复习04 直线运动部分4-2020-2021学年高一物理寒假全能突破总复习

试卷第=page11页，总=sectionpages1111页试卷第=page22页，总=sectionpages44页复习04直线运动部分4-2020-2021学年高一物理寒假全能突破总复习（人教版）目录小专题（2） 2多过程问题 2总结提升 4加速度不变的往返运动 4有长度的物体自由下落 6测速仪器 7纸带问题的分析和处理 9

小专题（2）多过程问题1．有一种大型游戏机叫“跳楼机”（如图所示），参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处，然后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．g取10m/s2，求：（1）座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？（2）座椅在匀减速阶段的时间是多少？（3）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？2．高速公路给人们带来极大方便，但由于在高速公路上行驶的汽车速度很大，雾天曾出现过几十辆车追尾相撞的事故，造成极大的人生伤害和财产损失．现假设某条高速公路限制速度为120km/h，某种雾天的能见度（即观察者与能看见的最远目标间的距离）为37m，汽车紧急制动的最大加速度大小为8m/s2，制动时司机的反应时间（即司机发现状况到踩下刹车的时间，该时间内汽车仍然匀速运动）为0.6s，求：（1）当汽车速度为120km/h时，突然以8m/s2的最大加速度紧急制动，从踩下刹车到汽车停止运动，汽车滑行的距离x；（2）在该雾天，为了安全，汽车行驶的最大速度v．3．滑雪运动员不借助雪杖,以加速度a1由静止从山坡顶做匀加速直线运动滑下,测得其20s后的速度为20m/s,50s后到达坡底,又以加速度a2沿水平面做匀减速直线运动20s后停止。求:(1)a1和a2的大小;(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6s的速度大小;(3)山坡的长度以及滑雪运动员在水平面上滑行的距离.【名师点拨】本题关键是掌握匀变速直线运动的基本公式，其中用平均速度求解位移简单快捷.总结提升对于多过程问题，要仔细观察过程特征，妥善运用物理规律。观察每一个过程特征和寻找过程之间的联系是求解多过程问题的两个关键。分析过程特征需仔细分析每个过程的约束条件，如物体的受力情况、状态参量等，以便运用相应的物理规律逐个进行研究。至于过程之间的联系，则可从物体运动的速度、位移、时间等方面去寻找。加速度不变的往返运动1.如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在处相遇(不计空气阻力)．则以下说法正确的是()A．球a竖直上抛的最大高度为hB．相遇时两球速度大小相等C．相遇时球a的速度小于球b的速度D．两球同时落地2．如图所示，A、B两棒长均为L=1m，A的下端和B的上端相距x=20m。若A、B同时运动，A做自由落体运动，B做竖直上抛运动，初速度v0=40m/s。求：（1）A、B两棒何时相遇。（2）两棒从相遇开始到分离所需的时间。3．如图甲所示，将一小球从地面上方h=0.8m处以v0=3m/s的速度竖直上抛，不计空气阻力，上升和下降过程中加速度不变，g取10m/s2，求：(1)小球从抛出到上升至最高点所需的时间t1；(2)小球从抛出到落地所需的时间t；(3)在图乙中画出小球从抛出到落地过程中的v－t图像．4．有一光滑的斜面固定在水平面上，其倾角为30º，物体从斜面底端以10m/s速度冲上斜面。求：（1）物体在斜面上运动的最大位移（斜面足够长）；（2）物体沿斜面向上运动时间。5．竖直上抛物体经8s落地，其v-t图象如图所示，则抛出点距地面的高度为_______m，抛出后经_____s物体到达最高点，最高点离地面的高度是_______m。有长度的物体自由下落1.有一条悬链长5.6m，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力。则整条悬链通过悬点正下方12.8m处的一点所需的时间是（g取10ms-2）（）A0.3s B0.4s C0.7s D1.2s【答案】B【解析】根据自由落体运动的位移公式可以算出悬链下端落至12.8m处，下落的高度为h

1

=7.2m所用的时间是1.2s悬链上端下落至12.8m处所用的时间是，所以整条悬链通过该点的时间是0.4s，B正确。2.长为2m的竖直杆的下端距离一竖直固定管道口上沿10m，若这管道长是18m，让这根杆由静止自由下落，杆能自由穿过该管道，g取，求：

竖直杆通过管道的时间为多少？

竖直杆完全穿出管道时的速度是多大？【名师点睛】解决本题的关键知道直杆通过管道的时间等于直杆自由释放到直杆的下端到达管道上沿的时间和直杆上端离开管道的下沿的时间之差．【解题思路】测速仪器1.（上海高考）图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是，汽车的速度是m/s。图A图B2.图a为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d，最大移动速度为v0，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d，(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；(2)若人以v0的速度沿图中虚线S走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动d2的距离，那么设定的传感器水平感应距离(3)若以(2)的感应距离设计感应门，欲搬运宽为7d4的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线纸带问题的分析和处理纸带的分析与计算是近几年高考的热点，因此应该掌握有关纸带问题的处理方法．1．判断物体的运动性质(1)根据匀速直线运动特点：s＝vt，若纸带上各相邻的点的间隔相等，则可判定物体做匀速直线运动．(2)由匀变速直线运动的推论Δs＝aT2，若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移差相等，则说明物体做匀变速直线运动．2．由纸带求物体速度已经证明匀变速直线运动某段时间t内中间时刻的瞬时速度v等于初速度v0和末速度vt的平均值，即v＝eq\f(v0＋vt,2).如果物体做匀变速直线运动，s1、s2…sn为其在连续相等时间内的位移，a为其加速度，T为相等时间间隔，由于纸带上每相邻两个点之间的时间间隔都是相等的，所以纸带上某点对应的瞬时速度就应该等于以这个点为中间时刻的位移内的平均的速度，即vn＝eq\f(sn＋sn＋1,2T).3．求加速度(1)利用“逐差法”求加速度．若为偶数段，设为6段，则a1＝eq\f(s4－s1,3T2)，a2＝eq\f(s5－s2,3T2)，a3＝eq\f(s6－s3,3T2)，然后取平均值，即eq\o(a,\s\up6(－))＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)；或由a＝eq\f(（s4＋s5＋s6）－（s1＋s2＋s3）,9T2)直接求得．这相当于把纸带分成二份，此法又叫整体二分法；若为奇数段．则中间段往往不用，如5段，则不用第3段；a1＝eq\f(s4－s1,3T2)，a2＝eq\f(s5－s2,3T2)，然后取平均值，即eq\o(a,\s\up6(－))＝eq\f(a1＋a2,2)；或由aeq\f(（s4＋s5）－（s1＋s2）,6T2)直接求得．这样所给的数据全部得到利用，提高了准确程度．(2)v­t图象法．利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的速度的推论，求出各时刻的瞬时速度v1、v2、v3…vn，建立一个直角坐标系，横轴为t，纵轴为v，把求出的各时刻的速度值进行描点，然后画一条直线，并使该直线尽可能多地通过所描各点，或使各点均匀地分布在直线两侧．求出该v­t图线的斜率k，则k＝a.这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值，因此它的偶然误差较小．1.一个小球沿斜面向下运动，用每隔eq\f(1,10)s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为eq\f(1,10)s，测得小球在几个连续相等时间内位移数据见表．x1/cmx2/cmx3/cmx4/cm8.209.3010.4011.50(1)小球在相邻的相等时间内的位移差________(选填“相等”或“不相等”)，小球运动的性质属________直线运动．(2)甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下：甲同学：a1＝eq\f(x2－x1,T2)，a2＝eq\f(x3－x2,T2)，a3＝eq\f(x4－x3,T2)，a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)乙同学：a1＝eq\f(x3－x1,2T2)，a2＝eq\f(x4－x2,2T2)，a＝eq\f(a1＋a2,2)你认为甲、乙两位同学中计算方法更准确的是________，加速度值为________．【名师点睛】求解加速度时，为减小误差，应采用所提供的尽量多的数据．甲同学的计算方法中a＝eq\f(1,3)(a1＋a2＋a3)＝eq\f(x4－x1,3T2)，相当于只用了x4和x1两组数据．2．某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填在下面的横线上．(要求保留三位有效数字)vB＝________m/s，vC＝________m/s，vD＝_______m/s，vE＝________m/s，vF＝________m/s.(2)以A点为计时零点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．根据第(2)问中画出的v­t，图线，求出小车运动的加速度为________m/s2.(保留两位有效数字)复习04直线运动部分4-2020-2021学年高一物理寒假全能突破总复习（人教版）目录小专题（2） 2多过程问题 2总结提升 4加速度不变的往返运动 4有长度的物体自由下落 7测速仪器 8纸带问题的分析和处理 10

小专题（2）多过程问题1．有一种大型游戏机叫“跳楼机”（如图所示），参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处，然后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．g取10m/s2，求：（1）座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？（2）座椅在匀减速阶段的时间是多少？（3）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？【答案】（1）（2）1.6s（3）【解析】(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为v，由v=gt1得：v=20m/s(2)自由下落的位移为：设座椅匀减速运动的总高度为h，则有：h=40-4-20=16m由得：t=1.6s(3)设座椅匀减速阶段的加速度大小为a，座椅对游客的作用力大小为F，由v=at得：a=12.5m/s2由牛顿第二定律得：F-mg=ma所以2．高速公路给人们带来极大方便，但由于在高速公路上行驶的汽车速度很大，雾天曾出现过几十辆车追尾相撞的事故，造成极大的人生伤害和财产损失．现假设某条高速公路限制速度为120km/h，某种雾天的能见度（即观察者与能看见的最远目标间的距离）为37m，汽车紧急制动的最大加速度大小为8m/s2，制动时司机的反应时间（即司机发现状况到踩下刹车的时间，该时间内汽车仍然匀速运动）为0.6s，求：（1）当汽车速度为120km/h时，突然以8m/s2的最大加速度紧急制动，从踩下刹车到汽车停止运动，汽车滑行的距离x；（2）在该雾天，为了安全，汽车行驶的最大速度v．【答案】（1）69.4m（2）72km/h【解析】（1）由（2）反应时间t1=0.6s内匀速，位移S1＝v0t1,S1+S2＝37解得：v0=20m/s=72km/h3．滑雪运动员不借助雪杖,以加速度a1由静止从山坡顶做匀加速直线运动滑下,测得其20s后的速度为20m/s,50s后到达坡底,又以加速度a2沿水平面做匀减速直线运动20s后停止。求:(1)a1和a2的大小;(2)滑雪运动员到达坡底后再经过6s的速度大小;(3)山坡的长度以及滑雪运动员在水平面上滑行的距离.【答案】（1）1m/s2；-2.5m/s2（2）35m/s（3）1250m；500m.【解析】（1）根据得：

50s到达坡底的速度v=a1t=1×50=50m/s

同理“-“说明与运动方向相反

（2）到达坡底后6s末的速度v=v

0+at=50-2.5×6=35m/s（3）山坡的长度：滑雪运动员在水平面上滑行的距离：【名师点拨】本题关键是掌握匀变速直线运动的基本公式，其中用平均速度求解位移简单快捷.总结提升对于多过程问题，要仔细观察过程特征，妥善运用物理规律。观察每一个过程特征和寻找过程之间的联系是求解多过程问题的两个关键。分析过程特征需仔细分析每个过程的约束条件，如物体的受力情况、状态参量等，以便运用相应的物理规律逐个进行研究。至于过程之间的联系，则可从物体运动的速度、位移、时间等方面去寻找。加速度不变的往返运动1.如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在处相遇(不计空气阻力)．则以下说法正确的是()A．球a竖直上抛的最大高度为hB．相遇时两球速度大小相等C．相遇时球a的速度小于球b的速度D．两球同时落地【答案】C【解析】对a，位移为：，对b，位移为：联立可得：，，则球a竖直上抛的最大高度为，选项A错误；ab两个球在相等的时间内，运动距离都是，加速度大小也相等，根据运动的对称性，得在处相遇时a球的速度刚好为0，而b球的速度刚好为v0．相遇时球a的速度小于球b的速度，故B错误，C正确；由于两球在处相遇时的速度不同，故两球不可能同时落地，选项D错误；故选C．2．如图所示，A、B两棒长均为L=1m，A的下端和B的上端相距x=20m。若A、B同时运动，A做自由落体运动，B做竖直上抛运动，初速度v0=40m/s。求：（1）A、B两棒何时相遇。（2）两棒从相遇开始到分离所需的时间。【答案】（1）0.5s；（2）0.05s。【详解】（1）设经过时间t1相遇，A下落hA，B上升hB。代入数据得：t1=0.5s（2）设从开始经过时间t2刚要分离，A下落h1，B上升h2.代入数据得：t2=0.55s所以从相遇开始到分离所需的时间Δt=t2-t1=0.05s3．如图甲所示，将一小球从地面上方h=0.8m处以v0=3m/s的速度竖直上抛，不计空气阻力，上升和下降过程中加速度不变，g取10m/s2，求：(1)小球从抛出到上升至最高点所需的时间t1；(2)小球从抛出到落地所需的时间t；(3)在图乙中画出小球从抛出到落地过程中的v－t图像．【答案】(1)0.3s(2)0.8s(3)【解析】(1)小球从抛出到上升至最高点做匀减速直线运动，由速度公式有0=v0－gt1解得t1=0.3s(2)取竖直向上为正方向，小球从抛出到落地过程中，由位移公式可得－h=v0t－gt2解得t=0.8s(3)取竖直向上为正方向，小球抛出后竖直向上做匀减速直线运动，经过0.3到最高点，速度变为0，0.3s小球开始自由落体运动，经过0.5s后落到地面，所以图象如图4．有一光滑的斜面固定在水平面上，其倾角为30º，物体从斜面底端以10m/s速度冲上斜面。求：（1）物体在斜面上运动的最大位移（斜面足够长）；（2）物体沿斜面向上运动时间。【答案】(1)x=10m，(2)t=2s。【解析】（1）物体在斜面上滑动，根据牛顿第二定律：解得：；物体匀减速至0，逆过程为初速度为0的匀加速直线运动：解得：；（2）根据速度与时间的关系，物体从斜面最底端滑至最高点：解得：。5．竖直上抛物体经8s落地，其v-t图象如图所示，则抛出点距地面的高度为_______m，抛出后经_____s物体到达最高点，最高点离地面的高度是_______m。【答案】803125【解析】图线与时间轴围成的面积表示位移，可知3s末物体到达最高点，最高点和抛出点的高度h1＝×3×30m＝45m．物体下降的高度h2＝×5×50m＝125m，则抛出点距离地面的高度△h=h2-h1=125-45m=80m．有长度的物体自由下落1.有一条悬链长5.6m，从悬点处断开，使其自由下落，不计空气阻力。则整条悬链通过悬点正下方12.8m处的一点所需的时间是（g取10ms-2）（）A0.3s B0.4s C0.7s D1.2s【答案】B【解析】根据自由落体运动的位移公式可以算出悬链下端落至12.8m处，下落的高度为h

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=7.2m所用的时间是1.2s悬链上端下落至12.8m处所用的时间是，所以整条悬链通过该点的时间是0.4s，B正确。2.长为2m的竖直杆的下端距离一竖直固定管道口上沿10m，若这管道长是18m，让这根杆由静止自由下落，杆能自由穿过该管道，g取，求：

竖直杆通过管道的时间为多少？

竖直杆完全穿出管道时的速度是多大？【答案】（1）（2）【解析】（1）竖直杆到达管道口上沿所用时间为，根据，解得完全通过隧道所用时间为，根据，解得；则通过管道的时间．（2）由自由落体末速度．【名师点睛】解决本题的关键知道直杆通过管道的时间等于直杆自由释放到直杆的下端到达管道上沿的时间和直杆上端离开管道的下沿的时间之差．【解题思路】测速仪器1.（上海高考）图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是，汽车的速度是m/s。图A图B2.图a为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图b为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为d，最大移动速度为v0，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d，(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；(2)若人以v0的速度沿图中虚线S走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动d2的距离，那么设定的传感器水平感应距离(3)若以(2)的感应距离设计感应门，欲搬运宽为7d4的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线【解析】（1）依题意每扇门开启过程中的速度图象如图所示：设门全部开启所用的时间为t0，由图可得由速度时间关系得：v联立解得：a=（2）要使单扇门打开d2，需要的时间为人只要在t时间内到达门框处即可安全通过，所以人到门的距离为l=联立解得：l=d（3）依题意宽为74d的物体移到门框过程中，每扇门至少要移动78d的距离，每扇门的运动各经历两个阶段：开始以加速度a运动s1=d2的距离，速度达到v0，所用时间为由匀变速运动公式，得：s解得：t2=d要使每扇门打开78d故物体移动的速度不能超过v=抓住本题的关键，就是会根据题意作出每扇门的速度时间图象，并且知道速度时间图象的考点，即斜率表示加速度，与时间轴围成的面积表示位移，最后根据题目意思分析门框的运动状态，得出门框的运动性质，由此进行列式求。纸带问题的分析和处理纸带的分析与计算是近几年高考的热点，因此应该掌握有关纸带问题的处理方法．1．判断物体的运动性质(1)根据匀速直线运动特点：s＝vt，若纸带上各相邻的点的间隔相等，则可判定物体做匀速直线运动．(2)由匀变速直线运动的推论Δs＝aT2，若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移差相等，则说明物体做匀变速直线运动．2．由纸带求物体速度已经证明匀变速直线运动某段时间t内中间时刻的瞬时速度v等于初速度v0和末速度vt的平均值，即v＝eq\f(v0＋vt,2).如果物体做匀变速直线运动，s1、s2…sn为其在连续相等时间内的位移，a为其加速度，T为相等时间间隔，由于纸带上每相邻两个点之间的时间间隔都是相等的，所以纸带上某点对应的瞬时速度就应该等于以这个点为中间时刻的位移内的平均的速度，即vn＝eq\f(sn＋sn＋1,2T).3．求加速度(1)利用“逐差法”求加速度．若为偶数段，设为6段，则a1＝eq\f(s4－s1,3T2)，a2＝eq\f(s5－s2,3T2)，a3＝eq\f(s6－s3,3T2)，然后取平均值，即eq\o(a,\s\up6(－))＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)；或由a＝eq\f(（s4＋s5＋s6）－（s1＋s2＋s3）,9T2)直接求得．这相当于把纸带分成二份，此法又叫整体二分法；若为奇数段．则中间段往往不用，如5段，则不用第3段；a1＝eq\f(s4－s1,3T2)，a2＝eq\f(s5－s2,3T2)，然后取平均值，即eq\o(a,\s\up6(－))＝eq\f(a1＋a2,2)；或由aeq\f(（s4＋s5）－（s1＋s2）,6T2)直接求得．这样所给的数据全部得到利用，提高了准确程度．(2)v­t图象法．利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的速度的推论，求出各时刻的瞬时速度v1、v2、v3…vn，建立一个直角坐标系，横轴为t，纵轴为v，把求出的各时刻的速度值进行描点，然后画一条直线，并使该直线尽可能多地通过所描各点，或使各点均匀地分布在直线两侧．求出该v­t图线的斜率k，则k＝a.这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值，因此它的偶然误差较小．1.一个小球沿斜面向下运动，用每隔eq\f(1,10)s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为eq\f(1,10)s，测得小球在几个连续相等时间内位移数据见表．x1/cmx2/cmx3/cmx4/cm8.209.3010.4011.50(1)小球在相邻的相等时间内的位移差________(选填“相等”或“不相等”)，小球运动的性质属________直线运动．(2)甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下：甲同学：a1＝eq\f(x2－x1,T2)，a2＝eq\f(x3－x2,T2)，a3＝eq\f(x4－x3,T2)，a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)乙同学：a1＝eq\f(x3－x1,2T2)，a2＝eq\f(x4－x2,2T2)，a＝eq\f(a1＋a2,2)你认为甲、乙两位同学中计算方法更准确的是________，加速度值为__