高中物理 第一章 运动的描述 11 几个描述运动的基本概念教案 苏教版必修1.docx

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高中物理第一章运动的描述11几个描述运动的基本概念教案苏教版必修1

2019-2020年高中物理第一章运动的描述1.1几个描述运动的基本概念教案苏教版必修1

★一、考情直播

1．考纲解读

考纲内容

能力要求

考向定位

1．参考系、质点

2．位移、速度和加速度

1．认识在哪些情况下可以把物体看成质点的，知道不引入参考系就无法确定质点的位置和运动．

2．理解位移、速度和加速度

1．在研究物理问题过程中构建物理模型，再现物理情景．

2．对参考系、质点只作Ⅰ级要求，对位移、速度和加速度则作Ⅱ级要求

2.考点整合

考点1机械运动、参考系、位置、位移和路程

1、机械运动：

一个物体相对于另一个物体位置的改变．包括平动、转动和振动等形式．参考系：

为了研究物体的运动而假设为不动的物体．参考系的选取是任意的，对同一物体的运动，选取的参考系不同，对物体的运动描述结果不同．

特别提醒：

位移和路程容易混淆，常见错误认识是认为做直线运动的物体的位移大小与路程相等。

注意区分单向直线运动和有往返的直线运动。

2、位移描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的矢量，即位移大小和方向由始、末位置决定，与物体运动路径无关；路程是物体运动轨迹的长度，是标量．既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则的物理量，叫做矢量;只有大小而没有方向的物理量，叫做标量．

【例1】关于位移和路程，以下说法正确的是（）

A．位移是矢量，路程是标量

B．物体的位移是直线，而路程是曲线

C．在直线运动中，位移与路程相同

D．只有在质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程

解析：

位移描述物体位置的变化，它是从物体初位置指向末位置的物理量，它是矢量；路程是从物体初位置到末位置所经过的路径轨迹长度．路程是标量．A正确．位移和路程都是物理量，不存在直线或曲线问题，B错．位移和路程是两个不同的物理量，前者是矢量后者是标量，即使大小相等也不能说二者相同，C错，D正确．

答案：

AD．

[规律总结]①抓住运动轨迹有直线和曲线运动之分；②位移和路程是两个不同性质的物理量；③位移是初位置指向末位置的有向线段，而路程是轨迹的长度．

【例2】[易错题]对参考系的理解，以下说法正确的是

A．不选参考系，就无法研究某一物体是怎样运动的

B．参考系一定要选取不动的物体

C．研究车轮边缘上一点的运动时，只能以轮轴为参考系

D．同一物体的运动，对不同的参考系有相同的观察结果

解析：

研究物体运动必须选择参考系，参考系的选择是任意的，对同一物体的运动，选取的参考系不同，对物体的描述结果不同，故只有A项正确．

答案：

A．

[方法技巧]选择参考系其实是选择一个用来与所描述的对象进行比较的物体，任何物体都可以选做参考系，但选择不同的参考系，所描述的运动简易情况不同．当求解的问题涉及两个运动对象时，通过可通过巧妙地选择参考系，简化研究运动情景．

考点2速度、速率、平均速度与平均速率

速度：

是描述物体运动快慢的物理量，是矢量．物体速度方向与运动方向相同．物体在某段时间内的位移跟发生这段位移所用的时间的比值，叫做这段位移内（或这段时间内）的平均速度，即定义式为：

，平均速度方向与方向相同，平均速度是矢量．瞬时速度是运动物体在某一时刻的速度，瞬时速度方向沿物体运动轨迹上相应点的切线指向前进方向一侧的方向．平均速率是质点在某段时间内通过的路程与的比值，是标量，不一定等于平均速度的大小．速率：

速度的大小就是速率，只有大小，没有方向，是标量．

【例3】骑自行车的人沿直线以速度行驶了三分之二的路程，接着以的速度跑完其余三分之一的路程．若全程的平均速度为，则是多少？

解析：

由平均速度的定义式可求得．设总位移为，前一段运动所需时间为，后一段运动所需时间为，则：

，

，；

又，即：

，解得：

答案：

．

[误区警示]不同时间段的平均速度可能不同，求解平均速度时要用位移和对应的时间来计算，另外平均速度是矢量要注意方向．

【例4】[拓展题]甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标，甲车在前一半时间内以速度V1做匀速直线运动，后一半时间内以速度V2做匀速直线运动；乙车在前一半路程中以速度V1做匀速直线运动，后一半路程中以速度V2做匀速直线运动，则:

A．甲先到达；B.乙先到达；C.甲、乙同时到达；D.不能确定．

解析：

设甲、乙车从某地到目的地距离为S，则对甲车有;对于乙车有

，所以，由数学知识知,故t甲

答案：

A．

考点3加速度

加速度是描述速度变化快慢的物理量，它是速度改变量与对应时间的比值，即加速度是速度对时间的变化率，即定义式：

，它的方向与速度改变量方向相同，它是矢量．

[例5]有下列①、②、③、④所述的四种情景，请根据所学知识从A、B、C、D四个选项中选择对情景的分析和判断的正确说法（）

①点火后即将升空的火箭

②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车

③运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶

④太空的空间站在绕地球匀速转动

A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零

B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大

C．高速行驶的磁悬浮列车．因速度很大，所以加速度也一定很大

D．尽管空间站做匀速转动，但加速度也不为零

解析：

加速度是描述速度变化快慢的物理量，它是速度改变量与对应时间的比值，即加速度是速度对时间的变化率，速度变化快，则加速度一定大，故B正确．一个物体速度大，但速度不发生变化，如匀速直线运动，它的加速度就等于零，所以C错．曲线运动的速度方向不断改变，即速度变化了，一定有加速度，D正确．速度为零，加速度不一定为零，加速度和速度的大小没有关系，所以A错误．

答案：

BD．

[误区警示]

（1）加速度是描述速度变化快慢的物理量，不是描述速度大小的物理量，所以与速度的大小没有必然联系；

（2）加速度实质是由物体的受力和物体的质量决定的．从运动量的角度来看，加速度由速度的变化与变化所用时间的比值来度量，说明加速度不是仅仅由速度的变化决定的；（3）加速度的方向与速度的方向没有必然联系，但与速度变化的方向一致，其实质是与物体所受到的合外力方向一致．

【例6】[拓展题]下列说法中，正确的是

A.物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里变化的位移相等，则物体的运动就是匀变速直线运动

B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动

C.匀变速直线运动是加速度不变的运动

D.加速度方向不变的运动一定是匀变速直线运动

解析：

匀变速运动的特点是加速度不变，即加速度大小和方向均不变，故C正确．

答案：

C．

★二、高考重点、热点题型探究

参考系、质点虽然是Ⅰ级要求，但有时也有单独的命题，位移、速度、平均速度和加速度作为Ⅱ级要求，是高考的重点内容之一．高考真题中，这些考点一般以选择题出现．

重点1：

匀速直线运动公式的应用

[真题1]（05广东理综）“大洋一号”配备有一种声呐探测系统，用它可测量海水深度．其原理是：

用超声波发生器垂直向海底发射超声波，超声波在海底会反射回来，若已知超声波在海水中的波速，通过测量从发射超声波到接受到反射波的时间，就可推算出船所在位置的海水深度．现已知超声波在海水中的波速为1500m/s，船静止时，测量从发射超声波到接受到反射波的时间为8s,试计算该船所在位置的海水深度．　

[解析]海水深度

[答案]6000m

[名师指引]考点：

匀速运动位移公式及要用．注意该题所用时间为超声波往返时间．

重点1：

建构直线运动的物理模型，再现直线运动的物理情景

[真题2]（xx全国Ⅰ）天空有近似等高的浓云层．为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0s．试估算云层下表面的高度．已知空气中的声速v=km/s．

[解析]如图1-1-1，A表示爆炸处，O表示观测者所在处，h表示云层下表面的高度，用t1表示爆炸声直接传到O处所经时间，则有d=vt1①

用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所在经时间，因为入射角等于反射角，故有

②

已知t2-t1=Δt③

联立①、②、③，可得

④

代入数值得⑤

[答案]

[名师指引]考点：

匀速运动规律及要用．高考常用超声波、声波、光、无线电波等测量距离，求解时画出示意图能快速确定求解思路．

[新题导练]（原创题）以下说法中，正确的是（）

A．枪膛中的子弹的加速度约为，射出时速度可达左右，所以加速度大，速度变化就大

B．质子在加速器中可获得加速度，所以质子在加速器中加速1s后可获得的的速度

C．汽车的加速性能是反映汽车质量优劣的一项重要指标，因为加速度大，汽车速度变化快，启动性能好

D．嫦娥一号卫星在离月球表面200km的轨道上绕月球作匀速圆周运动，因此它的加速度等于零

【解析】C．速度变化量是由加速度和加速过程所用的时间共同决定的，选项A错误；当速度达到一定值时，速度增加，物体的质量也相应会增加，物体的速度不会超过光速，另外，质子在加速器中可获得加速度，只是说明在加速这段时间内速度变化的快慢，相当于每秒增加，但由于质子加速的时间远远小于1s，故选项B错误；作匀速圆周运动，因速度的方向不断改变，物体具有向心加速度．

★三、抢分频道

◇限时基础训练（20分钟）

班级姓名成绩

1．如图1-1-6所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片．该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，子弹影响前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%．已知子弹飞行速度约为500m/s，因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近（）

A．10-3sB．10-6s　　C．10-9sD．10-12s

2．对于平均速度、即时速度与速率，正确的说法是（）

A．平均速度的大小等于平均速率

B．平均速度大小等于初速度和末速度的平均值

C．瞬时速度大小等于瞬时速率

D．极短时间内的平均速度就是瞬时速度

3．（原创题）2007年10月24日18时29分，搭载中国首枚绕月探测卫星“嫦娥一号”的“长征三号甲”火箭成功地将嫦娥一号卫星送入大空，在嫦娥一号卫星飞向38万公里外月球的漫长旅途中，需要进行一系列高度复杂又充满风险的动作，即三次绕地球变轨，然后进入月地转移轨道，再三次绕月球变轨，最后绕月球做圆周运动，如图1-1-3所示，是“嫦娥一号”升空路线图，下列说法正确的是（）

A．图中描述卫星绕地球运行情景的四个椭圆轨道是以地球作参考系

B．图中描述卫星绕月球运动情景的三个椭圆轨道是以地球作参考系

C．图中描述卫星在月地转移轨道的运动情景是以太阳作参考系

D．图中描述卫星运动情景的所有轨道均是以太阳作参考系

4．质点做匀变速直线运动，加速度大小为，则以下说法中正确的是（　）

A．质点运动速度每秒钟变化

B．质点运动速率每秒钟变化

C．质点运动速度每秒钟增加

D．质点在连续的两个一秒钟内的平均速度一定相差

5．关于加速度，下面说法正确的是

A．加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变量，因此加速度就是加出来的速度

B．加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变量，因此每秒钟速率的增量在数值上等于加速度的大小

C．加速度为正值，物体做加速运动；加速度为负值，物体做减速运动

D．加速度增大，而速度有可能减少；加速度减小，而速度有可能增大

6．关于质点瞬时速度、加速度，下面说法中错误的是（）

A．为零时，可能不为零，可能不为零

B．当大小不变时，必为零，也必为零

C．不断增大，可能不变

D．为零时，不一定为零，但却一定为零

7．物体在某时刻的瞬时速度是５m/s，对此速度正确的理解是

Ａ．在该时刻的前１s内，物体的位移为５m

Ｂ．在该时刻的后１s内，物体的位移为５m

Ｃ．在该时刻的前0.5s和后0.5s内，物体的位移共５m

Ｄ．若从该时刻起物体作匀速运动，则每秒内的位移是５m

8．（原创题）2008年9月25日晚9时10分许，神舟七号在酒泉卫星发射中心发射升空．点火第12秒时，火箭向东稍偏南的方向实施程序拐弯．点火第120秒时，火箭抛掉逃逸塔，这是火箭第一个分离动作．点火第159秒时，火箭一二级分离成功，一级坠落．此时，火箭已经飞过了平流层和中间层，正在接近大气层边缘．点火第200秒时，整流罩分离．神舟七号飞船上升运行260秒后，位于酒泉附近的副着陆场承担的飞船上升段应急返回搜救任务解除．飞船正常上升运行370秒后，着陆场系统银川搜救责任区任务解除．第500秒时，二级火箭关机，船箭组合体继续向前滑行．点火583秒后，飞船与火箭在高度约200公里处成功分离．

①2008年9月25日晚9时10分是时间

②第12秒、第159秒、第200秒、第500秒是时刻

③2008年9月25日晚9时10分是时刻

④260秒、370秒、583秒是时刻

A．只有①②B．只有②③

D．只有②④C．只有③④

9．甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是（）

A．甲、乙匀速下降，，丙停在空中

B．甲、乙匀速下降，，丙匀速上升

C．甲、乙匀速下降，，丙匀速下降，且

D．以上说法都不对

10．若规定向东方向为位移的正方向，今有一个皮球停在水平面上某处，轻轻踢它一脚，使它向东做直线运动，经5m时与墙相碰后又向西做直线运动，经7m而停下.则上述过程中皮球通过的路程和位移分别是

A.12m；2mB.12m；-2m

C.-2m；2mD.2m；2m

限时基础训练参考答案

1．答案：

B．解析：

子弹比苹果的直径要小，估测子弹的长度约为2cm左右，因此曝光时间内，子弹的位移约为cm，因此曝光时间约为

．

2．答案：

C．点拨：

较短或极短时间内的平均速度接近某时刻的瞬时速度，这段时间越短越接近，只有当一段时间的两个时刻趋向于一点时，平均速度才等于瞬时速度．

3．答案：

AC。

点拨：

地球围绕太阳运动，而月球又围绕地球运动，但从图中可看出，“嫦娥一号”绕地球运行的四个椭圆轨道，地球的位置没有发生变化，绕月球运行的三个轨道，月球的位置也没有发生变化，因此此图中涉及到三个参考系，正确的选项是AC．

4．答案：

AD．

5．答案：

D．点拨：

速率的增量与速度的增量是两个不同的概念；物体做加速运动还是减速运动，不是由加速度的正负决定的，而是由加速度的方向与初速度的方向决定的，加速度的方向与初速度的方向相同或两者间的夹角小于900，物体做加速度运动；加速度的方向与初速度的方向相反或两者间的夹角大于900，物体做减速运动．

6．答案：

BD．点拨：

、和三个物理量的大小均无直接的因果关系，故选项A不符合题意；速度的大小不变，但方向变化也有加速度，故选项符合题意；选项D对于直线运动正确，对于曲线运动就不正确，如匀速圆周运动，质点运动刚好运动一周，速度的变化为零，但向心加速度不为零，故选项D符合题意．

7．D解析：

某时刻的速度是瞬时速度．

8．B。

点拨：

注意生活上的习惯语言与物理上科学语言的区别。

9．解析：

楼房和地面连为一体，是同一个参考系．“甲看到楼房匀速上升”，说明甲相对地面匀速下降．“乙看到甲匀速上升”，说明乙也在下降，且乙下降的速度大于甲下降的速度．“甲看到丙匀速上升”，有三种可能性：

（1）丙静止；

（2）丙匀速上升；（3）丙匀速下降，且下降速度小于甲的下降速度．“丙看到乙匀速下降”，也有三种可能性：

（1）丙静止；

（2）丙匀速上升；（3）丙匀速下降，且下降速度小于乙的下降速度．答案：

AB

10．解析：

路程是往返轨迹的长度为12m；设向东为正方向，开始运动的位置为参考点，则总位移为，答案：

B

◇基础提升训练

1．下列描述的运动中，可能存在的是

A．速度变化很大，加速度却很小

B．速度方向为正，加速度方向为负

C．速度变化方向为正，加速度方向为负

D．速度变化越来越快，加速度越来越小

2．如图1-1-2所示是汽车中的速度表，现在指示的车速是多少？

此时司机见到路边的指示牌如图右上角所示，若按此速度前进，抵达广州市中心需多少时间？

3．下列说法正确的是（）

A．运转中的地球不能看作质点，而原子核可以看作质点

B．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可看作质点

C．研究奥运会乒乓球男单冠军孔令辉打出的乒乓球时，不能把乒乓球看成质点

D．研究奥运会三米跳板女单冠军伏明霞的跳水动作时，不能将她看作质点

4．下列关于质点的说法正确的是（）

A．万吨巨轮在大海中航行，研究巨轮所处的地理位置时，巨轮可看作质点

B．无论什么物体，也无论什么运动，只要以地面为参考系，就能将其看成质点．

C．电子绕原子核旋转，同时在自转，由于电子很小，故研究电子的自转时，仍可将其看作质点．

D．在研究物体的平动时，无论什么物体都可看作质点．

5．“子弹在枪筒里做初速为零的匀加速运动，其加速度为，经过时刻，子弹以瞬时速度从枪口射出”．这段话中用错的概念是

A．初速B．时刻

C．瞬时速度D．加速度

基础提升训练参考答案

1．AB解析：

速度变化大小与加速度大小没有关系，A正确；速度与加速度方向可一致也可相反还可以成任意角度，B正确；速度变化方向即为加速度方向，C错；加速度就是速度变化快慢，D错．答案：

AB

2．解析：

从表盘上读取的是瞬时速度，为80km/h，路标指示离广州市还有120km，如果保持这个速度行驶，则抵达广州市中心需要时间：

．

3．解析：

对于地球来说，如果研究地球公转，由于地球直径（约）比地球到太阳的距离（约）要小得多，可以忽略不计地球的大小，就可以把地球当作质点．如果研究地球的自转引起昼夜交替等现象时，就不不能忽略地球的大小和形状，不能把地球看作质点．研究电子绕核的运动情况时，因为电子到原子核的距离远大于原子核的直径，电子和原子核均可看作质点．如果研究原子核的结构则不能将原子核看作质点了．所以，A项错误．研究火车通过路旁的一根电线杆时，因为电线杆的粗细比火车的长度小得多，故电线杆可看作质点而火车不能看作质点，B错误．虽然孔令辉打出的乒乓球比较小，但球在运动过程中飞旋多变，不能看作质点，C正确．伏明霞的跳水动作优美舒展，在空中完成转体、翻滚等动作，不能看作质点，D正确．答案：

CD

4．解析：

在所研究的问题中，只要物体的形状、大小及物体上各部分的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看成质点．答案：

AD

5．答案：

B点拨：

分析各物理量是对应状态还是对应过程．

◇能力提升训练

1．一个物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s,1s后速度大小变为10m/s．则该物体在这1s内的加速度大小

A．一定为6m/s2B．一定为14m/s2

C．可能为6m/s2D．无法确定

2．一质点在X轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后

t/s

0

1

2

3

4

5

x/m

0

5

-4

-1

-7

1

（1）前几秒内的位移最大（）A．1sB．2sC．3sD．4sE.5s

（2）第几秒内的位移最大（）A．第1sB．第2sC．第3sD．第4sE．第5s

（3）前几秒内的路程最大（）A．1sB．2sC．3sD．4sE.5s

3．下列说法正确的是

A．“北京时间8点整”指的是时间

B．第ns内就是（n-1）s末到ns末这1s时间（n为任意正整数）

C．列车在广州停15分钟，指的是时间

D．不管是前5s还是第第5s，都是指时间

4．（原创题，xx清远理基）在xx年第29届北京奥运会中，牙买加田径运动员博尔特，在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30s的成绩打破两项世界纪录，并获得两枚金牌．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是（）

A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍

B．200m决赛中的平均速度约为10.36m/s

C．100m决赛中的平均速度约为10.32m/s

D．100m决赛中的最大速度约为20.64m/s

5．匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球．若升降机突然停止，在地面上观察者看来，小球在继续上升的过程中（　）

A．速度逐渐减小B．速度先增大后减小

C．加速度逐渐增大D．加速度逐渐减小

6．一物体作匀加速直线运动，在某时刻前内的位移是，在该时刻后的内的位移是，则物体的加速度是（）

A．　　　B．　

C．　　　D．

7．上海到南京的列车已迎来第六次大提速，速度达到180km/h．为确保安全，在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯．当列车还有一段距离才到达公路道口时，道口应亮出红灯．警告未越过停车线的汽车迅速制动，已越过停车线的汽车赶快通过．如果汽车通过道口的速度36km/h，停车线至道口栏木的距离，道口宽度，汽车长（图1-1-8）．并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动．问：

列车离道口的距离L为多少时亮红灯，才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?

8．一辆汽车在一条直线上行驶，第1s内通过5m，第2s内通过20m，第3s内通过20m，第4s内通过5m.则

（1）此汽车在最初2s内的平均速度是多大？

方向任何？

（2）中间2s内的平均速度是多大？

全部时间内的平均速度是多大？

9．一列长为的队伍，行进速度为，通讯员从队伍尾以速度赶到排头，又立即以速度返回队尾．求这段时间里队伍前进的距离．

10．一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动．有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道距离MN为d=10m，如图1-1-3所示，转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间T=60s，光束转动方向如图中箭头所示，当光束与MN的夹角为450时，光束正好射到小车上．如果再经过=2.5s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？

（结果保留二位有效数字）

能力提升训练参考答案

1．答案：

C点拨：

1s后的速度方向可能与初速度4m/s方向相同，也可能与初速度4m/s方向相反．取初速度4m/s方向为正方向，则末速度可能为m/s,也可能为m/s．因此初、末速度同向时，加速度为m/s2＝6m/s2；初、末速度反向时，加速度为m/s2=－14m/s2．

2．

（1）D；

（2）B；（3）E

点拨：

表格中第一行中相当于时间轴上的点，即时刻．第二行中是X轴上的点，描述的是质点在X轴上某时刻的位置．对位置栏中的正负号，只表示在X轴的正半轴还是负半轴上，也就是说只表示方向，不表示大小．第

（1）问中前几秒指的是从运动开始计时的时间，计算位移则从0时刻为起点，故D项正确；第

（2）问中第几秒指的是第几个1秒，从表格中不难看出第2秒内的位移最大，B正确；第（3）问中的路程，是指物体运动轨迹的长度，时间越长则路程也越长，故E正确．

3．解析：

8点整指的是某一瞬间，是时刻；15分钟指一段间隔，为时间；前2s指2s这一段时间间隔，第5s指的是第5s初至第5s末这1s的时间间隔．答案：

BCD

4．C．

5．答案：

AC．点拨：

因为刚开始合力为零，当升降机突然停止时，由于惯性，小球将继续向上运动，这时，在小球上升的过程中，小球做加速度增加的减速运动，当小球上升到最高点时，加速度最大．

6．答案：

A．点拨：

设某时刻为0时刻，则时刻的速度为，时刻的速度，由加速度的定义式得

7．答案：

230m．为确保行车安全，要求列车驶过距离L的时间内，已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口．汽车越过停车线至车尾通过道口，汽车的位移为

汽车速度36