Question

3．小明要进行短跑测试，小钢站在百米赛道的终点给小明计百米用时，小红站在50米处给小明计50米用时．发令枪响，小明冲出起点，小红看到发令枪冒烟的白烟开始计时，计得50米用时8.00s，小钢听到发令枪声开始计时，计得百米用时15.71s．若当时空气中光速是3×l0⁸m/s，声速是340m/s，试完成下列问题：（计算结果保留两位小数）
（1）你认为小钢和小红俩人计时正确的是小红．
（2）请计算出小明的百米跑平均速度．
（3）小明在此次短跑测试中相对于小钢做的是变速直线运动，小红相对于小钢是静止（选填“静止”或“运动”）的．

Answer 1

分析 （1）终点计时员必须看到发令枪的烟火就开始计，即看到枪口冒烟，这是光传过来的结果，由于光的传播速度远远大于声音的传播速度，所以光传播100m的时间可以忽略不计，如果计时员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏小．
（2）由于少的时间刚好是声音传播100m所用的时间，根据v=$\frac{s}{t}$求出声音传播100m所用的时间，继而求出水明的百米跑实际所用的时间，由v=$\frac{s}{t}$即求出百米跑平均速度．
（3）①快慢不变，经过的路程是直线的运动，叫做匀速直线运动．物体运动速度是变化的运动，叫变速运动．沿直线跑道赛跑的运动员，速度是变化的，所以做变速直线运动．
②判断物体的运动和静止，首先确定被研究的物体，被研究的物体和参照物之间发生了位置是改变，被研究的物体是运动的，否则是静止的．

解答 解：（1）赛跑时，由于光的传播速度远远大于声音的传播速度，如果计时员听到枪声才开始计时，这时运动员已经跑了一段时间才开始计时，所以测得的时间偏小，正确的方法是看到发令枪冒烟立即计时，即计时正确的是小红；
（2）听到枪声才开始计时，说明枪声已经传播100米到达终点时才开始计时，测得时间肯定偏小，少的时间为声音传播100m所用的时间：
由v=$\frac{s}{t}$得，少计入的时间：
△t=$\frac{s}{{v}_{声}}$=$\frac{100m}{340m/s}$≈0.29s，
小明的实际成绩应为t=t′+△t=15.71s+0.29s=16s，
则百米跑平均速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{100m}{16s}$=6.25m/s．
（3）沿直线跑道赛跑的运动员，速度是变化的，所以小明在此次短跑测试中相对于小钢做的是变速直线运动．
②小红与小钢的位置没有发生改变，因此小红相对于小钢是静止的，
故答案为：（1）小红；（2）小明的百米跑平均速度为6.25m/s．（3）变速；静止．

点评 本题考查百米跑速度的测量和物体是否做匀速直线运动的判断，学生需知道声音和光在空气中的传播速度不同，不能忽略声音的传播也需要时间，看到烟才是计时员计时较准确的时刻．