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(共64张PPT)
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新”　打通应考之“脉”
第一章　运动的描述
3．位置变化快慢的描述——速度
第2课时　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度
[实验目标]　1．了解打点计时器的结构、工作原理及使用方法。2．学会用打点计时器、频闪照相测量物体的速度。3．能利用实验数据描绘物体的v-t图像，分析物体的运动。
1．实验原理
(1)测量平均速度：根据v＝可求出任意两点间的平均速度，其中：①Δx是纸带上两点间的位移，可以利用刻度尺测量；②Δt是这两点间的时间间隔，可以根据两点间隔的打点个数及打点周期确定。
(2)测量瞬时速度：运动物体在某一时刻或某一位置(例如纸带上某点)的瞬时速度可以粗略地由包含该点在内的两侧相距较近的两点间的平均速度来表示。
必备知识·自主预习储备
2．实验器材
电磁打点计时器(或电火花计时器)、低压交流电源(电火花计时器使用220 V交流电源)、复写纸(或墨粉纸盘)、导线若干、刻度尺、纸带、坐标纸。
3．实验步骤
(1)把打点计时器固定在桌子上。
(2)安装纸带。
(3)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电源频率为50 Hz，电磁打点计时器接8 V低压交流电源，电火花计时器接220 V交流电源)。
(4)启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源。
(5)选定纸带上点迹清晰的某一点为起始点0，后面每五个点取一个计数点，分别用1，2，3，…标出这些计数点，则两相邻计数点之间的时间间隔Δt＝0.1 s。
(6)用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离x。
(7)利用公式v＝计算纸带上各相邻计数点间的平均速度。
4．数据处理
(1)根据v＝计算出的速度可以代表在Δx这一段位移内任意一点的瞬时速度，将数据填入表中。
位置 0 1 2 3 4 5 6 …
x/m
Δx/m
Δt/s
v/(m·s-1)
(2)建立平面直角坐标系，如图所示，根据测量数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到物体运动的v-t图像。
5．误差分析
(1)利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差。为减小误差，应取以计数点为中心点的较小位移Δx来求平均速度。
(2)分段测量计数点间的位移会带来误差。减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点0的距离，再分别计算出各计数点间的距离。
(3)作图时，描点、连线存在偶然误差。为减小误差，应选取合适的坐标单位，利用坐标纸作图。
6．注意事项
(1)如果在纸带上数出了n个点，那么，它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为 (n－1)×0.02 s。
(2)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。
(3)手拉动纸带时速度应适当快一些，以防点迹太密集。
(4)使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。
(5)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。
探究重构·关键能力达成
类型一　实验原理与操作
【典例1】　研究“用打点计时器测速度”的实验：
(1)实验中，除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带定滑轮的长木板、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有________。
AC
A．电压合适的50 Hz低压交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．停表
E．天平
(2)为了减小实验误差，下列采取的方法正确的有________。
A．选取合适的n个点为计数点
B．使小车运动得尽量慢些
C．舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
E．实验时尽量让小车远离打点计时器，释放小车后再接通电源
ACD
[解析]　(1)实验中必须使用的有电压合适的50 Hz低压交流电源，计算速度时需要测量各点间的距离，因此还必须使用刻度尺，故A、C正确。
(2)选取合适的n个点为计数点，有利于测量长度，减小实验误差，选项A正确；使小车运动的尽量慢些，打出的点较密，会使实验误差较大，选项B错误；舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算，这样可减小实验误差，选项C正确；选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验，可使小车运动比较平稳，可减小实验误差，选项D正确；若小车远离打点计时器，且先释放小车后打开电源，会造成计数点过少，给测量、计算造成较大实验误差，选项E错误。
类型二　数据处理和误差分析
【典例2】　如图所示是打点计时器打出的一条纸带，电源频率为50 Hz，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，各计数点到计数点0的距离如图所示。
(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格。
v1 v2 v3 v4 v5
数值/(m·s-1) 0.20 0.61 0.70
(2)根据表格中的数据在如图所示的坐标系中作出速度—时间图像。
[解析]　(1)相邻两计数点间的时间间隔是T＝0.1 s
v2＝＝ m/s＝0.40 m/s
v4＝＝ m/s＝0.69 m/s。
(2)根据题中表格数据在坐标系中描点，
然后连线，得到图像如图所示。
[答案]　(1)0.40　0.69　(2)见解析图
类型三　创新实验设计
【典例3】　某同学用手机和带刻度的玻璃筒等器材研究金属小球在水中竖直下落的速度变化情况。他用手机拍摄功能记录小球在水中静止释放后位置随时间的变化，每 s拍摄一张照片。
(1)取某张照片中小球的位置为0号位置，然后依次每隔3张照片标记一次小球的位置，则相邻标记位置之间的时间间隔是________s。
(2)测得小球位置x随时间t变化的曲线如图所示，由图可知，小球在0.15～0.35 s时间段内平均速度的大小________(选填“大于”“等于”或“小于”)在 0.45～0.65 s时间段内平均速度的大小。
(3)在实验器材不变的情况下，能够减小实验测量误差的方法有：________________________(写出一种即可)。
小于
多次测量取平均值
[解析]　(1)相邻标记位置之间的时间间隔是
T＝4× s＝ s。
(2)小球在0.15～0.35 s时间内
Δt1＝0.35 s－0.15 s＝0.20 s
位移为Δx1＝240 mm－40 mm＝200 mm＝0.200 m
平均速度大小为v1＝＝1.0 m/s
小球在0.45～0.65 s时间内
Δt2＝0.65 s－0.45 s＝0.20 s
位移为Δx2＝750 mm－400 mm＝350 mm＝0.350 m
平均速度大小为v2＝＝1.75 m/s
由此可知小球在0.15～0.35 s时间段内平均速度的大小小于小球在0.45～0.65 s时间段内平均速度的大小。
(3)在实验器材不变的情况下，能够减小实验测量误差的方法有：多次测量取平均值。
【典例4】　利用闪光照相机可以代替打点计时器研究直线运动，如图所示是小球运动时的多次曝光照片，相机闪光时间间隔是0.1 s，则在此拍摄的过程中，小球运动的平均速度为(　　)
A．0.25 m/s　　　　
B．0.20 m/s
C．0.15 m/s
D．0.10 m/s
√
D　[由题图可知小球运动的时间为t＝4Δt＝0.4 s，小球运动的位移为x＝5.50 cm－1.50 cm＝4.00 cm，则小球的平均速度为＝＝＝0.10 m/s，故选D。]
1．(6分)用电火花计时器(或电磁打点计时器)打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02 s，按打点先后顺序每五个点取一个计数点，得到了O、A、B、C、D几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为________s。用刻度尺量得OA＝1.50 cm, AB＝1.90 cm，BC＝2.30 cm，CD＝2.70 cm。 由此可知，纸带运动速度______(选填“增大”“减小”或“不变”)，打C点时纸带的速度大小为________ m/s。
实验针对训练(一)　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度
0.1
增大
0.25
[解析]　相邻计数点间时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s
由题中给出的数据知，相同时间内纸带运动的距离变大，则纸带做加速运动，纸带运动速度增大。
打C点时纸带的速度大小
v＝＝ m/s＝0.25 m/s。
2．(8分)(1)电磁打点计时器使用的电源是_________(选填“交流8 V”或“交流220 V”)电源。实验室使用我国民用电(频率50 Hz)时，如果每相邻的计数点间还有四个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为______。
交流8 V
0.1 s
(2)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C、D、E、F、G七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。

可求出A点到D点的距离是________cm。
(3)由实验数据可得A点到D点的平均速度是____________ m/s，B点的瞬时速度是________ m/s(结果均保留两位有效数字)。
4.10
0.14
0.13
[解析]　(1)电磁打点计时器使用的电源是交流8 V电源。实验室使用我国民用电(频率50 Hz)时，打点周期为0.02 s，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为0.1 s。
(2)A点到D点的距离是4.10 cm。
(3)A点到D点的平均速度
vAD＝＝ m/s≈0.14 m/s
B点的瞬时速度
vB＝vAC＝＝ m/s≈0.13 m/s。
3．(8分)在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为 50 Hz, 一条记录小车运动情况的纸带如图甲所示，在其上取A、B、C、D、E五个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点没有画出。
(1)由纸带上的数据计算vB＝______ m/s，vC＝________ m/s，vD＝________ m/s。
(2)在如图乙所示坐标系中作出小车的v-t图像(以A点为计时起点)。
0.690
1.32
1.95
见解析图
[解析]　(1)电源的频率为50 Hz，则每打两个点之间的时间间隔为T＝0.02 s，由每相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，可得相邻两个计数点之间的时间间隔t＝5T＝0.10 s。在计算打下各点小车的瞬时速度时，可以用与该点相邻的两个计数点间的平均速度表示打下该点时小车的瞬时速度。
打B点时小车的速度为
vB＝＝ m/s＝0.690 m/s
打C点时小车的速度为
vC＝＝×10-2 m/s＝1.32 m/s
打D点时小车的速度为
vD＝＝×10-2 m/s＝1.95 m/s。
(2)根据计算出的小车在各计数点的速度描点、连线，可得小车的v-t图像如图所示。
4．(8分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置测量滑块的速度，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。实验时，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s。滑块的宽度d＝1.010 cm。
(1)滑块通过光电门1时的速度v1＝______ m/s, 通过光电门2时的速度v2＝______ m/s(结果保留两位有效数字)。
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是滑块通过光电门1、2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度________一些。
1.0
2.5
平均速度
减小
[解析]　(1)v1＝＝≈1.0 m/s；v2＝＝≈
2.5 m/s。
(2)v1、v2实质上分别是滑块通过光电门1、2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些。
5．(6分)用气垫导轨和数字计时器更能精确地测量物体的瞬时速度。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.19 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.05 s，遮光条的宽度为2.0 cm。下列问题(2)、(3)中计算结果均保留到小数点后两位。
(1)滑块经过光电门的速度可用遮光条挡光时间内的______________(选填“平均速度”或“瞬时速度”)表示。
(2)滑块经过第一个光电门的速度大小为________ m/s。
(3)滑块经过第二个光电门的速度大小为________ m/s。
平均速度
0.11
0.40
[解析]　(1)由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光条挡光时间内的平均速度表示。
(2)经过第一个光电门的速度大小v1＝＝ m/s≈0.11 m/s。
(3)经过第二个光电门的速度大小v2＝＝ m/s＝0.40 m/s。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
说明：单选题每小题4分，多选题每小题6分，本试卷总分54分
一、单选题
1．第十五届全国运动会于2025年11月9日至21日在粤港澳三地举行，广州承担盛大的开幕式，而深圳则负责闭幕式。运动会中随处可见各种运动，例如竞走、蹦床、跳水、铅球运动等，关于运动的描述，下列说法正确的是(　　)
小阶段巩固练(一)　第一章　第1—3节
A．研究竞走运动员全程20公里的运动轨迹时，不可以把他视为质点
B．蹦床运动员下落时看到蹦床向自己靠近，是选择蹦床为参考系
C．跳水运动员从起跳到入水过程中的路程就是位移的大小
D．铅球比赛中要求每次投掷需在90 s内完成，90 s指的是时间间隔
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[研究竞走运动员全程20公里的运动轨迹时，运动员本身的大小和形状可以忽略，对研究问题没有影响，可以看成质点，故A错误；蹦床运动员下落时看到蹦床向自己靠近，是选择运动员自己为参考系的，故B错误；跳水运动员从起跳到入水过程，并不是单向直线运动，路程大于位移的大小，故C错误；90 s这里指的是一段时间，是时间间隔，故D正确。故选D。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
2．中国古诗词优美、经典，也蕴含丰富的物理知识。下列关于古诗词的分析正确的是(　　)
A．“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”中，诗人“坐地日行”选取的是以“地”为参考系
B．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”中研究“轻舟”在经过“万重山”间的路程时不能被视为质点
C．“不疑行船动，唯看远树来”中的诗人感觉“远树来”选取的是“行船”为参考系
D．“空手把锄头，步行骑水牛；人从桥上过，桥流水不流”中的“桥流”选择的参考系是桥
√
题号
1
3
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2
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8
7
9
C　[诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”，若以“地”为参考系，则此时诗人是静止不动的，故A错误；“轻舟”在经过“万重山”间的路程时大小对问题研究的影响可以忽略，可以被视为质点，故B错误；以“行船”为参考系，诗人相对行船处于静止状态，远处的树和行船之间的位置不断发生变化，感觉树是运动的，所以诗句中“远树来”所选择的参考系是“行船”，故C正确；“桥流水不流”中的“桥流”研究对象是桥，以水为参考系，桥的位置发生了变化，则桥是运动的，故D错误。故选C。]
题号
1
3
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2
4
6
8
7
9
3．关于速度的描述，下列说法正确的是(　　)
A．电动车限速25 km/h，指的是平均速度大小
B．子弹射出枪口时的速度大小为500 m/s，指的是平均速度大小
C．某列车在京沪铁路跑出的最高时速为220 km/h，指的是平均速率
D．某运动员在田径运动会百米决赛的成绩是9.83 s，则该运动员的平均速度大小约为10.17 m/s
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[限速指行驶中任一时刻的瞬时速度不能超过该值，故电动车限速25 km/h，指的是瞬时速度大小，故A错误；子弹射出枪口时的速度500 m/s是某一位置的瞬时速度大小，故B错误；列车最高时速
220 km/h是行驶中达到的最大瞬时速度大小，故C错误；百米决赛的位移为100 m，平均速度大小为＝＝ m/s≈10.17 m/s，故D正确。故选D。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
4．某校开展校园趣味活动，如图甲，八位同学等间距坐在半径为R的环形场地边缘内侧。小李沿着场地边缘从1号同学后方出发，逆时针方向匀速跑动的周期为T，如图乙。下列说法正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
A．小李在任意两位相邻同学间运动的位移大小均为
B．小李从1号同学运动到5号同学的路程为2R
C．小李在任意两位相邻同学间运动的平均速度大小为
D．小李在任意两位相邻同学间运动的平均速率为
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[小李在任意两位相邻同学间运动的路程均为，位移大小小于，A错误；小李从1号同学运动到5号同学的位移大小为2R，路程为πR，B错误；小李在任意两位相邻同学间运动的平均速度大小小于，C错误；小李在任意两位相邻同学间运动的平均速率为，D正确。故选D。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
5．甲、乙两车沿同一平直公路运动的x-t图像如图所示，图中0～t1时间内的图线互相平行，下列说法正确的是(　　)
A．0～t1时间内乙车的位移较大
B．t1～t2时间内乙车的速度较大
C．0～t2时间内两车的平均速度相同
D．t2～t3时间内两车的位移相同
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
D　[根据x-t图像的斜率表示速度，由于0～t1时间内的x-t图线互相平行，可知，0～t1时间内甲、乙的速度相同，则0～t1时间内甲、乙的位移相同，故A错误；根据x-t图像的斜率表示速度，由题图可知，在t1～t2内，乙的图像斜率为0，所以乙的速度为0，甲的图像斜率不为0，所以甲的速度不为0，甲车的速度较大，故B错误；平均速度为位移与发生这段位移所用时间的比值，0～t2时间内，甲车的位移大于乙车的位移，时间相同，所以甲车的平均速度大于乙车的平均速度，故C错误；由题图可知，在t2～t3时间内，乙车始终处于静止状态，位移为0，甲车从x2处出发又回到x2处，所以甲车的位移也为0，甲、乙两车的位移相同，故D正确。故选D。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
二、多选题
6．甲、乙两物体从同一位置沿同一方向做直线运动，其x-t图像如图所示，其中甲的图线为直线，下列说法错误的是(　　)
A．甲、乙两物体是从同一地点同时出发的
B．以乙物体为参考系，甲物体一直在运动
C．4～19 s甲和乙的平均速度相等
D．整个过程中甲的速度总是大于乙的速度
√
题号
1
3
5
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6
8
7
9
√
√
ABD　[由题图可知，甲、乙都从原点出发，甲从计时开始时出发，乙从开始计时后3 s时出发，故A错误，符合题意；甲的速度为v甲＝＝＝3 m/s，24～30 s时，乙的速度为v乙＝＝＝
3 m/s，24～30 s时，两物体速度相同，以乙物体为参考系，甲物体是静止的，故B、D错误，符合题意；4～19 s甲、乙通过的位移相等，经过的时间相等，由v＝可知，它们的平均速度相等，故C正确，不符合题意。故选ABD。]
题号
1
3
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8
7
9
7．某骑行爱好者沿平直的公路骑行，如图所示，骑行者从A到B的时间为240 s，从B到C的时间为60 s，AB＝2BC＝1 200 m。由于某种原因，骑行者运动到C点时立刻掉头返回，从C到B用时100 s，忽略骑行者在C点掉头的时间，下列说法正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
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6
8
7
9
A．骑行者从A第一次到B与从B到C的平均速度大小之比为1∶2
B．骑行者从A到C的过程平均速度大小为6 m/s
C．骑行者从B到C再返回到B的过程平均速率为0
D．骑行者从A到C再返回到B的过程平均速度大小为6 m/s
√
√
AB　[由运动学知识可知骑行者从A第一次到B的平均速度大小为＝＝ m/s＝5 m/s，从B到C的平均速度大小为＝＝ m/s＝10 m/s，故骑行者从A第一次到B与从B到C的平均速度大小之比为1∶2，A正确；由运动学知识可知骑行者从A 到C 的过程平均速度大小为＝＝ m/s＝6 m/s，B正确；由运动学知识可知骑行者从B到C再返回到B的过程平均速率为＝＝ m/s＝7.5 m/s，C错误；由运动学知识可知骑行者从A到C再返回到B的过程平均速度大小为＝＝ m/s＝3 m/s，D错误。故选AB。]
题号
1
3
5
2
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7
9
三、非选择题
8．(10分)如图所示，是某人练习使用打点计时器得到的纸带，若所用电源频率为50 Hz。图中直尺的最小单位为________ cm。从打下O点到打下H点，共9点，共历时______ s，位移为________ cm，这段时间内纸带运动的平均速度是__________m/s。打下G点时的速度是________ m/s。(最后两空结果保留两位有效数字)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
0.1
0.16
11.40
0.71
1.3
[解析]　由题图可知直尺的最小单位为0.1 cm
从打下O点到打下H点，共9点，共历时t＝8×0.02 s＝0.16 s
位移为x＝11.40 cm
这段时间内纸带运动的平均速度为＝＝×0.01 m/s≈0.71 m/s
打下G点时的速度为
vG＝＝ m/s≈1.3 m/s。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
9．(12分)(人教版必修第一册P25“拓展学习”改编)如图所示是用运动传感器测小车速度的示意图，这个系统由A、B两个小盒组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器，A盒被固定在向右匀速运动的小车上，测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为t1，空气中的声速为v0(红外线的传播时间可以忽略)。
题号
1
3
5
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4
6
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题号
1
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7
9
(1)求A发射脉冲时A与B之间的距离x1；
(2)经过Δt时间后，A再次同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，此次两者的时间差为t2，则A两次发射过程中，小车运动的距离Δx为多大？小车运动的速度v为多大？
[解析]　(1)依题意，由于红外线的传播时间可以忽略，可得A发射脉冲时A、B间的距离为x1＝v0t1。
(2)同理可知，进行第二次测量时，A、B间的距离为x2＝v0t2
则小车运动的距离Δx＝x2－x1＝v0(t2－t1)
两次发射超声波脉冲的时间间隔为Δt，即为小车运动Δx所用的时间，则小车运动的速度为v＝，解得v＝。
题号
1
3
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2
4
6
8
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9
[答案]　(1)v0t1　(2)v0(t2－t1)　
谢 谢！

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