内容正文:
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模块四 力学
三、力与运动
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实验考点19 测量物体运动的平均速度
三
力与运动
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实验精讲
1.实验原理: 。
2.实验器材:小车、斜面、木块、金属片、停表、刻度尺。
3.实验装置图:
4.在实验中斜面的坡度不宜过大的原因:不让小车下滑得太快,方便准确测量时间。
5.刻度尺和停表的读数:刻度尺读数时要估读到分度值的下一位;实验中常用普通的数字钟表代替停表,数字钟表显示时间的格式是“时:分:秒”。
6.金属片的作用:使小车在同一位置停下,便于准确测量小车运动的时间。
三
力与运动
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7.测量下半段路程的速度时,不能让小车从斜面中点由静止释放。因为小车沿斜面自由下滑时,它的速度越来越快,若从斜面中点由静止下滑,则所测路程对应的时间偏大,速度偏小。
8.小车从斜面顶端运动到底端的过程中做变速(加速)直线运动。
9.小车通过上半段路程的平均速度小于小车通过全程的平均速度。
10.多次测量时必须让小车从斜面的同一位置由静止开始下滑。
11.测量多组实验数据的目的是取平均值减小误差。
12.平均速度的计算:利用实验数据,计算小车通过斜面前、后半段路程以及全程的平
均速度,后半段路程 ;通过后半段的时间 。测量小车通过的路程时,应
是两次车头(或车尾)对应的刻度差,计算时注意单位的统一。
三
力与运动
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13.小车从斜面顶端运动到底端的过程中(不计摩擦及空气阻力),重力势能减小,动能增大,机械能不变。
14.误差分析:①若小车经过终点后再停止计时,会导致时间测量值偏大,测得的平均速度偏小;②若小车没有由静止从顶端释放,会导致时间测量值偏小,测得的平均速度偏大。
三
力与运动
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实验精练
练习 在测量“小车运动的平均速度”实验中,如甲图所示把小车放到斜面的适当位置,
金属片放到斜面的底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程 ,用停表测量小车从
斜面上由静止滑下到撞击金属片的时间 ,停表记录的时间如乙图所示,由以上测
量即可算出小车通过全程的平均速度 。
甲
乙
三
力与运动
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(1)小车沿斜面下滑的过程,做______(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
变速
【解析】 小车在斜面上运动的速度越来越快,做的是加速运动,即做变速直线运动;
(2) _ _____ , _____ , ________ (最后一空保留三位小数)。
<m></m>
<m></m>
<m></m>
【解析】 由图甲可知小车从开始下滑到撞击金属片时通过的路程为
,由图乙可知,停表小盘的指针在 之间,读数为
,小盘的指针更靠近“0”,因此大盘的指针读数在 内,即
,则小车通过全程的平均速度为 ;
三
力与运动
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(3)用同样的方法可测量并计算出小车通过斜面前半程的平均速度 ,则 ___
(选填“ ”“ ”或“ ”)。
<m></m>
【解析】 因为小车在斜面上下滑的过程中做加速运动,通过前半程的时间比后半程的时间长,即通过前半程的时间 ,由 可知前半程的平均速度 ,全程的平均速度 ,因此 。
三
力与运动
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(4)物体运动的情况还可以通过另一种办法测定、显现出来。位置传感器利用超声
波测出不同时刻小车与它的距离,计算机可以算出小车在不同位置时的速度(如图
1)。屏幕上的图象如图2所示,横轴为时间,纵轴为速度,通过图象可以看出小车
从斜面上滑下时做______(选填“匀速”或“加速”)运动;小车到达斜面底端时的速
度为____ 。
图1
图2
加速
0.8
三
力与运动
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【解析】 匀加速直线运动的 图象是一条向上倾斜的直线,由图象可知,小车在斜面上滑下时是加速运动的;小车到达斜面底端时的时间是 ,对应的速度为 。
三
力与运动
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