【本讲教育信息】
一. 教学内容:
第七章 运动(二)
第3节 直线运动
二. 重点、难点:
1. 理解匀速直线运动中速度的概念
2. 知道变速直线运动中的平均速度的概念和计算公式,能计算变速直线运动中的平均速度
三. 知识点分析:
(一)匀速直线运动
1. 定义:物体在一条直线上运动,如果任何相等的时间,通过的路程都相等,这个物体做的是匀速直线运动。
2. 速度计算公式:v= s/t,
(二)平均速度
1. 变速直线运动:如果物体在一条直线上运动,但运动的速度是变化的,这种运动叫做变速直线运动。
2. 用来粗略描述做变速运动的物体的平均快慢程度。
4. 注意:
(1)说一个物体的平均速度,必须指出它在某段时间内,或在某段路程中的平均速度,否则平均速度的含义就不确切了,在公式中,s和t有着严格的一一对应的关系,s 一定是t时间内通过的路程,t一定是通过s路程所用的时间。 因此提到平均速度时,前面总要加“一段时间内”或“一段路程内”
(2)平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值。
【典型例题】
例1. 有三个物体在运动,甲汽车在30分钟内前进了1.75千米,乙在1小时内前进了3780米,丙在10秒内前进了10米,那么甲、乙、丙三个物体的平均速度的关系是( )
A. v甲>v乙>v丙
B. v甲< v乙<v丙
C. v乙> v甲>v丙
D. v乙>v丙> v甲
解析:要比较物理量的大小,首先须将各物理量的单位统一,然后再比较它们的大小。本题中要比较的物理量是平均速度,因为速度的单位是复合单位,在统一单位时,要注意其整体性。
选择千米/时为统一单位,则选项v甲=3.5km/h;v乙=3.78km/h;v丙=3.6km/h。所以选项D是正确的。
正确答案:D
考点分析:本题考查速度单位的换算和平均速度概念的理解。
例2. 一个沿直线步行的人,在第一分钟内通过的路程是80m,在第二分钟内通过的路程也是80m,在第三分钟内通过的路程还是80m,你能肯定这个人做的是匀速直线运动吗?为什么?
分析与解答:根据以上数据不能肯定该人做匀速直线运动。匀速直线运动定义是:物体在一条直线上运动,如果任何相等的时间,通过的路程都相等,这个物体做的是匀速直线运动。
这里“任何相等的时间,通过的路程都相等”内含很小,定义极为严格。“任何相等的时间”,可以取值很小,比如第一个0.2秒,第二个0.2秒,第三个0.2秒都是相等的时间,在这些相等的时间内观察物体的运动。“任何相等的时间”也可以取值很大,从物体开始运动观察第一个5分钟,第二个5分钟,第三个5分钟……都可视为相等的时间要求物体通过的路程都相等,才可定为“匀速直线运动”。从根本上看匀速直线运动要求速度v的大小、方向都不发生变化,而这样的运动在宏观世界基本没有,微观世界把气体分子两次碰撞之间的运动视为匀速直线运动。宏观世界一些运动只能近似看做匀速直线运动处理。其实我们平时所说的速度都是指的平均速度。我们在探究物体速度的变化时,其实测量的就是物体在某段时间或某段路程上的平均速度。
考点分析:本题考查对匀速直线运动概念的理解。
例3. 根据s-t和v-t图像,判断哪一个沿直线运动的物体在做匀速直线运动( )
解析:根据速度概念和匀速直线运动的定义:对某一个作匀速直线运动的物体来说,物体在单位时间内通过的路程都是相等的,即速度的大小不变,或者说路程和时间的比值不变。因此图像A和D都反映作匀速直线运动的物体的特征。
正确答案:A D
考点分析:本题考查对速度概念和匀速直线运动的定义的理解,及对路程-时间图像和速度-时间图像的初步认识。
例4. 某一物体做变速直线运动,已知它在前一半路程的速度为v1,后一半路程的速度为v2,那么它在整个路程中的平均速度是多少?
解析:设全部路程为2s,则前一半后一半路程均为s,前一半路程所用的时间为t1,后一半路程所用时间为t2,则全部平均速度为v=,所以全程平均速度应为v=。
例5. 某学校乘坐汽车到风景区春游,路上共用1.5小时。车在最初的半小时行驶了15千米;中间的半小时行驶了20千米;最后的半小时行驶10千米。汽车在第三段路程上和在1.5小时内的平均速度各是多少?
解析:平均速度是粗略地描述变速直线运动的物体运动快慢的物理量。它的大小等于物体运动的路程与完成这段路程所用时间的比值,因此路程与时间必须是对应的。在谈到平均速度时,必须指明是在哪段时间内的或哪段路程上的平均速度,否则是没有意义的。求平均速度时,一定要按平均速度定义来求。对于本题中全路程上的平均速度,有人往往采取三段速度之和除以3,即,这是错误的,要引起注意。
解:最初半小时:
中间半小时:
最后半小时:
全程的平均速度:
例6. 一列火车长200米,以15米/秒的速度匀速通过长1.6千米的大桥,求火车全部通过大桥所用的时间。
分析与解答:依题意可画出火车过桥时的示意图,如图所示列车通过大桥应是完全通过,故此时火车实际行驶的路程为s=s桥+s车,则由速度公式变形得,可计算出火车通过桥的时间。
解:当车厢最后一节过桥时,它所通过的距离应为桥长与车长之和。
因为 v=s/t
所以 t = s/v = (s1+s2)/v
=(1600+200)米/
=120秒 = 2分
考点分析:本题考查利用速度公式计算具有一定长度的物体过桥或钻洞的速度的问题。
例7. 野兔在草地上以10m/s的速度向前方50m处的树洞奔逃,秃鹰在野兔后方130m处以30m/s的速度贴着地面飞行追击野兔。通过计算回答野兔能否安全逃进树洞?(要求两种解法,要有必要的文字说明。)
分析与解答:本题是对速度知识的一个综合考察,并且要求多种解法,这道题易出现的问题是:误将秃鹰追击到兔子的距离180米当成130米来解,由此错解。这道题的正确解法是:
解法一:
野兔跑到树洞口的时间:
秃鹰飞到树洞所需时间:
因为t2>t1,所以野兔可以安全回到树洞。
解法二:
野兔跑到树洞口的时间:
在这段时间内秃鹰飞行的距离:
因为150米<180米,所以野兔可以安全回到树洞。
解法三:
野兔跑到树洞口的时间:
秃鹰在这段时间内飞行180米才可能捉到兔子,要在这段时间内飞行180米以上,秃鹰飞行的速度至少为
因为36m/s>30m/s,所以野兔可以安全回到树洞。
考点分析:本题是对速度知识的一个综合考察
【模拟试题】(答题时间:70分钟)
一. 单项选择题
1. 下列两物体保持相对静止的是( )
A. 地球和太阳
B. 地球和它的同步卫星
C. 人走路时,左脚和右脚
D. 月亮和太阳
2. 关于参照物的选择,下列说法中正确的是( )
A. 研究某物体是否运动,必须选择参照物
B. 研究某物体是否运动,只能选地面为参照物
C. 研究某物体是否运动,可以选任何物体为参照物,包括欲研究其运动的物体本身
D. 研究某物体是否运动,只能选太阳作为参照物
3. 有一小船在河里顺流而下,船上坐着一个人,河岸上有树。如果以人为参照物,则( )
A. 小船是运动的,河岸和树是静止的
B. 小船和河水是运动的,河岸是静止的
C. 小船是静止的,河岸和树是运动的
D. 小船、河水、河岸、树都是运动的
4. 坐火车的人,认为坐在他旁边的乘客是静止的,他选的参照物可能是( )
A. 他旁边的乘客
B. 他自己
C. 火车外面的树木
D. 大地
5. 水中游的最快的是旗鱼,速度可达108千米/时,陆地跑的最快的是猎豹,每秒可跑
A. 猎豹最大 B.
旗鱼最大
C. 褐海燕最大 D.
三者一样大
6. 如图所示,是汽车上的速度计,一辆汽车以此速度从石家庄驶向北京,若石家庄距北京的距离为,则( )
A. 该汽车的行驶速度是
B. 该汽车用可以从石家庄到达北京
C. 该汽车行驶的速度是
D. 该汽车用4h可以从石家庄到达北京
7. 下列速度单位换算过程正确的是( )
A.
B.
C.
D.
8. 一物体做直线运动,前一半时间速度为
A.
C.
9. 甲看到旁边的树木向东运动,乙看到甲静止不动。若以地面为参考物,则( )
A. 甲向西运动,乙向东运动
B. 甲乙都向西运动
C. 甲向东运动,乙向西运动
D. 甲乙都向东运动
10. 甲、乙两人沿平直的蓄水大坝并肩行走,上坝后第一分钟走了
A. 他们在第二分钟内,一定是匀速直线运动
B. 他们走完
C. 他们在第一分钟和最后一分钟的平均速度一定不相等
D. 在行走中,甲相对于乙的速度为
11. 一列火车以
A. 10秒 B.
5秒 C.
20秒 D.
30秒
12. 甲、乙两同学进行百米赛跑,每次甲跑到终点时,乙总落后
A. 甲、乙同时到达终点
B. 甲先到达终点
C. 乙先到达终点
D. 无法确定
二. 多项选择题
13. 甲车比乙车速度大的意思是( )
A. 通过相同路程,甲车比乙车用的时间长
B. 通过相同路程,甲车比乙车用的时间短
C. 在相同时间内,甲车通过的路程比乙车长
D. 每秒钟甲车比乙车通过的路程短
14. 某物体在一平直的轨道上运动,第1秒通过了
A. 一定在做匀速直线运动
B. 一定在做变速直线运动
C. 可能在做匀速直线运动
D. 可能在做变速直线运动
15. 如图所示是A和B两物体的图线,由图可见( )
A. 开始时(即时),B和A都处于静止状态
B. B运动时的速度比A运动时的速度大
C. B运动t2秒时追上A,然后跑到A的前面
D. B开始运动时的速度比A小,t2秒后B的速度才超过A
三. 填空题
16.
17. 航天飞机在与宇宙空间站对接时,两者在空中飞行速度的大小和方向必须________。此时两物体间彼此处于相对_________状态。
18. 一辆小汽车在平直公路上匀速行驶,10秒钟行驶了
19. 根据图中两个交通标志牌的含意,在遵守交通规则的前提下,汽车从标志牌到西大桥最快需要__________小时,汽车的速度是_________千米/时。
20. 一辆小汽车在沪宁高速公路上行驶,车上的一位乘客在车经过如图所示的A处时,看了一下手表,时间是7点整;当车经过B处时,他又看了一下手表,时间是7点48分,则小汽车从A到B处所用的时间是________分钟,在A、B之间的平均速度是________千米/时。
21. 小船在河里顺流而下,船上坐着一个人,河岸上有树木和房屋。以树为参照物,人是______的,小船是_______的;以船为参照物,房屋是_____的,人是________的。
22. 李白在《望天门山》一诗中写道:“两岸青山相对出,孤帆一片日边来。”作者在这两句优美的诗句中,先后选择的参照物分别是_______和________。
23. 上海已建成我国第一条磁悬浮列车铁路线,列车运动时时速可达500千米/时。如果乘坐这一时速的磁悬浮列车从上海到杭州约200千米的路程,需要________分钟。
24. 高速公路上行驶的小汽车和客运车的速度之比为3:2,它们通过的路程之比为9:4,则小汽车与客运车所用的时间之比为__________。
25. 如图所示为小车运动路程和时间的关系曲线。从0秒到12秒这段时间内,小车的平均速度是_________米/秒。
26. 在测平均速度的实验中,小车在斜面上由顶端滑过斜面的始、末位置如图所示,小车通过的路程为________,若小车通过这段路程所用时间为2.5s,则小车在这段时间内的平均速度为_________。
四. 计算题
27. 某列车全长
28. 在第二次世界大战前苏联的卫国战争中,曾发生以下一个故事,在一列以
29. 甲骑自行车以
(1)乙需用多长时间追上甲?
(2)此时甲走过的路程是多少?
【试题答案】
一. 单项选择题
1. B 2.
A 3.
C 4.
B 5.
C
6. D 7.
C 8.
C 9.
B 10.
D
11. A 12.
A
二. 多项选择题
13. BC 14.
CD 15.
AC
三. 填空题
16. ;10;;36
17. 相同;静止
18. 8;2.4
20. 48;100
21. 运动;运动;运动;静止
22. 船;青山
23. 24
24. 3:2
25. 1.67
26.
四. 计算题
27. 解:
答:列车通过该桥需要70秒。
28. 解:根据位于车厢两壁弹孔间相对位移量为
答:枪弹的速度为。
29. 解:设t时间乙追上甲
(1)
(2)