内容正文:
1.4 测量平均速度(解析版)
本节学习目标
1. 进一步加强对平均速度的理解;
2. 知道平均速度的概念及意义;
3. 学会平均速度的测量;
4.通过实验培养学生的科学方法和科学素养。
要点一 测量平均速度
1.如果测出了物体运动的距离s和通过这段距离所用的时间t,就可以算出物体在这段时间内运动的
平均速度。
2.平均速度的计算:
要点诠释:
1.生活中变速运动比较常见,我们所说的速度,多数情况下指的是平均速度。
2.平均速度表示运动物体在某段时间内(或某段路程内)的快慢程度。
【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。
【例】以“城市•让生活更美好”为主题的上海世博会于2010年5月1日拉开帷幕。同在N城工作的小王和小林结伴自己开车一起去看世博会。如图所示为他们在某一十字路口等红、绿灯后再次启动过程的频闪照片。该车从图示起点处(车头所对的零刻度线位置)由静止开始出发,同时,摄像头开始拍照,以后车沿直线向右运动的过程中,照相机每隔0.2s曝光一次。仔细观察频闪照片,如果该车照此规律从起点运动0.8s到达D处。填写表格中所缺的数据(不需要估读)。
位置
起点
A
B
C
D
时间/s
0
0.2
0.4
0.6
0.8
路程/m
0
1
4
9
全程的平均速度/m.s-1
【答案】16;20。
【解析】由图可知第三个0.2s到达第9格,第四个0.2s到达16格(16m);
已知:s==16m t=0.8s,
全程的平均速度:
【点睛】(1)直接通过观察图形,运用刻度尺的读数方法即可得到缺少的数据;(2)确定总路程和用的时间,利用速度公式求全程的平均速度。
【考点分析】直接通过观察图形,运用刻度尺的读数方法即可得到缺少的数据;确定总路程和用的时间,利用速度公式求全程的平均速度。
【变式1】如图,是一个水滴下落过程的示意图,水滴通过AB和BC所用时间均为0.1s。水滴由A位置下落到C位置运动的距离是 cm,则这个过程中水滴下落的平均速度是 m/s。该水滴下落过程是 运动。(选填“匀速直线”或“变速直线”)
【答案】20.0;1;变速直线。
【解析】由图可知,刻度尺的分度值为1cm,则水滴由A位置下落到C位置运动的距离为s=20.0cm=0.2m;
则这个过程中水滴下落的平均速度是v===1m/s;
水滴通过AB和BC所用时间相等,路程不相等,所以该水滴下落过程是变速直线运动。
【变式2】小明在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图的实验装置:小车从带刻度(分度值为1cm)的斜面顶端由静止下滑,图中所示是小车到达A、B、C三处时电子表的显示:
(1)该实验是根据公式 进行测量的。
(2)实验中为了方便计时,应使斜面坡度较 (填“大、小”)。
(3)请根据图中所给信息回答: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点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 (填“大、小”)。
【解析】(1)平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值,计算公式为;
(2)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面坡度应较小。
(3)由图示可得:SAB=SA-SB=10.00cm-5.00cm=5.00cm tBC=1s
SAC=SA-SC=10.00cm-0=10.00cm tAC=3s,
平均速度:;
(4)计时晚,所计时间偏小,用公式算出的速度偏大。
【点睛】(1)相机拍照间隔的时间是相同的,由图可知:在相等的间隔时间内,小球运动的距离逐渐变大,小球的运动速度逐渐变大,做的是变速直线运动;(2)由照片中小球的运动轨迹可知,小球运动的速度随着时间的推移逐渐变大,图C符合题意。
【变式3】为了保障学生安全,交警在育才中学校门前的街道,设置了限速30km/h的标志牌。