實驗02　測量物體運動的平均速度（解析版）

實驗02測量物體運動的平均速度1．【實驗原理】v＝s/t2．【實驗器材】（1）刻度尺、停表、小車、斜面、金屬擋板（2）作用：斜面---使小車運動起來金屬片---確定小車到達終點的位置，便于精確測出運動時間【實驗步驟】（1）把木塊放在斜面頂端，金屬片放在斜面底端，用刻度尺測出小車將要通過的路程。（2）用停表測量小車從斜面頂端滑下撞擊金屬片的時間。（3）根據(jù)測得數(shù)據(jù)，利用公式v＝s/t算出小車通過斜面全程的平均速度。（4）將金屬片移至斜面的中部，測出小車到金屬片的距離。（5）測出小車從斜面頂端滑過斜面上半段路程所用時間，并算出小球通過上半段路程的平均速度。（6）算出小車跑完下半程所用的時間，算出小車通過下半段路程的平均速度。4.【實驗表格】路程（s/m）時間（t/s）平均速度（v/m·s-1）上半程下半程全程小車在各階段的平均速度大小比較：v上半段＜v全程＜v下半段。5．【實驗結論】小車沿斜面下滑的速度越來越大,說明小車沿斜面下滑運動速度越來越快，小車做變速直線運動。6．【注意事項】（1）小車運動距離的測量方法：要“頭對頭”或“尾對尾”測量，或測出起始點與金屬片之間的距離。（2）斜面坡度要適當，使小車從靜止釋放，可加速緩慢下滑即可，并且不會滑落斜面。（3）測量過程中不能改變斜面的坡度。1.如何求出小車在下半程的平均速度（1）下半程路程求法：分別測出全程和上半程，兩者相減即可。（2）下半程時間求法：分別測出小車走完全程和上半程所用的時間，兩者相減即可。注意小車走下半程的時間無法直接測量。（3）根據(jù)計算出來的數(shù)據(jù)，利用公式v＝S/t求出小車通過斜面下半程的平均速度。2.如何減小小車的平均速度（1）適當減小斜面的傾斜程度。（2）適當增大斜面的粗糙程度。3.減小誤差的方法：（1）多次測量，求平均值。（2）多次測量的方法：每次讓小車從同一位置由靜止釋放，且金屬片位置不變。創(chuàng)新角度：實驗裝置的改進物體運動的情況還可以通過另外一種辦法即時測定、顯現(xiàn)出來。如圖所示：A為可在斜面上自由移動的小車，B為固定在斜面一端的位置傳感器。位置傳感器B利用超聲波可以測出不同時刻小車A與它的距離，這樣計算機就可以算出運動的小車在不同位置時的速度。計算機把在不同時間測出的運動物體的速度顯示在屏幕上（橫軸為時間，縱軸為速度），我們就可以直觀地看出物體的速度是增大的、減小的還是不變的?！镜淅?】如圖所示，讓小車從斜面的A點由靜止開始下滑，分別測出小車到達B點和C點的時間。（1）該實驗原理是_______。（2）需要的測量工具有_______和_______。（3）小車通過AB段時測得時間，則小車在AB段的平均速度_______m/s。（4）在測量AB段的平均速度時，如果小車過了B點才停止計時，則會偏_______（選填“大”或“小”）。（5）若將斜面的傾角增大，小車仍由靜止釋放，通過相同的路程_______（選填“不變”“變大”或“變小”）。（6）為了測量小車運動過程中下半程的平均速度，小華讓小車從中點B由靜止釋放，測出小車到達底端的時間，他的這種做法正確嗎？_______；理由是_______。答案：（1）（2）停表；刻度尺（3）0.25（4）?。?）變大（6）不正確；所測時間不是下半程的時間解析：（1）該實驗的原理是；（2）該實驗需要用秒表測量時間，需要用刻度尺測量路程；（3）AB段的路程：，，小車通過AB段的平均速度：；（4）如果讓小車過了B點才停止計時，會導致時間的測量結果偏大知，測得AB段的平均速度會偏?。唬?）實驗時，小車沿斜面頂端下滑到斜面底端會越來越快，所以它的運動是變速直線運動；（6）讓小車從中點由靜止釋放，測出小車到達斜面底端的時間，所以不能計算出小車運動過程中下半程的平均速度。【典例2】小明同學用如圖甲所示的裝置研究小車在斜面上運動的平均速度。他將小車從坡頂A處由靜止釋放，測出小車從A處滑到坡底C處的時間。再將小車從A處由靜止釋放，測出小車從A處滑到中點B處的時間。（1）該實驗的原理是_________。（2）實驗中斜面的坡度要_________（填“大”或“小”）些，這樣做的目的是便于測量_________。（3）通過小明的測量數(shù)據(jù)可以判斷，小車在前半程的平均速度_________（填“大于”“等于”或“小于”）全程的平均速度。（4）小明想測量小車在整個運動過程中后半段的平均速度，他應該將小車從_________（填“A”或“B”）處由靜止釋放，并在B處開始計時，在C處停止計時。（5）物體運動的情況還可以通過另一種辦法即時測定、顯現(xiàn)出來。位置傳感器利用超聲波可以測出不同時刻小車與它的距離，計算機就可以算出小車在不同位置時的速度（如圖乙）。屏幕上的圖象如圖丙所示，其中橫軸為時間，縱軸為速度，通過圖象可以看出小車在斜面上由靜止滑下后是_________（填“勻速”或“加速”）運動的，小車到達坡底時的速度為_________m/s。答案：（1）（2）小；時間（3）小于（4）A（5）加速；0.8解析：（1）平均速度是指某段時間內(nèi)行駛的路程與這段時間的比值，所以測小車平均速度的實驗原理為。（2）實驗中應使斜面的坡度小一些，這樣小車運動得慢，方便記錄時間。（3）由測量數(shù)據(jù)可知，全程的路程為半程的2倍，而所用時間沒有用到半程的2倍，根據(jù)，故小車在前半程的平均速度小于全程的平均速度。（4）小明想測量小車在整個運動過程中后半程的平均速度，其運動的起點必須是A處，并在B處開始計時，在C處停止計時。（5）從圖象中可看出，隨著時間的增加，小車的速度越來越快，故小車在斜面上由靜止滑下后是加速運動的；由圖象可知，時小車的速度為0.8m/s，已知小車從A處滑到坡底C處的時間，則到達坡底時小車的速度。【對點1】八（6）班某實驗小組在“測量物體運動的平均速度”實驗中，讓小球從斜面A點由靜止開始滾下，頻閃照相機記錄了小球在相同時間內(nèi)通過的路程，照片如圖所示．(1)依據(jù)照片可判斷，小球在做________(選填“加速”“減速”或“勻速”)運動．(2)如果頻閃照相機每隔0.2s拍攝一次，并測得sAB＝5cm，sBC＝15cm，則小球在BC段的平均速度為__________m/s，小球在AC段的平均速度為__________m/s.(3)如圖所示，能說明小球在斜面上運動情況的圖像是________．(4)小球在AD段運動過程中，經(jīng)過時間tAD中點時的速度為v1，經(jīng)過路程sAD中點時的速度為v2，則v1________v2(選填“>”“<”或“＝”)．【答案】(1)加速(2)0.750.5(3)C(4)<【對點2】在“測量物體運動的平均速度”實驗中。路程運動時間平均速度（1）小球從A處沿斜面由靜止開始滾下，頻閃照相機記錄了小球在相同時間內(nèi)通過的路程，如圖所示，小球在做______（選填“加速”“減速”或“勻速”）運動，小球運動時間______（選填“用”或“不用”）秒表測量；（2）實驗數(shù)據(jù)如上表所示，小球在BC段的平均速度為______，CD段的路程為______m。比較AB與BC段的平均速度得______（選填“>”“<”或“=”）；（3）為進一步探究小球在斜面上運動的速度與時間的關系，根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出了v-t圖像，如圖所示，假設斜面足夠長，小球從A處滾下，經(jīng)過2s到達E點（圖中未畫出），則該小球經(jīng)過E點時的速度為______；（4）小球在運動過程中，經(jīng)過路程中點時的速度為，經(jīng)過時間中點時的速度為，則______（選填“>”“<”或“=”）。答案：（1）加速；不用（2）1.8；1.5；<（3）4.8（4）>解析：（1）由圖甲知，小球相等時間通過的路程逐漸變大，由可知，小球在做加速運動；頻閃相機每兩次拍照間隔時間相同，可通過相同的時間比較路程大小判斷速度變化，所以小球運動時間不用秒表來測量；（2）由表中數(shù)據(jù)可得，BC段的平均速度：；由表中數(shù)據(jù)可得：；；（3）小球速度與時間成正比（勻加速運動），小球1s時的速度為，則經(jīng)過2s小球的速度為；（4）小球從A靜止滑下時速度與時間成正比（勻加速運動），所以小球經(jīng)過前一半時間速度小于后一半時間的速度，所以前一半時間通過的路程小于，如圖所示：小球運動速度越來越快，所以。1.（2023四川廣元）某物理興趣小組用如圖所示的實驗裝置“測量小車運動的平均速度”。實驗中，他們將小車從帶刻度（分度值為1cm）的斜面頂端A點靜止釋放，并同時按下電子停表開始計時，圖中圓圈內(nèi)顯示了小車位于A、B、C三點的時刻（數(shù)字分別表示“時：分：秒”）。（1）由圖中的實驗數(shù)據(jù)可知，小車下滑過程中做___________運動（選填“減速”“勻速”或“加速”）；（2）根據(jù)圖中信息，小車在下滑過程中BC段的平均速度大小是___________cm/s；（3）如果在A點時，先釋放小車，后按下停表開始計時，B、C兩點都準確計時，則會使所測AB段的平均速度___________（選填“偏大”“不變”或“偏小”）?！敬鸢浮浚?）加速（2）50.0（3）偏大【解析】（1）由圖可知AB段的路程為sAB=10.00dm-6.00cm=4.00dm=40.0cm，AB段的時間為tAB=2s，AB段的平均速度為，BC段的路程為sBC=6.00dm-1.00dm=5.00dm=50.0cm，BC段的時間為tBC=1s，則BC段的平均速度為，因為vBC>vAB，所以小車下滑過程中做加速運動。（2）由（1）可知小車在下滑過程中BC段的平均速度大小是50.0cm/s。（3）如果在A點時，先釋放小車，后按下停表開始計時，則計時晚了，時間變短，會使所測AB段的平均速度vAB偏大2.（2023·新疆卷）頻閃攝影是研究物體運動常用的實驗手段。在暗室中，照相機的快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間閃光一次，照亮運動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置。圖甲是完全相同的A、B兩球從空中同一高度先后由靜止開始豎直下落的頻閃照片示意圖。已知頻閃儀每隔0.1s閃光一次，照片上1cm代表空中實際距離10cm。/mm/mm/mm/mmA球（）4.914.724.534.3B球（）1.29.819.629.43.74.94.94.9（1）由圖甲可知：先由靜止開始下落的是___________（填“A”或“B”）球；（2）用刻度尺分別測得照片上A、B兩球相鄰位置之間的各段距離，A、B兩球相對應的s1、s2、s3、s4的測量結果如圖表所示。測量照片上B球相鄰位置之間的距離s5時，刻度尺的示數(shù)如圖乙所示，則s5=_______mm。設A球在空中下落時，通過s2、s3的過程中的平均速度分別為v2、v3，則v2:v3=__________；（3）A、B兩球均運動的過程中，若以B球為參照物，A球在豎直方向上做________（填“加速”“減速”或“勻速”）直線運動。先開始下落的小球的速度為__________m/s時，后開始下落的小球剛好開始下落。【答案】（1）A（2）39.03:5（3）加速0.49【解析】（1）由表格數(shù)據(jù)可知，單位時間內(nèi)A球運動的路程長，說明A球的速度大，因此，先由靜止下落的是A球。（2）由刻度尺示數(shù)可知，s5的長度s5=9.90cm-6.00cm=3.90cm=39.0mm有比各種數(shù)據(jù)可知s2=14.7mm，s3=24.5mm，由題意可知，運動s2和s3所用的時間都是0