8 甲、乙两车分别从同一直线上的M、N两点同时朝同一方向出发,它们的s-t图像分别如图(a)(b)所示.甲车的速度

小于
(填“大于”“等于”或“小于”)乙车的速度;经过6 s,甲、乙相距9 m,则甲车6 s内行驶的距离为4
m,M、N两点间的距离可能为1或17
m.答案
8.小于 4 1或17 [解析]由图可知,甲、乙的s-t图像均是倾斜直线,说明甲、乙均做匀速直线运动,则甲的速度为$v_\mathrm{甲}=\frac{s_\mathrm{甲}}{t_\mathrm{甲}}=\frac{8\ \mathrm{m}}{12\ \mathrm{s}}\approx0.67\ \mathrm{m/s}$,乙的速度为$v_\mathrm{乙}=\frac{s_\mathrm{乙}}{t_\mathrm{乙}}=\frac{12\ \mathrm{m}}{6\ \mathrm{s}}=2\ \mathrm{m/s}$,由上述分析可知,甲的速度小于乙的速度.
由图可知,甲车6 s内行驶的距离为4 m. 甲、乙两车分别从同一直线上的M、N两点同时朝同一方向出发,经过6 s,乙车行驶的距离为12 m,此时甲、乙相距9 m. 若甲车在前,即乙车追甲车,M、N两点间的距离为$s_{MN}=s_\mathrm{乙}-s_\mathrm{甲}+9\ \mathrm{m}=12\ \mathrm{m}-4\ \mathrm{m}+9\ \mathrm{m}=17\ \mathrm{m}$;若乙车在前,即甲车追乙车,M、N两点间的距离为$s_{MN}=s_\mathrm{甲}+9\ \mathrm{m}-s_\mathrm{乙}=4\ \mathrm{m}+9\ \mathrm{m}-12\ \mathrm{m}=1\ \mathrm{m}$. 因此M、N两点间的距离可能是17 m,也可能是1 m.
由图可知,甲车6 s内行驶的距离为4 m. 甲、乙两车分别从同一直线上的M、N两点同时朝同一方向出发,经过6 s,乙车行驶的距离为12 m,此时甲、乙相距9 m. 若甲车在前,即乙车追甲车,M、N两点间的距离为$s_{MN}=s_\mathrm{乙}-s_\mathrm{甲}+9\ \mathrm{m}=12\ \mathrm{m}-4\ \mathrm{m}+9\ \mathrm{m}=17\ \mathrm{m}$;若乙车在前,即甲车追乙车,M、N两点间的距离为$s_{MN}=s_\mathrm{甲}+9\ \mathrm{m}-s_\mathrm{乙}=4\ \mathrm{m}+9\ \mathrm{m}-12\ \mathrm{m}=1\ \mathrm{m}$. 因此M、N两点间的距离可能是17 m,也可能是1 m.
解析
【分析】首先,s-t图像的倾斜直线表示物体做匀速直线运动,速度可通过公式$v=\frac{s}{t}$计算。先分别求出甲、乙的速度比较大小;再计算6s内甲车行驶的距离;最后结合两车同向运动的两种情况(甲车在前或乙车在前),根据6s时两车相距9m,推导M、N两点间的距离。
【解析】1. 计算甲、乙的速度:由图(a),甲做匀速直线运动,当$t_甲=12s$时,$s_甲=8m$,则$v_甲=\frac{s_甲}{t_甲}=\frac{8m}{12s}\approx0.67m/s$;由图(b),乙做匀速直线运动,当$t_乙=6s$时,$s_乙=12m$,则$v_乙=\frac{s_乙}{t_乙}=\frac{12m}{6s}=2m/s$,因此$v_甲 < v_乙$,即甲车速度小于乙车速度。
2. 计算6s内甲车行驶的距离:甲车速度$v_甲\approx0.67m/s$,时间$t=6s$,则$s_{甲}'=v_甲 t=\frac{8m}{12s}×6s=4m$。
3. 求M、N两点间的距离:6s时乙车行驶的距离$s_{乙}'=12m$,两车同向运动相距9m,分两种情况:
若甲车在前(乙车追甲车),则$s_{MN}=s_{乙}'-s_{甲}'+9m=12m-4m+9m=17m$;
若乙车在前(甲车追乙车),则$s_{MN}=s_{甲}'+9m-s_{乙}'=4m+9m-12m=1m$。
【答案】小于;4;1或17
【知识点】匀速直线运动、s-t图像、速度计算、追及问题
【点评】本题结合s-t图像考查速度计算与追及问题,需准确提取图像数据,且要考虑两车同向运动的两种位置情况,避免漏解,是运动学的典型题型。
【难度系数】0.5
【解析】1. 计算甲、乙的速度:由图(a),甲做匀速直线运动,当$t_甲=12s$时,$s_甲=8m$,则$v_甲=\frac{s_甲}{t_甲}=\frac{8m}{12s}\approx0.67m/s$;由图(b),乙做匀速直线运动,当$t_乙=6s$时,$s_乙=12m$,则$v_乙=\frac{s_乙}{t_乙}=\frac{12m}{6s}=2m/s$,因此$v_甲 < v_乙$,即甲车速度小于乙车速度。
2. 计算6s内甲车行驶的距离:甲车速度$v_甲\approx0.67m/s$,时间$t=6s$,则$s_{甲}'=v_甲 t=\frac{8m}{12s}×6s=4m$。
3. 求M、N两点间的距离:6s时乙车行驶的距离$s_{乙}'=12m$,两车同向运动相距9m,分两种情况:
若甲车在前(乙车追甲车),则$s_{MN}=s_{乙}'-s_{甲}'+9m=12m-4m+9m=17m$;
若乙车在前(甲车追乙车),则$s_{MN}=s_{甲}'+9m-s_{乙}'=4m+9m-12m=1m$。
【答案】小于;4;1或17
【知识点】匀速直线运动、s-t图像、速度计算、追及问题
【点评】本题结合s-t图像考查速度计算与追及问题,需准确提取图像数据,且要考虑两车同向运动的两种位置情况,避免漏解,是运动学的典型题型。
【难度系数】0.5
9 A、B两地相距3.6 km,小明从A地出发前往B地,前段路程骑行,后段路程步行,其路程s与时间t的关系图像如图所示. 他在全程的运动是

变速直线
(填“匀速直线”或“变速直线”)运动,他的步行速度是1.5
m/s,全程运动的平均速度是2.4
m/s.答案
9.变速直线 1.5 2.4
解析
【分析】
要判断运动类型,需观察s-t图像的斜率:匀速直线运动的s-t图像是斜率不变的直线,变速直线运动的斜率会变化。从图中可知,0~5min和5~25min两段的斜率不同,说明速度不同,因此全程是变速直线运动。计算步行速度时,需确定步行阶段的时间和路程,再利用速度公式计算;全程平均速度用总路程除以总时间,注意单位换算(km转m,min转s)。
【解析】
1. 判断运动类型:s-t图像中,0~5min段和5~25min段的倾斜程度(斜率)不同,说明两段的速度不同,因此全程是变速直线运动。
2. 计算步行速度:步行阶段的时间 $ t_1 = 25\ \mathrm{min} - 5\ \mathrm{min} = 20\ \mathrm{min} = 1200\ \mathrm{s} $,步行的路程 $ s_1 = 3.6\ \mathrm{km} - 1.8\ \mathrm{km} = 1.8\ \mathrm{km} = 1800\ \mathrm{m} $,根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $,步行速度 $ v_1 = \frac{s_1}{t_1} = \frac{1800\ \mathrm{m}}{1200\ \mathrm{s}} = 1.5\ \mathrm{m/s} $。
3. 计算全程平均速度:总路程 $ s = 3.6\ \mathrm{km} = 3600\ \mathrm{m} $,总时间 $ t = 25\ \mathrm{min} = 1500\ \mathrm{s} $,全程平均速度 $ v = \frac{s}{t} = \frac{3600\ \mathrm{m}}{1500\ \mathrm{s}} = 2.4\ \mathrm{m/s} $。
【答案】
变速直线;1.5;2.4
【知识点】
s-t图像、速度计算、平均速度
【点评】
本题结合s-t图像考查运动类型判断和速度计算,关键是从图像提取对应阶段的时间与路程,注意单位统一,属于基础题型。
【难度系数】
0.6
要判断运动类型,需观察s-t图像的斜率:匀速直线运动的s-t图像是斜率不变的直线,变速直线运动的斜率会变化。从图中可知,0~5min和5~25min两段的斜率不同,说明速度不同,因此全程是变速直线运动。计算步行速度时,需确定步行阶段的时间和路程,再利用速度公式计算;全程平均速度用总路程除以总时间,注意单位换算(km转m,min转s)。
【解析】
1. 判断运动类型:s-t图像中,0~5min段和5~25min段的倾斜程度(斜率)不同,说明两段的速度不同,因此全程是变速直线运动。
2. 计算步行速度:步行阶段的时间 $ t_1 = 25\ \mathrm{min} - 5\ \mathrm{min} = 20\ \mathrm{min} = 1200\ \mathrm{s} $,步行的路程 $ s_1 = 3.6\ \mathrm{km} - 1.8\ \mathrm{km} = 1.8\ \mathrm{km} = 1800\ \mathrm{m} $,根据速度公式 $ v = \frac{s}{t} $,步行速度 $ v_1 = \frac{s_1}{t_1} = \frac{1800\ \mathrm{m}}{1200\ \mathrm{s}} = 1.5\ \mathrm{m/s} $。
3. 计算全程平均速度:总路程 $ s = 3.6\ \mathrm{km} = 3600\ \mathrm{m} $,总时间 $ t = 25\ \mathrm{min} = 1500\ \mathrm{s} $,全程平均速度 $ v = \frac{s}{t} = \frac{3600\ \mathrm{m}}{1500\ \mathrm{s}} = 2.4\ \mathrm{m/s} $。
【答案】
变速直线;1.5;2.4
【知识点】
s-t图像、速度计算、平均速度
【点评】
本题结合s-t图像考查运动类型判断和速度计算,关键是从图像提取对应阶段的时间与路程,注意单位统一,属于基础题型。
【难度系数】
0.6
10 甲、乙两车从同一地点,同时向北沿直线出发,其$v$-$t$图像如图所示,由图可知(

A.甲做匀速直线运动
B.甲、乙在$t_1$时刻相遇
C.在0~$t_1$时间内,乙始终在甲的前面
D.在0~$t_1$时间内,甲、乙的平均速度相等
C
)。A.甲做匀速直线运动
B.甲、乙在$t_1$时刻相遇
C.在0~$t_1$时间内,乙始终在甲的前面
D.在0~$t_1$时间内,甲、乙的平均速度相等
答案
10.C [解析]由v-t图像可知,甲做加速运动,乙做匀速运动,$t_1$时刻甲、乙速度相同,故A错误;甲、乙两车从同一地点,同时向北沿直线出发,在0~$t_1$时间内,甲的速度始终小于乙的速度,所以在0~$t_1$时间内的任意时间段乙通过的路程都大于甲,即0~$t_1$时间内,乙始终在甲的前面,故C正确,B、D错误.
解析
【分析】
首先明确v-t图像的物理意义:v-t图像的斜率反映速度变化快慢(加速度),图像与时间轴围成的面积表示对应时间内物体通过的路程。先判断甲、乙的运动状态,再结合运动学规律逐一分析选项:A选项判断甲的运动类型;B选项判断t₁时刻是否相遇(相遇需路程相等);C选项比较0~t₁内两者的路程,确定位置关系;D选项比较平均速度(平均速度=路程/时间)。
【解析】
1. 判断甲、乙的运动状态:甲的v-t图像是过原点的倾斜直线,速度随时间均匀增大,做匀加速直线运动,并非匀速直线运动,故A错误。
2. 判断t₁时刻是否相遇:甲、乙从同一地点同时出发,相遇时两者路程相等。v-t图像中,0~t₁时间内,乙的图像面积(矩形)大于甲的图像面积(三角形),说明乙的路程更大,t₁时刻两者路程不等,未相遇,故B错误。
3. 分析0~t₁内的位置关系:0~t₁时间内,乙的速度始终大于甲的速度,根据路程公式$s=vt$,相同时间内乙通过的路程大于甲,因此乙始终在甲的前面,故C正确。
4. 分析平均速度:平均速度$\bar{v}=\frac{s}{t}$,0~t₁时间内,乙的路程$s_乙$大于甲的路程$s_甲$,时间t相同,所以乙的平均速度大于甲的平均速度,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
v-t图像、平均速度、路程计算
【点评】
本题考查v-t图像的基础应用,核心是理解图像的斜率(加速度)和面积(路程)的物理意义,结合运动学公式分析运动状态、路程、平均速度等,属于初中物理运动学的常规题型,需掌握图像解读的基本方法。
【难度系数】
0.6
首先明确v-t图像的物理意义:v-t图像的斜率反映速度变化快慢(加速度),图像与时间轴围成的面积表示对应时间内物体通过的路程。先判断甲、乙的运动状态,再结合运动学规律逐一分析选项:A选项判断甲的运动类型;B选项判断t₁时刻是否相遇(相遇需路程相等);C选项比较0~t₁内两者的路程,确定位置关系;D选项比较平均速度(平均速度=路程/时间)。
【解析】
1. 判断甲、乙的运动状态:甲的v-t图像是过原点的倾斜直线,速度随时间均匀增大,做匀加速直线运动,并非匀速直线运动,故A错误。
2. 判断t₁时刻是否相遇:甲、乙从同一地点同时出发,相遇时两者路程相等。v-t图像中,0~t₁时间内,乙的图像面积(矩形)大于甲的图像面积(三角形),说明乙的路程更大,t₁时刻两者路程不等,未相遇,故B错误。
3. 分析0~t₁内的位置关系:0~t₁时间内,乙的速度始终大于甲的速度,根据路程公式$s=vt$,相同时间内乙通过的路程大于甲,因此乙始终在甲的前面,故C正确。
4. 分析平均速度:平均速度$\bar{v}=\frac{s}{t}$,0~t₁时间内,乙的路程$s_乙$大于甲的路程$s_甲$,时间t相同,所以乙的平均速度大于甲的平均速度,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
v-t图像、平均速度、路程计算
【点评】
本题考查v-t图像的基础应用,核心是理解图像的斜率(加速度)和面积(路程)的物理意义,结合运动学公式分析运动状态、路程、平均速度等,属于初中物理运动学的常规题型,需掌握图像解读的基本方法。
【难度系数】
0.6
11 运动员从高空竖直向下跳伞,下落时运动员的 $ v-t $ 图像如图所示,以下判断正确的是(

A.开伞前,运动员的速度在不断增大
B.开伞后,运动员的速度在不断减小
C.下落过程,任意相同时间内运动员运动的路程都不相等
D.下落过程,运动员最大速度不超过 60 m/s
D
).A.开伞前,运动员的速度在不断增大
B.开伞后,运动员的速度在不断减小
C.下落过程,任意相同时间内运动员运动的路程都不相等
D.下落过程,运动员最大速度不超过 60 m/s
答案
11.D [解析]由图像可知,大约在15~36 s时间内速度不变,运动员做匀速运动,在这段时间的任意相同时间内运动员运动的路程都相等,故A、C错误;由图像可知,开伞后运动员速度减小,大约小于10 m/s时做匀速运动,故B错误;由图像可知,下落过程中运动员的最大速度不超过60 m/s,故D正确.
解析
【分析】要解决这道题,需结合v-t图像的物理意义分析各选项:v-t图像的纵坐标表示速度,匀速运动时速度不变,此时相同时间内通过的路程相等;开伞前和开伞后的速度变化可从图像中直接读取,逐一判断选项描述是否与图像信息一致。
【解析】A选项:开伞前,运动员速度先增大,后保持匀速(速度不变),并非不断增大,故A错误;B选项:开伞后,运动员速度先减小,当速度降至约10m/s后做匀速运动,并非不断减小,故B错误;C选项:下落过程中存在匀速运动阶段,匀速时相同时间内通过的路程相等,故C错误;D选项:由图像可知,运动员下落过程中最大速度为60m/s,即最大速度不超过60m/s,故D正确。
【答案】D
【知识点】v-t图像、匀速直线运动
【点评】本题考查v-t图像的应用,核心是从图像中提取速度随时间的变化规律,属于基础图像分析题,需准确理解图像各段的物理意义。
【难度系数】0.6
【解析】A选项:开伞前,运动员速度先增大,后保持匀速(速度不变),并非不断增大,故A错误;B选项:开伞后,运动员速度先减小,当速度降至约10m/s后做匀速运动,并非不断减小,故B错误;C选项:下落过程中存在匀速运动阶段,匀速时相同时间内通过的路程相等,故C错误;D选项:由图像可知,运动员下落过程中最大速度为60m/s,即最大速度不超过60m/s,故D正确。
【答案】D
【知识点】v-t图像、匀速直线运动
【点评】本题考查v-t图像的应用,核心是从图像中提取速度随时间的变化规律,属于基础图像分析题,需准确理解图像各段的物理意义。
【难度系数】0.6
12 v-t图像可直观地看出物体的速度变化,根据图像还可以求出物体在某段时间通过的路程. 如图所示,物体甲在前3 s通过的路程可通过图线与时间轴所围面积的大小得出,即$s_甲=$6 m. 用类似的方法求出物体乙前3 s所通过的路程为

4.5
m.答案
12.4.5
解析
【分析】首先明确v-t图像的物理意义:物体通过的路程等于图线与时间轴围成的面积。物体乙做初速度为0的匀加速直线运动,前3s的v-t图像为三角形,因此只需计算该三角形的面积,即可得到乙前3s通过的路程。
【解析】由图像可知,物体乙初速度为0,t=3s时速度v=3m/s。根据v-t图像中路程等于图线与时间轴围成的面积,乙前3s的路程为三角形的面积:
$s_乙=\frac{1}{2}×底×高=\frac{1}{2}×t×v=\frac{1}{2}×3s×3m/s=4.5m$。
【答案】4.5
【知识点】v-t图像、路程计算、匀变速直线运动
【点评】本题考查v-t图像的物理意义,核心是理解v-t图像与时间轴围成的面积表示路程,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】由图像可知,物体乙初速度为0,t=3s时速度v=3m/s。根据v-t图像中路程等于图线与时间轴围成的面积,乙前3s的路程为三角形的面积:
$s_乙=\frac{1}{2}×底×高=\frac{1}{2}×t×v=\frac{1}{2}×3s×3m/s=4.5m$。
【答案】4.5
【知识点】v-t图像、路程计算、匀变速直线运动
【点评】本题考查v-t图像的物理意义,核心是理解v-t图像与时间轴围成的面积表示路程,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.7
13 甲、乙、丙从同一地点、同时出发,沿同一方向做直线运动,速度—时间图像如图所示,经过10 s甲、乙相距

50 m
,丙与甲速度相等时,甲运动的路程为200 m
,丙追上乙需要的时间为20 s
。(丙的平均速度等于初速度与追上乙时速度和的一半)答案
13.50 m 200 m 20 s
解析
【分析】
首先明确v-t图像的物理意义:匀速直线运动的v-t图像是平行于时间轴的直线,匀加速直线运动是倾斜直线。甲、乙为匀速直线运动,丙为初速度为0的匀加速直线运动。计算两物体的距离时,利用匀速直线运动的路程公式$s=vt$;追及问题的核心是追上时两者路程相等,结合题目给出的丙的平均速度规律(平均速度等于初速度与追上时速度和的一半),即可逐步求解。
【解析】
1. 计算10s时甲、乙的距离:
甲做匀速直线运动,速度$v_甲=10m/s$,10s内的路程$s_甲=v_甲t_1=10m/s×10s=100m$;
乙做匀速直线运动,速度$v_乙=5m/s$,10s内的路程$s_乙=v_乙t_1=5m/s×10s=50m$;
因甲、乙从同地同向出发,10s时相距$\Delta s=s_甲 - s_乙=100m - 50m=50m$。
2. 计算丙与甲速度相等时甲运动的路程:
由图像可知,甲的速度为10m/s时,丙的速度也为10m/s,对应时间$t_2=20s$;
甲运动的路程$s_甲'=v_甲t_2=10m/s×20s=200m$。
3. 计算丙追上乙的时间:
丙做匀加速直线运动,初速度为0,根据题意,丙的平均速度$\bar{v}_丙=\frac{0 + v_丙}{2}$;
设丙追上乙的时间为$t$,则丙的路程$s_丙=\bar{v}_丙×t=\frac{v_丙}{2}×t$,乙的路程$s_乙'=v_乙t=5t$;
由图像得丙的加速度$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{5m/s}{10s}=0.5m/s²$,故丙的速度$v_丙=at=0.5t$;
追上时$s_丙=s_乙'$,代入得$\frac{0.5t}{2}×t=5t$,化简为$0.25t²=5t$,解得$t=20s$($t=0$舍去)。
【答案】
50 m;200 m;20 s
【知识点】
匀速直线运动的v-t图像、匀变速直线运动的平均速度、追及问题
【点评】
本题结合v-t图像考查直线运动的追及问题,需从图像中提取速度、时间信息,利用匀速和匀加速运动的路程公式,结合追及条件(路程相等)求解,关键是理解丙的平均速度的应用规则。
【难度系数】
0.5
首先明确v-t图像的物理意义:匀速直线运动的v-t图像是平行于时间轴的直线,匀加速直线运动是倾斜直线。甲、乙为匀速直线运动,丙为初速度为0的匀加速直线运动。计算两物体的距离时,利用匀速直线运动的路程公式$s=vt$;追及问题的核心是追上时两者路程相等,结合题目给出的丙的平均速度规律(平均速度等于初速度与追上时速度和的一半),即可逐步求解。
【解析】
1. 计算10s时甲、乙的距离:
甲做匀速直线运动,速度$v_甲=10m/s$,10s内的路程$s_甲=v_甲t_1=10m/s×10s=100m$;
乙做匀速直线运动,速度$v_乙=5m/s$,10s内的路程$s_乙=v_乙t_1=5m/s×10s=50m$;
因甲、乙从同地同向出发,10s时相距$\Delta s=s_甲 - s_乙=100m - 50m=50m$。
2. 计算丙与甲速度相等时甲运动的路程:
由图像可知,甲的速度为10m/s时,丙的速度也为10m/s,对应时间$t_2=20s$;
甲运动的路程$s_甲'=v_甲t_2=10m/s×20s=200m$。
3. 计算丙追上乙的时间:
丙做匀加速直线运动,初速度为0,根据题意,丙的平均速度$\bar{v}_丙=\frac{0 + v_丙}{2}$;
设丙追上乙的时间为$t$,则丙的路程$s_丙=\bar{v}_丙×t=\frac{v_丙}{2}×t$,乙的路程$s_乙'=v_乙t=5t$;
由图像得丙的加速度$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{5m/s}{10s}=0.5m/s²$,故丙的速度$v_丙=at=0.5t$;
追上时$s_丙=s_乙'$,代入得$\frac{0.5t}{2}×t=5t$,化简为$0.25t²=5t$,解得$t=20s$($t=0$舍去)。
【答案】
50 m;200 m;20 s
【知识点】
匀速直线运动的v-t图像、匀变速直线运动的平均速度、追及问题
【点评】
本题结合v-t图像考查直线运动的追及问题,需从图像中提取速度、时间信息,利用匀速和匀加速运动的路程公式,结合追及条件(路程相等)求解,关键是理解丙的平均速度的应用规则。
【难度系数】
0.5
14 小明同学骑自行车从家到学校上学,他以4 m/s的恒定速度行驶4 min后,小刚发现小明的物理教材落在家里,立刻带上教材从家里出发,骑自行车加速去追小明,又经过4 min,小刚在小明到达学校时追上他,小明和小刚在行驶过程中的速度与时间的图像如图所示。小刚从家里出发到学校的平均速度是

8
m/s,整个过程中,小刚距离小明最远为1080
m。(已知他们速度相同时,小刚通过的路程为120 m)答案
14.8 1 080 [解析]由图像可知,小明从家到学校所用的时间$t_1=8\ \mathrm{min}=480\ \mathrm{s}$,由$v=\frac{s}{t}$可知,从家到学校的距离$s=v_1t_1=4\ \mathrm{m/s}×480\ \mathrm{s}=1\ 920\ \mathrm{m}$. 由图像可知,小刚从家到学校所用的时间$t_2=4\ \mathrm{min}$,则小刚从家里出发到学校的平均速度$v_2=\frac{s}{t_2}=\frac{1\ 920\ \mathrm{m}}{4×60\ \mathrm{s}}=8\ \mathrm{m/s}$. 由题知,小明做匀速直线运动,由图像知,小刚做匀加速直线运动,故他们速度相同时,小刚距离小明最远. 由图像知,小明行驶的时间$t_3=5\ \mathrm{min}$,由题知此时小刚通过的路程为120 m,此时小明通过的路程$s_3=v_1t_3=4\ \mathrm{m/s}×5×60\ \mathrm{s}=1\ 200\ \mathrm{m}$,所以整个过程中,小刚距离小明最远为$1\ 200\ \mathrm{m}-120\ \mathrm{m}=1\ 080\ \mathrm{m}$.
解析
【分析】
要解决本题,需分两步分析:①计算小刚的平均速度,需先求出小明家到学校的总路程,再结合小刚的运动时间,利用平均速度公式求解;②求小刚距离小明的最远距离,追及问题中两者速度相等时距离最远,结合题目给出的此时小刚的路程,算出对应小明的路程,两者差值即为最远距离。
【解析】
1. 计算总路程:小明从家到学校的时间$t_1=8\ \mathrm{min}=8×60\ \mathrm{s}=480\ \mathrm{s}$,根据$s=vt$,总路程$s=v_{\mathrm{小明}}t_1=4\ \mathrm{m/s}×480\ \mathrm{s}=1920\ \mathrm{m}$。
2. 计算小刚的平均速度:小刚运动的时间$t_2=4\ \mathrm{min}=4×60\ \mathrm{s}=240\ \mathrm{s}$,平均速度$v_{\mathrm{小刚}}=\frac{s}{t_2}=\frac{1920\ \mathrm{m}}{240\ \mathrm{s}}=8\ \mathrm{m/s}$。
3. 计算最远距离:当两者速度相同时,距离最远,此时时间$t_3=5\ \mathrm{min}=5×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{s}$,小明的路程$s_{\mathrm{小明}}=v_{\mathrm{小明}}t_3=4\ \mathrm{m/s}×300\ \mathrm{s}=1200\ \mathrm{m}$,已知此时小刚路程为120m,故最远距离$\Delta s=1200\ \mathrm{m}-120\ \mathrm{m}=1080\ \mathrm{m}$。
【答案】
8;1080
【知识点】
v-t图像、平均速度、追及问题
【点评】
本题结合v-t图像考查平均速度计算与追及问题,关键是理解追及中速度相等时距离最远,需熟练运用速度公式进行路程和时间的换算,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需分两步分析:①计算小刚的平均速度,需先求出小明家到学校的总路程,再结合小刚的运动时间,利用平均速度公式求解;②求小刚距离小明的最远距离,追及问题中两者速度相等时距离最远,结合题目给出的此时小刚的路程,算出对应小明的路程,两者差值即为最远距离。
【解析】
1. 计算总路程:小明从家到学校的时间$t_1=8\ \mathrm{min}=8×60\ \mathrm{s}=480\ \mathrm{s}$,根据$s=vt$,总路程$s=v_{\mathrm{小明}}t_1=4\ \mathrm{m/s}×480\ \mathrm{s}=1920\ \mathrm{m}$。
2. 计算小刚的平均速度:小刚运动的时间$t_2=4\ \mathrm{min}=4×60\ \mathrm{s}=240\ \mathrm{s}$,平均速度$v_{\mathrm{小刚}}=\frac{s}{t_2}=\frac{1920\ \mathrm{m}}{240\ \mathrm{s}}=8\ \mathrm{m/s}$。
3. 计算最远距离:当两者速度相同时,距离最远,此时时间$t_3=5\ \mathrm{min}=5×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{s}$,小明的路程$s_{\mathrm{小明}}=v_{\mathrm{小明}}t_3=4\ \mathrm{m/s}×300\ \mathrm{s}=1200\ \mathrm{m}$,已知此时小刚路程为120m,故最远距离$\Delta s=1200\ \mathrm{m}-120\ \mathrm{m}=1080\ \mathrm{m}$。
【答案】
8;1080
【知识点】
v-t图像、平均速度、追及问题
【点评】
本题结合v-t图像考查平均速度计算与追及问题,关键是理解追及中速度相等时距离最远,需熟练运用速度公式进行路程和时间的换算,难度适中。
【难度系数】
0.6
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