(3)速度——2023—2024学年初升高物理人教版(2019)精准链接
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1.通过相同的路程比较时间
通过相同的路程,谁用的时间少,谁就快;谁用的时间多,谁就慢。在体育比赛中,裁判员就是根据这种方法比较运动员运动的快慢。
2.经过相同的时间比较路程
经过相同的时间,谁通过的路程长,谁就快;谁通过的路程短,谁就慢。在观看体育比赛时,观众就是根据这种方法比较运动员运动的快慢。
3.定义
在物理学中,将物体在一段时间内通过的路程与通过这段路程所用时间的比称为速度。速度是表示物体运动快慢的物理量。
4.公式:v=s/t。其中v表示速度,s表示路程,t表示时间。
5.单位
(1)在国际单位制中,速度的单位是m/s;交通运输中常用单位是km/h。
(2)m/s与km/h的换算关系为1m/s=3.6km/h。
衔接高中:
为了比较物体运动的快慢可以用位移跟发生这个位移所用时间的比值,表示物体运动的快慢,这就是速度。其公式表示为(其中表示位移)。
在国际单位制中,速度的单位是m/s(或m·s-1),常用单位还有km/h(或km·h-1),cm/s(或cm s-1)。
由于位移是矢量,位移跟发生这个位移所用时间的比值即速度也是矢量,速度的方向就是物体运动的方向。
(1)平均速度
一般来说,物体在某一段时间内运动的快慢不一定是一直不变的,所以由速度公式求得的速度,只能表示物体在一段时间内运动的平均快慢程度,我们称其为平均速度。显然平均速度只能粗略地描述物体运动的快慢。
平均速度是矢量,它的方向由位移的方向决定。
(2)瞬时速度
为精确描述物体运动的快慢,我们需要知道物体在某一时刻或某一位置的速度,物体在某一时刻或某一位置的速度叫作“瞬时速度”。瞬时速度可以精确反映物体在某一时刻或位置的运动快慢程度和运动方向。
瞬时速度是矢量,大小反映了物体此时刻或此位置的运动快慢,它的方向就是物体此时刻或此位置的运动方向,即物体运动轨迹在该点的切线方向。
习题衔接
1.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附进的M点和玉女峰附近的N点,如图所示.已知该游客从M点漂流到N点的路程为5.4 km,用时1 h,间的直线距离为1.8 km,则从M点漂流到N点的过程中( )
A.该游客的位移大小为5.4 km
B.该游客的平均速率为5.4 m/s
C.该游客的平均速度大小为0.5 m/s
D.若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为0
2.下列说法正确的是( )
A.质点概念的建立体现了“等效替代”的物理思想
B.平均速率是平均速度的大小,是标量
C.汽车行驶时,速度仪表盘上显示的数字叫做速率
D.选择不同的参考系,物体运动的描述是相同的
3.交通部门常用测速仪检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲。某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离。则该被测汽车速度是(假设超声波的速度为340米/秒,且保持不变)( )
A.28.33米/秒 B.14.78米/秒 C.14.17米/秒 D.13.60米/秒
4.2022年10月,阜宁中学举行了秋季运动会,高一同学们在各个比赛项目中展现了较高的竞技水平,下列有关校运会的各种说法中正确的是( )
A.跳远冠军张小杰的成绩是,这是他跳跃过程中的路程
B.在决赛中,李凯同学在第一道,他跑完全程的位移为
C.高一男子年级记录为,其中为时刻
D.在决赛中,俞小辉同学获得冠军,决赛选手中他的平均速度最大
5.2021世界乒乓球锦标赛男子单打决赛中,中国选手樊振东以总比分4比0战胜瑞典选手夺得冠军。若某回合中,乒乓球以的速度飞向球拍,在时间被球拍以的速度原路打回,则乒乓球在该段时间内的平均加速度大小为( )
A. B. C. D.
6.学习是一个不断探究、积累和总结的过程。科学的研究也是如此,在学习过程中我们也总结出一些科学研究方法,下面关于这些研究方法表述正确的是( )
A.质点是一种理想化模型,它把物体看作一个有质量却没有体积的点,能否把物体看作质点取决于物体的形状和大小
B.是平均速度公式,当取得很短时,其值可以用来作为该时刻的瞬时速度,这在物理学上应用了等效替代方法
C.这里用两个物理量(和)之比定义了一个新的物理量(a),这在物理学上叫比值定义法,这个式子说明加速度a与速度变化量成正比
D.图像可以描述质点的运动,图像可以反映速度随时间的变化规律,图像的斜率反映加速度的大小和方向
7.张老师从学校乘坐出租车去市教育局。通过手机APP查询得知全程为8公里,约行驶30分钟,拐弯三次,预计15点30分到达。下列描述正确的是( )
A.题中的“30分钟”和“15点30分”都是指时刻
B.研究整个过程的平均速度时,可以把出租车看成质点
C.若途中有一次急刹车,则安全带对张老师的作用力减小了张老师的惯性
D.预计出租车全程的平均速度大小约为16km/h
8.一个做直线运动的物体,在内速度从增加到,通过的位移是,这个物体4s内的平均速度是( )
A.2m/s B.15m/s C.16m/s D.无法确定
9.2021年7月20日,速度可达600km/h的磁悬浮列车在青岛下线投入使用。下列说法正确的是( )
A.“600km/h”约为2160m/s
B.磁悬浮列车行驶时不受空气阻力
C.此磁悬浮列车的最大速度比高铁的大
D.题中“600km/h”指的是全程平均速度的大小
10.“欧洲野牛”气垫登陆舰是我国引进技术并能自行生产的装备,它是当今世界上最大的气垫登陆舰,其部分参数如下,满载排水量555吨,舰长57.4米,宽22.6米,最高21.9米,吃水1.6米,最大航速60节(约109km/h),航程300海里,最大载荷130吨,满载登陆时续航力1天……,以下说法正确的是( )
A.60节是平均速度
B.1天指的是时刻
C.300海里是路程
D.研究气垫登陆舰在大海中的运动轨迹时,不能将气垫登陆舰看做质点
答案以及解析
1.答案:C
解析:位移指的是从M点漂流到N点的有向线段,故该游客的位移大小为1.8 km,故A错误;从M点漂流到N点的路程为5.4 km,用时1 h,则平均速率为,故B错误;该游客的平均速度大小为,故C正确;以玉女峰为参考系,所乘竹筏的平均速度为0.5 m/s,若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度也为0.5 m/s,故D错误.
2.答案:C
解析:A、质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量,所以质点的概念建立是利用了理想模型的物理思想,故A错误;
B、平均速率是路程与时间的比值,是标量,而平均速度是位移与时间的比值,二者大小不一定相等,故B错误;
C、汽车仪表盘上速度计显示的是速度大小,是速率,故C正确;
D、研究一个物体的运动时,总要选取一个参考系;同一运动选择不同的参考系,观察到的结果往往不同,故D错误;
故选:C。
3.答案:C
解析:第一个三角形图案表示超声波从测速仪上发出,距离测速仪越来越远,所以图线斜向上,到汽车时,时间刚好是0.16s,然后再返回,波与测速仪的距离越来越近,故其图线斜向下,由此可计算出测速仪到汽车的距离为,同理,第二个三角形可表示,测速仪到汽车的距离为,故两次汽车前进了,中间间隔的时间是从0.16s时刻到1.12s时刻,故时间为,故汽车的速度为,故选D。
4.答案:D
解析:A.跳远冠军张小杰的成绩是5.30m,这是他跳跃过程中的位移大小。故A错误;B.在200m决赛中,李凯同学在第一道,他跑完全程的路程为200m。故B错误;C.高一男子100m年级记录为11.5s,其中11.5s为时间。故C错误;D.在100m决赛中,运动员的轨迹是直线,位移大小就是100m,所有运动员的位移大小相等,时间越短平均速度越大,俞小辉同学获得冠军,说明决赛选手中他的平均速度最大。故D正确。故选D。
5.答案:D
解析:规定初速度方向为正方向,根据加速度的定义式知,加速度,方向与初速度方向相反,故ABC错误,D正确;
故选:D。
6.答案:D
解析:A.物体能否看成质点是由问题的性质决定的,当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小时才能将它看成质点,是一种理想模型法,A错误;
B.是平均速度公式,当取得很短时,其值可以用来作为该时刻的瞬时速度,这在物理学上应用了极限方法,B错误;
C.在物理学上叫比值定义法,加速度a与速度变化量方向相同,大小上无直接对应关系,C错误;
D.图像可以描述质点的运动,图像可以反映速度随时间的变化规律,图像的斜率反映加速度的大小和方向,D正确。
故选D。
7.答案:B
解析:A、“30分钟”为时间,“15点30分”是指时刻,A错误;
B、研究整个过程的平均速度时,可以把出租车看成质点,B正确;
C、惯性的唯一量度是质量,与受力无关,C错误;
D、平均速度等于位移比时间,但是题干中给出的8公里是路程,并不是位移,D错误;
故选:B。
8.答案:B
解析:在内,物体通过的位移为,则物体在这4s内的平均速度。
故答案为:B。
9.答案:C
解析:A.根据单位转换关系可知
故A错误;
B.磁悬浮列车行驶时也会受到空气阻力,故B错误;
C.一般高铁的速度为250km/h左右,所以此磁悬浮列车的最大速度比高铁的大,故C正确;
D.600km/h指运行的最大速度,为瞬时速度大小,故D错误。
故选C。
10.答案:C
解析:A、最大航速60节是对应某一时刻,是指瞬时速度的大小,即瞬时速率,故A错误;B、1天对应时间轴上一段距离,指的是时间间隔,故B错误;C、300海里是气垫登陆舰运动轨迹的实际长度,指的是路程,故C正确;D、研究气垫登陆舰在大海中的运动轨迹时,气垫登陆舰的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计,可以将气垫登陆舰看作质点,故D错误。故选:C。
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