初中物理速度公式及其应用试题

便捷的交通与互联网给人们出行带来了极大的方便，王爷爷带小孙子驾车到萍乡北站，然后乘高铁去南昌参观滕王阁， $8:20$开车出发，并看到路边如图所示的交通标志牌，此刻吩咐小孙子通过铁路12306网站查询列车时刻表，如表。

车次	萍乡北开	南昌西到	运行距离
$G1346$	$08:38$	$09:40$	$240\mathit{km}$
$G1692$	$08:49$	$10:05$	$240\mathit{km}$
$G1482$	$09:11$	$10:31$	$240\mathit{km}$

（1）在交通正常的情况下，依据以上信息并通过计算，爷孙俩最快能赶上哪一车次？

（2）该趟高铁运行的平均速度为多少 $\mathit{km}/h$？

如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为 $600\mathit{kg}$ ，履带与地面接触的总面积为 $0.5m^2$ ，以 $3m/s$ 的速度在水平地面沿直线匀速前进了 $1\mathit{min}$ ，行驶时所受阻力为自重的0.02倍 $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$ 。求：

（1）消防机器人在 $1\mathit{min}$ 内通过的路程。

（2）消防机器人静止在水平地面时，对地面产生的压强。

（3）在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做功的功率。

鸟撞飞机事件时有发生，是不是它们“瞎”了？研究发现雨燕等鸟类具有边飞边睡的能力，甚至还能长时间张开一只眼睛来观察飞行路径，避免与其它鸟类或物体碰撞。研究还发现，某种鸟类只有距离运动的物体 $30m$内才逃离。由于飞机速度很快，所以它们就没有足够的时间来逃离，而引起撞机事件。综合上述信息，回答下列问题：

（1）数据显示，一只 $0.5\mathit{kg}$的鸟正面撞在迎面飞来的速度为 $720\mathit{km}/h$的飞机上，就会产生 $1.6\times {10}^{4}N$撞击力，对飞机造成损伤。假如撞击面积为 $0.01m^2$，计算该鸟撞击飞机的压强。

（2）如表是三种材料的相关参数，从飞机承受鸟类撞击能力和飞机自身重量考虑，最适宜用来制造飞机的材料是　　。

性质	材料 $A$	材料 $B$	材料 $C$
抗压性 $(N/m^2)$	$1.2\times {10}^4$	$1.6\times {10}^4$	$2.0\times {10}^4$
密度 $(\mathit{kg}/m^3)$	$1.2\times {10}^3$	$4.0\times {10}^3$	$1.2\times {10}^3$

（3）如图，一架飞机以 $720\mathit{km}/h$的速度向正前方 $O$点的鸟迎头飞去，则飞机的头 $A$点到达 $O$点位置所需的时间是　　 $s$，这也就是飞机留给该鸟逃离 $O$点的时间。

（4）天空自古以来都是鸟类的地盘，能够长时间飞行的鸟类有边飞边睡的能力是它们　　飞行生活的表现，是自然选择的结果。根据达尔文进化论推测，随着空中高速飞行器的增多，很多很多年后，鸟类　　（选填“可能”或“不可能” $)$具有更强的躲避高速飞行器的能力。

2018年2月12日，我国用长征三号乙运载火箭发射了北斗全球卫星导航系统的第28、29颗卫星，到2020年，该系统将拥有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，可在全球范围内为各类用户提供高精度的定位、导航、授时服务，并具有短报文通信能力。

（1）火箭加速上升的过程中，搭载的卫星的机械能 　　（选填"增大"、"减小"或"不变"）。

（2）卫星工作所需的能量，主要由太阳帆板提供，太阳帆板将 　　转化为电能。

（3）静止轨道卫星离地面的高度约为3.6×10 ⁴km，地面控制中心通过 　　向该卫星发送指令，指令从地面传到卫星所用的时间约为 　　s。

近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为 $m$，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定（不计空气阻力）。

（1）该汽车匀速爬上倾角为 $30°$的斜坡时，汽车的动能　    　，重力势能　    　，机械能　    　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）若斜坡长为 $L$，爬坡速度为 $v_1$，求汽车爬坡所用时间；

（3）如果该汽车以 $v_2$的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为 $P$，行驶 $t_2$时间内，消耗的电能为 $E$，求：在这个过程中，摩擦阻力大小及汽车的效率；

（4）若汽车在相同的水平路面上以 $\frac{1}{2}{v}_2$的速度匀速行驶时间为 $t_3$，试求牵引力在 $t_3$时间内做的功。

宁夏境内首条高速铁路 $---$ "银西高铁"正处在紧张施工中，"银西高铁"线路全长约 $618\mathit{km}$ ，设计行车时速为 $250\mathit{km}$ ，预留每小时 $350\mathit{km}$ 的提速条件，其中宁夏境内长约 $182\mathit{km}$ 。高铁车组与传统列车相比，在设计上采用了许多新技术。

（1）如图所示，高铁车头采用流线型设计可以减小 　　。

（2）高铁列车速度从 $200\mathit{km}/h$ 降到 $90\mathit{km}/h$ 的过程中不采用机械刹车，而是利用"再生制动"技术；列车由于 　　　　能；当车速降到 $90\mathit{km}/h$ 时，实施机械刹车，利用刹车片与轴之间的摩擦力使车速减小。

（3）若"银西高铁"通车后，列车按设计时速行驶，从银川到达西安至少需要几小时？

根据《电动自行车安全技术规范》，交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为 $40\mathit{kg}$。小明爸爸以 $18\mathit{km}/h$的速度匀速骑行 $9\mathit{km}$的过程中，电动机两端的电压恒为 $48V$，通过的电流是 $6.25A$，车轮与地面的总接触面积为 $200c{m}^2$．小明爸爸的质量是 $60\mathit{kg}$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求本次骑行过程中：

（1）骑行所用时间。

（2）车对地面的压强。

（3）电动机的功率。

如图为小明用手机 $\mathit{APP}$软件记录自己某一次跑步的数据截图。分析该图可知：他本次跑步时间为　　 $\mathit{min}$，通过的路程为　　 $\mathit{km}$，每跑一步的平均长度为　　 $m$。

金义东（金华 $-$ 义乌 $-$ 东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区"一小时通勤圈"。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米 $/$ 小时。完成下列问题：

（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要多少小时？

（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少？

（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦？

武广高速铁路全长约为 $1050\mathit{km}$，如果高速列车按 $300\mathit{km}/h$的速度匀速行驶。则全程所需时间约 　　 $h$。高铁站的站台边沿标有黄色安全线，提示乘客在等候时要站在安全范围内。一个重要的原因是，当列车进出站时，车体附近的气流速度 　　，压强 　　（均选填“大”或“小” $)$，会使乘客受到一个“推”向列车的力。

如图所示，某公司研发的智能服务机器人，它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在 $50N$的牵引力作用下，以 $0.5m/s$的速度在水平地面匀速直线行驶 $60s$，求：

（1）它行驶的路程；

（2）此过程中牵引力所做的功。

国产大飞机 $C919$成功首飞，标志着我国航空事业一个新时代的开启，若飞机滑行 $60s$后，以 $70m/s$的速度起飞，滑行过程中的平均速度为 $35m/s$，那么跑道的长度至少需要　　 $m$．某段时间内飞机在空中水平飞行了 $10\mathit{Km}$，受到的平均阻力为 $6\times {10}^{4}N$，则这段时间内飞机克服阻力做的功为　　 $J$。

为了监督司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，第一次发出信号到测速仪接收到信号用时 $0.5s$，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时 $0.3s$，若两次发出信号的间隔是 $0.9s$，汽车在两次接收到信号间隔过程中行驶的距离是　　 $m$，汽车速度是　　 $m/s$。（超声波速度是 $340m/s)$

邵阳市区即将竣工的雪峰大桥，是一座翼型斜拉桥，其翼型伸展度居全国首位，大桥全长约为 $951m$，设计时速 $60\mathit{km}/h$。若汽车以 $15m/s$ 的速度匀速通过大桥，所需时间　　 $s$。

为了更好的保证交通安全，沈阳市交警严查开车打电话、车窗抛物等行为，如果汽车以36km/h的速度匀速行驶，驾驶员开车时看一眼手机需要3秒，在这段时间内，汽车相当于在无人驾驶状态下行驶　     　m，容易发生交通事故，从行驶的汽车向外抛杂物，不但污染环境，还可能由于物体速度较大而具有较大的　   　能，可能砸伤人，这些都是十分危险的行为。