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课后作业(三)
[要点对点练]
要点一:速度
1.寓言《龟兔赛跑》中说:乌龟和兔子同时从起点跑出,兔子在远远超过乌龟时,便骄傲地睡起了大觉,它一觉醒来,发现乌龟已悄悄地爬到了终点,兔子后悔不已.在整个赛跑过程中( )
A.兔子始终比乌龟跑得快
B.乌龟始终比兔子跑得快
C.兔子的平均速度大
D.乌龟的平均速度大
[解析] “跑得快”是指瞬时速度大,兔子在跑动的过程中比乌龟跑得快,但兔子中途睡觉的过程中瞬时速度为零,就比乌龟跑得慢了,故选项A、B错误;乌龟和兔子同时从起点出发,但乌龟先到终点,用的时间短,它们的位移相同,故乌龟的平均速度大,选项C错误,D正确.
[答案] D
2.下列有关速度的说法中正确的是( )
A.平均速度就是瞬时速度的平均值
B.极短时间内的平均速度可以认为等于瞬时速度
C.公路旁的限速标志牌上的速度是指车辆的平均速度
D.平均速度、瞬时速度、速率三个物理量都是矢量
[解析] 平均速度是位移与时间的比值,不是瞬时速度的平均值,选项A错误;Δt很小时的平均速度可看作瞬时速度,选项B正确;公路旁的限速标志牌上的速度是指车辆的瞬时速度,选项C错误;速率是标量,选项D错误.
[答案] B
要点二:平均速度和瞬时速度
3.(多选)下列所说的速度指平均速度的是( )
A.百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线
B.经提速后列车的运行速度为150 km/h
C.由于堵车,在隧道内的车速仅为1.2 m/s
D.返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中
[解析] A选项中,9.5 m/s是运动员冲过终点线这一位置的速度,是瞬时速度;B选项中,列车行驶的过程中速度是变化的,150 km/h是指平均速度;C选项中,1.2 m/s对应于隧道内的一个过程,是平均速度;D选项中,8 m/s是太空舱落入太平洋这一时刻的瞬时速度,故选项B、C正确.
[答案] BC
4.运动员在百米赛跑中,测得其在70米处的速度是9 m/s,10 s末到达终点时的速度是10.2 m/s,则运动员在全程的平均速度是( )
A.10 m/s B.9.6 m/s
C.9 m/s D.5.1 m/s
[解析] 由题意知,运动中的位移大小为x=100 m,所用时间t=10 s,根据平均速度的定义可得v== m/s=10 m/s,选项A正确.
[答案] A
5.(多选)为使交通有序、安全,高速公路设立了许多交通标志,如图是高速公路指示牌,下列说法中正确的是( )
A.甲图中“25 km”是指从此处到下一个出口的位移是25 km
B.甲图中“25 km”是指从此处到下一个出口的路程是25 km
C.乙图中“80 km/h”是指要求汽车在该路段行驶的瞬时速度不能超过80 km/h
D.乙图中“80 km/h”是指要求汽车在该路段行驶的平均速度小于80 km/h
[解析] 根据题意可知甲图中“25 km”是指路程,选项A错误,B正确;乙图中“80 km/h”是指瞬时速度,即汽车的瞬时速度不能超过80 km/h,选项C正确,D错误.
[答案] BC
6.如图所示,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示,则:AC=________mm,AD=________mm.那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为________m/s,纸带在AD间的平均速度为________m/s;B点的瞬时速度更接近于________m/s.(计算结果均保留两位小数)
[解析] AC=14.0 mm,AC间的平均速度为= m/s=0.35 m/s;AD=25.0 mm,AD间的平均速度为= m/s=0.42 m/s.对于描述B点的瞬时速度来说,AC段所取的位移间隔更小,更能接近B点的真实速度,即B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.
[答案] 14.0 25.0 0.35 0.42 0.35
要点三:速度—时间图像
7.节能减排经常体现在我们的日常生活中.假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为10 m/s,一辆公交车在距离十字路口50 m的车站停留,乘客上下完后,司机看到红灯显示还有10 s,为了节能减排,减少停车,降低能耗,公交车司机启动公交车,要使公交车尽快通过十字路口且不违章,则公交车启动后的运动图像可能是( )
[解析] 依题意知红灯时间还有10 s,公交车在10 s时要恰好到达路口,此时公交车运动的位移为50 m,又速度—时间图像与坐标轴围成的面积表示位移,由图可知在10 s时A、B、D图像中的面积大于50 m,即公交车在到达路口时红灯还未熄灭,C图中的面积可能为50 m,且公交车速度小于10 m/s,故选项C正确,A、B、D错误.
[答案] C
8.明洲同学从家中出发,沿平直的马路以一定的速率走到邮局.发信之后,沿原路以相同的速率返回.设出发时方向为正方向,则下图中能描述该同学运动情况的v-t图像是( )
[解析] 规定出发时方向为正方向,返回时的速度为负,C错误.由于速率不变,所以D错误;A图表示的是两个物体的运动.
[答案] B
[综合提升练]
9.一辆汽车做直线运动,以速度v1行驶了全程的,接着以速度v2=20 km/h跑完了余下的.如果汽车全程的平均速度v=27 km/h,则v1的值为( )
A.32 km/h B.35 km/h
C.56 km/h D.90 km/h
[解析] 设总路程为x,则平均速度v==,代入数据解得v1=90 km/h,D正确.
[答案] D
10.物体沿直线运动,下列说法中正确的是( )
A.物体在某时刻的速度为3 m/s,则该物体在1 s内的位移一定是3 m
B.物体在某1 s内的平均速度为3 m/s,则物体在这1 s内的位移一定是3 m
C.物体在某段时间内的平均速度为3 m/s,则物体在第1 s内的位移一定是3 m
D.物体在某段时间内的平均速度为3 m/s,则物体在这段位移一半时速度一定是3 m/s
[解析] 物体某时刻的速度为3 m/s,指的是瞬时速度,下一时刻的速度可能变大,也可能变小,故A错误;由v=知,若物体在某1 s内的平均速度是3 m/s,则物体在这1 s内的位移一定是3 m,B正确;利用v=进行计算时,要注意平均速度与位移、时间的对应性,C、D错误.
[答案] B
11.一质点沿直线Ox方向做变速运动,它离开O点的距离x(x的单位为m)随时间变化的关系式为x=5+2t3,它的速度随时间t变化的关系式为v=6t2,该质点在t=0到t=2 s间的平均速度和t=2 s到t=3 s间的平均速度的大小分别为( )
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
[解析] 质点在0~2 s内的位移Δx1=x2-x1=(5+2×23) m-(5+2×03) m=16 m.质点在2~3 s内的位移Δx2=x3-x2=(5+2×33) m-(5+2×23) m=38 m.0~2 s的时间间隔t1=2 s,质点的平均速度v1==8 m/s,2~3 s的时间间隔t2=1 s,质点的平均速度v2==38 m/s.故选项B正确.
[答案] B
12.如图所示,两路灯灯杆A、B相距40 m,一辆汽车用3.2 s时间通过这两根路灯灯杆,据此可以计算出汽车在这段位移中的平均速度大小为________m/s.若灯杆A的近旁相距0.42 m处有一块路牌,汽车驶过路牌和灯杆的这一小段距离只用了0.03 s,则在这段时间里汽车的平均速度大小为________m/s,可以认为汽车驶过灯杆A时的瞬时速度为________m/s.
[解析] 根据平均速度公式有v==12.5 m/s,当汽车用0.03 s驶过0.42 m时,因时间较短,可认为汽车在这一极短时间内的平均速度等于汽车驶过灯杆A时的瞬时速度v==14 m/s.
[答案] 12.5 14 14
13.如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹上运动所用的时间分别是:1 s、2 s、3 s、4 s.则物体在前2 s内的平均速率为________m/s,物体在最后2 s内的平均速度为________m/s,物体在全程的平均速度为________m/s.
[解析] 前2 s内物体运动的路程为s=+=1 m+ m=(1+) m
故平均速率为v1== m/s
最后2 s内物体的位移x==2 m
故平均速度v2== m/s
物体在全程的位移x′==3 m
故平均速度v== m/s=0.75 m/s.
[答案] 0.75
14.一辆火车长为100 m,速度为5 m/s.它通过一根直径为2 cm的标志杆大约需要多长时间?它通过长为50 m的大桥需要多长时间?
[解析] 火车通过标志杆所走的位移大小可认为等于火车的长度,x1=100 m,火车通过大桥所走的位移大小等于火车和大桥长度之和,
x2=100 m+50 m=150 m
根据v=得,
通过标志杆的时间:t1==20 s
通过大桥的时间:t2==30 s
[答案] 20 s 30 s
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