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实验01 测量物体运动的平均速度(原卷版)
“测量物体运动的平均速度”是测量型实验,也是物理的第一个实验,课标要求考生能理解平均速度的测量方法。所以,测量物体运动的平均速度属于必考实验。本实验虽然在各地中考试卷中出现的概率不大,但作为必考实验考生在备考时仍然引起重视。备考时,应着重从实验方法、实验器材及其使用、实验过程、实验结论和分析论证等方面入手,了解测量物体运动的平均速度的基本内容。
本实验在中考试卷中所占分值一般在4分-6分之间。其考试题型多数是实验题,有时也曾出现过选择题。在此需要提醒的是,注意实验误差分析、理解平均速度的概念以及刻度尺、停表的正确使用与读数和实验技巧等。
一、测量小车在斜面上运动的平均速度
【实验原理】。用刻度尺测出物体运动的路程s,用停表测出物体完成这段运动所用的时间t,就计算出物体运动的速度。
【实验器材】斜面、小车、停表、刻度尺、金属片、木块。
【实验过程】
(1)使斜面保持很小的坡度;
(2)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测量小车要通过的路程S1;
(3)测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1;
(4)根据公式:算出平均速度。
(5)将金属片移至斜面的中点,再次测量小车到金属片的距离,小车从斜面的顶端滑下,撞到金属片的时间。然后算出小车通过上半段路程时的平均速度。
【实验表格】
路程
运动时间
平均速度
S1
t1
S2
t2
【实验结论】
1.小车在斜面上做变速直线运动,小车下滑过程中速度越来越大;
2.小车在不同路段,平均速度大小不同。
二、其他方法测物体平均速度
1.频闪摄影法测量平均速度
频闪摄像是研究物体运动时常用的一种实验方法,它借助于电子闪光灯的连续闪光,在一个画面上记录下物体连续的运动过程。因为每一次摄影的时间间隔相等,所以照片上任意相邻影像的时间间隔都相等。如图所示是时间间隔0.2s记录的弹跳小球的运动情况。
方法点拨:
(1)利用频闪摄像法测量平均速度时,其隐含的条件是物体两个相邻影像间的时间间隔是相同的,这个时间间隔就是照相机相邻两次拍照的时间间隔;
(2)根据图示,用刻度尺测出相邻影像间的距离,如果没有刻度尺,可以根据物体的大小估测相邻影像间的距离;
(3)频闪摄影照片中,一般影像较多,就是平均速度时,一定要注意区分计算的是哪段路程的平均速度,不要张冠李戴。
2.区间测速
区间测速和其他测量平均速度一样,都是依据这一原理。在解答区间测速问题时要注意:
(1)判断是否超速时,将求出的平均速度和该区间的最高限速进行比较即可;
(2)区间测速计算出来的速度是这一段路程的平均速度,并不是车辆的实际速度。
3.超声波测速
声音遇到障碍物会反射回来,根据发射和接收的时间差,可计算出发射点到障碍物的实际距离,并测出物体的速度。
测量小车在斜面上运动的平均速度
1.实验原理:。
2.金属片(弹簧片)的作用:防止小车滑落;便于准确测量时间,控制小车运动的路程;
3.保持较小坡度的目的:延长小车在斜面上运动的时间,便于测量时间;
4.每次测量必须让小车从斜面同一位置由静止下滑的目的:控制变量法,让小车到达斜面底部速度不变;
5.小车运动距离的测量:从“车头到车头”或“从车尾到车尾”;
6.实验中多次测量的目的:求平均值减小误差;
7.刻度尺的使用与读数:注意准确使用刻度尺,读数时要估读;
8.测量误差产生的原因:斜面坡度太小或太大;长度和时间的测量误差;
9.本实验误差主要来源:时间的测量;当小车过了起始位置才开始计时或未到达终点就停止计时,会导致测量时间偏小,平均速度偏大;当小车到达终点后才停止计时或小车未开始运动提前计时,会导致测量时间偏大,平均速度偏小;小车没有从静止开始下滑,所测平均速度偏大;
10.小车运动状态的判断:从斜面顶端到低端的过程中小车做变速直线运动(加速),小车受非平衡力作用;
11.增大小车平均速度的方法:增大斜面的倾斜程度;
12.根据测量结果你得出哪些结论:(1)不同路程的平均速度不同;(2)平均速度必须指明是哪段路程上的平均速度;(3)平均速度只表示小车在本段路程上运动的平均快慢;
13.小车从起点、中点分别下滑的评估:(1)上半程、下半程的平均速度不等于全程的平均速度,具体关系是:v下>v全>v上;由此可知,小车在斜面上运动的速度越来越大;(2)下半程的平均速度计算方法:,不能从中点开始下滑,因为从中点开始由静止下滑所测时间不等于下半程的运动时间;
14.能量转化情况:小车运动过程中,动能增大,重力势能减小,机械能减小(转化为内能)。
A组(中考真题感知)
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