初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽輔導(dǎo)講座12 運(yùn)動(dòng)和力

初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽輔導(dǎo)講座12

運(yùn)動(dòng)和力【競(jìng)賽知識(shí)拓展】累積法：把n段相同長(zhǎng)度的物體疊合，使疊合后的總長(zhǎng)度比刻度尺的最小分度值大得多，測(cè)量出總長(zhǎng)度除以n，可以算出物體的長(zhǎng)度。利用累積法可以測(cè)量紙張的厚度、銅絲的直徑等。物體速度的變化量與時(shí)間的比值表示物體速度變化的快慢【經(jīng)典競(jìng)賽題分析】例1.（2011全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽初賽）心電圖儀通過一系列的傳感手段，可將與人心跳對(duì)應(yīng)的生物電流情況記錄在勻速運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)紙上。醫(yī)生通過心電圖，可以了解到被檢者心跳的情況，例如，測(cè)量相鄰兩波峰的時(shí)間間隔，便可計(jì)算出1min內(nèi)心臟跳動(dòng)的次數(shù)（即心率）。同一臺(tái)心電圖儀正常工作時(shí)測(cè)得待檢者甲、乙的心電圖分別如圖甲、乙所示。若醫(yī)生測(cè)量時(shí)記下被檢者甲的心率為60次/min。則乙的心率為

。【解析】設(shè)心電圖儀的坐標(biāo)紙移動(dòng)速度為v，根據(jù)甲的心率為60次/min可知，甲的心動(dòng)周期為T1=1s.由甲的心電圖可知，vT1=25×10-3。設(shè)乙的心動(dòng)周期為T2，由乙的心電圖可知，vT2=20×10-3，解得T2=0.8s，則乙的心率為60/T2=60÷0.8/min=75次/min?！敬鸢浮?5次/min例2.(2010全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題)現(xiàn)代社會(huì)汽車大量增加，發(fā)生交通事故的一個(gè)重要原因是遇到意外情況時(shí)車不能立即停止。司機(jī)從看到情況到肌肉動(dòng)作操縱制動(dòng)器來(lái)剎車需要一段時(shí)間，這段時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間；在這段時(shí)間內(nèi)汽車要保持原速前進(jìn)一段距離，這段距離叫反應(yīng)距離。從操縱制動(dòng)器剎車，到車停下來(lái)，汽車又要前進(jìn)一段距離，這段距離叫制動(dòng)距離。下面是一個(gè)機(jī)警的司機(jī)駕駛一輛保養(yǎng)得很好的汽車在干燥的水平公路上以不同的速度行駛時(shí)，測(cè)得的反應(yīng)距離和制動(dòng)距離。請(qǐng)回答:(1)剎車過程中輪胎會(huì)發(fā)熱，這是什么原因?是什么能轉(zhuǎn)化為什么能的過程？(2)利用上表數(shù)據(jù)，通過計(jì)算求出該司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間大約是多少秒?(3)分析上表數(shù)據(jù)可知，汽車制動(dòng)距離與行駛速度有什么關(guān)系?(4)為了提醒司機(jī)朋友在雨雪天氣里注意行車安全，在高速公路旁邊設(shè)置了“雨雪路滑，減速慢行”的警示牌，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明這句話的物理道理。速度/km·h-140506080100反應(yīng)距離/m79111519制動(dòng)距離/m813203454解析：（1）剎車過程中輪胎發(fā)熱是由于摩擦引起的，這個(gè)過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間t等于反應(yīng)距離s與汽車行駛速度v的比值，即t=s/v。v1=40km/h=100/9m/s，t1=s1/v1=0.63s；v2=50km/h=125/9m/s，t2=s2/v2=0.65s；v3=60km/h=50/3m/s，t3=s2/v2=0.66s；v4=80km/h=200/9m/s，t4=s4/v4=0.68s；v5=100km/h=250/9m/s，t5=s5/v5=0.68s；反應(yīng)時(shí)間的平均值t=0.65s.（3）分析上表數(shù)據(jù)可知，汽車制動(dòng)距離與行駛速度的關(guān)系是：汽車行駛速度越大，制動(dòng)距離越大。具體計(jì)算可知，當(dāng)速度增大到原來(lái)的2倍時(shí)，制動(dòng)距離約增大到原來(lái)的4倍。（4）雨雪天，道路較滑，汽車所受的剎車阻力較小。在相同的車速的情況下，汽車所受的剎車阻力越小，汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不容易改變，汽車剎車后滑行的距離就越長(zhǎng)，因此汽車就越難停下來(lái)，所以為安全起見要減速慢行?！靖?jìng)賽實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練】

1．(2011上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽題)小轎車勻速行駛在公路上，坐在副駕駛位置的小青觀察到轎車速度盤的指針始終在100km/h位置處，在超越相鄰車道上同向勻速行駛的另一輛普通轎車的過程中，小青發(fā)現(xiàn)該轎車通過自己的時(shí)間恰好為1秒，則該轎車的車速范圍為（）A．15~20m/sB．20~25m/sC．25~30m/sD．30~35m/s1.解析：小轎車速度100km/h=28m/s，以小轎車為參照物，小轎車長(zhǎng)度取3.5m，在超越相鄰車道上同向勻速行駛的另一輛普通轎車的過程中，兩車相對(duì)路程為7m，由s=vt可知，相對(duì)速度為7m/s。該轎車的車速范圍為20~25m/s，選項(xiàng)B正確。答案：B2.(2009上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題)如圖所示，彈性小球撞擊地面前的速度方向與水平地面的夾角為α，撞擊后離開地面時(shí)的速度方向與水平地面的夾角為β，則下列說(shuō)法中正確的是：()(A)無(wú)論地面光滑與否，總有β=α(B)無(wú)論地面光滑與否，總有β<α(C)地面的粗糙程度越大，β越小(D)地面的粗糙程度越大，β越大2.答案：D解析：地面光滑時(shí)，總有β=α；地面的粗糙程度越大，小球平行地面的分速度損失越多，導(dǎo)致β越大，選項(xiàng)D正確。3.(2009上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題)摩托車做飛躍障礙物的表演時(shí)為了減少落地時(shí)向前翻車的危險(xiǎn)，則落地時(shí)應(yīng)采取的措施是：()(A)僅前輪制動(dòng)(B)僅后輪制動(dòng)(C)前、后兩輪均制動(dòng)(D)前、后輪均不制動(dòng)3.答案：B解析：摩托車做飛躍障礙物的表演時(shí)，落地時(shí)前輪著地，為了減少落地時(shí)向前翻車的危險(xiǎn)，則落地時(shí)應(yīng)采取的措施是僅后輪制動(dòng)，選項(xiàng)B正確。4.(2009上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題)2008年9月25日21時(shí)10分“神舟”七號(hào)飛船載著三名航天員飛上藍(lán)天，實(shí)施太空出艙活動(dòng)等任務(wù)后于28日17時(shí)37分安全返回地球。已知：“神舟”七號(hào)飛船在距地球表面高343千米的圓軌道上運(yùn)行，運(yùn)行速度為7.76千米/秒；地球半徑6.37×103千米。則在“神舟”七號(hào)飛船運(yùn)行期間，飛船繞地球運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)為：(A)15(B)30(C)45(D)604.答案：C解析：由題述可知，飛船繞地球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大約為68.5小時(shí)，運(yùn)行一圈的路程大約為2π×(6.37×103千米+343千米)=4.2×107m，運(yùn)行一圈的時(shí)間大約為1.5h，飛船繞地球運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)為45，選項(xiàng)C正確。5.(2009上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題)右圖是水平公路上從車后看到的一輛行駛著的汽車的右后輪，根據(jù)圖中所示現(xiàn)象可知：()(A)汽車正在向左轉(zhuǎn)彎，右后輪對(duì)地面作用力的方向?yàn)橄蛳缕?B)汽車正在向左轉(zhuǎn)彎，右后輪對(duì)地面作用力的方向?yàn)橄蛳缕?C)汽車正在向右轉(zhuǎn)彎，右后輪對(duì)地面作用力的方向?yàn)橄蛳缕?D)汽車正在向右轉(zhuǎn)彎，右后輪對(duì)地面作用力的方向?yàn)橄蛳缕?答案：.B解析：由圖可知，輪子下部向左凸出，說(shuō)明地面對(duì)右后輪的摩擦力方向向左，汽車正在向左轉(zhuǎn)彎。地面對(duì)右后輪的作用力方向?yàn)橄蛏掀?，根?jù)牛頓第三定律，右后輪對(duì)地面作用力的方向?yàn)橄蛳缕?，選項(xiàng)B正確6．(2009全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題)與火車相比，汽車車廂外表面更容易堆積灰塵。對(duì)于導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因分析，你認(rèn)為下列說(shuō)法中最可能的是()A．火車車廂的外表面比汽車車廂的外表面光滑，更不容易堆積灰塵B．火車行駛的速度比汽車的大，產(chǎn)生的風(fēng)更大，更容易把灰塵吹掉C．火車行駛的速度比汽車的大，車廂外側(cè)空氣流動(dòng)的速度比汽車的大，車廂外側(cè)氣壓比汽車的小，車廂的內(nèi)外壓強(qiáng)差比汽車的大，更不容易堆積灰塵D．在車輛行駛過程中，車廂外表面由于和空氣摩擦而帶電，因?yàn)槠嚨妮喬ナ墙^緣的橡膠，和鐵輪的火車相比更不容易把電荷導(dǎo)入地下，因而更容易吸附灰塵。6.答案：D解析：由于在車輛行駛過程中，車廂外表面由于和空氣摩擦而帶電，帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì)。若車廂與地面用導(dǎo)體相連，可將電荷導(dǎo)入地下，就不容易吸附灰塵。因?yàn)槠嚨妮喬ナ墙^緣的橡膠，和鐵輪的火車相比更不容易把電荷導(dǎo)入地下，因而更容易吸附灰塵，選項(xiàng)D正確。7.(2011全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題)在晴朗的夜空，我們很容易找到北斗星與北極星，如圖4所示。天剛黑下來(lái)的時(shí)候，我們觀察并記錄一次北斗星與北極星相對(duì)于地面的位置；半夜的時(shí)候，我們?cè)俅斡^察并記錄北斗星與北極星相對(duì)于地面的位置。比較這兩次的記錄結(jié)果，我們會(huì)發(fā)現(xiàn) ()A.北斗星和北極星都是運(yùn)動(dòng)的。B.北斗星和北極星都是靜止的。C.北斗星是運(yùn)動(dòng)的，北極星是靜止的。D.北斗星是靜止的，北極星是運(yùn)動(dòng)的。7.答案：C解析：這兩次的記錄結(jié)果，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)北斗星是運(yùn)動(dòng)的，北極星是靜止的，選項(xiàng)C正確。8.(2010全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題)物理小組的同學(xué)想利用閃電和雷聲的時(shí)間間隔計(jì)算閃電發(fā)生位置到他們的距離，以下是四位同學(xué)提出的不同方案，其中計(jì)算結(jié)果誤差最小的應(yīng)該是 ()

A．記錄剛剛看到閃電至剛剛聽到雷聲的時(shí)間，再乘以聲速

B．記錄剛剛看到閃電至雷聲剛剛結(jié)束的時(shí)間，再乘以聲速

C．由兩位同學(xué)分別按選項(xiàng)A、B兩種方法測(cè)量時(shí)間，求平均值后，再乘以聲速

D．由一位同學(xué)按照選項(xiàng)A的方法，多測(cè)幾次對(duì)應(yīng)不同閃電與雷聲的時(shí)間間隔，求平均值后，再乘以聲速8.答案：A解析：由于閃電傳播速度遠(yuǎn)大于聲音，所以記錄剛剛看到閃電至剛剛聽到雷聲的時(shí)間，再乘以聲速，可計(jì)算閃電發(fā)生位置到他們的距離，選項(xiàng)A正確。9.(2009上海初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題)一般情況下，河水越靠近河的中央，水速越大；越靠近河岸，水速越小，如圖10所示。假設(shè)水速與離河岸的距離成正比，一艘船船頭始終垂直河岸方向(船相對(duì)水的速度不變)，從河岸A點(diǎn)向?qū)Π恶側(cè)ゲ⒌竭_(dá)對(duì)岸下游處的B點(diǎn)。則在下列示意團(tuán)中，能合理描述其行進(jìn)路徑的是（）9.答案：C解析：船的速度是船相對(duì)水的速度和水速的合速度，能合理描述其行進(jìn)路徑的是圖C。10.(2009上海初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題)著名數(shù)學(xué)家蘇步青年輕時(shí)有一次訪問德國(guó)，當(dāng)?shù)匾幻麛?shù)學(xué)家在電車上給他出了一道題：甲、乙兩人相對(duì)而行，相距50千米。甲每小時(shí)走3千米，乙每小時(shí)走2千米。甲帶一條狗，狗每小時(shí)走4千米，同甲一起出發(fā)，碰到乙后又往甲方向走，碰到甲后它又往乙方向走，這樣持續(xù)下去，直到甲乙兩人相遇時(shí)，這條狗一共走了（）(A)50千米(B)40千米(C)30千米(D)20千米10.答案：B解析：甲乙兩人的相對(duì)速度是v=3km/h+2km/h=5km/h，經(jīng)過t=s/v=50/5h=10h兩人相遇，這條狗一共走了L=v狗t=4×10km=40km，選項(xiàng)B正確。1．(2009上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題)如圖所示，在一條長(zhǎng)直路旁有一塊草地，圖中每個(gè)小方格的邊長(zhǎng)所代表距離為6米。小張同學(xué)沿草地邊緣直路運(yùn)動(dòng)的最大速度是6米/秒，在草地上運(yùn)動(dòng)的最大速度為3米/秒。請(qǐng)?jiān)谙聢D中標(biāo)出小張同學(xué)從草地邊緣A處出發(fā)，在6秒時(shí)間內(nèi)所能到達(dá)草地的范圍；他從A處出發(fā)，選擇恰當(dāng)?shù)穆窂剑竭_(dá)P點(diǎn)的最短時(shí)間為____秒（精確到0.1秒）。2.(2009上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題)(1)在古代，以亞里士多德為代表的古希臘哲學(xué)家通過觀察，已經(jīng)猜想地球是球形，在我們?nèi)粘Ｉ钪杏行┈F(xiàn)象也可以表明地球是球形。試舉一例說(shuō)明。(2)人們觀察地球以外的物體，會(huì)受到地球大氣層的影響。假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層的情況相比_________選填：“將提前”、“將延后”或“不變”）。簡(jiǎn)述產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：____________________________________________(3)人們?cè)诘厍蛏嫌^察月亮，發(fā)現(xiàn)月亮朝向地球的一面始終是不變的。這是由于：_______________________________________________________(4)天文觀測(cè)表明，幾乎所有遠(yuǎn)處的星體（或星系）都在以各自的速度背離我們而運(yùn)動(dòng)，離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體，背離我們運(yùn)動(dòng)的速度（稱為退行速度）越大；也就是說(shuō)，宇宙在膨脹不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比，即v=Hr，式中H為一常量，稱為哈勃常數(shù)?？茖W(xué)家由此提出了宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)：認(rèn)為宇宙是從一個(gè)大爆炸的火球開始形成的，距今已有137億年，大爆炸后各星體即以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)。上述天文觀測(cè)中測(cè)得的哈勃常數(shù)H=______________。最近的測(cè)量發(fā)現(xiàn)哈勃常數(shù)在變大，這說(shuō)明宇宙在__________（選填:“加速”、“勻速”或“減速”）膨脹。圖183.（2009上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽）如圖18所示，B、C兩點(diǎn)相距60米，C、A兩點(diǎn)相距80米，AC與BC相互垂直。甲以2米/秒的速度由B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，乙以4米/秒的速度同時(shí)由C點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過

秒，甲、乙之間的距離最近；經(jīng)過

秒，甲、乙所處位置與C點(diǎn)構(gòu)成的三角形和三角形ABC可能相似。圖183.答案：690/11或12三．綜合運(yùn)用1.(2009全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽題)圖2是小強(qiáng)的自行車傳動(dòng)裝置的示意圖。請(qǐng)思考并回答：（1）．假設(shè)腳踏板每2s轉(zhuǎn)1圈，在這種情況下，要計(jì)算自行車前進(jìn)的速度大小，還需要測(cè)量哪些量?請(qǐng)你用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式。（2）．該自行車后架上裝有向車