实验02　测量物体运动的平均速度（解析版）

实验02测量物体运动的平均速度1．【实验原理】v＝s/t2．【实验器材】（1）刻度尺、停表、小车、斜面、金属挡板（2）作用：斜面---使小车运动起来金属片---确定小车到达终点的位置，便于精确测出运动时间【实验步骤】（1）把木块放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程。（2）用停表测量小车从斜面顶端滑下撞击金属片的时间。（3）根据测得数据，利用公式v＝s/t算出小车通过斜面全程的平均速度。（4）将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离。（5）测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程所用时间，并算出小球通过上半段路程的平均速度。（6）算出小车跑完下半程所用的时间，算出小车通过下半段路程的平均速度。4.【实验表格】路程（s/m）时间（t/s）平均速度（v/m·s-1）上半程下半程全程小车在各阶段的平均速度大小比较：v上半段＜v全程＜v下半段。5．【实验结论】小车沿斜面下滑的速度越来越大,说明小车沿斜面下滑运动速度越来越快，小车做变速直线运动。6．【注意事项】（1）小车运动距离的测量方法：要“头对头”或“尾对尾”测量，或测出起始点与金属片之间的距离。（2）斜面坡度要适当，使小车从静止释放，可加速缓慢下滑即可，并且不会滑落斜面。（3）测量过程中不能改变斜面的坡度。1.如何求出小车在下半程的平均速度（1）下半程路程求法：分别测出全程和上半程，两者相减即可。（2）下半程时间求法：分别测出小车走完全程和上半程所用的时间，两者相减即可。注意小车走下半程的时间无法直接测量。（3）根据计算出来的数据，利用公式v＝S/t求出小车通过斜面下半程的平均速度。2.如何减小小车的平均速度（1）适当减小斜面的倾斜程度。（2）适当增大斜面的粗糙程度。3.减小误差的方法：（1）多次测量，求平均值。（2）多次测量的方法：每次让小车从同一位置由静止释放，且金属片位置不变。创新角度：实验装置的改进物体运动的情况还可以通过另外一种办法即时测定、显现出来。如图所示：A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B利用超声波可以测出不同时刻小车A与它的距离，这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。计算机把在不同时间测出的运动物体的速度显示在屏幕上（横轴为时间，纵轴为速度），我们就可以直观地看出物体的速度是增大的、减小的还是不变的。【典例1】如图所示，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间。（1）该实验原理是_______。（2）需要的测量工具有_______和_______。（3）小车通过AB段时测得时间，则小车在AB段的平均速度_______m/s。（4）在测量AB段的平均速度时，如果小车过了B点才停止计时，则会偏_______（选填“大”或“小”）。（5）若将斜面的倾角增大，小车仍由静止释放，通过相同的路程_______（选填“不变”“变大”或“变小”）。（6）为了测量小车运动过程中下半程的平均速度，小华让小车从中点B由静止释放，测出小车到达底端的时间，他的这种做法正确吗？_______；理由是_______。答案：（1）（2）停表；刻度尺（3）0.25（4）小（5）变大（6）不正确；所测时间不是下半程的时间解析：（1）该实验的原理是；（2）该实验需要用秒表测量时间，需要用刻度尺测量路程；（3）AB段的路程：，，小车通过AB段的平均速度：；（4）如果让小车过了B点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大知，测得AB段的平均速度会偏小；（5）实验时，小车沿斜面顶端下滑到斜面底端会越来越快，所以它的运动是变速直线运动；（6）让小车从中点由静止释放，测出小车到达斜面底端的时间，所以不能计算出小车运动过程中下半程的平均速度。【典例2】小明同学用如图甲所示的装置研究小车在斜面上运动的平均速度。他将小车从坡顶A处由静止释放，测出小车从A处滑到坡底C处的时间。再将小车从A处由静止释放，测出小车从A处滑到中点B处的时间。（1）该实验的原理是_________。（2）实验中斜面的坡度要_________（填“大”或“小”）些，这样做的目的是便于测量_________。（3）通过小明的测量数据可以判断，小车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）小明想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度，他应该将小车从_________（填“A”或“B”）处由静止释放，并在B处开始计时，在C处停止计时。（5）物体运动的情况还可以通过另一种办法即时测定、显现出来。位置传感器利用超声波可以测出不同时刻小车与它的距离，计算机就可以算出小车在不同位置时的速度（如图乙）。屏幕上的图象如图丙所示，其中横轴为时间，纵轴为速度，通过图象可以看出小车在斜面上由静止滑下后是_________（填“匀速”或“加速”）运动的，小车到达坡底时的速度为_________m/s。答案：（1）（2）小；时间（3）小于（4）A（5）加速；0.8解析：（1）平均速度是指某段时间内行驶的路程与这段时间的比值，所以测小车平均速度的实验原理为。（2）实验中应使斜面的坡度小一些，这样小车运动得慢，方便记录时间。（3）由测量数据可知，全程的路程为半程的2倍，而所用时间没有用到半程的2倍，根据，故小车在前半程的平均速度小于全程的平均速度。（4）小明想测量小车在整个运动过程中后半程的平均速度，其运动的起点必须是A处，并在B处开始计时，在C处停止计时。（5）从图象中可看出，随着时间的增加，小车的速度越来越快，故小车在斜面上由静止滑下后是加速运动的；由图象可知，时小车的速度为0.8m/s，已知小车从A处滑到坡底C处的时间，则到达坡底时小车的速度。【对点1】八（6）班某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中，让小球从斜面A点由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，照片如图所示．(1)依据照片可判断，小球在做________(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动．(2)如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次，并测得sAB＝5cm，sBC＝15cm，则小球在BC段的平均速度为__________m/s，小球在AC段的平均速度为__________m/s.(3)如图所示，能说明小球在斜面上运动情况的图像是________．(4)小球在AD段运动过程中，经过时间tAD中点时的速度为v1，经过路程sAD中点时的速度为v2，则v1________v2(选填“>”“<”或“＝”)．【答案】(1)加速(2)0.750.5(3)C(4)<【对点2】在“测量物体运动的平均速度”实验中。路程运动时间平均速度（1）小球从A处沿斜面由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，如图所示，小球在做______（选填“加速”“减速”或“匀速”）运动，小球运动时间______（选填“用”或“不用”）秒表测量；（2）实验数据如上表所示，小球在BC段的平均速度为______，CD段的路程为______m。比较AB与BC段的平均速度得______（选填“>”“<”或“=”）；（3）为进一步探究小球在斜面上运动的速度与时间的关系，根据表中数据绘制出了v-t图像，如图所示，假设斜面足够长，小球从A处滚下，经过2s到达E点（图中未画出），则该小球经过E点时的速度为______；（4）小球在运动过程中，经过路程中点时的速度为，经过时间中点时的速度为，则______（选填“>”“<”或“=”）。答案：（1）加速；不用（2）1.8；1.5；<（3）4.8（4）>解析：（1）由图甲知，小球相等时间通过的路程逐渐变大，由可知，小球在做加速运动；频闪相机每两次拍照间隔时间相同，可通过相同的时间比较路程大小判断速度变化，所以小球运动时间不用秒表来测量；（2）由表中数据可得，BC段的平均速度：；由表中数据可得：；；（3）小球速度与时间成正比（匀加速运动），小球1s时的速度为，则经过2s小球的速度为；（4）小球从A静止滑下时速度与时间成正比（匀加速运动），所以小球经过前一半时间速度小于后一半时间的速度，所以前一半时间通过的路程小于，如图所示：小球运动速度越来越快，所以。1.（2023四川广元）某物理兴趣小组用如图所示的实验装置“测量小车运动的平均速度”。实验中，他们将小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端A点静止释放，并同时按下电子停表开始计时，图中圆圈内显示了小车位于A、B、C三点的时刻（数字分别表示“时：分：秒”）。（1）由图中的实验数据可知，小车下滑过程中做___________运动（选填“减速”“匀速”或“加速”）；（2）根据图中信息，小车在下滑过程中BC段的平均速度大小是___________cm/s；（3）如果在A点时，先释放小车，后按下停表开始计时，B、C两点都准确计时，则会使所测AB段的平均速度___________（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。【答案】（1）加速（2）50.0（3）偏大【解析】（1）由图可知AB段的路程为sAB=10.00dm-6.00cm=4.00dm=40.0cm，AB段的时间为tAB=2s，AB段的平均速度为，BC段的路程为sBC=6.00dm-1.00dm=5.00dm=50.0cm，BC段的时间为tBC=1s，则BC段的平均速度为，因为vBC>vAB，所以小车下滑过程中做加速运动。（2）由（1）可知小车在下滑过程中BC段的平均速度大小是50.0cm/s。（3）如果在A点时，先释放小车，后按下停表开始计时，则计时晚了，时间变短，会使所测AB段的平均速度vAB偏大2.（2023·新疆卷）频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间闪光一次，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次，照片上1cm代表空中实际距离10cm。/mm/mm/mm/mmA球（）4.914.724.534.3B球（）1.29.819.629.43.74.94.94.9（1）由图甲可知：先由静止开始下落的是___________（填“A”或“B”）球；（2）用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离，A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时，刻度尺的示数如图乙所示，则s5=_______mm。设A球在空中下落时，通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3，则v2:v3=__________；（3）A、B两球均运动的过程中，若以B球为参照物，A球在竖直方向上做________（填“加速”“减速”或“匀速”）直线运动。先开始下落的小球的速度为__________m/s时，后开始下落的小球刚好开始下落。【答案】（1）A（2）39.03:5（3）加速0.49【解析】（1）由表格数据可知，单位时间内A球运动的路程长，说明A球的速度大，因此，先由静止下落的是A球。（2）由刻度尺示数可知，s5的长度s5=9.90cm-6.00cm=3.90cm=39.0mm有比各种数据可知s2=14.7mm，s3=24.5mm，由题意可知，运动s2和s3所用的时间都是0