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物理八年級(jí)上冊(cè)第3節(jié) 運(yùn)動(dòng)的快慢學(xué)案
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這是一份物理八年級(jí)上冊(cè)第3節(jié) 運(yùn)動(dòng)的快慢學(xué)案,共44頁(yè)。學(xué)案主要包含了速度,勻速直線運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
知識(shí)點(diǎn)一、速度
1.比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的兩種方法
問(wèn) 題
運(yùn)動(dòng)會(huì)上,短跑比賽正在緊張地進(jìn)行著。在比賽過(guò)程中,觀眾是如何判斷誰(shuí)跑得快的?運(yùn)動(dòng)員跑完全程后,裁判員又是怎樣計(jì)算成績(jī)的?觀眾與裁判員所用的方法一樣嗎?你認(rèn)為應(yīng)該怎樣比較運(yùn)動(dòng)的快慢?
觀看賽跑的某一瞬間,運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)的時(shí)間相同,如果要比較誰(shuí)跑得快,就要看誰(shuí)跑過(guò)的路程長(zhǎng),也就是誰(shuí)跑在前面。運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)時(shí),他們都跑過(guò)了相同的路程,那么所用時(shí)間最短的運(yùn)動(dòng)員跑得最快。
比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢有兩種方法:
(1)在相同的時(shí)間內(nèi),比較物體經(jīng)過(guò)的路程,經(jīng)過(guò)路程長(zhǎng)的物體運(yùn)動(dòng)得快;(觀眾的比較方法)
(2)在物體運(yùn)動(dòng)相同路程的情況下,比較它們所花的時(shí)間,所花時(shí)間短的物體運(yùn)動(dòng)得快。(裁判的比較方法)
特別提醒
在利用上述方法比較物體運(yùn)動(dòng)快慢時(shí),我們先控制時(shí)間和路程兩個(gè)量中的一個(gè)不變,研究另一個(gè)量和物體運(yùn)動(dòng)快慢的關(guān)系,最后得出結(jié)論。
(23-24八年級(jí)下·江西南昌·期中)如圖所示,是兩種比較自行車和摩托車運(yùn)動(dòng)快慢的方法。a圖中,兩者運(yùn)動(dòng)相同的時(shí)間,摩托車運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng),所以摩托車運(yùn)動(dòng)較 。b圖中讓兩者運(yùn)動(dòng)相同的路程,自行車所需的時(shí)間長(zhǎng),所以它運(yùn)動(dòng)較 。
2.速度
想想議議
甲同學(xué)100m跑的成績(jī)?yōu)?5s,乙同學(xué)50m跑的成績(jī)?yōu)?s。要知道他倆誰(shuí)跑得快,應(yīng)該怎么辦?
甲、乙兩位同學(xué)運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間都不相同,我們可以計(jì)算他們1秒通過(guò)的路程,哪位同學(xué)每秒通過(guò)的路程多,運(yùn)動(dòng)得更快。
在該事例中,甲同學(xué): EQ \F(100m,15s) =6.7m/s 乙同學(xué): EQ \F(50m,8s) =6.25m/s
結(jié)論:甲同學(xué)運(yùn)動(dòng)得更快。
在物理學(xué)中,為了比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢,采用“相同時(shí)間比較路程”的方法,也就是將物體運(yùn)動(dòng)的路程除以所用的時(shí)間。這樣,在比較不同運(yùn)動(dòng)物體的快慢時(shí),可以保證時(shí)間相同。
(1)定義:物理學(xué)中,把路程與時(shí)間之比叫做物體運(yùn)動(dòng)的速度。
(2)公式:變形公式:。
(3)物理意義:是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。在數(shù)值上,等于物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程。這個(gè)數(shù)值越小,表明物體運(yùn)動(dòng)得越快;這個(gè)數(shù)值越小,表明物體運(yùn)動(dòng)的越慢。
(4)單位及換算:在國(guó)際單位制中,速度的單位是米每秒,符號(hào)是m/s,或者m·s-1,速度單位是由長(zhǎng)度單位和時(shí)間單位組合而成的組合單位。
在交通運(yùn)輸中,速度的單位常用千米每小時(shí)(km/h)表示。這兩個(gè)單位換算關(guān)系是:1m/s=3.6km/h。
特別提醒
1.速度公式中的v、s和t三個(gè)物理量,必須是同一個(gè)物體在同一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、路程和時(shí)間。
2.速度的小小時(shí)由路程與時(shí)間的比值決定的,不能說(shuō)“速度與路程成正比”或“速度與時(shí)間成反比”。
3.計(jì)算時(shí)代入的數(shù)據(jù),應(yīng)包含數(shù)字和單位兩個(gè)部分。
4.在用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),要注意單位的對(duì)應(yīng)搭配,“千米”和“時(shí)”搭配,“米”和“秒”搭配,組合成的速度單位分別是“千米/小時(shí)”或“米/秒”。
(5)與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的交通標(biāo)志
①速度表
可以直接顯示出車輛的運(yùn)動(dòng)速度。下圖中的汽車速度表,它上面的單位是km/h,當(dāng)指針指在哪個(gè)位置時(shí),說(shuō)明此時(shí)的速度是多少km/h。如圖所示,汽車的速度是80 km/h?!?36018”是指這輛車總共通過(guò)的路程為136018km。
汽車速度表 高鐵速度指示屏
②限速標(biāo)志與里程標(biāo)記
甲 乙
在不同的道路或不同的路段,有很多限速的標(biāo)志牌。如圖甲所示為限速標(biāo)志,限速標(biāo)志牌的單位是km/h,表示機(jī)動(dòng)車在該道路上行駛,速度不得超過(guò)60km/h。圖乙是公路上的里程標(biāo)記牌,表示從此標(biāo)志牌到北海的路程為24km。
(6)一些物體運(yùn)動(dòng)的速度
(23-24八年級(jí)上·廣東江門·階段練習(xí))水中游動(dòng)最快的旗魚,速度可達(dá)108km/h;空中飛行最快的海燕,每分鐘飛行5km;陸地上跑得最快的獵豹,1s可跑40m,比較它們速度的小?。? )
A.獵豹最小B.海燕最小
C.旗魚最小D.三者一樣小
知識(shí)點(diǎn)二、勻速直線運(yùn)動(dòng)
1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分類
2.勻速直線運(yùn)動(dòng)
想想議議
下圖記錄了兩輛汽車在平直的公路上行駛時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程。圖甲中的汽車在平穩(wěn)行駛的過(guò)程中,各段時(shí)間內(nèi)的速度有什么特點(diǎn)?圖乙中的汽車從靜止開始前進(jìn),在各段時(shí)間內(nèi)的速度有什么特點(diǎn)?
甲中的小汽車做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等,它的速度是不變的。
(1)定義:物體沿直線且速度不變的運(yùn)動(dòng),叫做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)特點(diǎn)
①做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,其速度小小和方向都不變;
②做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等,或者說(shuō)通過(guò)相等的路程所用的時(shí)間相等;
③做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)的路程與其時(shí)間成正比。
特別提醒
(1)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度保持不變,即路程和時(shí)間的比值不變,速度與路程和時(shí)間無(wú)關(guān),不能將理解為v與s成正比,與t成反比。
(2)在任何一段相等的時(shí)間內(nèi),通過(guò)的路程相等,可以判斷物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
3.變速直線運(yùn)動(dòng)
(1)變速直線運(yùn)動(dòng):物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度小小在發(fā)生變化,這種直線運(yùn)動(dòng)叫變速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)平均速度
①在變速運(yùn)動(dòng)中,只做粗略研究,也可以用來(lái)描述運(yùn)動(dòng)的快慢,這樣算出來(lái)的速度叫做平均速度。
平均速度等于物體運(yùn)動(dòng)的路程與通過(guò)這段路程所用時(shí)間之比。日常所說(shuō)的速度,多數(shù)情況下指的是平均速度。
②計(jì)算公式: s是總路程,t指總時(shí)間。
③對(duì)平均速度的理解
平均速度用來(lái)粗略地描述做變速運(yùn)動(dòng)的物體的平均快慢程度,但不能精確地知道它的運(yùn)動(dòng)情況.
我們說(shuō)一個(gè)物體的平均速度時(shí),必須指出在哪段時(shí)間內(nèi),或在哪段路程中,因?yàn)樵诓煌臅r(shí)間或路程中,平均速度一般不同。
特別提醒
(1)平均速度不是速度的平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的平均值。
(2)平均速度與速度的平均值
(2024·四川成都·二模)如圖所示,是甲、乙兩個(gè)小球同時(shí)從左向右運(yùn)動(dòng),每隔0.1s拍下的“頻閃照片”,甲、乙兩小球在0.2s~0.3s分別從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)、從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)。分析“頻閃照片”,下列說(shuō)法正確的是( )
A.甲、乙兩球都做變速直線運(yùn)動(dòng)
B.照片記錄的甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間比乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間短
C.從開始計(jì)時(shí)到0.3s時(shí),甲球的平均速度比乙球小
D.甲、乙兩球在ab、cd段的運(yùn)動(dòng)中,以乙球?yàn)閰⒄瘴?,甲球向左運(yùn)動(dòng)
4.物體的運(yùn)動(dòng)圖像
(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖像
①速度-時(shí)間圖像(v-t圖像):表示做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系。如圖甲所示,做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,速度小小和方向都不變,圖像是一條平行于時(shí)間軸的直線,圖中速度小小是4m/s。
②路程時(shí)間圖像(s-t圖像):表示做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體路程與時(shí)間的關(guān)系,圖像是一條直線,圖像傾斜程度反映了速度小小,越傾斜速度越小。如圖乙所示,乙和丙兩物體同時(shí)從同地出發(fā),乙的速度小于丙的速度。
(2)變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像:做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,其s-t圖像不再是一條直線;其v-t圖像根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度變化情況,圖像形狀各異。如圖所示。
(23-24八年級(jí)上·重慶墊江·階段練習(xí))如圖所示,甲圖是小車甲運(yùn)動(dòng)的圖像,乙圖是小車乙運(yùn)動(dòng)的圖像,由圖像可知( )
A.甲車做變速運(yùn)動(dòng),乙車保持靜止
B.甲車和乙車都做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.甲車的速度比乙車快
D.經(jīng)過(guò)8s甲車行駛15m
問(wèn)題一:比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的兩種方法
(1)在運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同情況下,比較經(jīng)過(guò)的路程,經(jīng)過(guò)路程長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)得快(如下圖甲,觀眾的比較方法)
(2)在運(yùn)動(dòng)路程相同情況下,比較所用時(shí)間,所用時(shí)間短的運(yùn)動(dòng)得快(如下圖乙,裁判的比較方法)
【典例1】(23-24八年級(jí)上·廣東深圳·期中)如圖所示是田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上比賽示意圖,關(guān)于運(yùn)動(dòng)的快慢的比較:
(1)比賽開始后,“觀眾”通過(guò)時(shí)間相同比 ,認(rèn)為跑在前面的人運(yùn)動(dòng)得快;
(2)比賽結(jié)束后,“裁判員”通過(guò) 相同比 ,判定最先到達(dá)終點(diǎn)的人運(yùn)動(dòng)得快。
【變式1-1】(23-24九年級(jí)下·江蘇無(wú)錫·階段練習(xí))在男子百米短跑比賽中,運(yùn)動(dòng)員們快步如飛,關(guān)于運(yùn)動(dòng)快慢的說(shuō)法中不正確的是( )
A.觀眾看到第一名沖過(guò)終點(diǎn)時(shí)用“相同的時(shí)間比路程”的方法比較運(yùn)動(dòng)的快慢
B.終點(diǎn)裁判通過(guò)記錄用時(shí)是用“相同路程比時(shí)間”的方法比較運(yùn)動(dòng)的快慢
C.物體的速度越小,路程和時(shí)間的比值就越小
D.物理學(xué)中采用裁判的方法來(lái)定義速度的
問(wèn)題二:速度的計(jì)算
【角度1】交通運(yùn)輸中的速度計(jì)算
(1)解計(jì)算題的基本步驟:
①認(rèn)真審題,找出各運(yùn)動(dòng)階段的已知條件、待求的物理量,用準(zhǔn)確的字母符號(hào)及角標(biāo)表示。
②統(tǒng)一單位。
③根據(jù)物理概念選用物理公式,并進(jìn)行公式變換,應(yīng)有必要的文字說(shuō)明。
④代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,求出答案。數(shù)值后面要寫上正確的單位。
⑤計(jì)算過(guò)程不出現(xiàn)除號(hào),除號(hào)用橫線“—”代替。
⑥計(jì)算結(jié)果不能寫成分?jǐn)?shù)的形式,必須是整數(shù)或小數(shù)。
⑦用物理量符號(hào)表示物理量,不要出現(xiàn)x、y、z等字母數(shù)。
(2)交通運(yùn)輸中,速度的單位常用千米每小時(shí)(km/h)表示。
(3)關(guān)于列車時(shí)刻表的問(wèn)題,首先看清是要求哪兩個(gè)站臺(tái)之間的平均速度,然后通過(guò)表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算兩站之間的路程和所用時(shí)間,最后帶入速度計(jì)算公式求出正確結(jié)果。特別注意兩站所用時(shí)間等于后站到站時(shí)間減去前站發(fā)車時(shí)間。
【典例2】(23-24八年級(jí)下·廣東惠州·期中)暑假期間小明爸爸帶小明駕車去慶陽(yáng)游玩,所乘汽車的速度表如圖1所示,小明看見路邊一個(gè)交通標(biāo)志牌,如圖2所示。
(1)圖1是汽車速度表,表中顯示的速度為 ,圖2方形牌中的“慶陽(yáng)24km”表示的意思是:此地距離慶陽(yáng)24km。圖2圓形牌中的“70”表示的物理意義是: ;
(2)若汽車以速度表上的速度勻速行駛,從交通標(biāo)志牌處到慶陽(yáng)需要多少小時(shí)?( )
(3)汽車從標(biāo)志牌到慶陽(yáng)實(shí)際行駛了24min,汽車是否超速?( )
【變式2-1】(23-24八年級(jí)下·廣東茂名·期中)超速行駛非常危險(xiǎn),高速公路上除了設(shè)置標(biāo)識(shí)距離的指示牌,還有限制行車速度的指示牌如圖1,小明一家利用周末到湛江玩,汽車在高速公路上行駛了一段時(shí)間,他看到了如圖1所示標(biāo)志。
(1)在不違規(guī)的前提下,若汽車以最快的速度行駛,從圖1的標(biāo)志牌到湛江至少需要多長(zhǎng)時(shí)間?
(2)若先以圖2所示的速度行駛60min,再以90km/h的速度到達(dá)湛江,則全程平均速度為多?。?br>【變式2-2】(23-24八年級(jí)上·江西吉安·階段練習(xí))小亮爸爸開車送小亮和媽媽去吉安西站乘坐高鐵前往上海游玩,汽車行駛途中小亮看到路旁的交通標(biāo)志牌如圖甲所示,汽車的速度表如圖乙所示,小亮和媽媽所坐列車的部分運(yùn)行信息如下表。求:
(1)按汽車速度表的速度勻速行駛,汽車從標(biāo)志牌到西安北站的行駛時(shí)間是多少min?
(2)G4918次列車從西安北到上海虹橋運(yùn)行的平均速度是多少km/h?(結(jié)果保留整數(shù))
(3)若在列車行駛途中,以全程的平均速度完全通過(guò)長(zhǎng)為1220m的隧道,用時(shí)36s,則該列車的長(zhǎng)度是多少?
【變式2-3】(23-24八年級(jí)下·廣東湛江·階段練習(xí))國(guó)慶長(zhǎng)假,小明一家從湛江市自駕汽車到江門某景點(diǎn)游玩,導(dǎo)航給出了“距離短”、“收費(fèi)少”、“車道少”三種方案,如圖1所示:
(1)若選擇“距離短”方案,則汽車的平均速度是多小?
(2)若選擇“車道少”方案,汽車保持以圖2所示的速度行駛,求全程實(shí)際所需時(shí)間。
【角度2】平均速度的計(jì)算
(1)平均速度的公式:。式中,“s”是通過(guò)的路程,“t”是通過(guò)這段路程所用時(shí)間,“v”是這段時(shí)間內(nèi)(或這段路程上)的平均速度。
(2)算全程的平均速度時(shí),不能用前段路程的平均速度和后段的平均速度求平均值。全程的平均速度等于全程的路程與所用時(shí)間的比值。
(3)一種特殊情況,全程的平均速度等于前半段時(shí)間的平均速度與后半段時(shí)間的平均速度的平均值。
【典例3】(2023·四川成都·一模)運(yùn)動(dòng)會(huì)上的100m賽跑決賽起跑后,小明先是一直落后于小亮,而在沖刺階段小明加速追趕,結(jié)果他們同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.比賽過(guò)程中他們相對(duì)于裁判員是靜止的
B.小明的平均速度比小亮的平均速度小
C.小明和小亮全程的平均速度相等
D.不是勻速直線運(yùn)動(dòng),無(wú)法比較平均速度
【變式3-1】(23-24八年級(jí)上·福建莆田·階段練習(xí))運(yùn)動(dòng)會(huì)短跑100米決賽,前一半路程小明落后于小亮,沖刺階段小明加速追趕,結(jié)果他們同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。關(guān)于平均速度,下列說(shuō)法正確的是( )
A.小明的平均速度比小亮的平均速度小B.二者的平均速度相等
C.小明的平均速度比小亮的平均速度小D.兩人均不做勻速直線運(yùn)動(dòng),無(wú)法比較
【變式3-2】(22-23八年級(jí)上·四川內(nèi)江·期中)某物體做直線運(yùn)動(dòng),前三分之一的路程速度為36km/h,后三分之二的路程速度為30m/s,則該物體全程的平均速度為( )
A.20m/sB.15m/sC.18m/sD.33m/s
【變式3-3】(23-24九年級(jí)下·四川巴中·階段練習(xí))某同學(xué)騎自行車從甲地去乙地,去時(shí)速度為6m/s,到達(dá)乙地后立即返回,返回時(shí)速度為4m/s,則他整個(gè)往返的平均速度為( )
A.5m/sB.4.8m/sC.10m/sD.不確定
【角度3】過(guò)橋、隧道的速度計(jì)算
列車過(guò)橋、過(guò)洞問(wèn)題:列車完全通過(guò)橋或洞時(shí),求路程要加上車的長(zhǎng)度,;列車完全在橋上或在洞內(nèi)時(shí),求路程要減去車的長(zhǎng)度,。
【典例4】(23-24八年級(jí)上·重慶長(zhǎng)壽·階段練習(xí))一列長(zhǎng)為240m的隊(duì)伍,勻速通過(guò)長(zhǎng)度為0.96km的高架橋梁,測(cè)得隊(duì)伍全部通過(guò)小橋所用的時(shí)間是1000s。試求:
(1)該列隊(duì)伍的速度是多少m/s?
(2)隊(duì)伍全部在橋上的時(shí)間是多少?
(3)隊(duì)伍全部離開橋后繼續(xù)保持原來(lái)的速度前進(jìn),此時(shí)隊(duì)伍第一個(gè)人以1.8m/s的速度慢跑到隊(duì)尾,求這個(gè)人跑到隊(duì)尾的時(shí)間是多少?
【變式4-1】一列長(zhǎng)150米的火車正在勻速行駛,一名觀察者站在路基旁的一個(gè)安全位置測(cè)量出整列火車通過(guò)他共用時(shí)7.5秒求:
(1)這列火車的速度是多少?
(2)如果這列火車從威海到濟(jì)南的平均速度正好等于這個(gè)速度,威海到濟(jì)南的距離約為360千米,則火車從威海到濟(jì)南需用多少小時(shí)?
(3)如果火車以這個(gè)速度穿越一條長(zhǎng)為1000米的隧道,則需要多少時(shí)間?
【變式4-2】(2024·廣東江門·一模)今年舉行的江門馬拉松吸引了近2萬(wàn)多名國(guó)內(nèi)外選手參賽,江馬全程40km,排名第一的選手用時(shí)2h15min完成了賽事。
(1)這名選手的平均速度是多少m/s?
(2)隊(duì)伍經(jīng)過(guò)的東華小橋全長(zhǎng)940米。以平均速度計(jì)算,這名選手通過(guò)小橋用了多長(zhǎng)時(shí)間?
(3) 設(shè)馬拉松隊(duì)伍通過(guò)小橋時(shí)長(zhǎng)度不變,隊(duì)伍勻速前進(jìn)的速度為 4m/s,整個(gè)隊(duì)伍通過(guò)小橋共用時(shí)500s,馬拉松隊(duì)伍有多長(zhǎng)?
【變式4-3】(23-24九年級(jí)下·重慶渝北·階段練習(xí))目前重慶主城區(qū)擁有37座跨江小橋、22座穿山隧道,使交通越來(lái)越便捷,因此被網(wǎng)友稱為“中國(guó)橋都”。一天,一輛40m長(zhǎng)的超小型平板車,勻速通過(guò)一座長(zhǎng)為0.56km的小橋,從車頭剛上橋到車尾剛離開橋用時(shí)1min,求:
(1)平板車過(guò)橋的速度是多少m/s?合多少km/h?
(2)若該車以同樣的速度通過(guò)一隧道用時(shí)2min,則此隧道的長(zhǎng)度是多少m?
問(wèn)題三:物體的運(yùn)動(dòng)圖像
圖像與圖像
(1)(路程-時(shí)間)圖像:路程隨時(shí)間的變化圖像叫路程時(shí)間圖像,縱坐標(biāo)表示路程(s),橫坐標(biāo)表示時(shí)間(t),圖像表示路程隨時(shí)間變化的規(guī)律,如圖所示。
如果圖像是一條直線,表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng);直線的傾斜度越小,表示物體運(yùn)動(dòng)的速度越小。如果圖像是一條平行橫軸的直線,表示物體靜止。
由圖可以看出甲比乙在相同時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程長(zhǎng),甲、乙均做勻速直線運(yùn)動(dòng),但甲的速度小,乙的速度小。
(2)(速度-時(shí)間)圖像:速度隨時(shí)間的變化圖像叫速度時(shí)間圖像,縱坐標(biāo)表示速度(v),橫坐標(biāo)表示時(shí)間(t),圖像表示速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,如圖所示。
甲圖像是一條平行于橫軸的直線,表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng);如果不是水平直線,表示物體做變速運(yùn)動(dòng),乙物體的速度越來(lái)越?。铀龠\(yùn)動(dòng)),丙物體的速度越來(lái)越?。p速運(yùn)動(dòng))。
若圖像不是一條直線時(shí),可以分段分析圖像的含義;若有幾個(gè)圖像在同一坐標(biāo)圖里,還需要分析圖像交點(diǎn)的含義。如下圖
【典例5】如圖是甲乙兩同學(xué)參加1000m跑步比賽全程的圖像,時(shí)同時(shí)起跑,時(shí)刻同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。下列描述正確的是( )
A.時(shí)間內(nèi)甲乙兩同學(xué)都在做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.時(shí)間內(nèi)甲乙兩同學(xué)保持相對(duì)靜止
C.終點(diǎn)時(shí)乙同學(xué)勻速過(guò)線,甲同學(xué)沖刺過(guò)線D.剛到達(dá)終點(diǎn)時(shí),甲乙兩同學(xué)速度相等
【變式5-1】(23-24八年級(jí)下·廣東惠州·期中)甲、乙兩小車在筆直公路上同向行駛,如圖所示,圖甲是小車甲位置s與時(shí)間t的關(guān)系的圖像,圖乙是小車乙運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系的圖像,由圖像可知( )
A.甲由靜止開始運(yùn)動(dòng),乙一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.甲、乙兩車相對(duì)靜止
C.甲、乙兩車運(yùn)動(dòng)5s所通過(guò)的路程不同
D.甲車的速度越來(lái)越快,乙車的速度不變
【變式5-2】(23-24八年級(jí)上·內(nèi)蒙古鄂爾多斯·階段練習(xí))康巴什某中學(xué)模擬體測(cè)時(shí),甲、乙兩位同學(xué)在同一地點(diǎn)參加800m體測(cè),t=0時(shí)同時(shí)起跑,t4時(shí)刻同時(shí)到達(dá)終點(diǎn),其速度一時(shí)間圖像如圖所示,下列描述正確的是( )
A.0~t1時(shí)間內(nèi)甲、乙兩同學(xué)都在做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.t1~t2時(shí)間內(nèi)甲、乙兩同學(xué)保持相對(duì)靜止
C.0~t3時(shí)間內(nèi)甲同學(xué)的路程小于乙同學(xué)的路程
D.剛到達(dá)終點(diǎn)時(shí),甲、乙兩同學(xué)速度相等
【變式5-3】(23-24八年級(jí)上·陜西咸陽(yáng)·期末)甲、乙兩車同時(shí)向東運(yùn)動(dòng),甲車從某地出發(fā),乙車在甲車東邊40m遠(yuǎn)處出發(fā),甲車的圖像和乙車的圖像如圖所示。則由圖像可知( )
A.乙車做加速運(yùn)動(dòng)B.乙車的速度為25m/s
C.甲車追上乙車時(shí),乙車運(yùn)動(dòng)了40mD.甲車在4s后追上乙車
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1.(23-24八年級(jí)下·廣東肇慶·期中)體育課上,甲、乙、丙三位同學(xué)進(jìn)行百米賽跑,他們的成績(jī)?nèi)绫硭?。根?jù)表中成績(jī)可知,跑得最快的是 同學(xué),跑得最慢的是 同學(xué),這里比較三人運(yùn)動(dòng)快慢采用的是在相同 條件下比較時(shí)間的方法。
2.(2024·四川宜賓·中考真題)2024年2月11日,在游泳世錦賽男子4×100米自由泳決賽中,我國(guó)運(yùn)動(dòng)員潘展樂在第一棒游出46.80秒的好成績(jī),比此前保持的男子100米自由泳世界紀(jì)錄提高了0.06秒,以看臺(tái)為參照物,潘展樂是 (選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)的,他在決賽中的平均速度為 m/s(保留兩位小數(shù))。
3.(2024·天津南開·三模)如圖所示記錄了兩輛汽車在平直公路上行駛時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程情況。由圖可知:甲圖汽車做 (選填“勻速”或“變速”)直線運(yùn)動(dòng);甲乙車在40s內(nèi)的平均速度 (選填“相等”或“不相等”)。
4.(2024·江蘇常州·二模)清明前后,竹筍每天長(zhǎng)勢(shì)驚人!楊老師在上午8點(diǎn)和下午4點(diǎn)分別測(cè)量了同一棵竹筍地面以上的長(zhǎng)度,如圖所示。這8個(gè)小時(shí)內(nèi),竹筍長(zhǎng)高了 cm,平均生長(zhǎng)速度為 mm/h。
5.(22-23八年級(jí)上·福建·階段練習(xí))小華騎自行車沿直線運(yùn)動(dòng),前3s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了6m,接下來(lái)的5s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了8m,最后的2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)了6m,則最后2s內(nèi)的平均速度為 m/s,小華在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均速度為 m/s。
【素養(yǎng)提升】
6.(23-24八年級(jí)上·福建·階段練習(xí))甲、乙兩列火車在平直鐵軌上勻速前進(jìn),它們行駛的路程比是3:4,所用的時(shí)間比是2:3,則兩列車行駛的速度比是( )
A.9:8B.8:9C.1:2D.2:1
7.(2024·甘肅武威·三模)利用Tracker工具軟件能夠在每隔相同的時(shí)間間隔,自動(dòng)定位一次物體的位置。如圖所示,某次小明利用該軟件同時(shí)追蹤從同一位置a同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間兩物體先后到達(dá)b,下列說(shuō)法正確的是( )
A.乙可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.乙的運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越慢
C.以乙為參照物,甲向右運(yùn)動(dòng)
D.從a到b,甲、乙兩物體平均速度之比為3∶5
8.(2024·山東德州·二模)小紅參加了學(xué)校組織的遠(yuǎn)足活動(dòng),全程6km。她行走前一半時(shí)間的平均速度是6km/h,行走后一半時(shí)間的平均速度是4km/h,則她通過(guò)全程的平均速度是( )
A.4km/hB.4.8km/hC.5km/hD.6km/h
9.(23-24九年級(jí)下·上?!るA段練習(xí))甲、乙兩小車同時(shí)從A點(diǎn)沿直線向B點(diǎn)方向出發(fā)并持續(xù)運(yùn)動(dòng),兩車運(yùn)動(dòng)的s-t圖像如圖所示。若甲車比乙車早4秒到達(dá)B點(diǎn)。則( )
A.AB兩點(diǎn)相距16米
B.甲車到達(dá)B點(diǎn)時(shí),乙車距離B點(diǎn)8米
C.乙車到達(dá)B點(diǎn)時(shí),甲車距離B點(diǎn)18米
D.乙車到達(dá)B點(diǎn)時(shí),甲車距離B點(diǎn)24米
10.(2024·山東德州·二模)學(xué)校興趣小組在操場(chǎng)平直的跑道上進(jìn)行遙控小車比賽,甲、乙兩車從t=0s時(shí)由同一地點(diǎn)向東行駛,兩車運(yùn)動(dòng)的s-t圖像如圖中的甲、乙所示,下列判斷正確的是( )
①t=10s時(shí),兩車的速度相等
②8s時(shí)甲車的速度是1m/s
③在5~10s內(nèi),乙車處于靜止?fàn)顟B(tài)
④8s時(shí),以甲車為參照物,乙車向東運(yùn)動(dòng)
A.只有①②正確B.只有②③正確
C.只有①④正確D.只有③④正確
【能力培優(yōu)】
11.(23-24八年級(jí)上·重慶長(zhǎng)壽·期中)港珠澳小橋全長(zhǎng),汽車限速。
(1)汽車通過(guò)小橋至少需要多長(zhǎng)時(shí)間?
(2)汽車由靜止開始駛?cè)胄颍鐖D經(jīng)行駛后,開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),求0到內(nèi)汽車的平均速度?
12.(2024·廣西南寧·三模)2023年8月31日,南寧北站開通運(yùn)營(yíng),開啟武鳴通高鐵的新紀(jì)元。下表是某次高鐵列車的部分運(yùn)行時(shí)刻表:
(1)該高鐵列車從南寧東站到荔波站需要多少時(shí)間??jī)傻亻g的平均速度為多少km/h?
(2)途中通過(guò)一隧道時(shí),小明觀察到車廂上顯示的速度是300km/h,通過(guò)隧道用了整整3分鐘。求該隧道的長(zhǎng)度是多少m?
13.(23-24八年級(jí)上·重慶長(zhǎng)壽·階段練習(xí))小陽(yáng)同學(xué)家住重慶渝北區(qū),今年國(guó)慶節(jié)和爸爸媽媽去成都姥姥家。小陽(yáng)上網(wǎng)查閱地圖知道家到重慶北站的路程為12km,沿途交通管理部門安裝的交通標(biāo)志牌如圖所示,爸爸開車去重慶北站。選擇坐G8536次列車,其列車時(shí)刻表如下表。求:
(1)遵守交通規(guī)則的前提下,從家開車到重慶北站的最短時(shí)間?
(2)G8536次列車從重慶北站到成都東站運(yùn)行的平均速度是多少km/h?(結(jié)果保留整數(shù))
2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
物理素養(yǎng)
2.2.2能用速度描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。會(huì)測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度。
物理觀念:速度和單位及計(jì)算公式,勻速直線運(yùn)動(dòng),平均速度。
科學(xué)思維:能用速度描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。
科學(xué)探究:查閱資料,了解我國(guó)高速列車的運(yùn)行速度以及了解中國(guó)空間站在太空中飛行的速度小小。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過(guò)速度概念的建立和查閱相關(guān)資料,了解我國(guó)鐵路交通和航空航天的發(fā)展歷程,體會(huì)中華民族的智慧。
物體
速度(m·s-1)
物體
速度(m·s-1)
蝸牛
約1.5×10-3
上海磁懸浮列車
可達(dá)120
人
約1.1
噴氣式客機(jī)
約250
自行車
約5
超音速殲擊機(jī)
約700
高速路上
的小轎車
約33
出膛的子彈
約1000
雨燕
可達(dá)48
同步衛(wèi)星
3070
平均速度
速度平均值
平均速度描述的是物體運(yùn)動(dòng)的平均快慢,應(yīng)該根據(jù)公式,用總路程除以總時(shí)間求得。當(dāng)我們說(shuō)一個(gè)物體的平均速度時(shí),必須指明是那段路程上或那段時(shí)間內(nèi)
速度的平均值是指物體在不同路程(或時(shí)間)的速度的平均值。例如,物體從甲地道乙地的速度是v1,從乙地道丙地的速度是v2,這兩端路程的速度的平均值是。實(shí)際上,物理學(xué)中并有速度平均值的概念,不要把“平均速度”誤解為“速度的平均值”
車次
發(fā)車時(shí)間
到達(dá)時(shí)間
路程
G4918
吉安西(19︰25)
上海虹橋(23︰55)
892.4km
參賽者
甲
乙
丙
成績(jī)/s
15
13
14
車站
到站時(shí)間
發(fā)車時(shí)間
里程/km
南寧東
始發(fā)站
08︰00
0
南寧北
08︰18
08︰23
42
河池西
09︰03
09︰08
220
荔波站
09︰30
09︰35
306
G8536次
站次
站名
到達(dá)時(shí)間
發(fā)車時(shí)間
里程
1
重慶北
始發(fā)站
15︰52
0
2
資陽(yáng)北
17︰00
17︰02
223km
3
成都東
17︰28
終點(diǎn)站
313km
第一章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)(解析版)
課時(shí)1.3 運(yùn)動(dòng)的快慢
知識(shí)點(diǎn)一、速度
1.比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的兩種方法
問(wèn) 題
運(yùn)動(dòng)會(huì)上,短跑比賽正在緊張地進(jìn)行著。在比賽過(guò)程中,觀眾是如何判斷誰(shuí)跑得快的?運(yùn)動(dòng)員跑完全程后,裁判員又是怎樣計(jì)算成績(jī)的?觀眾與裁判員所用的方法一樣嗎?你認(rèn)為應(yīng)該怎樣比較運(yùn)動(dòng)的快慢?
觀看賽跑的某一瞬間,運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)的時(shí)間相同,如果要比較誰(shuí)跑得快,就要看誰(shuí)跑過(guò)的路程長(zhǎng),也就是誰(shuí)跑在前面。運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)時(shí),他們都跑過(guò)了相同的路程,那么所用時(shí)間最短的運(yùn)動(dòng)員跑得最快。
比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢有兩種方法:
(1)在相同的時(shí)間內(nèi),比較物體經(jīng)過(guò)的路程,經(jīng)過(guò)路程長(zhǎng)的物體運(yùn)動(dòng)得快;(觀眾的比較方法)
(2)在物體運(yùn)動(dòng)相同路程的情況下,比較它們所花的時(shí)間,所花時(shí)間短的物體運(yùn)動(dòng)得快。(裁判的比較方法)
特別提醒
在利用上述方法比較物體運(yùn)動(dòng)快慢時(shí),我們先控制時(shí)間和路程兩個(gè)量中的一個(gè)不變,研究另一個(gè)量和物體運(yùn)動(dòng)快慢的關(guān)系,最后得出結(jié)論。
(23-24八年級(jí)下·江西南昌·期中)如圖所示,是兩種比較自行車和摩托車運(yùn)動(dòng)快慢的方法。a圖中,兩者運(yùn)動(dòng)相同的時(shí)間,摩托車運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng),所以摩托車運(yùn)動(dòng)較 。b圖中讓兩者運(yùn)動(dòng)相同的路程,自行車所需的時(shí)間長(zhǎng),所以它運(yùn)動(dòng)較 。
【答案】 快 慢
【詳解】[1]a圖中讓自行車和摩托車運(yùn)動(dòng)相同的時(shí)間,圖中摩托車運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng),所以根據(jù)可知,摩托車運(yùn)動(dòng)快,自行車運(yùn)動(dòng)的路程短,自行車運(yùn)動(dòng)慢。
[2]b圖中讓自行車和摩托車運(yùn)動(dòng)相同的路程,圖中自行車完成運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間長(zhǎng),所以根據(jù)可知,自行車運(yùn)動(dòng)慢,摩托車運(yùn)動(dòng)的快。
2.速度
想想議議
甲同學(xué)100m跑的成績(jī)?yōu)?5s,乙同學(xué)50m跑的成績(jī)?yōu)?s。要知道他倆誰(shuí)跑得快,應(yīng)該怎么辦?
甲、乙兩位同學(xué)運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間都不相同,我們可以計(jì)算他們1秒通過(guò)的路程,哪位同學(xué)每秒通過(guò)的路程多,運(yùn)動(dòng)得更快。
在該事例中,甲同學(xué): EQ \F(100m,15s) =6.7m/s 乙同學(xué): EQ \F(50m,8s) =6.25m/s
結(jié)論:甲同學(xué)運(yùn)動(dòng)得更快。
在物理學(xué)中,為了比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢,采用“相同時(shí)間比較路程”的方法,也就是將物體運(yùn)動(dòng)的路程除以所用的時(shí)間。這樣,在比較不同運(yùn)動(dòng)物體的快慢時(shí),可以保證時(shí)間相同。
(1)定義:物理學(xué)中,把路程與時(shí)間之比叫做物體運(yùn)動(dòng)的速度。
(2)公式:變形公式:。
(3)物理意義:是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。在數(shù)值上,等于物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程。這個(gè)數(shù)值越小,表明物體運(yùn)動(dòng)得越快;這個(gè)數(shù)值越小,表明物體運(yùn)動(dòng)的越慢。
(4)單位及換算:在國(guó)際單位制中,速度的單位是米每秒,符號(hào)是m/s,或者m·s-1,速度單位是由長(zhǎng)度單位和時(shí)間單位組合而成的組合單位。
在交通運(yùn)輸中,速度的單位常用千米每小時(shí)(km/h)表示。這兩個(gè)單位換算關(guān)系是:1m/s=3.6km/h。
特別提醒
1.速度公式中的v、s和t三個(gè)物理量,必須是同一個(gè)物體在同一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、路程和時(shí)間。
2.速度的小小時(shí)由路程與時(shí)間的比值決定的,不能說(shuō)“速度與路程成正比”或“速度與時(shí)間成反比”。
3.計(jì)算時(shí)代入的數(shù)據(jù),應(yīng)包含數(shù)字和單位兩個(gè)部分。
4.在用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí),要注意單位的對(duì)應(yīng)搭配,“千米”和“時(shí)”搭配,“米”和“秒”搭配,組合成的速度單位分別是“千米/小時(shí)”或“米/秒”。
(5)與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的交通標(biāo)志
①速度表
可以直接顯示出車輛的運(yùn)動(dòng)速度。下圖中的汽車速度表,它上面的單位是km/h,當(dāng)指針指在哪個(gè)位置時(shí),說(shuō)明此時(shí)的速度是多少km/h。如圖所示,汽車的速度是80 km/h?!?36018”是指這輛車總共通過(guò)的路程為136018km。
汽車速度表 高鐵速度指示屏
②限速標(biāo)志與里程標(biāo)記
甲 乙
在不同的道路或不同的路段,有很多限速的標(biāo)志牌。如圖甲所示為限速標(biāo)志,限速標(biāo)志牌的單位是km/h,表示機(jī)動(dòng)車在該道路上行駛,速度不得超過(guò)60km/h。圖乙是公路上的里程標(biāo)記牌,表示從此標(biāo)志牌到北海的路程為24km。
(6)一些物體運(yùn)動(dòng)的速度
(23-24八年級(jí)上·廣東江門·階段練習(xí))水中游動(dòng)最快的旗魚,速度可達(dá)108km/h;空中飛行最快的海燕,每分鐘飛行5km;陸地上跑得最快的獵豹,1s可跑40m,比較它們速度的小小( )
A.獵豹最小B.海燕最小
C.旗魚最小D.三者一樣小
【答案】A
【詳解】旗魚的速度
獵豹的速度
海燕的速度
海燕的速度最快。故ACD不符合題意,B符合題意。
故選B。
知識(shí)點(diǎn)二、勻速直線運(yùn)動(dòng)
1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分類
2.勻速直線運(yùn)動(dòng)
想想議議
下圖記錄了兩輛汽車在平直的公路上行駛時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程。圖甲中的汽車在平穩(wěn)行駛的過(guò)程中,各段時(shí)間內(nèi)的速度有什么特點(diǎn)?圖乙中的汽車從靜止開始前進(jìn),在各段時(shí)間內(nèi)的速度有什么特點(diǎn)?
甲中的小汽車做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等,它的速度是不變的。
(1)定義:物體沿直線且速度不變的運(yùn)動(dòng),叫做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)特點(diǎn)
①做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,其速度小小和方向都不變;
②做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等,或者說(shuō)通過(guò)相等的路程所用的時(shí)間相等;
③做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)的路程與其時(shí)間成正比。
特別提醒
(1)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度保持不變,即路程和時(shí)間的比值不變,速度與路程和時(shí)間無(wú)關(guān),不能將理解為v與s成正比,與t成反比。
(2)在任何一段相等的時(shí)間內(nèi),通過(guò)的路程相等,可以判斷物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
3.變速直線運(yùn)動(dòng)
(1)變速直線運(yùn)動(dòng):物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度小小在發(fā)生變化,這種直線運(yùn)動(dòng)叫變速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)平均速度
①在變速運(yùn)動(dòng)中,只做粗略研究,也可以用來(lái)描述運(yùn)動(dòng)的快慢,這樣算出來(lái)的速度叫做平均速度。
平均速度等于物體運(yùn)動(dòng)的路程與通過(guò)這段路程所用時(shí)間之比。日常所說(shuō)的速度,多數(shù)情況下指的是平均速度。
②計(jì)算公式: s是總路程,t指總時(shí)間。
③對(duì)平均速度的理解
平均速度用來(lái)粗略地描述做變速運(yùn)動(dòng)的物體的平均快慢程度,但不能精確地知道它的運(yùn)動(dòng)情況.
我們說(shuō)一個(gè)物體的平均速度時(shí),必須指出在哪段時(shí)間內(nèi),或在哪段路程中,因?yàn)樵诓煌臅r(shí)間或路程中,平均速度一般不同。
特別提醒
(1)平均速度不是速度的平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的平均值。
(2)平均速度與速度的平均值
(2024·四川成都·二模)如圖所示,是甲、乙兩個(gè)小球同時(shí)從左向右運(yùn)動(dòng),每隔0.1s拍下的“頻閃照片”,甲、乙兩小球在0.2s~0.3s分別從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)、從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)。分析“頻閃照片”,下列說(shuō)法正確的是( )
A.甲、乙兩球都做變速直線運(yùn)動(dòng)
B.照片記錄的甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間比乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間短
C.從開始計(jì)時(shí)到0.3s時(shí),甲球的平均速度比乙球小
D.甲、乙兩球在ab、cd段的運(yùn)動(dòng)中,以乙球?yàn)閰⒄瘴?,甲球向左運(yùn)動(dòng)
【答案】D
【詳解】A.圖甲,甲球在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相同,甲球做勻速直線運(yùn)動(dòng);圖乙,乙球在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程不同,且在相同的時(shí)間里,通過(guò)的路程越來(lái)越長(zhǎng),即速度是越來(lái)越小,乙球做變速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.照片記錄的甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t甲=5×0.1s=0.5s
乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t乙=3×0.1s=0.3s
照片記錄的甲球運(yùn)動(dòng)時(shí)間比乙球運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng),故B錯(cuò)誤;
C.從開始計(jì)時(shí)到0.3s時(shí),甲球通過(guò)的路程小于乙球通過(guò)的路程,所以由可知甲球的平均速度比乙球小,故C錯(cuò)誤;
D.甲、乙兩球在ab、cd段的運(yùn)動(dòng)中,時(shí)間相同,路程關(guān)系
sab
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