内容正文:
►第一章 机械运动
第4节 测量平均速度(精讲)
■重点01 测量平均速度
【例题1】小明在“测小车平均速度”实验中,设计了如图所示实验装置:小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中圆圈是小车到达、、三处时电子表的显示。
(1)该实验的实验原理 。
(2)实验中应使斜面的坡度较 (填“大”或“小” ,目的: 。
(3)请根据图中信息填空: , , 。
(4)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了点后才开始计时,则会使所测段的平均速度偏 (选填“大”或“小” 。
(5)实验中小车下滑过程中速度越来越 ,在做 运动(选填“匀速”或“变速” 。
(6)为了测量小车在段运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从点由静止释放,测出小车到达点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。他的做法正确吗? ,理由是 。
(7)下面是实验过程中同学们观点,其中正确有 。(多选)
、做成一个斜面是为了使小车在斜面上做变速运动
、在使用刻度尺测小车运行的路程时应该注意刻度尺的正确使用方法
、当改变斜面倾斜程度来再次测量小车在段、段的平均速度时,其对应的平均速度会不变
、在本实验中我们改进实验方法,选用精确的测量工具,可以避免实验误差的产生
【解析】(1)平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值,所以本实验的原理为;
(2)若要计时方便,应使斜面的坡度小一些,使小车在斜面上通过的时间更长,便于测量时间;
(3)由图知:段的距离为,
段的距离为,所用时间为;
所以,;
(4)让小车过了点才开始计时,计时晚,所计时间偏小,用公式计算出的平均速度偏大;
(5)由图可知,小车从点运动到点所用时间为,段的距离,小车从点运动到点平均速度;
小车从点运动到点所用时间为,段的路程,
则小车通过段的平均速度为:,因为,因此小车下滑过程中速度越来越快,在做变速运动;
(6)让小车从点由静止释放,测出小车到达点的时间,所测时间不是运动过程中下半程的时间,因此测得的平均速度也不是运动过程中下半程的平均速度,所以他的做法是错误的;
(7)、做成斜面,当小车放上去之后,可以自由下滑,故正确;
、在使用刻度尺测小车运行的路程时应该注意刻度尺的正确使用方法,故正确;
、当改变斜面倾斜程度后,小车下滑时所用时间不同,因此再次测量小车在段、段的平均速度时,其对应的平均速度会发生变化,故错误;
、在本实验中我们改进实验方法,选用精确的测量工具,可以减小实验误差的产生,但是不能避免误差,故错误,所以正确的有。
解法揭秘
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。
闯关演练
【闯关01】在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的点由静止开始下滑,分别测出小车到达点和点的时间,即可测出不同阶段的平均速度,对上述实验,数据处理正确的是
A.图中段的路程
B.如果测得段的时间,则段的平均速度
C.在测量小车到达点的时间时,如果小车过点才停止计时,