學(xué)習(xí)之友高中物理人教版
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例2:關(guān)于速度的描述,下列說法正確的是(
D
)
A. 圖甲中,電動車限速$25km/h$,指的是平均速度大小
B. 圖乙中,子彈射出槍口時的速度大小為$500m/s$,指的是平均速度大小
C. 圖丙中,某運(yùn)動員百米跑的成績是$10s$,則他沖刺時的速度大小一定為$10m/s$
D. 圖丁中,京滬高速鐵路測試時的列車最大速度可達(dá)$484km/h$,指的是瞬時速度大小
答案:D
解析:A選項(xiàng),限速指的是任意時刻的速度不能超過$25km/h$,是瞬時速度,A錯誤;B選項(xiàng),子彈射出槍口時的速度是某一時刻的速度,為瞬時速度,B錯誤;C選項(xiàng),百米跑的平均速度$v=\frac{100}{10}=10m/s$,但沖刺時的瞬時速度不一定是$10m/s$,C錯誤;D選項(xiàng),列車最大速度是某一時刻達(dá)到的速度,是瞬時速度,D正確。
答案:AD
解析:A選項(xiàng),運(yùn)動一周位移$\Delta x = 0$,平均速度$v=\frac{\Delta x}{\Delta t}=0$,A正確;B選項(xiàng),運(yùn)動一周路程$s = 2\pi R$,平均速率$v=\frac{s}{t}\neq0$,B錯誤;C、D選項(xiàng),運(yùn)動半周,位移$\Delta x = 2R$,路程$s=\pi R$,平均速度大小$v_{1}=\frac{2R}{t}$,平均速率$v_{2}=\frac{\pi R}{t}$,兩者不相等,C錯誤,D正確。
例4:物體由$A$沿直線運(yùn)動到$B$,在前一半時間內(nèi)是速度為$v_{1}$的勻速運(yùn)動,在后一半時間內(nèi)是速度為$v_{2}$的勻速運(yùn)動,則物體在這段時間內(nèi)的平均速度為(
A
)
A. $\frac{v_{1}+v_{2}}{2}$
B. $\sqrt{v_{1}v_{2}}$
C. $\frac{2v_{1}v_{2}}{v_{1}+v_{2}}$
D. $\frac{v_{1}v_{2}}{v_{1}+v_{2}}$
答案:A
解析:設(shè)總時間為$2t$,前一半時間位移$x_{1}=v_{1}t$,后一半時間位移$x_{2}=v_{2}t$,總位移$x=x_{1}+x_{2}=(v_{1}+v_{2})t$,平均速度$v=\frac{x}{2t}=\frac{(v_{1}+v_{2})t}{2t}=\frac{v_{1}+v_{2}}{2}$。
針對訓(xùn)練(多選)如圖所示,一人騎自行車晨練,由靜止開始沿直線運(yùn)動,她在第$1s$內(nèi)、第$2s$內(nèi)、第$3s$內(nèi)、第$4s$內(nèi)通過的位移分別為$1m$、$2m$、$3m$、$4m$,則(
BC
)
答案:BC
解析:A、D選項(xiàng),僅知道每秒內(nèi)的位移,無法確定某一時刻的瞬時速度,A、D錯誤;B選項(xiàng),第$2s$內(nèi)位移$2m$,時間$1s$,平均速度$v=\frac{2}{1}=2m/s$,B正確;C選項(xiàng),$4s$內(nèi)總位移$1 + 2+3 + 4=10m$,平均速度$v=\frac{10}{4}=2.5m/s$,C正確。
一、實(shí)驗(yàn):測量紙帶的平均速度和瞬時速度
1. 根據(jù)紙帶計算平均速度
用刻度尺測出$n$個點(diǎn)之間的間距$\Delta x$,測出$n$個點(diǎn)之間的時間$\Delta t$,則平均速度$v=$
$\frac{\Delta x}{\Delta t}$
。
2. 根據(jù)打點(diǎn)計時器計算瞬時速度
取包含某一位置在內(nèi)的一小段位移$\Delta x$,根據(jù)$v = \frac{\Delta x}{\Delta t}$算出這一段位移內(nèi)的平均速度,用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過該位置的瞬時速度。
一般地,取以這個點(diǎn)為
中間
的一段位移來計算。如圖所示,$E$點(diǎn)的瞬時速度可用$D$、$F$兩點(diǎn)間的平均速度代表,即$v_{E}=$
$\frac{\Delta x_{DF}}{\Delta t_{DF}}$
。
答案:1. $\frac{\Delta x}{\Delta t}$
解析:平均速度的定義式為位移與時間的比值,即$v = \frac{\Delta x}{\Delta t}$。
2. 中間;$\frac{\Delta x_{DF}}{\Delta t_{DF}}$
解析:通常取以該點(diǎn)為中間的一段位移來計算瞬時速度,$E$點(diǎn)在$D$、$F$中間,所以$v_{E}=\frac{\Delta x_{DF}}{\Delta t_{DF}}$。