内容正文:
如图所示,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
1题图
(1)该实验的原理是________。
(2)实验时应保持斜面的倾角________(选填“较大”或“较小”)。
(3)小车通过AB段时,测得时间tAB=1.6 s,则AB段的平均速度vAB=________cm/s。
(4)根据实验,小车由静止释放,通过上半程的平均速度________(选填“大于”“等于”或“小于”)通过下半程的平均速度。
(5)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,某同学让小车从B点由静止释放,测出小车到达C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?________(选填“正确”或“不正确”),理由是______________________________。
小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从A点由静止下滑,如图所示。他撰写的实验报告(摘要)如下,请你将其报告中的问题补充完整。
【实验目的】测量小车的平均速度。
【实验原理】________。
【实验器材】小车、________、________、斜面、金属挡板、长方体木块。
【实验装置】如图所示。
2题图
【实验数据】如表所示,请补全表格中①和②处的内容:①________;②________。
测量的
物理量
路程s/cm
①
平均速度
v/(cm·s-1)
AC段
80
5.0
16.0
AB段
30
3.0
________
BC段
50
________
②
【实验分析】
(1)小车全程是做________(选填“匀速”或“变速”)运动。
(2)实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,应________(选填“增大”或“减小”)斜面的坡度。
(3)若小车被释放前就已开始计时,测得的AC段的平均速度比真实值________。
蚊香生产者为了节约原料和让用户使用方便,要根据蚊香的燃烧速度生产规格不同的各种蚊香。有一种蚊香如图所示,请你设计一个实验,测出此蚊香正常燃烧的速度(假设蚊香燃烧的快慢是相同的)。
3题图
(1)实验中所用的器材有______________________________。
(2)实验步骤:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)请设计表格记录实验需要测量的数据。
汽车利用车轮的转动来测速,小李对这个问题很感兴趣,进行了思考。
4题图
(1)他拿来一个圆纸筒模拟汽车车轮并测得其半径为R,然后让圆纸筒在水平桌面上滚动一周(示意图如图所示),并记录下滚动时间为t,则纸筒中心O点相对于水平桌面的平均速度为________(圆周率用π表示)。
(2)小李进一步了解到,汽车都安装有车轮转速传感器,通过测量车轮的转速来得知汽车行驶速度。车轮的转速指车轮每分钟转动的圈数,用符号n表示,单位是r/min(圈每分钟)。假设车轮的半径为30 cm,汽车在行驶过程中做匀速直线运动,并且车轮始终保持圆形,当n=500 r/min时,汽车行驶的速度是________m/s(圆周率用π表示)。同时可以分析得知,在车速相同的情况下,车轮半径越大,车轮的转速就越________(选填“大”或“小”)。
实验1 测量物体运动的平均速度
1.(1)v= (2)较小 (3)25 (4)小于
(5)不正确 见解析
[解析](1)测平均速度的实验原理是v=。(2)若斜面倾角较大,则小车沿斜面向下加速运动会较快,通过某点的时间会较短,计时会比较困难,所以为方便计时,减小测量时间造成的误差,应保持斜面的倾角较小。(3)由图可知,sAB=80.0 cm-40.0 cm=40.0 cm,小车通过AB段的时间tAB=1.6 s,则AB段的平均速度vAB===25 cm/s。(4)根据实验可知,小车由静止释放,做加速运动,通过上半程所用时间大于通过下半程所用时间,则小车通过上半程的平均速度小于小车通过下半程的平均速度。(5)若让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,所测的时间不是整个运动过程中下半程的时间;小车从A点到C点的过程中通过B点时的速度不为0,小车通过AC段的时间与通过AB段的时间之差才是小车通过下半程BC段的时间,因此他的做法不正确。
2.【实验原理】v=
【实验器材】刻度尺 秒表
【实验数据】①时间t/s ②25.0
【实验分析】(1)变速 (2)减小 (3)小
[解析]实验原理是v=;由实验原理可知需要测量路程和时间,因此需要的器材还有刻度尺和秒表,实验还需要记录时间,即①处是“时间t/s”;由实验数据可知BC段所用的时间为tBC=tAC-tAB=5.0 s-3.0 s=2.0 s,则BC段的平均速度为vBC===25.0 cm/s;由表格中的数据可计算出小车在AB段的平均速度vAB=10.0 cm/s,vAB<vBC,说明小车在斜面上做的是变速运动;斜面的长度一定时,减小斜面的坡度会使物体运动的平均速度变小,运动时间变长,故应减小斜面的坡度:若小车被释放前就已开始计时,所测量的时间会偏大,而AC段的路程一定,由v=可知测得的AC段的平均速度比真实值小。
3.(1)刻度尺、无弹性的细棉线、秒表、蚊香、火柴
(2)①取一小段蚊香,用细棉线与蚊香紧贴,在细棉线两端点处作标记,拉直细棉线,用刻度尺测出两标记间的距离为s,即为这一小段蚊香的长;②用火柴点燃蚊香并计时,测出这段蚊香烧完所用的时间为t;③则蚊香的燃烧速度为v=
(3)如表所示
蚊香长度(cm)
燃烧时间(s)
燃烧速度(cm/s)
4.(1) (2)5π 小
[解析](1)圆纸筒在水平桌面上滚动一周,滚动的时间为t,通过路程s=2πR,则纸筒中心O点相对于水平桌面的平均速度v==。(2)已知轮子的转速n=500 r/min,汽车的行驶时间t′=1 min=60 s,轮子的半径R′=30 cm=0.3 m,汽车在1 min内行驶的路程s′=nt′×2πR′=500 r/min×1 min×2π×0.3 m=300π m,汽车行驶的速度是v′===5π m/s,由上式s′=nt′×2πR′可知,n==,在车速v′相同的情况下,车轮半径R越大,车轮的转速n越小。
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