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17.小华用照相机测量纸锥从某一高度下落到地面过程中的平均速度,拍下的照片如图.
(1)实验所依据的原理是________.(2)需要的测量工具是________和________.(3)测量过程中,小华发现下落时间太短难以准确测出,她决定采用增加纸锥________或换用锥角较________的纸锥进行测量.(4)照相机每隔$0.2\ \mathrm{s}$曝光一次(即每隔$0.2\ \mathrm{s}$成一次像),由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是________(填选项字母).
A.一直不变
B.先变大后不变
C.一直变大
D.先不变后变大
(5)若测得纸锥在$A$、$B$两位置间的实际距离为$6.40\ \mathrm{cm}$,则从$A$到$B$的过程中,纸锥的速度为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{m/s}$.
(1)实验所依据的原理是________.(2)需要的测量工具是________和________.(3)测量过程中,小华发现下落时间太短难以准确测出,她决定采用增加纸锥________或换用锥角较________的纸锥进行测量.(4)照相机每隔$0.2\ \mathrm{s}$曝光一次(即每隔$0.2\ \mathrm{s}$成一次像),由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是________(填选项字母).
A.一直不变
B.先变大后不变
C.一直变大
D.先不变后变大
(5)若测得纸锥在$A$、$B$两位置间的实际距离为$6.40\ \mathrm{cm}$,则从$A$到$B$的过程中,纸锥的速度为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{m/s}$.
答案
17.(1)$v=\frac{s}{t}$ (2)刻度尺 秒表 (3)下落高度 大
(4)B (5)0.16
(4)B (5)0.16
解析
【分析】
本题是测量纸锥下落平均速度的实验题，需结合平均速度的相关知识逐步解答：先明确测平均速度的原理，再确定实验所需测量工具；针对下落时间短的问题，思考延长下落时间的方法；通过频闪照片中相同时间内纸锥的间距变化判断速度变化；最后利用速度公式计算A到B的平均速度。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是速度的定义式，即$v=\frac{s}{t}$。
(2) 实验中需要测量纸锥下落的路程和时间，测量路程用刻度尺，测量时间用秒表，因此所需工具是刻度尺和秒表。
(3) 下落时间太短难以准确测量，可通过增加纸锥的下落高度来延长下落时间；换用锥角较大的纸锥，纸锥受到的空气阻力更大，下落速度更慢，也能增加下落时间，便于测量。
(4) 照相机每隔0.2s曝光一次，相邻两次曝光的时间间隔相同。观察照片可知：纸锥前期相同时间内通过的路程逐渐变大，说明速度变大；后期相同时间内通过的路程不变，说明速度不变，因此速度变化情况是先变大后不变，选B。
(5) A、B两位置间的时间间隔为$t=2×0.2\ \mathrm{s}=0.4\ \mathrm{s}$，实际距离$s=6.40\ \mathrm{cm}=0.064\ \mathrm{m}$，根据速度公式得：$v=\frac{s}{t}=\frac{0.064\ \mathrm{m}}{0.4\ \mathrm{s}}=0.16\ \mathrm{m/s}$。
【答案】
(1)$v=\frac{s}{t}$；(2)刻度尺；秒表；(3)下落高度；大；(4)B；(5)0.16
【知识点】
平均速度测量、速度公式应用、频闪照片分析
【点评】
本题围绕平均速度测量实验展开，涵盖实验原理、工具选择、误差减小、速度变化判断及速度计算，是初中物理运动学的基础常规题，注重对实验核心知识的考查。
【难度系数】
0.7
本题是测量纸锥下落平均速度的实验题，需结合平均速度的相关知识逐步解答：先明确测平均速度的原理，再确定实验所需测量工具；针对下落时间短的问题，思考延长下落时间的方法；通过频闪照片中相同时间内纸锥的间距变化判断速度变化；最后利用速度公式计算A到B的平均速度。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是速度的定义式，即$v=\frac{s}{t}$。
(2) 实验中需要测量纸锥下落的路程和时间，测量路程用刻度尺，测量时间用秒表，因此所需工具是刻度尺和秒表。
(3) 下落时间太短难以准确测量，可通过增加纸锥的下落高度来延长下落时间；换用锥角较大的纸锥，纸锥受到的空气阻力更大，下落速度更慢，也能增加下落时间，便于测量。
(4) 照相机每隔0.2s曝光一次，相邻两次曝光的时间间隔相同。观察照片可知：纸锥前期相同时间内通过的路程逐渐变大，说明速度变大；后期相同时间内通过的路程不变，说明速度不变，因此速度变化情况是先变大后不变，选B。
(5) A、B两位置间的时间间隔为$t=2×0.2\ \mathrm{s}=0.4\ \mathrm{s}$，实际距离$s=6.40\ \mathrm{cm}=0.064\ \mathrm{m}$，根据速度公式得：$v=\frac{s}{t}=\frac{0.064\ \mathrm{m}}{0.4\ \mathrm{s}}=0.16\ \mathrm{m/s}$。
【答案】
(1)$v=\frac{s}{t}$；(2)刻度尺；秒表；(3)下落高度；大；(4)B；(5)0.16
【知识点】
平均速度测量、速度公式应用、频闪照片分析
【点评】
本题围绕平均速度测量实验展开，涵盖实验原理、工具选择、误差减小、速度变化判断及速度计算，是初中物理运动学的基础常规题，注重对实验核心知识的考查。
【难度系数】
0.7
18.汽车遇到意外情况时紧急停车要经历反应和制动两个过程，设汽车在反应过程做匀速直线运动，在制动过程做变速直线运动。如图所示，司机驾车以25 m/s的速度在平直的高速公路上行驶，发现前方70 m处有障碍物，便紧急停车，反应距离为15 m，制动距离为45 m，制动过程所用的时间为2.4 s.求：
(1)汽车司机反应过程所用的时间.
(2)紧急停车全程的平均速度.
(3)若该司机醉酒后驾车，仍以25 m/s的速度行驶，已知该司机醉酒后的反应时间是正常时的两倍，紧急停车时制动距离不变，通过计算判断汽车是否会撞上障碍物.
(1)汽车司机反应过程所用的时间.
(2)紧急停车全程的平均速度.
(3)若该司机醉酒后驾车，仍以25 m/s的速度行驶，已知该司机醉酒后的反应时间是正常时的两倍，紧急停车时制动距离不变，通过计算判断汽车是否会撞上障碍物.
答案
18.(1)在汽车司机的反应过程中,汽车行驶的速度 $v=25\ \mathrm{m/s}$,汽车司机反应过程所用的时间
$t_{\mathrm{反应}}=\frac{s_{\mathrm{反应}}}{v_{\mathrm{车}}}=\frac{15\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=0.6\ \mathrm{s}.$
(2)紧急停车全程的平均速度
$v=\frac{s_{\mathrm{总}}}{t_{\mathrm{总}}}=\frac{s_{\mathrm{总}}}{t_{\mathrm{反应}}+t_{\mathrm{制动}}}=\frac{15\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}}{0.6\ \mathrm{s}+2.4\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s}.$
(3)该司机醉酒后的反应时间 $t'_{\mathrm{反应}}=2t_{\mathrm{反应}}=2×0.6=1.2\ \mathrm{s},$
醉酒后的反应距离 $s'_{\mathrm{反应}}=v_{\mathrm{车}}t'_{\mathrm{反应}}=25\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{m},$
司机醉酒后从发现障碍物到车停止的总距离 $s'_{\mathrm{总}}=s'_{\mathrm{反应}}+s_{\mathrm{制动}}=30\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=75\ \mathrm{m}＞70\ \mathrm{m},$所以会撞上障碍物.
$t_{\mathrm{反应}}=\frac{s_{\mathrm{反应}}}{v_{\mathrm{车}}}=\frac{15\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=0.6\ \mathrm{s}.$
(2)紧急停车全程的平均速度
$v=\frac{s_{\mathrm{总}}}{t_{\mathrm{总}}}=\frac{s_{\mathrm{总}}}{t_{\mathrm{反应}}+t_{\mathrm{制动}}}=\frac{15\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}}{0.6\ \mathrm{s}+2.4\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s}.$
(3)该司机醉酒后的反应时间 $t'_{\mathrm{反应}}=2t_{\mathrm{反应}}=2×0.6=1.2\ \mathrm{s},$
醉酒后的反应距离 $s'_{\mathrm{反应}}=v_{\mathrm{车}}t'_{\mathrm{反应}}=25\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{m},$
司机醉酒后从发现障碍物到车停止的总距离 $s'_{\mathrm{总}}=s'_{\mathrm{反应}}+s_{\mathrm{制动}}=30\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=75\ \mathrm{m}＞70\ \mathrm{m},$所以会撞上障碍物.
解析
【分析】
本题围绕汽车紧急停车的反应和制动过程展开，分三个小问逐步求解：
1. 第(1)问：反应过程汽车做匀速直线运动，已知反应距离和行驶速度，利用匀速直线运动的速度公式变形可直接求出反应时间；
2. 第(2)问：全程平均速度需用总路程（反应距离+制动距离）除以总时间（反应时间+制动时间）计算；
3. 第(3)问：醉酒后反应时间是正常的2倍，先算出醉酒后的反应距离，再加上不变的制动距离得到总停车距离，与障碍物距离70m比较，判断是否会撞上。
【解析】
(1) 反应过程汽车做匀速直线运动，速度$v=25\ \mathrm{m/s}$，反应距离$s_{\mathrm{反应}}=15\ \mathrm{m}$，根据$v=\frac{s}{t}$，可得反应时间：
$t_{\mathrm{反应}}=\frac{s_{\mathrm{反应}}}{v}=\frac{15\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=0.6\ \mathrm{s}$。
(2) 紧急停车全程的总路程$s_{\mathrm{总}}=s_{\mathrm{反应}}+s_{\mathrm{制动}}=15\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=60\ \mathrm{m}$，总时间$t_{\mathrm{总}}=t_{\mathrm{反应}}+t_{\mathrm{制动}}=0.6\ \mathrm{s}+2.4\ \mathrm{s}=3\ \mathrm{s}$，则全程平均速度：
$v_{\mathrm{总}}=\frac{s_{\mathrm{总}}}{t_{\mathrm{总}}}=\frac{60\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s}$。
(3) 醉酒后反应时间$t'_{\mathrm{反应}}=2t_{\mathrm{反应}}=2×0.6\ \mathrm{s}=1.2\ \mathrm{s}$，醉酒后的反应距离：
$s'_{\mathrm{反应}}=v× t'_{\mathrm{反应}}=25\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{m}$，
总停车距离$s'_{\mathrm{总}}=s'_{\mathrm{反应}}+s_{\mathrm{制动}}=30\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=75\ \mathrm{m}$，
因为$75\ \mathrm{m}＞70\ \mathrm{m}$，所以汽车会撞上障碍物。
【答案】
(1) $0.6\ \mathrm{s}$；(2) $20\ \mathrm{m/s}$；(3) 会撞上障碍物。
【知识点】
速度公式应用，平均速度计算，匀速直线运动
【点评】
本题结合实际交通场景，考查运动学的基础计算，需明确反应过程与制动过程的区别，理解平均速度的定义，难度适中，贴近生活实际，能引导学生运用物理知识解决实际问题。
【难度系数】
0.6
本题围绕汽车紧急停车的反应和制动过程展开，分三个小问逐步求解：
1. 第(1)问：反应过程汽车做匀速直线运动，已知反应距离和行驶速度，利用匀速直线运动的速度公式变形可直接求出反应时间；
2. 第(2)问：全程平均速度需用总路程（反应距离+制动距离）除以总时间（反应时间+制动时间）计算；
3. 第(3)问：醉酒后反应时间是正常的2倍，先算出醉酒后的反应距离，再加上不变的制动距离得到总停车距离，与障碍物距离70m比较，判断是否会撞上。
【解析】
(1) 反应过程汽车做匀速直线运动，速度$v=25\ \mathrm{m/s}$，反应距离$s_{\mathrm{反应}}=15\ \mathrm{m}$，根据$v=\frac{s}{t}$，可得反应时间：
$t_{\mathrm{反应}}=\frac{s_{\mathrm{反应}}}{v}=\frac{15\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=0.6\ \mathrm{s}$。
(2) 紧急停车全程的总路程$s_{\mathrm{总}}=s_{\mathrm{反应}}+s_{\mathrm{制动}}=15\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=60\ \mathrm{m}$，总时间$t_{\mathrm{总}}=t_{\mathrm{反应}}+t_{\mathrm{制动}}=0.6\ \mathrm{s}+2.4\ \mathrm{s}=3\ \mathrm{s}$，则全程平均速度：
$v_{\mathrm{总}}=\frac{s_{\mathrm{总}}}{t_{\mathrm{总}}}=\frac{60\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s}$。
(3) 醉酒后反应时间$t'_{\mathrm{反应}}=2t_{\mathrm{反应}}=2×0.6\ \mathrm{s}=1.2\ \mathrm{s}$，醉酒后的反应距离：
$s'_{\mathrm{反应}}=v× t'_{\mathrm{反应}}=25\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{m}$，
总停车距离$s'_{\mathrm{总}}=s'_{\mathrm{反应}}+s_{\mathrm{制动}}=30\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=75\ \mathrm{m}$，
因为$75\ \mathrm{m}＞70\ \mathrm{m}$，所以汽车会撞上障碍物。
【答案】
(1) $0.6\ \mathrm{s}$；(2) $20\ \mathrm{m/s}$；(3) 会撞上障碍物。
【知识点】
速度公式应用，平均速度计算，匀速直线运动
【点评】
本题结合实际交通场景，考查运动学的基础计算，需明确反应过程与制动过程的区别，理解平均速度的定义，难度适中，贴近生活实际，能引导学生运用物理知识解决实际问题。
【难度系数】
0.6
