八年级物理期末专题——关于路程和时间的计算问题
关于路程和时间的计算问题总是初学物理的难点所在。本来这些问题在应用小学数学的知识来解决时同学们多数都能完成。可是现在用物理方法来完成同学们就感到困难重重。这是因为我们的思维要有一个转形期,这也非常正常。不过在这个转形期,我们要经过一段时间的应用练习来加快转形。实际这部分内容只要多做一些练习就能“生巧”了。这并不等于题海战术。这部分内容就必须多做练习才行,你见得多了,自然而然的在遇到问题时就有思路了。本周我们先来简单复习一下速度和平均速度。(平均速度虽然在教材中没有提到,但在考试时出现了,这说明这部分内容也是我们所必须会的。)然后利用一些例题的讲解,来提高同学们审题时思维的高度。最后通过一些练习来加强巩固。 1. 关于速度和平均速度 匀速直线运动的速度:在匀速直线运动中,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。 通常用v表示速度,s表示路程,t表示时间,速度的公式就是
速度的单位:如果路程的单位用米,时间的单位用秒,速度的单位就是米/秒。交通运输中常用“千米/时”作速度的单位。
平均速度
反映物体在一段路程或一段时间内大体上运动快慢的物理量。由于做变速直线运动的物体速度的大小一般是随时间变化的。所以为了粗略地描述其运动的快慢,把物体在这段时间里(或这段路程上)的运动看作匀速直线运动,从而用求匀速直线运动速度的办法来求其
做变速直线运动的物体,在不同时间内(或不同路程上)的平均速度一般是不同的,因此,计算时,一定要明确物体是在哪段时间内哪段路程上的平均速度。例如:火车以20米/秒的速度行驶5分钟,接着以30米/秒的速度行驶15分钟,这列火车在20分钟内的平
均速度v?20米/秒?5?60秒?30米/秒?15?60秒?27.5米/秒,如果把求平均20?60秒v1?v21?(20米/秒?30米/秒)?25米/秒,显然是错误的。22速度公式写成v? 此外,假如做变速直线运动的物体,中途休息,在计算全程的平均速度时要将休息时
间加在总时间内。
解物理题的一般步骤:写出已知条件,要求的物理量,然后根据公式进行计算。 2. 学生解路程、时间题目常犯的毛病有:
(1)不写出所依据的公式. 对不同的速度、路程或时间,不用带不同的下角标或上角标的字母v、s或t加以区别。
(2)没有统一单位。
(3)列的算式中漏掉单位,运算中漏掉单位的运算。 (4)不知道(或者不会)作图帮助分析比较复杂的题目。 (5)解题格式不够合理,因而容易出错。 3. 解题的一般步骤和注意事项:
(1)分析题意,在头脑中想象出物体运动的情况,题目已给的条件(即已知量)和要求出的量(待求量)。
(2)思考如何根据已知的物理知识、物理公式逐步求解;对不同运动过程中的速度、路程或时间用什么样的角标加以区别;遇到比较复杂的问题可以作图来帮助分析. 告诉学生“分析”这一步骤在解题中是关键性的步骤,课文中用楷体字印出,虽然不要求学生在作业本上写出,但不能越过这一步。一定要养成分析清楚之后再着手解题的习惯,切忌蒙着干。
(3)按照课本中的例题的格式写出已知、求、解、答。 在列已知条件时就应该统一单位,在列式子和运算过程中都不要漏掉单位。带单位运算时,单位也像数字那样相乘、相除、相消。由于同学们对此比较陌生,所以在讲解例题时就要注意这一点。
另外解题的格式不是死的。但是在刚开始学物理、解物理题时,按照正规的格式写可以减少错误。以后解题熟练了就可以不受这种格式的拘束。
【典型例题】
1h例1. 甲骑自行车以16km/h速度从某地出发沿平直路面运动,2后,乙有事需追赶甲,
于是骑摩托车以40km/h从同一地点出发追甲。(1)乙经多少时间后追上甲?(2)此时甲运动了多少路程?
【分析】本题有两个物体运动,速度与时间都不相同,但追上时两者路程相同。 【解答】设乙追上甲时间t(h),则甲运动时间为t+0.5(h),由 s甲=s乙,或v甲t甲=v乙t乙, 得 v甲(t乙+0.5)=v乙t乙,
或 16km/h(t乙+0.5)h=40km/h·t乙
答(1)20min后乙追上甲。
(2)追上甲时,甲运动的路程是13.3km
【说明】本题有多种解法。如:根据两车速度可知乙速度比甲快
甲为参照物时,乙速度为24km/h,运动距离8km。
例2. 南京长江大桥正桥长1600m,一列长250m的火车匀速行驶通过正桥的时间为3min5s,求该火车全部在正桥上行驶的时间。
【分析】火车过桥时间应以火车头上桥开始计时到火车尾下桥为止,实际路程是L桥+L火车全部在桥上时间应以火车尾上桥开始计时到火车头下桥为止,实际路程是L桥-L车。 车。
答:火车全部在正桥上行驶时间135s.
=135s. 用比例方法解可简化运算,还可以不需具体计算出火车的速度。
例3. 一列火车以54千米/时的速度完全通过一个1100米长的铁桥,用时1分20秒。求这列火车的长度。
【分析】本题属于一类“车辆过桥、钻洞问题”,特点是:题目给出车辆长度,“路程”不能直接代入“桥(洞)的长度”[若是这样代入,车辆行完计算出的路程后,并未完全通过桥(洞),此时整个车辆还在桥上(洞里)!],而是路程=桥(洞)长+车长。 【解答】v=54千米/时=15米/秒,t=1分20秒=80秒,l桥=1100米,求:l车 根据题意 s=l桥+l车
则 l车=vt-l桥=15米/秒×80秒-1100米=100米
答:这列火车的长度是100米。
例4. 地铁列车环城一周,正常运行的速度是84千米/时,若实际列车迟开6分钟,司机把速度提高到90千米/时,则列车正点到达。求:(1)环城一周的路程;(2)列车实际运行时间。
【分析】本题乍看上去似乎“条件不足”,其实题目中隐含着一个不变量——环城一周的路程s,发现这一点后,问题就不难解决了。
(2)根据题意 s正常=s实际=s 而s=vt??① 则 v正常t正常=v实际t实际??② 由 t正常-t实际=0.1时 得 t正常=t实际+0.1时
代入公式② v正常(t实际+0.1时)=v实际t实际
代入数据 84千米/时×(t实际+0.1时)=90千米/时×t实际 解得 t实际=1.4时 ③
③代入①式 s=v实际t实际=90千米/时×1.4时=126千米
答:(1)环城一周的路程是126千米;(2)列车实际运行时间是1.4小时。
例5. 北京和天津相距约140千米,有一辆汽车和一辆摩托车同时分别从两地出发相对行驶,48分钟后两车相遇,汽车的速度是105千米/时,求摩托车的速度是多大?
【分析】本题是典型的“相遇问题”,特点是:(1)全程=两车路程之和;(2)两车
行驶时间相等,请注意初中物理与小学数学解决此类问题的不同方法。
【解答】s=140千米,t=48分=0.8时,v汽车=105千米/时。[注:同一题目中相等的量(如本题中的时间t)可以不写下标] 根据题意s=s汽车+s摩托车=v汽车t+v摩托车t 则 v摩托车=(s-v汽车t)/t
=(140千米/时-105千米/时×0.8时)/0.8时 =70千米/时
答:摩托车的速度是70千米/时。
例6. 甲乙丙三人分别用跑步、竞走和慢跑绕操场一周,他们的速度之比是3:2:1,则他们所用的时间之比是:( )
A. 6:3:2 B. 3:2:1 C. 1:2:3 D. 2:3:6
【分析】本题的隐含条件是三人路程相等(都是“绕操场一周”)。由t=s/v可知,当s相等时,t与v成反比,三人的速度之比是3:2:1,其反比就应该是1:2:3了,应该选“C”!不幸的是,这恰恰是一个“陷阱”,请看下述解题过程: 【解答】根据题意 t=s/v,而s1=s2=s3 则 t与v成反比 又 v1:v2:v3=3:2:1
所以 t1:t2:t3=1/v1:1/v2:1/v3 代入 =1/3:1/2:1/1 通分 =2/6:3/6:6/6 化简 =2:3:6
所以,正确答案是“D”。 例7. 甲、乙两同学从跑道一端前往另一端,甲在全部时间的一半内跑,另一半时间内走,乙在全部路程的一半内跑,另一半路程内走。如果他们跑和走的速度分别相等,则先至终点的是:( ) A. 甲 B. 乙 C. 同时至终点 D. 无法判定
【解答】1. 作图法. 设B为路程中点,C为甲一半时间内到达的位置,分析可知,甲、乙从A跑至中点时间相等,同理,两者从C点走到D点的时间相同,而甲从B跑至C比乙从B走至C的时间短,故选A.
2. 比较通过全路程所用时间
设甲通过全路程所用时间为t甲,乙通过全路程所用时间为t乙,全程为s。
因为 v跑>v走>0,s>0,∴t甲-t乙<0,故选A。 3. 比较平均速度
4. 比较在相等时间内通过的路程
设乙通过全部路程所需时间为t乙,由2可知,
2
不等式两边同加4v跑v走,∴(v跑+v走)>4v跑v走,由分子和分母的关系可见
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