机械运动
第三节 测平均速度
基础过关全练
知识点 测平均速度
1.【物理跨体育】【新独家原创】在山东淄博,体育已经纳入了中考的考查中,其中的1 000 m长跑是男生必考项目。在小轩就读的学校,1 000 m长跑是初中阶段每个年级都要进行的测试项目。七年级时,小轩的成绩是3 min 50 s,八年级时小轩的成绩是3 min 30 s,关于小轩的1 000 m 长跑成绩,下列说法正确的是( )
A.七年级时小轩1 000 m长跑的平均速度大
B.八年级时小轩1 000 m长跑的平均速度大
C.小轩七年级时跑1 000 m的平均速度为7 m/s
D.在七年级时小轩前500 m的平均速度一定大于后500 m的平均速度
2.【中华优秀传统文化】【教材P30图片变式】《龟兔赛跑》的寓言故事,说的是兔子和乌龟比赛跑步,它们同时从同一地点出发后,途中兔子睡了一觉,醒来时发现乌龟已到了终点。整个赛程中( )
A.兔子始终比乌龟跑得慢
B.从全程看,乌龟的平均速度更大
C.比赛采用相同路程比时间的方法
D.以乌龟为参照物,正在睡觉的兔子是静止的
3.(2023山东淄博张店期中)如图是小亮在测量物体的运动速度时,拍摄的小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,每隔0.2 s闪拍一次。下列分析正确的是( )
A.该刻度尺的分度值为1 cm
B.小球从B点运动到D点通过的路程为4.50 cm
C.小球从C点运动到E点的平均速度为0.15 m/s
D.小华在测量AF之间距离时,连续测量三次是为了避免偶然性,得出普遍规律
4.【实验探究·分析论证】(2023山东高青期中)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)实验的原理是 。
(2)图中AB段的路程sAB= cm,如果测得时间tAB=1.6 s。则AB段的平均速度vAB= cm/s。
(3)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段的平均速度会偏 (选填“大”或“小”)。
(4)如果小车达到C点的时间为2.4 s,则AC段的平均速度vAC= cm/s,BC段的平均速度vBC= m/s。
能力提升全练
5.【新素材·现代科技】(2022山东潍坊中考,7,★★☆)随着5G信号的快速发展,5G无人物品派送车已应用于实际生活中,图甲所示为无人物品派送车沿直线路径前往派送点的情景。该车从出发点到达派送点,完成任务后返回出发位置,其行驶路程s与所用时间t的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A.从派送点返回出发点用时19 min
B.派送点到出发点的距离为1.6 km
C.0~10 min内派送车的平均速度为0.08 km/min
D.10~13 min内派送车做匀速直线运动
6.(2023山东东平期中,14,★★☆)无风的天气,小虹和同学一起用机械停表和刻度尺测量乒乓球下落的平均速度,他们让乒乓球从三楼由静止竖直落到地面。对于实验有关的操作和分析,下列说法正确的是( )
①该实验很简单,不必注意操作的安全
②选择量程为1米的刻度尺来测量路程
③使用停表前,要先观察停表是否调零
④所测速度不能表示乒乓球每一时刻的快慢
A.只有①② B.只有②③
C.只有③④ D.只有②④
7.(2021山东东营中考,16,)小明骑自行车2 min 行驶600 m,他的平均速度为 m/s。马拉松运动员跑步的平均速度为10 km/h,若二者在公路上以各自的平均速度同时向西运动,以自行车为参照物,马拉松运动员向 (选填“东”或“西”)运动。
8.(2020山东济宁中考,12改编,)小明在探究速度的变化时,拍摄了两个小球运动过程的频闪照片,如图所示,闪光时间间隔为1 s,图上数字为闪光时刻编号,请根据图中信息回答下列问题。
(1)不可能做匀速直线运动的是小球 (选填“A”或“B”);
(2)小球A和B在第1 s至第6 s这段时间间隔内的平均速度应为vA vB(选填“>”“=”或“<”)。
9.【学科素养·科学探究】(2023山东海阳期中,24,★★☆)某实验小组在“测量物体运动的平均速度”的实验中,让小球从斜面A点由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在间隔相同时间的不同位置,照片如图所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)实验中,应使斜面保持 (选填“较大”或“较小”)的坡度,以减小测量时产生的误差;
(3)依据照片可判断,小球在做 (填“加速”“减速”或“匀速”)运动;
(4)如果频闪照相机每隔0.2 s拍摄一次,并测得sAB=3 cm,sBC=9 cm,sCD=15 cm,则小球在BD段的平均速度是 m/s;
(5)如图所示,能说明小球在斜面上运动情况的图象是 。
10.【跨学科·物理学与工程实践】(2023山东淄博临淄期中,28,★★☆)山东省“三横五纵”快速铁路网中重要一“横”——鲁南高铁已正式通车。表格是简化的临沂北到潍坊的列车时刻表。
求:列车从曲阜东到淄博的平均速度。(结果保留整数)
站名 到站时间 发车时间 里程/km
临沂北 —— 08:00 0
曲阜东 08:51 08:53 165
泰安 09:13 09:15 203
济南 09:38 09:40 268
淄博 10:22 10:24 386
潍坊 10:59 11:01 487
素养探究全练
11.【科学探究】小明同学是位魔方爱好者,学习了“测量小车运动的平均速度”后,小明想在家进行“测量圆柱体魔方滚上斜面的平均速度”实验,于是他找来了一个如图甲所示的圆柱体魔方、两个大小和形状均相同的正方体魔方,借助于两块相同的长木板搭建了两个斜面,如图乙所示。请你与他一起完成以下实验探究。
甲
乙
(1)该实验中需要用 测量魔方滚动通过的路程,利用机械停表测量魔方滚动的时间。
(2)开始实验后,小明将魔方从左侧斜面的最高位置由静止开始释放使其滚下,然后正确测量出魔方从斜面底端A点滚上右侧斜面通过的路程和所用时间,并将实验数据记录在表格中。
测量的物理量 AB段 AC段
路程/cm 40 80
时间/s 2.0 5.0
(3)由实验数据可知:魔方在BC段的平均速度为 cm/s(结果保留一位小数);通过计算可知魔方在AB段的平均速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)在BC段的平均速度;魔方从斜面底端滚动到斜面顶端的运动是 (选填“变速”或“匀速”)直线运动。
(4)实验前必须学会熟练使用停表,如果在魔方未到达A点时就开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏 (选填“大”或“小”)。
答案全解全析
基础过关全练
1.B 因为小轩每次长跑的路程是相同的,都是1 000 m,而他所用的时间是不同的,八年级用的时间少,所以八年级他1 000 m长跑时的平均速度大,故A错误,B正确。小轩七年级时跑完1 000 m的平均速度v小轩==≈4.35 m/s,故C错误。因为不知道前500 m和后500 m所用的时间,故无法比较前500 m和后500 m的平均速度,故D错误。
2.B 在兔子睡觉之前,兔子和乌龟运动的时间相同,乌龟通过的路程少,所以兔子跑得快,故A错误;在整个过程中,兔子和乌龟用的时间相同,乌龟通过的路程长,所以乌龟运动得快,故B正确;本次比赛中,兔子醒来时发现乌龟已到了终点,乌龟和兔子运动的时间相同,运动的路程不同,是采用相同时间比较路程的方法,故C错误;以乌龟为参照物,正在睡觉的兔子与乌龟之间有位置的变化,兔子是运动的,故D错误。
3.C 由图知,刻度尺1 cm之间有10个小格,所以1个小格代表的是0.1 cm=1 mm,即此刻度尺的分度值为1 mm,故A错误;由图可知,从B点到D点小球运动的路程4.50 cm-0.50 cm=4.00 cm,故B错误;由图可知,从C点到E点小球运动的路程sCE=8.00 cm-2.00 cm=6.00 cm=0.060 0 m,从C点到E点小球运动的时间tCE=2×0.2 s=0.4 s,从C点到E点小球运动的平均速度vCE===0.15 m/s,故C正确;小华在测量AF之间距离时,连续测量三次是为了求平均值,减小误差,故D错误。
4. 答案 (1)v= (2)40.0 25 (3)小 (4)33.3 0.5
解析 (1)测量小车运动的平均速度的实验原理是v=。(2)由图可知AB段的路程sAB=80.0 cm-40.0 cm=40.0 cm,时间tAB=1.6 s,则AB段的平均速度vAB===25 cm/s。(3)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,计时会晚一些,测量的时间会偏大一些,根据速度公式可知,在路程不变时,时间偏大,测得AB段的平均速度会偏小。(4)已知sAC=80.0 cm,tAC=2.4 s,则AC段的平均速度vAC==≈33.3 cm/s;又已知sBC=40.0 cm,tBC=tAC-tAB=2.4 s-1.6 s=0.8 s,则BC段的平均速度vBC===50 cm/s=0.5 m/s。
关键点拨 解答本题的关键是能正确计算出不同阶段的路程和时间,再根据速度公式进行计算。
能力提升全练
5.C 从派送点返回出发点用时为6 min,故A错误;派送点到出发点的距离为1.6 km-0.8 km=0.8 km,故B错误;0~10 min内派送车的平均速度为v===0.08 km/min,故C正确;10~13 min内行驶路程不变,派送车静止不动,故D错误。
6.C 让乒乓球从三楼由静止竖直落到地面,位置比较高,要注意操作安全,故①错误;三楼的高度约为10米,若选择量程为1米的刻度尺来测量,需要在竖直方向上测量多次,操作十分不方便,实际无法完成,故②错误;使用停表前,要先观察停表是否调零,故③正确;所测速度表示乒乓球的平均速度,不能表示某一时刻的速度,故④正确,故选C。
7.答案 5 东
解析 小明骑自行车2 min行驶600 m,他的平均速度v===5 m/s;马拉松运动员跑步的平均速度为10 km/h≈2.78 m/s,二者在公路上以各自的平均速度同时向西运动,小明骑自行车的速度大于马拉松运动员的速度,所以以自行车为参照物,马拉松运动员向东运动。
8.答案 (1)A (2)=
解析 (1)由图可知,在相同的时间内小球A通过的路程越来越大,所以小球A做的是变速直线运动;在相同的时间内小球B通过的路程不变,所以小球B做的可能是匀速直线运动,故不可能做匀速直线运动的是小球A;(2)由图可知,第1 s至第6 s,小球A、小球B通过的路程均为20个小格,即小球A通过的路程等于小球B通过的路程,所以小球A的平均速度等于小球B的平均速度,即vA=vB。
9.答案 (1)v= (2)较小 (3)加速 (4)0.6 (5)C
解析 (1)测量物体运动的平均速度的实验原理是v=。
(2)实验中,应使斜面保持较小的坡度,减缓小球下滑速度,以便于测量小球运动时间,减小测量时间的误差。
(3)依据照片可判断,小球在相等时间内通过的距离越来越远,根据速度公式可知,时间一定时,通过的距离越远,运动速度越大,因此小球在做加速运动。
(4)如果频闪照相机每隔0.2 s拍摄一次,并测得sAB=3 cm,sBC=9 cm,sCD=15 cm,则小球在BD段的距离sBD=sBC+sCD=9 cm+15 cm=24 cm;小球在BD段照相机拍摄两次,小球在BD段所用时间为tBD=0.2 s×2=0.4 s;小球在BD段的平均速度是vBD===60 cm/s=0.6 m/s。
(5)因为小球在做加速运动,速度越来越大,所以能说明小球在斜面上运动情况的图象是C。
10.解析 列车从曲阜东到淄博的路程为s=386 km-165 km=221 km,
所用时间为t= h,
列车从曲阜东到淄博的平均速度为v==≈149 km/h。
素养探究全练
11.答案 (1)刻度尺 (3)13.3 大于 变速 (4)小
解析 (1)该实验中需要用刻度尺测量魔方滚动通过的路程。
(3)魔方在BC段的路程sBC=80 cm-40 cm=40 cm,tBC=tAC-tAB=5.0 s-2.0 s=3.0 s,魔方在BC段的平均速度vBC==≈13.3 cm/s;魔方在AB段的平均速度vAB===20 cm/s>vBC,故魔方从斜面底端滚动到斜面顶端的运动是变速直线运动。
(4)如果在魔方未到达A点时就开始计时,则会使所测时间偏大,根据v=可知所测平均速度偏小。
