第4节 测量平均速度（双基过关+考点突破）（解析版）

第4节测量平均速度双基过关知识点、探究小车沿斜面滑下时速度变化的规律：1.提出问题：小车沿斜面滑下时速度是如何变化的?2.猜想与假设：(1)可能越来越大；(2)可能保持不变。3.设计实验：(1)原理：。

(2)实验器材：刻度尺、停表、斜面、小车、金属片。(3)实验装置：如图所示。(4)实验方法：用停表测出小车在某段路程上运行的时间，用刻度尺测出这段时间内通过的路程，利用公式v=s/t算出小车的平均速度。4.进行实验与收集数据：(1)把小车放在斜面顶端，把金属片垂直固定在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程S1。(2)用停表测量小车从斜面顶端下滑到撞击金属片所用的时间t1,将小车通过的路程S1和所用的时间t1填入表格中。(3)将金属片移至斜面的中部，测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段的路程S2和所用的时间

t2,将数据填入表格中。(4)利用公式算出小车在全程和上半段路程的平均速度。实验数据填入表格：运动路程/m运动时间/s平均速度/(m⋅s−1)s1＝t1＝v1＝s2＝t2＝v2＝5.分析与论证：小车沿斜面滑下时速度越来越大。6.评估：(略)7.交流；(1)在本实验中，为了方便计时，斜面要足够长、坡度要小(注意：坡度也不能过小，否则会造成每次测出的平均速度过于接近)，且测量过程中不要改变斜面的坡度。(2)金属片的作用：①防止小车滑落；②便于测准时间。(3)实验前要学会熟练地使用停表，以减小实验过程中测量时间的误差。(4)测量小车在斜面上通过的路程时，必须头对头，尾对尾。(5)要测量哪一段路程的平均速度，就测量其对应的路程及通过这段路程所用的时间。(6)因为小车在斜面上做加速直线运动，所以下半程的平均速度最大，上半程的平均速度最小，即。基础自测：1．如图是“测量小车的平均速度”的实验中，图中秒表显示的是时、分、秒.下列说法正确的是A．要使斜面保持一个很小的坡度，是为了让小车做匀速直线运动B．小车在上半程的平均速度v1小于全程的平均速度vC．测量小车在下半程的平均速度v2时，可让小车从斜面中点由静止下滑D．此过程中小车的平均速度是9m/s【答案】B【解析】斜面的坡度越小，小车在斜面上运动的时间越长，时间越容易测量，不是为了让小车做匀速直线运动，故A错误；由于小车在下滑时，速度是越来越快的，所以上半程的平均速度应小于全程的平均速度，故B正确；测量下半段平均速度时，也要让小车从斜面的顶端滑下，故C错；由图得，物体在此过程内的平均速度：v＝，故D错；应选B．2．如图所示，小车水平向右做直线运动。数字钟显示的时间格式是“时:分:秒”，则小车从起点到终点通过的总路程是cm，全程的平均速度是cm/s。【答案】4.500.9【解析】小车从起点到终点通过的总路程：s=8.00cm－3.50cm=4.50cm，小车运动的时间t=5s，小车的运动速度v=EQ\F(s,t)=EQ\F(4.50cm,5s)=0.9cm/s。3．用同一辆小车装载不同质量的物体后，从如图斜面所示位置静止释放，直到撞上金属片，测此过程小车的平均速度．做实验所得数据如下表．试验次数木块质量/g运动距离/m运动时间/s11001.0000.821501.0000.832001.0000.842501.0000.8（1）第一次实验小车的平均速度是多少?（2）在图中画出需要测量的运动距离。（3）根据表格中的数据,归纳本实验小车的平均速度与质量是否有关?________________________________________________________________________________。【答案】1.25m/s；见解析；四次实验所用的木块质量不同，运动距离和运动时间均相同，即平均速度相同，可知木块的平均速度与质量无关【解析】(1)平均速度的计算公式为：v=s/t；第一次实验中小车运动的距离为1m，运动时间为0.8s，则平均速度为：v=s/t=1m/0.8s=1.25m/s(2)需要测量的距离是小车从最高点释放直到撞上金属片的距离，即斜面的长；如图所示：(3)实验过程来看，四次实验所用的木块质量不同，运动距离和运动时间均相同，即平均速度相同，可知木块的平均速度与质量无关．4．小明看到滑雪运动员从越陡的坡滑下时，越快滑到底端．对此他猜想：“斜坡的长度一定时，离地高度越高，斜面坡度越大，物体从静止开始滑到底端的平均速度也越大”．请你设计实验验证其猜想．（1）实验所需的公式：_______．（2）实验器材：除了如图所示的器材，还有刻度尺，那么你还需要的测量工具有_______．（3）实验步骤(可用画图或文字表述):①按图安装好实验器材；②测量木块的高度h1,让滑块从顶端由静止滑到底端,记录滑块由静止滑到底端的时间t1；③保持长木板的______一定，并记录______，让小车从______由静止滑到______，记录______；④____________，重复②③步的实验；⑤分析对比证据中的什么可得出“物体由静止滑到底端平均速度与坡度的关系”?_________________．【答案】（1）；（2）停表（3）③长度；滑块从长木板顶端滑到底端的距离s；长木板顶端；底端；时间；④滑块起始点总是在长木板的顶端；⑤时间【解析】(1)实验公式。(2)实验器材：测量长度需要刻度尺，测量时间需要停表。(3)为探究“斜坡的长度一定时，离地高度越高，斜面坡度越大，物体从静止开始滑到底端的平均速度也越大”，应用控制变量法，控制长木板的长度相同，滑块在长木板的顶端下滑，改变长木板的倾角，多次实验

①如图所示，把木块固定在A点，用刻度尺测出滑块到木板低端的距离s；②让滑块长木板顶端静止释放，用停表测出滑块从释放点到长木板底部用的时间t；③把木块移动到B点，让滑块从长木板顶端静止释放，重复以上步骤；④把木块移动到C点，重复③实验；⑤由于每次滑块下滑的距离总是从长木板的顶端到底端，因此滑块每次的距离s是一样的，根据公式v=s/t，只需比较每次的时间t即可判断平均速度的大小关系，t越小的平均速度越大。考点突破考点1.测量平均速度方法：平均速度测量问题的四个突破点：(1)明确实验原理，测量方法及实验步骤；(2)把握题意，从题图或题表中获取解题信息；(3)根据公式计算平均速度；(4)根据要求进行分析，得出结论。例1.小华在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度（分度值为1mm）的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A.、B.、C.三处时电子表的显示（数字分别表示“小时：分：秒”）（1）该实验是根据公式__________进行测量的．（2）实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较__________（填“大”或“小”）．（3）请根据图中所给的信息回答：sAB__________cm，tBC__________s，vAC__________m/s．（4）实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了A点才开始计时，则会使所测AC段的平均速度vAC偏__________．（填“大”或“小”）（5）由实验看出，小车在下滑过程中是在做__________运动．（填“匀速”或“变速”）【答案】（1）；（2）小；（3）4.00

1

3；（4）大；（5）变速【解析】(1)实验中根据求出平均速度,所以实验原理是：；(2)斜面的坡度较小，小车运动速度较慢，运动时间较长，便于计时；由图知,前半程通过的距离为sAB=10.00cm−6.00cm=4.00cm，用时2s；后半程通过的距离为6cm−1cm=5cm,用时tBC=1s；全程通过的距离为10cm−1cm=9cm，用时3s；整个路程平均速度是：v===0.03m/s；(4)如果让小车过了A点才停止计时,会导致时间的测量结果偏小,由公式v=知，AB段的平均速度会偏大。（5）由图可得

小车运动前半程的平均速度是：v1===0.02m/s；后半程的平均速度是：v2===0.05m/s，故前半程的平均速度为v1小于后半程的平均速度为v2，小车在下滑过程中是在做变速运动．考点2.频闪照片测平均速度方法：频闪照相机是每隔相等的时间拍摄一次图像，即相邻两图片间的时间相等，若知道频闪的频率，就可以知道相邻两图片间的时间，再应用刻度尺测出对应的距离，就可以测出任一段的平均速度。例2．如图是一位摄影爱好者用频闪摄影技术拍摄的一张照片，清晰地记录了网球被击出后某一段的运动轨迹，已知此次摄影的闪光频率（每秒钟得到影像的次数）为100赫兹，网球的直径约为6cm。现将一条刻度尺放在照片上来估测网球的运动速度。由图可知，网球从A位置运动到B位置所用的时间是s，网球在AB段运动的平均速度约为m/s。【答案】0.04；20。【解析】根据摄影的闪光频率结合图示得出网球从A位置运动到B位置所用的时间和小球从A位置运动到B位置实际通过的路程，然后利用速度公式计算速度。解：根据题意可得，网球从A位置运动到B位置所用的时间：t=EQ\F(4,100)s＝0.04s，由图知，刻度尺的分度值为0.1cm，照片中一个网球占据刻度尺的3个小格，即照片中网球的直径为0.30cm，照片中网球从A位置运动到B位置通过的路程为4.00cm，已知网球的实际直径约为6cm，设网球实际通过的路程为s，由比例关系可得：EQ\F(s,4.00cm)=EQ\F(6cm,0.30cm)，解得s＝80.00cm＝0.8m，则网球在AB段运动的平均速度：v=EQ\F(s,t)=EQ\F(0.8m,0.04s)=20m/s。考点3.测平均速度的应用方法：实际生产、生活中平均速度的测量方法（1）“一定”：确定实验原理；（2）“二选”根据实际要求，选择能准确测量路程和时间的工具；（3）“三设计”：根据实际问题，设计合理的实验方法和步骤，用选择的实验器材测出物体运动的路程和时间；（4）“四计算”：将物体运动的路程和时间数据代入公式，计算物体的平均速度。例3．在“测量物体运动的速度”的实验中，小龙和小柳测量小明跑40m的速度．

（1）小龙和小柳用（填一种测量工具）在室外测出40m的路程．

（2）小柳担任计时员，他用（填一种测量工具）测量小明跑步的时间，他应站在（选填“起点”或“40m”）．

（3）小龙担任发令员，发令后，小明跑完40m的路程，小柳计时如图所示，由图可知，小明跑40m所用的时间为s．

（4）小明跑40m的速度是m/s．【答案】（1）卷尺；（2）秒表；40m；（3）8；（4）5。【解析】分析

（1）（2）要测量速度，需要测量出：路程和时间．测量路程的工具：刻度尺、米尺、卷尺等，测量时间的工具：秒表；

（3）秒表的中间的表盘代表分钟，周围的大表盘代表秒，秒表读数是两个表盘的示数之和．

（4）已知时间和路程，利用速度公式计算速度．解答

解：

（1）要在室外测出40m的路程，由于测量的路程较大，因此应选择卷尺来测量路程；

（2）测量时间的工具是秒表；计时员应该站在终点处计时，即他应站在40m处．

（3）由图可知，小盘的分度值是0.1min，指针在0min和1min之间；大盘的分度值是1s，而大盘指针在8s，因此秒表读数为8s．

（4）小明跑40m的速度：v=stst=40m8s40m8s=5m/s．

故答案为：（1）卷尺；（2）秒表；40m；（3）8；（4）5．点评

本题考查“测小车的平均速度”的实验，一定学会读出路程和时间，按平均速度的定义代入v=stst求出平均速度．考点4.实验评估例4.图甲是测量平均速度的实验装置，图乙是某教师的改进实验：将一小块含铁小重物（涂黑部分）密封在灌满水的长直玻璃管内。当长直玻璃管竖直后，迅速移去玻璃管顶端的小磁铁，小重物开始下落，分别测得小重物下降15厘米、30厘米、45厘米处所用的时间，实验数据如下表：

实验次数

时间/秒距离/厘米15304511.001.922.8220.991.942.8030.961.902.78

（1）分析表中数据（不考虑实验误差），从最高处下落到玻璃管底部的过程中小重物

（填“是”或“不是”）做匀速直线运动；

（2）为求小重物在第一次实验时整个下落过程的平均速度，某同学采用了下列两种计算方法：

方法1：

方法2：

以上两次计算方法正确的是

。（填“方法1”/“方法2”/都正确）

（3）在甲实验中，要使铅笔在桌面上滚动的平均速度变大，可采取的方法有

（写出一点即可）；

（4）与甲实验相比，乙实验具有能保证物体做直线运动、便于观察实验过程等优点，但还有继续改进之处，你的改进建议是

（写出一点即可）；【答案】（1）不是；（2）方法1；（3）增大纸板角度，减小下滑时间；（4）增长玻璃管的长度，可以增加下落时间，便于测量．【解析】（1）由表中实验数据可知，在相同的路程（15cm）内，所用的时间不相同，所以从最高处下落到玻璃管底部的过程中小重物不是做匀速直线运动；（2）方法1计算平均速度是用总路程除以总时间正确；方法2是加起来被3除，那叫速度的平均，错误；（3）增大