Question

3．小明要進行短跑測試，小鋼站在百米賽道的終點給小明計百米用時，小紅站在50米處給小明計50米用時．發(fā)令槍響，小明沖出起點，小紅看到發(fā)令槍冒煙的白煙開始計時，計得50米用時8.00s，小鋼聽到發(fā)令槍聲開始計時，計得百米用時15.71s．若當時空氣中光速是3×l0⁸m/s，聲速是340m/s，試完成下列問題：（計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（1）你認為小鋼和小紅倆人計時正確的是小紅．
（2）請計算出小明的百米跑平均速度．
（3）小明在此次短跑測試中相對于小鋼做的是變速直線運動，小紅相對于小鋼是靜止（選填“靜止”或“運動”）的．

Answer 1

分析 （1）終點計時員必須看到發(fā)令槍的煙火就開始計，即看到槍口冒煙，這是光傳過來的結(jié)果，由于光的傳播速度遠遠大于聲音的傳播速度，所以光傳播100m的時間可以忽略不計，如果計時員聽到槍聲才開始計時，這時運動員已經(jīng)跑了一段時間才開始計時，所以測得的時間偏�。�
（2）由于少的時間剛好是聲音傳播100m所用的時間，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出聲音傳播100m所用的時間，繼而求出水明的百米跑實際所用的時間，由v=$\frac{s}{t}$即求出百米跑平均速度．
（3）①快慢不變，經(jīng)過的路程是直線的運動，叫做勻速直線運動．物體運動速度是變化的運動，叫變速運動．沿直線跑道賽跑的運動員，速度是變化的，所以做變速直線運動．
②判斷物體的運動和靜止，首先確定被研究的物體，被研究的物體和參照物之間發(fā)生了位置是改變，被研究的物體是運動的，否則是靜止的．

解答 解：（1）賽跑時，由于光的傳播速度遠遠大于聲音的傳播速度，如果計時員聽到槍聲才開始計時，這時運動員已經(jīng)跑了一段時間才開始計時，所以測得的時間偏小，正確的方法是看到發(fā)令槍冒煙立即計時，即計時正確的是小紅；
（2）聽到槍聲才開始計時，說明槍聲已經(jīng)傳播100米到達終點時才開始計時，測得時間肯定偏小，少的時間為聲音傳播100m所用的時間：
由v=$\frac{s}{t}$得，少計入的時間：
△t=$\frac{s}{{v}_{聲}}$=$\frac{100m}{340m/s}$≈0.29s，
小明的實際成績應(yīng)為t=t′+△t=15.71s+0.29s=16s，
則百米跑平均速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{100m}{16s}$=6.25m/s．
（3）沿直線跑道賽跑的運動員，速度是變化的，所以小明在此次短跑測試中相對于小鋼做的是變速直線運動．
②小紅與小鋼的位置沒有發(fā)生改變，因此小紅相對于小鋼是靜止的，
故答案為：（1）小紅；（2）小明的百米跑平均速度為6.25m/s．（3）變速；靜止．

點評 本題考查百米跑速度的測量和物體是否做勻速直線運動的判斷，學生需知道聲音和光在空氣中的傳播速度不同，不能忽略聲音的傳播也需要時間，看到煙才是計時員計時較準確的時刻．