成是不变的;(5)猜想:气泡上升的快慢与气泡的大小有关。
七、综合题
106.在双休日小东一家驾车自驾游,在行驶的过程中,小东注意观察汽车里的时间表、里程表和速度计,并观察了公路旁边的指示牌,记录下几组数据:
(1)第一组数据:车启动和到达的时间以及对应的里程表(表盘指示为千米),示数如图甲所,请你计算出这辆汽车行驶的平均速度.
(2)第二组数据:小东在某时刻记下汽车驾驶仪表盘上的速度计如图乙所示,请你与上面的计算结果进行比较,它们的数值为什么不同?
(3)第三组数据:在某公路的入口处,看到如图丙所示的标志牌.在不违反交通规则的前提下,该司机从入口处出发,至少行驶多长时间才能到达A地?
【答案】(1)这辆汽车行驶的平均速度是40km/h.
(2)仪表盘上的速度是80km/h,比(1)的计算结果大,这是因为(1)的结果是平均速度,仪表盘的示数为某时刻的瞬时速度.
(3)至少行驶0.3h才能到达A地 【解析】
试题分析:(1)由甲图求出汽车的运行时间t与路程S,由公式S=Vt,可求出汽车的平均速度.
(2)由仪表盘读出车的速度,然后比较它们的大小,从平均速度、瞬时速度的角度分析它们的不同.
(3)由路标求出车的最大速度,车距A地的路程,然后由公式S=Vt求车的运动时间.
解:(1)由甲图知车的运动时间t=12h25min﹣9h25min=3h,车的路程S=27582km﹣27462km=120km,则汽车的平均速度==
=40km/h.
(2)由乙图仪表盘可读出,汽车速度V=80km/h,大于车的平均速度,这是因为速度计读出的是某时刻的瞬时速度,而第一小题求出的是平均速度.
(3)由丙图,可看出汽车的限速,即车的最大速度V=100km/h,入口距A地地路程S=30km,则车由入口到A地地时间t==
答:(1)这辆汽车行驶的平均速度是40km/h.
(2)仪表盘上的速度是80km/h,比(1)的计算结果大,这是因为(1)的结果是平均速度,仪表盘的示数为某时刻的瞬时速度.
(3)至少行驶0.3h才能到达A地.
【点评】解题的关键是:由甲、乙、丙三图中的仪表求出汽车的行驶时间、路程、速度,然后由公式S=Vt解题.本题运用课堂所学物理知识解决了现实生
=0.3h.
活中的实际问题,理论联系实际,符合新课标的要求.
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