内容正文:
实验5 测量物体运动的速度
知识点一、速度
1.比较物体运动快慢的三种方法
(1)在运动 相同情况下,比较所用 ,所用时间短的运动得快(裁判的比较方法)。
如图甲所示,两辆汽车通过相同的路程,红车用时45min,绿车用时30min,说明绿车运动得快。
(2)在运动 相同情况下,比较经过的 ,经过路程长的运动得快(观众的比较方法)。
如图乙所示,百米比赛场上,运动员从同一起点出发,在相同时间内,跑到最前面的运动员(运动路程最长)运动的最快。
(3)在运动路程和时间都不相同时,为了比较物体运动快慢,在物理学中,常采用“相同时间比路程”的方法,也就是将物体运动的路程 所用时间,即换算成“在单位时间内物体通过的路程”。
2.速度
(1)定义:物理学中,把 与 之比叫做物体运动的 。
(2)公式:
(3)物理意义:是描述物体 的物理量。在数值上,等于物体在 时间内通过的 。这个数值越大,表明物体运动得越快;这个数值越小,表明物体运动的越慢。
(4)单位及换算:在国际单位制中,速度的单位是 ,符号是 ,或者m·s-1,速度单位是由长度单位和时间单位组合而成的 单位。
在交通运输中,速度的单位常用 (km/h)表示。这两个单位换算关系是:1m/s= km/h。
知识点二、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。
1.(2023•眉山)如图所示,小明在“测平均速度”的实验中,使小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )
A.AB段距离为4.0dm
B.AB段平均速度为0.2cm/s
C.小车从A点到C点做匀速直线运动
D.若小车过A点后才开始计时,测出AC段平均速度将偏大
2.(2023•长春)在“测量物体运动的平均速度”实验中,实验装置如图所示:
路程
运动时间
平均速度
sAB=0.45m
tAB=3.2s
vAB=0.14m/s
sAC=0.90m
tAC=4.5s
vAC=
(1)测量平均速度的原理是 。
(2)实验中,小组同学发现小车通过AB段路程的时间过短,不便于测量时间,为了解决这一问题,可以只将木块向 适当移动;也可以将小车倒置滑下,这是因为用 代替滚动可以增大摩擦。
(3)改进后,进行实验并记录数据在表格中,计算出小车通过AC段路程的平均速度是 m/s。小车通过AB段路程的平均速度比BC段路程的平均速度 。
(4)小车在运动过程中,支持力对小车是否做功? 。
(5)小车运动到斜面底端撞到金属片会停