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相同路程比时间

3
m
运动
70
5
10
6.7
解:
(1) 由$v=\frac{s}{t}$可知,汽车以100 km/h的速度行驶的路程:
$s_1 = v_1 t_1 = 100\ \mathrm{km/h} × 0.2\ \mathrm{h} = 20\ \mathrm{km}$
(2) 汽车以72 km/h的速度行驶的路程:
$s_2 = s - s_1 = 43.2\ \mathrm{km} - 20\ \mathrm{km} = 23.2\ \mathrm{km}$
由$v=\frac{s}{t}$可知,汽车以72 km/h的速度行驶的时间:
$t_2 = \frac{s_2}{v_2} = \frac{23.2\ \mathrm{km}}{72\ \mathrm{km/h}} \approx 0.32\ \mathrm{h}$
(3) 汽车在该区间测速路段所用的总时间:
$t = t_1 + t_2 = 0.2\ \mathrm{h} + 0.32\ \mathrm{h} = 0.52\ \mathrm{h}$
汽车在该区间测速路段的平均速度:
$v = \frac{s}{t} = \frac{43.2\ \mathrm{km}}{0.52\ \mathrm{h}} \approx 83\ \mathrm{km/h}$
【分析】
要解答本题,需先明确比较物体运动快慢的两种方法,再理解配速的含义,最后结合公式计算距离。首先,比较运动快慢有两种方法:相同时间比路程,或相同路程比时间;配速的单位是min/km,代表每运动1km所用的时间,因此对应“相同路程比时间”的比较方式;配速数值越大,说明运动1km耗时越长,运动越慢;计算距离时,利用“距离=总时间÷配速”代入数据即可。
【解析】
1. 比较运动快慢的方法:
比较物体运动快慢的两种方式:①相同时间内,通过路程越长,运动越快;②相同路程下,所用时间越短,运动越快。
“配速”的单位为min/km,即每运动1km所需的时间,因此是利用相同路程比时间的方法来比较运动快慢。
2. 配速与运动快慢的关系:
配速数值越大,说明运动1km花费的时间越多,运动速度越慢,因此配速数值越大表示运动越慢。
3. 计算空白处的距离:
已知总用时为45min,配速为15min/km,根据公式:距离 = 总用时 ÷ 配速,代入数据得:距离 = 45min ÷ 15min/km = 3km,故空白处数据为3。
【答案】
相同路程比时间;慢;3
【知识点】
运动快慢的比较;距离计算
【点评】
本题考查运动快慢的比较方法和简单的距离计算,属于基础题,需准确理解配速的含义,结合公式计算即可,难度较低。
【难度系数】
0.8
【分析】
本题考查长度单位、运动的相对性、速度的计算,解题思路如下:
(1)结合实际生活中大桥的长度规模,判断合适的长度单位,主跨长度为1750m,大桥全长13170对应的单位应为米;
(2)判断物体运动状态的核心是看物体相对于参照物的位置是否改变:以江面航行的船为参照物,桥上路灯的位置随船的运动发生变化,由此判断运动状态;
(3)利用速度公式$v=\frac{s}{t}$变形求时间,需先统一单位,再代入路程和速度计算时间。
【解析】
(1)根据实际情况,跨江大桥全长约13170米,故填长度单位$\mathrm{m}$;
(2)运动和静止具有相对性,以江面航行的船为参照物,桥上路灯相对于船的位置不断变化,因此桥上路灯是运动的;
(3)先换算速度单位:$v=90\ \mathrm{km/h}=90×\frac{1000\ \mathrm{m}}{3600\ \mathrm{s}}=25\ \mathrm{m/s}$,根据速度公式变形得时间$t=\frac{s}{v}=\frac{1750\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=70\ \mathrm{s}$。
【答案】
(1) $\mathrm{m}$;(2) 运动;(3) $70$
【知识点】
长度单位、运动的相对性、速度的计算
【点评】
本题为基础题型,考查物理基础知识点的应用,包括长度单位的实际选择、参照物判断、速度公式的简单计算,知识点难度低,适合巩固基础。
【难度系数】
0.8
【分析】
本题考查v-t图像在运动学中的应用,解题思路如下:① 先划分运动阶段:信号灯变红后,前0.5s为反应时间,汽车匀速运动;0.5s后开始刹车,做匀减速直线运动至停止。② 求开始刹车后0.5s的速度:根据刹车阶段的v-t图像,刹车过程初速度10m/s,总时间1s,可算出刹车后0.5s的速度。③ 求总路程:v-t图像与时间轴围成的面积表示位移,总路程为反应时间的矩形面积加刹车阶段的三角形面积。④ 求平均速度:平均速度等于总路程除以总时间。
【解析】
1. 求开始刹车后第0.5s的速度:
由图可知,刹车阶段(t=0.5s到t=1.5s)为匀减速直线运动,初速度$v_0=10m/s$,末速度为0,运动时间$\Delta t=1.5s-0.5s=1s$,加速度$a=\frac{0-10}{1}=-10m/s^2$。
开始刹车后0.5s对应的时刻为$t=0.5s+0.5s=1s$,此时速度$v=v_0 + a· t'$($t'$为刹车后的时间,即0.5s),代入得:$v=10 + (-10)×0.5=5m/s$。
2. 求从信号灯变红到汽车完全停止的总路程:
反应时间内(0~0.5s)汽车匀速,路程$s_1=v_0· t_1=10×0.5=5m$;
刹车阶段(0.5~1.5s)的路程为v-t图像中三角形的面积,$s_2=\frac{1}{2}×10×1=5m$;
总路程$s=s_1+s_2=5+5=10m$。
3. 求该过程的平均速度:
总时间$t_{总}=1.5s$,平均速度$\bar{v}=\frac{s}{t_{总}}=\frac{10}{1.5}\approx6.7m/s$。
【答案】
5;10;6.7
【知识点】
v-t图像的应用;匀变速直线运动;平均速度
【点评】
本题结合v-t图像考查运动学的基本计算,核心是理解v-t图像的面积对应位移,需准确划分反应时间和刹车阶段,难度适中,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题考查匀速直线运动的速度计算,解题思路是利用速度公式$v=\frac{s}{t}$及其变形公式分步求解:①已知某段的速度和时间,用$s=vt$求该段路程;②总路程减去已求路程得到另一段路程,再用$t=\frac{s}{v}$求对应时间;③平均速度需用总路程除以总时间,而非速度的平均值,以此计算全程平均速度。
【解析】
(1) 根据速度公式$v=\frac{s}{t}$,汽车以$100\ \mathrm{km/h}$行驶的路程:
$s_1=v_1t_1=100\ \mathrm{km/h}×0.2\ \mathrm{h}=20\ \mathrm{km}$;
(2) 汽车以$72\ \mathrm{km/h}$行驶的路程:
$s_2=s-s_1=43.2\ \mathrm{km}-20\ \mathrm{km}=23.2\ \mathrm{km}$,
再由$v=\frac{s}{t}$得,该段行驶时间:
$t_2=\frac{s_2}{v_2}=\frac{23.2\ \mathrm{km}}{72\ \mathrm{km/h}}\approx0.32\ \mathrm{h}$;
(3) 全程总时间:
$t=t_1+t_2=0.2\ \mathrm{h}+0.32\ \mathrm{h}=0.52\ \mathrm{h}$,
全程平均速度:
$v=\frac{s}{t}=\frac{43.2\ \mathrm{km}}{0.52\ \mathrm{h}}\approx83\ \mathrm{km/h}$。
【答案】
(1) $20\ \mathrm{km}$;(2) 约$0.32\ \mathrm{h}$;(3) 约$83\ \mathrm{km/h}$
【知识点】速度公式应用,平均速度计算
【点评】本题为基础计算题,核心是对速度公式的灵活运用,需注意平均速度的计算方法(总路程与总时间的比值),步骤清晰,难度较低。
【难度系数】
0.8