内容正文:
课时1.4 测量平均速度(帮课堂)(原卷版)
【学习目标】
1.能用刻度尺测出物体运动的路程,能用停表测出物体通过这段路程所用的时间;
2.能更公式计算出物体在这段时间内运动的平均速度;
3.能写出简单的实验报告。
【知识导图】
【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
(2022·湖南常德)小明所在的实验小组想探究物体从斜面上滑下的速度大小与哪些因素有关。通过观察,他们猜想:物体到达斜面底端时速度v的大小可能与物体的质量m、斜面的倾角θ、斜面的材料这三个因素有关。于是他们选择以下器材进行探究:一个右端固定有遮光片的长方体木块质量为200g、一个100g的砝码(可粘在木块上表面)、两个长度相同材料不同的斜面A和B(斜面底端安有光电门)。实验装置如图所示,他们的实验操作是让木块沿斜面直线下滑,利用光电门速度传感器测得木块到达斜面底端时的速度v。
(1)为了保证从实验数据得出结论的可靠性,下列说法正确的是______;
A.斜面越长越好
B.斜面越宽越好
C.木块每次都由静止开始下滑
D.木块每次都从斜面上相同的位置下滑
(2)在本实验中,光电门速度传感器的工作原理是当木块上的遮光片通过光电门时光被挡住,计时器开始计时,当遮光片离开光电门时计时器停止计时,这样就可以根据遮光片的宽度与运动时间计算出此时木块的速度。已知遮光片的宽度为1.2cm,如果计时器某次显示的时间为0.005s,则此次测得的木块速度为 ______m/s;
(3)小明他们改变相关条件,多次实验,得到了下列数据:
实验序号
θ
斜面
m/g
v/(cm/s)
1
20°
A
200
245
2
20°
A
300
245
3
20°
B
200
153
4
20°
B
300
153
5
30°
A
200
358
6
40°
A
200
438
①分析比较表中数据可得:v与前面猜想的三个因素中的______无关;
②分析比较实验序号1和3,2和4可得出v与______有关;
③分析比较实验序号1、5、6,可得出木块到达斜面底端时的速度与斜面倾角的关系是:当斜面材料相同时,______。
【方法帮】
题型一:测量小车的平均速度
解题通法
解答测平均速度实验题要注意:
一明确
明确实验原理、实验方法和实验过程
二把握
准确把握题意,准确