内容正文:
第一章 机械运动
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第4节 速度的测量
知识梳理 导学园地
速度的测量Ⅰ
1.测量原理: 。
2.实验器材:斜面、小车、金属片、 、 。
3.实验装置:如图所示,斜面的一端用木块垫起,使它保持 的坡度。
Ⅰ.速度的测量关键点
(1)滑:小车必须从斜面顶端由静止滑下。
(2)巧测下半程:斜面较短时,先后让小车从同一位置滑下,第一次测出上半程的距离和时间,再测出全程的距离和时间,下半程的路程和时间可由二者差值得到。
v=
刻度尺
秒表
很小
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知识梳理 导学园地
4 .实验数据记录:
5.实验结论:小车在斜面上做 运动,小车通过全程的平均速度 小车通过上半段路程的平均速度。
(3)读时间:读出路程两端的时间,其差值即为通过这段路程的时间。
(4)读路程:以小车一端所对刻度为标准。
变速
大于
实验序号 路程/m 运动时间/s 平均速度/(m·s-1)
1 1.6 5.0
2 0.8 2.8
3 0.8 2.2
0.32
0.29
0.36
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知识点一:测量小车运动的速度
1. (核心素养·科学探究)如图所示,在斜面上测量小车运动的平均速度,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)该实验原理是 ,实验中需要的测量工具有刻度尺、 ;实验中要使
斜面保持较小的坡度,目的是 。
(2)如果测得小车从A点滑到C点的时间tAC=2.4 s,小车从A点滑到B点的时间tAB=1.6s,则BC段的平均速度vBC= m/s。
v=
秒表
便于测量时间
0.5
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(3)由实验看出,小车下滑过程中速度越来越 (选填“大”或“小”)。
(4)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,则测得AB段的平均
速度vAB会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
大
偏小
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【拓展】小明实验时,又选用了形状相同、轻重不同的小车,在同一个斜面上做了多
次实验,记录数据如下表,分析表中数据可知:小车的平均速度与小车的轻
重 (选填“有”或“无”)关。
序号 小车的轻重 运动距离/m 运动时间/s
1 较轻 0.8 2.5
2 较重 0.8 2.5
3 更重 0.8 2.5
无
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名师点睛
速度的测量几点提醒:
①测量小车通过的路程:车头到车头或车尾到车尾的距离。
②测量时间:从放开小车计时,到听到小车碰到金属片时结束。
③测量下半段速度时,不能使小车从中点由静止释放,应让小车从斜面同一高度处
由静止释放。
④斜面应该保持较小坡度,目的是便于测量时间。
⑤金属片的作用:
a.防止小车滑落;
b.便于准确测量时间。
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知识点二:频闪摄影法测量速度
2. 如图所示是甲、乙微型小车的运动记录,两小车均由左向右运动。现利用频闪照相
法记录两小车的位置,频闪相机每隔0.02 s拍一次照,用字母 A、B、C、D、E标记小
车的位置。下列说法正确的是( C )
A. 甲做减速运动,乙做匀速运动
B. 从A位置运动至E位置,甲的平均速度大于乙的平均速度
C. 乙运动至D位置时速度为1 m/s
D. 从D位置运动至E位置,甲、乙的平均速度相等
C
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名师点睛
频闪摄影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。利用频闪摄影计算平均速度时,一定
要注意区分计算的是哪段路程的平均速度。
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【易错专攻】
易错点:测量小车通过的路程
3. 用斜面和小车做“测量物体的平均速度”实验,当小车自顶端出发开始计时,滑至
斜面底端时停止计时,如图所示。在此过程中,滑块的平均速度是( C )
A. 7 cm/s B. 8 cm/s
C. 9 cm/s D. 10 cm/s
C
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易错警示
①因为小车有一定的长度,所以需要在小车上选择一个标准,如以小车车头为标
准,则必须从开始计时时的车头量到计时结束时的车头,不能从斜面顶端量到斜面
底端或者从开始计时时的车头量到计时结束时的车尾。
②不能用斜面的长度作为小车的路程。因为测量小车在斜面上全程的平均速度时,
小车的长度占了斜面长度的一定比例,用斜面的长度作为小车的路程,会使路程变
大,速度变大,产生错误。
③测量路程时忘了估读到分度值的下一位,也是初学者常犯的错误。
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—— 基础巩固练 ——
1. 关于平均速度,下列说法正确的是( C )
A. 只要求出某一段路程的平均速度,便可知整个路程的平均速度
B. 平均速度就是速度的平均值
C. 平均速度一定要指明是哪一段路程或哪一段时间内的
D. 前一段路程的平均速度一定比后一段路程的平均速度小
C
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2. 小明在百米赛跑中第1 s通过的路程是3 m,第2 s通过的路程是5 m,第3 s通过的路
程是7 m,则他在这3 s内( B )
A. 前2 s内的平均速度为5 m/s
B. 后2 s内的平均速度为6 m/s
C. 3 s内的平均速度为7 m/s
D. 最后1 s内的平均速度为5 m/s
B
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3. (核心素养·科学思维)无风的天气,为测量篮球从与篮筐等高处由静止开始下落到
地面的平均速度,小明用机械秒表记录篮球下落的时间,用皮尺测量篮球下落的高
度,由此计算出篮球下落的平均速度。关于该实验的操作和分析,下列说法正确的是
( D )
A. 记录的时间应该是篮球由静止开始下落到完全停止的这段时间
B. 做多次实验,目的是寻找普遍规律
C. 有空气阻力比没有空气阻力测出的平均速度大
D. 计算篮球下落的平均速度用到的方法是间接测量法
D
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4. 如图所示是“测量小车运动的速度”的实验装置。实验中,让小车从斜面的A点(80 cm处)由静止开始下滑到C点,测出小车到达B点(40 cm处)的时间为1.6 s。则下列有关说法正确的是( C )
A. 小车AB段的平均速度为25 m/s
B. 为了方便测量时间,斜面倾角应该大一些
C. 小车AB段的平均速度小于AC段的平均速度
D. 测量小车从A点运动到C点的过程中BC段的平均速度,应将小车从B点由静止释放
C
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5. 如图所示,小车水平向右做直线运动。数字钟显示的时间格式是“时:分:秒”,
则小车从起点到终点通过的总路程是 cm,全程的平均速度是 cm/s。
6. 如图所示,小球在水平面上做直线运动,每隔0.2 s记录一次小球的运动位置,则小
球从A点运动到F点的路程为 cm,该过程的平均速度为 m/s。
4.50
0.90
12.50
0.125
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—— 素养提升练 ——
7. 甲、乙两地间距120 m,某小车从甲地运动到乙地,前一半路程的速度为10 m/s,后
一半路程的速度为15 m/s。那么该小车从甲地运动到乙地过程中的平均速度是( C )
A. 10.9 m/s
B. 11 m/s
C. 12 m/s
D. 13 m/s
C
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8. 如图所示是小明在实验室中测小球在斜面上的平均速度,小球从斜面滚下,用照相
机每隔0.1 s拍摄一次,下列说法正确的是( C )
C
①小球从A点运动到C点用时0.2 s ②小球从A点运动到C点通过的路程为20 cm
③小球由A点运动到B点的速度大于小球由B点运动到D点的速度
④整个运动过程的平均速度为1 m/s
A. ①② B. ②④
C. ①④ D. ①②④
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9. 在“测量纸锥下落的平均速度”的活动中,将如图甲所示的两个等大圆纸片裁去一
个扇形,做成如图乙所示的A、B两个锥角不等的纸锥。
甲 乙
(1)为了选择合适的纸锥进行速度测量,要先比较A、B纸锥下落的快慢。将两个锥角
不同的纸锥从同一高度同时释放,在如图乙、丙两个方案中,应该选择如图 所
示的位置下落,比较纸锥落地的先后顺序即可。
丙
(2)应选择其中后落地的纸锥进行测量速度的实验,这是为了
。
乙
减小测量时间的误
差
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(3)若只有刻度尺和秒表,小华提出了如下两种测量速度的方案。
方案一:先选定一段时间,测量纸锥在这段时间内下落的距离。
方案二:先选定一段距离,测量纸锥通过这段距离所用的时间。
为了方便测量,你认为小华应选用方案 比较合理。
(4)小明所在的兴趣小组用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2
s闪光一次,拍下照片如图丁所示。若测得这段时间纸锥下落的实际距离为90 cm,则
下落过程中,纸锥的平均速度为 m/s。
丁
二
0.75
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(5)下列四个速度随时间变化的关系图像,能反映出图丁中纸锥下落运动的是 。
A B C
A
B
C
D
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10. (新考法·设计实验)测量蚊香燃烧的平均速度。
实验器材:一盘新蚊香、蚊香架、棉线、火柴、 、 。
实验步骤:
(1) 。
(2)将一盘新蚊香放在蚊香架上并点燃5 min=300 s(即t1),如图所示。
(3) 。
刻度尺
秒表
用棉线和刻度尺测出一盘新蚊香的长度为l
再用棉线和刻度尺测出剩余蚊香的长度为l1
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(4)用公式求出蚊香燃烧的平均速度,其表达式为v= 。
解析:用棉线沿着蚊香的形状铺设,用刻度尺测量出一盘新蚊香的长度l;将蚊香放在
蚊香架上并点燃5 min(即t1),用棉线沿着蚊香的形状铺设,用刻度尺测量出剩余蚊香
的长度l1,燃烧的蚊香长度为l-l1, 根据公式v=可算出蚊香燃烧的平均速度v=
=。
【拓展】根据蚊香燃烧的速度算出剩余蚊香还能燃烧的时间,其表达式为t2
= ;假设从晚上10点到早上6点需要燃烧 盘蚊香。
解析:剩余蚊香的长度为l1,燃烧的平均速度为v=,剩余蚊香还能燃烧的时间为t2
= =;燃烧整盘蚊香所用的时间为t==,从晚上10点到早上6点共燃烧
了8小时=28 800 s,则需要燃烧蚊香的盘数n==。
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$$