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16.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)需要的测量工具有
(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
(4)照相机每隔0.2 s曝光一次(即每隔0.2 s成一次像),由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是
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 cm,则从A到B的过程中,纸锥的速度为
(1)实验所依据的原理是
$v=\frac{s}{t}$
.(2)需要的测量工具有
刻度尺
和秒表
.(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
下落高度
或换用锥角较大
的纸锥进行测量.(4)照相机每隔0.2 s曝光一次(即每隔0.2 s成一次像),由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是
B
(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 cm,则从A到B的过程中,纸锥的速度为
0.16
m/s.答案
16.(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】
本题围绕平均速度的测量实验展开，需结合实验原理、测量工具、误差分析、图像分析及速度计算逐一解决问题：
1. 平均速度的测量原理是速度的定义式，直接对应第(1)问；
2. 测量平均速度需同时测路程和时间，对应第(2)问的工具；
3. 下落时间短的改进方法从增加下落高度、改变纸锥阻力角度分析，对应第(3)问；
4. 相同时间内纸锥下落距离的变化反映速度变化，需结合照片中相邻曝光的间距判断，对应第(4)问；
5. 速度计算需统一单位，结合A、B间的距离和时间，对应第(5)问。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是速度公式：$v=\frac{s}{t}$；
(2) 实验中需要测量纸锥下落的路程，工具为刻度尺；测量下落时间，工具为秒表；
(3) 下落时间太短，可通过增加纸锥下落高度延长时间；换用锥角较大的纸锥，增大空气阻力，减慢下落速度，延长时间；
(4) 照相机每隔0.2s曝光一次，即相邻两次曝光时间间隔相同。由图可知，纸锥下落时，相同时间内的间距先逐渐变大（速度变大），后间距不变（速度不变），因此速度变化是先变大后不变，选B；
(5) A、B间实际距离$s=6.40\ \mathrm{cm}=0.064\ \mathrm{m}$，A到B的时间$t=0.2\ \mathrm{s} × 2=0.4\ \mathrm{s}$，根据$v=\frac{s}{t}$，得速度$v=\frac{0.064\ \mathrm{m}}{0.4\ \mathrm{s}}=0.16\ \mathrm{m/s}$。
【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】
平均速度的测量，速度公式应用，长度与时间的测量
【点评】
本题是平均速度测量的基础实验题，涵盖实验原理、工具、误差改进、速度变化判断及计算，需学生掌握实验核心要点，结合图像分析运动状态，计算时注意单位换算，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕平均速度的测量实验展开，需结合实验原理、测量工具、误差分析、图像分析及速度计算逐一解决问题：
1. 平均速度的测量原理是速度的定义式，直接对应第(1)问；
2. 测量平均速度需同时测路程和时间，对应第(2)问的工具；
3. 下落时间短的改进方法从增加下落高度、改变纸锥阻力角度分析，对应第(3)问；
4. 相同时间内纸锥下落距离的变化反映速度变化，需结合照片中相邻曝光的间距判断，对应第(4)问；
5. 速度计算需统一单位，结合A、B间的距离和时间，对应第(5)问。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是速度公式：$v=\frac{s}{t}$；
(2) 实验中需要测量纸锥下落的路程，工具为刻度尺；测量下落时间，工具为秒表；
(3) 下落时间太短，可通过增加纸锥下落高度延长时间；换用锥角较大的纸锥，增大空气阻力，减慢下落速度，延长时间；
(4) 照相机每隔0.2s曝光一次，即相邻两次曝光时间间隔相同。由图可知，纸锥下落时，相同时间内的间距先逐渐变大（速度变大），后间距不变（速度不变），因此速度变化是先变大后不变，选B；
(5) A、B间实际距离$s=6.40\ \mathrm{cm}=0.064\ \mathrm{m}$，A到B的时间$t=0.2\ \mathrm{s} × 2=0.4\ \mathrm{s}$，根据$v=\frac{s}{t}$，得速度$v=\frac{0.064\ \mathrm{m}}{0.4\ \mathrm{s}}=0.16\ \mathrm{m/s}$。
【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】
平均速度的测量，速度公式应用，长度与时间的测量
【点评】
本题是平均速度测量的基础实验题，涵盖实验原理、工具、误差改进、速度变化判断及计算，需学生掌握实验核心要点，结合图像分析运动状态，计算时注意单位换算，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
17.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
17.(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
$t_{反应}=\frac{s_{反应}}{v_{车}}=\frac{15\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=0.6\ \mathrm{s}.$
(2)紧急停车全程的平均速度
$v=\frac{s_{总}}{t_{总}}=\frac{s_{总}}{t_{反应}+t_{制动}}=\frac{15\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}}{0.6\ \mathrm{s}+2.4\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s}.$
(3)该司机醉酒后的反应时间 $t'_{反应}=2t_{反应}=2×0.6=1.2\ \mathrm{s},$
醉酒后的反应距离 $s'_{反应}=v'_{车}t_{反应}=25\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{m},$
司机醉酒后从发现障碍物到车停止的总距离 $s'_{总}=s'_{反应}+s_{制动}=30\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=75\ \mathrm{m}＞70\ \mathrm{m},$所以会撞上障碍物.
汽车司机反应过程所用的时间
$t_{反应}=\frac{s_{反应}}{v_{车}}=\frac{15\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=0.6\ \mathrm{s}.$
(2)紧急停车全程的平均速度
$v=\frac{s_{总}}{t_{总}}=\frac{s_{总}}{t_{反应}+t_{制动}}=\frac{15\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}}{0.6\ \mathrm{s}+2.4\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s}.$
(3)该司机醉酒后的反应时间 $t'_{反应}=2t_{反应}=2×0.6=1.2\ \mathrm{s},$
醉酒后的反应距离 $s'_{反应}=v'_{车}t_{反应}=25\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{m},$
司机醉酒后从发现障碍物到车停止的总距离 $s'_{总}=s'_{反应}+s_{制动}=30\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=75\ \mathrm{m}＞70\ \mathrm{m},$所以会撞上障碍物.
解析
【分析】
本题是结合实际交通场景的运动学计算问题，需分步骤拆解：
1. 第一问：反应过程汽车做匀速直线运动，已知反应距离和行驶速度，利用速度公式变形可求反应时间；
2. 第二问：全程平均速度等于总路程（反应距离+制动距离）除以总时间（反应时间+制动时间）；
3. 第三问：醉酒后反应时间为正常的2倍，先计算新的反应距离，加上制动距离得到总停车距离，与障碍物距离比较，判断是否相撞。
【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_{反应}=15\ \mathrm{m} $，根据 $ v=\frac{s}{t} $，反应时间：
$ t_{反应}=\frac{s_{反应}}{v}=\frac{15\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=0.6\ \mathrm{s} $。
(2) 紧急停车总路程 $ s_{总}=s_{反应}+s_{制动}=15\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=60\ \mathrm{m} $，总时间 $ t_{总}=t_{反应}+t_{制动}=0.6\ \mathrm{s}+2.4\ \mathrm{s}=3\ \mathrm{s} $，全程平均速度：
$ v_{平均}=\frac{s_{总}}{t_{总}}=\frac{60\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s} $。
(3) 醉酒后反应时间 $ t'_{反应}=2t_{反应}=2×0.6\ \mathrm{s}=1.2\ \mathrm{s} $，醉酒后反应距离：
$ s'_{反应}=v×t'_{反应}=25\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{m} $，
总停车距离 $ s'_{总}=s'_{反应}+s_{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，运动路程分析
【点评】
本题结合实际交通场景，考查速度相关的基础计算，需区分反应与制动过程的特点，理解平均速度的计算逻辑，同时联系实际判断安全问题，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题是结合实际交通场景的运动学计算问题，需分步骤拆解：
1. 第一问：反应过程汽车做匀速直线运动，已知反应距离和行驶速度，利用速度公式变形可求反应时间；
2. 第二问：全程平均速度等于总路程（反应距离+制动距离）除以总时间（反应时间+制动时间）；
3. 第三问：醉酒后反应时间为正常的2倍，先计算新的反应距离，加上制动距离得到总停车距离，与障碍物距离比较，判断是否相撞。
【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_{反应}=15\ \mathrm{m} $，根据 $ v=\frac{s}{t} $，反应时间：
$ t_{反应}=\frac{s_{反应}}{v}=\frac{15\ \mathrm{m}}{25\ \mathrm{m/s}}=0.6\ \mathrm{s} $。
(2) 紧急停车总路程 $ s_{总}=s_{反应}+s_{制动}=15\ \mathrm{m}+45\ \mathrm{m}=60\ \mathrm{m} $，总时间 $ t_{总}=t_{反应}+t_{制动}=0.6\ \mathrm{s}+2.4\ \mathrm{s}=3\ \mathrm{s} $，全程平均速度：
$ v_{平均}=\frac{s_{总}}{t_{总}}=\frac{60\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{m/s} $。
(3) 醉酒后反应时间 $ t'_{反应}=2t_{反应}=2×0.6\ \mathrm{s}=1.2\ \mathrm{s} $，醉酒后反应距离：
$ s'_{反应}=v×t'_{反应}=25\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=30\ \mathrm{m} $，
总停车距离 $ s'_{总}=s'_{反应}+s_{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，运动路程分析
【点评】
本题结合实际交通场景，考查速度相关的基础计算，需区分反应与制动过程的特点，理解平均速度的计算逻辑，同时联系实际判断安全问题，难度适中。
【难度系数】
0.6
