高中物理人教版 (2019)必修 第一册第一章 运动的描述3 位置变化快慢的描述——速度优秀精练

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考点1 速度和速率
1、速度
（1）速度定义：表示物体运动快慢的物理量，它等于位移△x跟发生这段位移所用时间△t的比值。即。
（2）速度是矢量，既有大小也有方向，其方向就是物体运动的方向。在国际单位制中，速度的单位是（m/s）米/秒。
2、速率
（1）定义：瞬时速度的大小。
（2）速率是标量，只有大小也没有方向。
（3）应用：汽车的速度计显示的是速率。
（4）公式计算：
（5）在单向直线运动中平均速度大小等于其速率！
考点2 平均速度和瞬时速度
1、平均速度
（1）定义：在某段时间内物体的位移Δx与发生这段位移所用时间Δt的比值。
（2）意义：粗略描述物体在一段位移或一段时间内（如视频）的运动快慢和方向，平均速度只能粗略地反映物体运动的快慢。
（3）矢量性：平均速度的方向与Δt时间内发生的位移Δx的方向相同。
（4）公式计算：
2、瞬时速度
（1）定义：当Δt非常小时，物体在从t到t＋Δt的时间间隔内，运动快慢的差异也就非常小，就可以用eq \f(Δx,Δt)表示物体在t时刻的瞬时速度。
（2）意义：精确描述物体在某一位置或某一时刻（如照片）运动的快慢和方向。
（3）矢量性：瞬时速度的方向与物体所在位置的运动方向相同，瞬时速度的大小叫速率。
考点3 速度-时间图像
1、速度－时间图像(v－t图像)：以时间t为横轴，速度v为纵轴，建立直角坐标系，根据测量数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到物体运动的v－t图像。
2、v­t图像的物理意义：v－t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它不是物体运动的轨迹。
3、v­t图像能获得的信息：
① 能够通过v­t图像直接确定速度的大小及方向。
② 速度—时间图像纵轴的截距表示初速度的大小和方向。
考点4 测量纸带的平均速度和瞬时速度
1、如图所示为打点计时器打出的一条纸带示意图，D、G间的时间间隔（中间间隔4个点未画出）Δt＝0.1 s，用刻度尺测出D、G间的位移Δx，则D、G间的平均速度v＝eq \f(Δx,Δt)。
2、D、F间(填“D、F间”或“D、G间”)的平均速度更接近E点的瞬时速度，某点的瞬时速度近似等于包含这一点的较小Δt内的平均速度。
3、在进行纸带数据的计算时，应注意以下几点：
（1）弄清纸带中已知的是计时点还是计数点，若是计数点，则相邻计数点间的时间间隔是多少。
（2）弄清题中已知的距离是相邻计数点间的距离还是每个计数点到第一个计数点间的距离，若是后者应换算成相邻计数点间的距离再代入原理公式计算。
（3）计算时注意将单位化为国际单位制。
（4）注意题中要求保留几位有效数字。
【考点1 速度和速率】
【典例1-1】（2022•江苏学业考试）一质点绕半径为R的圆匀速运动了半周，所用时间为t。在此过程中该质点的（ ）
A．位移大小为πR，速率为
B．位移大小为2R，速率为
C．位移大小为πR，速度为
D．位移大小2R，速率为
【典例1-2】（多选）甲、乙两物体沿南北方向在同一直线上匀速运动，取向北为正方向，甲物体的速度为1m/s，乙物体的速度为﹣5m/s，则可知（ ）
A．乙物体的速度大于甲物体的速度
B．因为+1＞﹣5，所以甲物体的速度大于乙物体的速度
C．这里正、负号的物理意义是表示物体的运动方向
D．若甲、乙两物体同时由同一点出发，则10s后甲、乙两物体相距40m
【变式1-1】（2022秋•海淀区校级月考）（多选）某驾驶员使用定速巡航，在高速公路上以时速110公里行驶了200公里。其中“时速110公里”和“行驶200公里”分别是指（ ）
A．“时速110公里”指的是速率 B．“时速110公里”指的是速度
C．“行驶200公里”指的是路程 D．“行驶200公里”指的是位移
【变式1-2】（2022秋•黄浦区校级期中）如图所示为汽车驾驶员前的速率计，现在指示的车速是 km/h。此时司机见到路边的指示牌如图右上角所示，若按此速度前进，抵达上海市中心需要的时间是 h。
【考点2 平均速度和瞬时速度】
【典例2-1】（2023•镇海区模拟）平潭海峡公铁两用大桥全长16.34km，该大桥所处的平潭海峡是世界三大风暴海域之一，以“风大、浪高、水深、涌急”著称。为保证安全起见，环境风速超过20m/s时，列车通过该桥的运行速度不能超过300km/h，下列说法正确的是（ ）
A．题目中“全长16.34km”指的是位移大小
B．“风速超过20m/s”“不能超过300km/h”中所指的速度均为瞬时速度
C．“风速超过20m/s”指的是平均速度，“不能超过300km/h”指的是瞬时速度
D．假设某火车通过该大桥所用时间为0.08h，则平均速度约为204km/h
【典例2-2】（2022秋•鲁山县校级期末）（多选）一辆电动汽车从A地到B地行驶的路线图如图所示。导航地图从A地和B地的直线距离为12km，实际里程表指示的里程数比直线距离多了8km。实际从A地到B地用时30min，下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中车的位移大小为12km
B．经过路标C时车的速度方向为由A指向B
C．整个运动过程车的平均速度为24km/h，方向由A指向B
D．整个运动过程车的平均速度为40km/h，方向一直在变
【变式2-1】（2023春•鞍山期末）某学生在百米赛跑中，已知他在起跑瞬时的速度为4m/s，经过10s到达终点时的瞬时速度为8m/s，则该学生在整个运动过程的平均速度大小是（ ）
A．4m/sB．6m/sC．8m/sD．10m/s
【变式2-2】（2022秋•海门市月考）（多选）如图所示为测量气垫导轨上滑块经过光电门的瞬时速度装置，已知倾斜气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt，测得遮光条的宽度为Δx，则下列说法正确的是（ ）
A．滑块通过光电门的平均速度是
B．换用宽度更宽的遮光条可使更接近瞬时速度
C．仅让滑块的释放点更靠近光电门可使变大
D．仅增大气垫导轨与水平面的夹角可使变小
【变式2-3】（2022秋•静安区校级期中）如图（a），一个小球在固定的轨道AB上往复运动、其位移—时间（x﹣t）图像如图（b）所示。AB轨道长度为 m。小球在t＝2s到t＝8s内的平均速度为 m/s。
【考点3 速度-时间图像】
【典例3-1】（2023•思明区二模）如图为甲乙两车在平直公路上同向行驶的v﹣t图象，已知两车在t＝3s时并排行驶，则（ ）
A．在t＝1s时，甲车在乙车后
B．在t＝0时，甲车在乙车前7.5m
C．两车另一次并排行驶的时刻是t＝2s
D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为45m
【典例3-2】（2023春•葫芦岛期末）（多选）有一种速度叫中国速度，有一种骄傲叫中国高铁。2022年9月20日，中国中车股份有限公司面向全球发布时速600公里高速磁浮交通系统。据了解，该磁悬浮列车可以在3.5min内达到最大速度600km/h。假设在某次试运行时起始站到终点站间距离为60km，加速过程、减速过程都以3.5min变化600km/h的加速度变速，请你根据已有数据分析以下试运行方案的v﹣t图像，不可能实现的有（ ）
A． B．
C． D．
【变式3-1】(多选)某同学出门乘坐公交车去学校参加期末考试，公交车出发加速，飞速地奔驰着，到站减速。如果将公交两站间的行驶进行简化，v­t图像如图所示，则下列说法正确的是( )

A．图像OA段表示物体的速度均匀增大
B．图像AB段表示物体静止
C．在0～3 s内与6～9 s内物体的运动方向相同
D．在6～12 s内物体的运动方向发生变化
【变式3-2】（2022秋•湖南月考）a、b两物体从同一地点、同时同向出发做直线运动，现绘制a、b两物体的运动情况分别如图甲、乙所示。求：
（1）a物体在第5s末的速度大小v1；
（2）0～3s内，b物体的平均速度大小v2。
【考点4 测量纸带的平均速度和瞬时速度】
【典例4-1】在用电火花计时器测量物体的瞬时速度”实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．电火花计时器应使用8V左右的交流电源
B．电火花计时器应使用220V的直流电源
C．纸带上点迹密集的地方表明物体的速度较小
D．纸带上点迹密集的地方表明相邻点间的时间较短
【典例4-2】（2022秋•大祥区校级期中）某同学在研究小车做匀加速直线运动运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，如图所示，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，该同学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图所示，单位是cm，相邻计数点的时间间隔是 s，瞬时速度vB＝ m/s。
【变式4-1】（2022秋•河南月考）一小球（视为质点）在水平桌面上以一定的速度向右抛出后做直线运动，用照相机对着小球每隔0.1s拍照一次，得到一张频闪照片，将刻度尺靠在照片上的小球旁边，如图所示，已知照片与实物的比例为1：10，下列说法正确的是（ ）
A．小球做匀加速直线运动
B．小球从A点运动到F点所用的时间为0.6s
C．小球在AB段的平均速度大小约为3m/s
D．小球通过C点时的瞬时速度大小约为0.225m/s
【变式4-2】（2022秋•齐齐哈尔期中）打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题：
（1）打点计时器是 （填“打点”“计时”或“测速”）的仪器。
（2）如图所示是两种打点计时器的图片，其中甲是 计时器；乙是 计时器，乙计时器的电源采用的是 （填“交流8V”“交流220V”或“四节干电池”）。
1．（2022秋•荔湾区期末）下列说法正确的是（ ）
A．速度是矢量，速度的变化量是标量
B．甲物体的速度变化量为3m/s，乙物体的速度变化量为﹣5m/s，甲物体的速度变化量大
C．一小球以10m/s的速度与墙相撞，弹回时速度大小也为10m/s，小球的速度变化量的大小为20m/s
D．一汽车以10m/s的速度开始刹车，一段时间后速度变为2m/s，则汽车的速度变化量为8m/s
2．（2022秋•临汾月考）关于速度的定义式v＝，以下叙述正确的是（ ）
A．v1＝2m/s、v2＝﹣3m/s，因为2＞﹣3，所以v1＞v2
B．速度大小不变的运动是匀速直线运动
C．速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
D．位移大的物体速度一定大
3．（2023春•韶关期末）黄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．研究整个过程的平均速度时，可以把出租车看成质点
B．题中的“30分钟”和“15点30分”都是指时间
C．题中的“8公里”指的是位移
D．预计出租车全程的平均速度大小约为16km/h
4．（2023•上海）一场跑步比赛中，第三跑道的运动员跑到30m处时，秒表计时为3.29s。根据以上信息，能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度（ ）
A．可以算得平均速度，可以算得瞬时速度
B．无法算得平均速度，可以算得瞬时速度
C．可以算得平均速度，无法算得瞬时速度
D．无法算得平均速度，无法算得瞬时速度
5．（2023春•汕头期末）如图所示是小昭某次乘车通过汕头海湾隧道时用手机软件记录下来的数据及运动路线，下列说法正确的是（ ）
A．以隧道为参考系，洞顶两侧的照明灯在快速后退
B．若研究汽车在本次行程中的运动，不能将汽车视为质点
C．7.6km是本次行程的位移大小
D．47km/h是整个行程的平均速率
6．（2022秋•伊州区校级期末）关于打点计时器，对它的认识正确的是（ ）
A．用手拉动纸带时，拉动的速度越大，纸带上打出的点越密
B．电火花计时器应使用交流电源供电，工作电压6V以下
C．使用打点计时器时应先接通电源，后让纸带运动且物体要从靠近打点计时器的位置开始运动
D．当使用频率为50Hz的交流电时，每隔0.1s打一次点
7．（2021秋•叶城县校级期末）如图所示，学校田径场跑道周长为400m。校运会100m短跑赛选用了跑道的直道部分，那么运动员们跑完全程的路程是 m位移的大小是
m，如果某一运动员该项目的成绩为10.00s，那么比赛中的平均速度为 m/s。进行800m跑时，运动员们跑完全程的路程是 m位移的大小是 m。
8．（2022秋•怀柔区期末）汽车从制动到停止共用了5s。这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m。

（1）求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些？
（2）汽车运动的最后2s的平均速度是多少？
9．（2022秋•榆阳区校级月考）在“练习使用打点计时器”的实验中，小西同学选出的纸带部分如图甲所示，A、B、C、D、E为纸带上标出的连续5个相邻打点。打点计时器接在频率为50Hz的电源上。则A、E两打点间的时间tAE＝ s、距离sAE＝ cm；小安所选纸带都分如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G为在纸带上所选的计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，电源频率仍为50Hz，则相邻两计数点间的时间间隔为
s，根据D、F两点间的位移Δx和所用时间Δt，可以算出纸带在这两点间的平均速度＝，用这个平均速度就可以代表纸带在打下E点时的瞬时速度，则由此方法求得打下E点时的瞬时速度v＝ m/s。
10．（2022秋•广陵区校级期中）（1）打点计时器是一种使用 （“交流”或“直流”）电源的 （“计数”、“计点”、“计时”或“计长度”）仪器，在中学实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器；如图中为 计时器，它的工作电压是
（“220V”或“6V以下”）。
（2）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：
A．松开纸带让物体带着纸带运动 B．安好纸带 C．把打点计时器固定在桌子上
D．接通电源 E．取下纸带 F．断开开关
这些步骤正确的排列顺序为 。
（3）电火花打点计时器使用交流电源工作，它工作电源的频率是50Hz，如果用它测量速度时，实验者不知道工作电源的频率已变为60Hz，而仍按50Hz进行计算，这样算出的速度值与物体速度的真实值相比 （填“偏大”或“偏小”）。