内容正文:
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v
C.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。
SHAPE \* MERGEFORMAT
【答案】4.50 0.9
【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==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/s
1
100
1.000
0.8
2
150
1.000
0.8
3
200
1.000
0.8
4
250
1.000
0.8
(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:____