内容正文:
第04讲 测量平均速度(原卷版)
【学习目标】
1.进一步加深对平均速度的理解;
2.学会平均速度的测量;
3.会计算变速直线运动的平均速度。
【基础知识】
知识点一、测量平均速度
【实验原理】。根据公式,用刻度尺测出物体运动的路程s,用停表测出通过这段路程所用时间t,就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。
【实验器材】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。
【实验装置】如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持较小的坡度,在斜面的底端或中部固定金属片。
【实验步骤】(1)使斜面保持较小的坡度,把小车放在斜面的顶端,金属片垂直固定在斜面的底端,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滑下到撞击金属片所用时间t1,将小车通过的路程s1和所用时间t1填入表格中。
(3)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s2和所用时间t2,将数据填入表格对应的位置。
(4)利用公式,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和通过上半段路程的平均速度v2,即小车通过斜面全程的平均速度为;小车通过上半段路程的平均速度为:。
(5)整理器材
【实验数据】
路程
运动时间
平均速度
s1=1m
t1=3s
v1=0.33m/s
s2=0.5m
t2=1.8s
v2=0.28m/s
【分析与论证】
下车经过下半段的路程为s3=s1-s2=1m-0.5m=0.5m,时间为t3=t1-t2=3s-1.8s=1.2s。因此,小车通过下半段的路程的平均速度为。则平均速度的大小关系为:。
【实验结论】
小车而在斜面上做变速直线运动,在不同的路程段,小车平均速度大小不同。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
特别提醒
1.斜面的长度要足够长、坡度要小(注意:坡度也不能过小,否则测出的平均速度大小会过于接近),且测量过程中不能改变斜面的坡度;
2.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时间。
现代测速方法
超声测速
声音遇到障碍物会反射回来,根据发射和接收的时间差,可计算出发射点到障碍物的实际距离,并测出物体的速度
频闪摄影法
频闪摄像是研究物体运动时常用的一种实验方法,它借助于电子闪光灯的连续闪光,在一个画面上记录下物体连续的运动过程。因为每一次摄影的时间间隔相等,所以照片上任意相邻影像的时间间隔都相等。如图所示是时间间隔0.2s记录的弹跳小球的运动情况
GPS测速
GPS导航定位系统不仅可为各个运动载体进行定位,还可以测出其速度,目前广泛应用于各种导航软件中
【考点剖析】
考点一:测量小车平均速度
例一:小林欲测量遥控小车运动的平均速度。
(1)如图所示,遥控小车在水平路面上从A点出发,当车______(选填“头”或“尾”)运动到B点时,用刻度尺测量小车在AB段运动的路程。用表测量小车在AB段运动的时间(如图乙所示)为______s。根据公式,可计算出小车在水平路面上运动的平均速度;
(2)小林还想用如图丙所示实验装置,“探究从斜面自由下滑的小车运动的平均速度与斜面的粗糙程度是否有关”;
①在实验中,斜面下端放置弹簧片的作用是______;
②为了验证猜想,他通过在图丙所示的斜面分别铺上毛巾和棉布来改变斜面的粗糙程度;他先让小车从毛巾斜面的顶端由静止释放,测出下滑时间t1。再让小车从棉布斜面的中部由静止释放,测出下滑时间t2。最后让小车从光滑的木板斜面,距离顶端处由静止释放,测出下滑时间t3 ;他发现三次下滑的时间不同,于是得出从斜面自由下滑的小车运动的平均速度与斜面的粗糙程度有关;
请对小林这一探究过程作出评价,指出他存在的问题是:______;
③ 由实验现象还可得知,小车从毛巾斜面顶端自由下滑到下端时,小车______(填“是”或“不是”)做匀速直线运动。
例二:在测量小车运动的平均速度的实验中某小组采用了一带有刻度尺的长木板,搭建实验装置如图所示:
(1)该实验的原理是______;
(2)该实验中斜面的作用是______;
(3)如图所示,小车从A到B经过的路程为______cm,若AB段用时0.9s,则小车AB段的平均速度为______m/s;
(4)将金属片放到C点,测量出小车从A到C用时1.6s,则小车在AC段的平均速度______(填“大于”“小于”“等于”)车在AB段的平均速度;
(5)为了较准确的测量从A到C的平均速度,需要测量3次,其目的是______;
该组设计了实验表格如下,请将第一行空格补充完整______;
次数
路程s/m
速度v(m/s)
平均值vl /(m/s)
1
2
3
(6)小组的成员分别画出小车从A到C的s﹣t图象的大致情况,其中与事实