内容正文:
实验专练1 测平均速度和声相关实验
知识点一 测平均速度
1.小明用小车、长木板、刻度尺、秒表、木块等器材探究小车沿斜面滑下时速度的变化,实验设计如图甲所示,让小车从斜面的A点由静止滑下并开始记时,分别测出小车到达B点和C点的时间tB、tC。
(1)实验前要学会正确使用刻度尺和秒表,如图乙所示木块的长度为 cm;
(2)经测量,AB、BC段长度均为40.0cm,tB=3.0s,tC=5.0s,则小车在BC段的平均速度为 cm/s;
(3)由以上可知:小车从斜面上A点滑下的过程是做 直线运动,小车的重力势能 ,动能 (后两空选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】(1)2.70 (2)20.0 (3)变速(加速) 减小 增大
【解析】(1)图中刻度尺1cm又分为10个小刻度,故最小刻度值为1mm;起始端刻度值为13.00cm,末端刻度值为15.70cm,物体长度为15.70cm-13.00cm=2.70cm;
(2)由图知,BC段的路程sBC=40.00cm,
小车通过BC段的时间:tBC=tAC-tAB=5.0s-3.0s=2.0s,
小车通过BC段的平均速度:vBC==20cm/s;
=
(3)因为小车从斜面上向下运动时,速度越来越快,因此小车在整个运动过程中作变速直线运动;
小车质量不变,高度降低,重力势能减小;小车速度变大,动能增大。
2.小明同学用如图所示的装置研究小车在斜面上的运动。他将小车从坡顶A处静止释放,测出小车从A滑到坡底C处的时间t1=2.6s;再次将小车从A处静止释放,测出小车从A滑到中点B处的时间t2=1.8s。
(1)通过小明的测量数据可以判断,小车在前半程的平均速度 全程的平均速度。(选填:大于、等于、小于)
(2)小明想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从 处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时。(选填:A、B)
(3)物体运动的情况还可以通过另一种办法即时测定、显现出来。位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离,计算机就可以算出小车在不同位置的速度(如图2)。屏幕图象如图3所示,横轴为时间,纵轴为速度,通过图象可以看出小车在斜面上滑下时是 (选填:匀速、加速)运动的;小车到达坡底时的速度为 m/s。
【答案】(1)小于;(2)A;(3)加速;0.8。
【解析】(1)根据图象读出AB段和BC段的距离和时间,运用公式v=求出AB段和BC段的平均速度;并进行比较;
(2)测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从A处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时;
(3)匀速直线运动的v﹣t图象是一条平行于时间轴的直线,匀加速直线运动的v﹣t图象是一条向上倾斜的直线,减速直线运动的v﹣t图象是一条向下倾斜的直线。
解:
(1)设全程路程为L,则小车运动的距离sAC=L,sAB=L,
由题知,所用的时间tAC=2.6s,tAB=t2=1.8s,
则小车在前半程的平均速度:vAB=;
L,1.8s) = =
小车运动全程的平均速度:vAC=;
=
所以vAB<vAC,即AB段的平均速度小于全程的平均速度;
(2)测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从A处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时;
(3)匀加速直线运动的v﹣t图象是一条向上倾斜的直线,由图象可知,小车在斜面上滑下时是加速运动的;小车到达坡底时的时间是25s,对应的速度为0.8m/s。
3.在“测量物体运动的平均速度”实验中。
(1)小球从A处沿斜面由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程,如图14所示,小球在做_______(选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动,小球受力________(选填“平衡”或“不平衡”)。
SHAPE \* MERGEFORMAT
(2)实验数据如下表所示,小球在BC段的平均速度为______m/s,CD段的路程为_______m,比较AB与BC段的平均速度得_______(选填“>”、“<”或“=”)。
路程(m)
运动时间(s)
平均速度(m/s)
经过某点时的速度(m/s)
sAB=0.3m
tAB=0.5s
vAB=0.6m/s
vB=1.2m/s
sBC=0.9m
tBC=0.5s
vBc=
vC=2.4m/s
SCD=
tCD=0.5s
vCD=3m/s
vD=3.6m/s
(3)为进一步探究小球在斜面上运动的速度与时间的关系,根据表中数据做出了图像,如图15所示,假设斜面足够长,小球从A处滚下,经过2s到达E点(图14中未画出),则该小球经过E点时的速度为___