第一章 第4节 测量平均速度 -2022-2023学年初中物理人教版 八年级上册

数据(现象)记录并分析 测量物体运动的平均速度 实验装置如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持很小的坡度。 实验步骤如下。 1. 把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程s1,把s1和后面测得的数据填入下表中。 2. 用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。 3. 根据测得的s1、t1,利用速度公式公式算出小车通过斜面全程的平均速度v1。 4. 将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离s2。 5. 测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程s2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度v2。 测量物体运动的平均速度 1. 为什么要使斜面保持很小的坡度?坡度大点不行吗? 2. 若提前计时或者延后计时,得出的平均速度与正常操作有什么区别? 3. 如果考虑刻度尺的热胀冷缩,那么得出的平均速度与正常操作有什么区别? 方便测量时间。坡度大了会导致物体移动过快,所测量的 t 偏小 提前t 偏大;延后 t偏小 尺子受热膨胀后,两刻度之间的距离(分度值)会变大,但读数还是按照原来的来读,因此会导致测量(读数)的s偏小。 尺子遇冷缩短则测量的s偏大。 测量物体运动的平均速度 【例题】如图所示,使斜面AC保持较小的坡度不变,让小车从A开始静止下滑(其中B为AC的中点),测出小车下滑的距离 s 和所用时间t,并作出 s-t 图像。由图像可知,小车在BC 段的平均速度为_m/s;小车在前半程AB的平均速度_(选填“大于”、“小于”或者“等于”)后半程BC 的平均速度;若斜面的坡度较大,可能会使测量的_不准确,导致计算速度的结果_。 (选填“偏大”、“偏小”或者“无影响”) 0.5 小于 时间 偏大 测量物体运动的平均速度 小 40.0 0.25 大 扩展性实验 测量物体运动的平均速度 物体运动的情况还可以通过另外一种办法即时测定、显现出来。如图1.4-2所示,A为可在斜面上自由移动的小车,B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B利用超声波可以测出不同时刻小车A与它的距离,这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。 计算机把在不同时间测出的运动物体的速度显示在屏幕上(横轴为时间,纵轴为速度),我们就可以直观地看出物体的速度是增大的、减小的还是不变的。用图所示的装置,做下面的实验。 1. 测量小车在斜面上运动的速度。 2. 将位置传感器B放置在合适的位置,实验者面对传感器B, 前后行走,在计算机屏幕上观察行走速度的变化情况。 A 加速 0.8 0.1 0.7 科学世界 测量物体运动的平均速度 在日常生活、生产中,我们通常用刻度尺、卷尺等工具来测量物体的长度。在工业生产和科学研究中,还会用到其他一些技术来测量距离,如超声波测距等。 超声波在空气中的传播速度约为340 m/s。超声波的指向性强,因而经常用于距离的测量、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。 超声波测距原理如图1.4-3所示。发射器向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时。超声波传播时碰到障碍物会被反射,接收器收到反射波就停止计时。根据计时器记录的时间t,仪器自动计算出发射点与障碍物之间的距离。 如果障碍物是运动的物体,超声波测量仪还可以测出 物体移动的速度。 【例题】小虎乘坐着一辆速度为10m/s的汽车匀速驶向一座山崖,他向山崖大喊一声,历时5s听到回声。(声音的速度为340m/s) (1)5s内,声音在空气中传播的路程是多少; (2)汽车匀速行驶0.4km所花的时间是多少; (3)他听到回声时离山崖有多远。 利用回声求距离 山崖(不动) 1700m 40s s车=v车×t=50m s声=1700m 2s1=s车+s声 s==825m 825m s1 【变式】如图所示是在斜面上测量小车运动的平均速度的实验,让小车从斜面A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。(计算结果保留小数点后两位) (1)根据实验的原理_可知,实验中为了方便计时,应使斜面坡度较_(选填“大”或“小”); (2)图中AB段的路程sAB=_cm,如果测得小车AB段的时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB=_m/s; (3)实验前必须学会熟练使用停表,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_(选填“大”或“小”)。 【例题】爱思考的小明同学用另一套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=2.5s;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_(选填“A”或“B”)处静止释放,并在B 处开始计时,在C处停止计时; ②物体运动的情况还可以通过另一