内容正文:
1.4 测量平均速度
目标梳理
学习目标
重点难点
1.能用停表、刻度尺正确地测量时间、距离,并会求平均速度;
2.体会设计实验、实验操作、记录数据、分析实验结果的过程;
3.通过实验激发兴趣,培养认真科学的态度,正确、实事求是记录数据的作风。
重点:精确测量某一段路程的平均速度;
难点:如何设计实验使测得的结果更准确。
知识梳理
实验原理:利用公式v=计算.
实验器材:斜面、木块、小车、刻度尺、停表、金属片等.
实验方法:利用刻度尺测出物体通过的路程,利用停表测出物体通过这段路程所用的时间,则可利用公式v=计算出物体的平均速度.
注意:斜面的坡度应该小一些.斜坡坡度越大,小车的速度越快,小车运动到底端所用的时间越短,越不易计时,测量时间时的误差就越大,所以为了减小误差,应该减小斜面的坡度.
重点梳理
【重点01】测量平均速度
实验原理:;
实验器材:斜面、小车、金属片、刻度尺、停表。
实验时用 刻度尺 测出小车通过的路程,用 停表 测出小车通过这段路程所用的时间,再用公式计算出小车在该段路程的平均速度。
实验目的:①测量下车下滑时的平均速度;②探究小车在斜面上运动的速度变化特点。
实验步骤:
(1)如图,斜面的一端用木块垫起,使它保持很小的坡度。
(2)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车车头到金属片的距离s1。
(3)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。
(4)将金属片移至斜面的中部,小车放在斜面顶端,测出小车车头到金属片的距离s2,然后测出小车由斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t2。
(5)记录实验数据并求出相应物理量。
分析与论证:分析表中数据,可得出,我们还可以进一步分析下半段路程的速度,从图中我们可看出下半段的路程,下半段的速度,三次平均速度的大小关系依次是:。
实验结论:小车在从斜面顶端下滑到底端的过程中,速度越来越快。
2.注意事项
(1)金属片的作用是什么?
答:便于测量时间和让小车停止运动。
(2)斜面的坡度为什么不能太小也不能太大?
答:斜面的坡度过小,小车可能达不到底部;斜面的坡度过大,记录时间不准确,导致实验误差大。
(3)如何测量小车在下半段的平均速度?
答:先测量全程路程s1,总路程减去上半段路程s2,下半段所用时t2,全程所用总时间t1减去上半段所用时间t2,则
(4)实验中为什么要求多测几组数据。
答:为避免因实验偶然性带给结果的误差,增强实验结论的普遍性。
(5)如何测小车下滑的距离。
答:小车的距离为车头到车头距离,不是斜面的长度。
(6)小车下滑的要求
答:小车从斜面顶端静止释放,且保证每次小车都从同一位置释放。
(7)测量过程能否改变斜面坡度?
答:测量过程中不能改变斜面坡度。
(8)测量中的偏大、偏小问题
答:若小车开始开始滑动后才开始计时,会导致测量时间偏小(偏大/偏小),测量平均速度偏大(偏大/偏小);若过了终点才停止计时,会导致测量时间偏大(偏大/偏小),测量平均速度偏小。
【重点02】超声波测距离、频闪摄影、雷达测速
装置含有超声波发射装置、接收装置、控制器三部分。超声波发射装置发射一段超声波,遇到障碍物后超声波会发生反射,反射回来的超声波会被接收装置接收。当发射装置发射超声波以后控制器便开始记录时间,当接收装置接收到反射回来的超声波以后控制器停止计时,全程总时间为t。因此就可以测出障碍物离发射装置的距离。
超声波测距离:,t代表全程的总时间。
频闪摄影:又称为连闪摄影,在一个画面上记录物体连续运动过程的记录方法。如图所示
频闪摄影:
①每一张频闪照片,都是由多张照片叠加而成的。
②相邻两图之间时间间隔都是相同的。如图所示,若频闪相机每隔0.2s闪一次,则图中影像1和影像2,影像2和影像3、影像3和影像4之间时间间隔都是0.2s。
【例1】一辆普通家用轿车的长约为4.5m,如图是某家用轿车在平直公路上行驶时,用相机每隔 0.5s曝光一次得到的照片。拍照过程中,轿车的平均速度最接近于( )
A.30km/h B.60km/h C.90km/h D.120km/h
注意时间间隔的计算方法:两两相邻照片之间才算1个时间间隔,所以n张照片就有(n-1)个时间间隔。选C
雷达测速:交通警察是采用测速雷达来发现超速并及时提醒司机的.当将测速雷达瞄准行驶车辆时,测速雷达就会显示出该车的瞬时速度,警察就可以判断其是否超速行驶.但雷达发射的信号为电磁波信号,波束为3×108m/s。
分段求平均速度问题的思路
(1)判断是时间分段,还是路程分段;时间分段设时间t,路程分段设路程s。
(2)利用,,建立方程组。
(3)求解方程组中的未知数。
1.运动会男子100m决赛,同学们测量了运动员跑到离起点20m、80m、100m处的时