内容正文:
第1-3讲 运动的快慢和速度的测量
知识点1:速度
在物理学中, 为了比较物休运动的快慢, 采用“相同时间比较路程”的方法, 也就是将物休运动的路程除以所用时间。这样,在比较不同运动物体的快慢时,可以保证时间相同。在物理学中,把路程和时间之比叫做速度。
通常用字母v表示速度,s表示路程,t表示时间,那么有
速度常用的两个单位m/s和km/h之间的换算关系为
1m/s=3.6km/h
【典例探究1】百米运动员起跑后,6 s末的速度为9.3 m/s,10 s末到达终点时的速度为15.5 m/s他跑全程的平均速度为( )
A.12.2 m/s B.11.8 m/s C.10 m/s D.10.2 m/s
【解题思路】
【答案】C
【解析】 百米赛跑的总路程为 100 m,总时间为10s,故全程的平均速度为
故选C。
【典例探究2】甲、乙两车在某一平直公路上,从同一地点同时向东运动,它们的s-t图像(路程-时间图像)如图所示,则下列判断错误的是( )
A.甲、乙都在做匀速直线运动 B.甲的速度小于乙的速度
C.若以乙为参照物,甲往东运动 D.经过4s,甲、乙相距8m
【解题思路】
【答案】C
【解析】 A.由图像知,甲和乙两车的s-t图线都是倾斜直线,它们通过的路程与时间成正比即甲、乙两车都在做匀速直线运动,故 A 正确,A不符合题意;
B.由图知,相同时间内乙车通过的路程大于甲车通过的路程,所以乙车的速度大于甲车的速度,故 B正确,B不符合题意;
CD.两车同时、同地向东做匀速直线运动,由图知,4s内甲车通过的路程为s甲=4m,乙车通过的路程为s乙=12 m,甲车乙车的后方
s=s乙-s甲=12 m-4m=8m
处,所以以乙为参照物,甲向西运动,故C错误,C符合题意,D正确,D不符合题意。
故选C。
知识点2:测量物体运动的平均速度
实验装置如上左图所示,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t,算出小车通过上半段路程的平均速度v2。
路程
运动时间
平均速度
s1=
t1=
v1=
s2=
t2=
v2=
【典例探究】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,______。
【解题思路】平均速度的测量:在生活、生产实际中,我们经常需要测量物体的平均速度,平均速度的测量也是物理学中常见的测量。
平均速度的测量原理是速度公式,常用工具有刻度尺、停表(或计时器)。
注意:(1)任何物体都可以作