内容正文:
第一章 机械运动
第4节 测量平均速度
【知识梳理】
知识点、平均速度的测量
1、 实验器材:斜面、小车、停表、刻度尺
2、
实验原理:
3、 实验过程:
(1) 使斜面保持很小的坡度;
(2) 把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测量小车要通过的路程S;
(3) 测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t;
(4)
根据公式:算出平均速度;
(5) 将金属片移至斜面的中点,再次测量小车到金属片的距离,小车从斜面的顶端滑下,撞到金属片
的时间。然后算出小车通过上半段路程时的平均速度。
4、 表格:
路程
运动时间
平均速度
要点诠释:
1、 要使斜面保持较小的斜度,这样小车加速下滑的速度较慢方便计时。
2、小车从斜面滑下时,一定要做直线运动,否则测量的路程比实际路程要小,影响实验结果。
【典型例题】
类型一:测物体的平均速度
例1.做“测物体的平均速度”实验,如图,当小车自斜面顶端如图所示位置开始计时,滑至底端如图所示位置时停止计时。以下说法正确的是( )
A.此过程小车的平均速度是1.6cm/s
B.此过程小车的平均速度是1.4cm/s
C.此过程小车的平均速度是1.2cm/s
D.斜面的倾斜度越大越好,可以节省实验时间
【解析】(1)从图中读出小车从顶端滑到底端所用的时间和路程,利用v=可求出小车的平均速度。
(2)斜面坡度越小,小车速度变化越慢,小车运动时间越长,越方便时间的测量。
【答案】解:ABC、由图可知,小车从顶端滑到底端所用的时间:t=15:0.3:05﹣15:03:00=5s,行驶的路程:s=8.00cm﹣2.00cm=6.00cm,
则此过程小车的平均速度:v===1.20cm/s。故AB错误,C正确。
D、斜面坡度越小,小车速度变化越慢,小车运动时间越长,因此,斜面应选择较小坡度,这样设计是为了实验中便于测量时间。斜面的倾斜度越大,实验时间越小,不便于测量小车运动的时间,故D错误。
故选:C。
【变式】如图记录了甲、乙两车在同一平直公路上行驶时,在相同的时间内通过的路程。以下分析正确的是( )
A.甲车一定做匀速直线运动,乙车一定做加速直线运动
B.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
C.在20~30s的时间内,甲车的平均速度比乙车的大
D.在0~40s的时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等
【解析】(1)物体沿着直线快慢不变的运动为匀速直线运动,物体沿着直线速度一直增大的运动为加速直线运动,
分析图示分析甲乙两车的运动情况;
(2)比较甲乙两车在相等时间内通过的路程,判断两车的平均速度大小。
【答案】解:A、由图中只能看出甲乙两车在每10s时间内的运动路程,但不知道每时每刻两车的运动情况,故甲车不一定做匀速直线运动,乙车不一定做加速直线运动,故A错误;
BC、由图示可知,在20〜30s的时间内,甲车和乙车通过的路程相等,都是300m,所以由平均速度公式v=可知,甲车的平均速度等于乙车的平均速度,故BC错误;
D、在0~40s的时间内,甲、乙两车的路程都为1200m,根据速度公式v=可知,甲车的平均速度等于乙车的平均速度,故D正确。
故选:D。
例2.一个小球从斜面滚下,用照相机每隔0.1s拍摄一次,记录小球运动情况的照片如图所示,则( )
A.小球从A点运动到D点用时0.4s
B.小球从A点运动到D点的平均速度为0.75m/s
C.小球AC段的平均速度大于CD段平均速度
D.小球整个运动过程中速度越来越快
【解析】(1)已知用照相机每隔0.1s拍摄一次,由图可知小球从A点运动到D点经过了3个时间间隔,据此求出用的时间;
(2)读出AD之间的距离和所用的时间,根据v=求出平均速度;
(3)由图可知小球在相同时间内通过的路程越来越大,根据速度公式可知小球在整个运动过程中速度变化以及小球AC段的平均速度与CD段平均速度的大小关系。
【答案】解:
A、由图可知,小球从A点运动到D点经过了3个时间间隔,则用时3×0.1s=0.3s,故A错误;
B、AD之间的距离为s=30.0cm=0.3m,小球运动的时间为t=0.3s,
则小球从A点运动到D点的平均速度:v===1m/s,故B错误;
CD、由图可知小球在相同时间内通过的路程越来越大,所以,根据速度公式可知小球在整个运动过程中速度越来越快,则小球AC段的平均速度小于CD段平均速度,故C错误,D正确。
故选:D。
【变式】在“探究小车速度的变化”实验中,斜面AC的长度为120cm,B点是斜面AC的中点。实验时,小玲同学将小车放置在斜面A点,松手后,小车依次通过A、B、C三点的时间(停表每格为1s)如图所示。就小车下滑过程中,下列说法错误的是( )
A.以木块为参照物,小车是运动的
B