内容正文:
第一章 机械运动
第三节 速度的测量
(2024鲁科版)八年级
上
学习目标
实验室测速度
01
02
拓展实验
03
综合提升
“区间测速”是高速公路上常用的、速度测量方式。所谓的测速”,就是在监测点安装测速探头。
测量车辆在两个监测点之间的平均速度断车辆在该路段是否存在超速行为。这种测速设备是如何测量出车辆的平均速度的?
龟兔赛跑是家喻户晓的寓言故事。行动缓慢的乌龟应该不是行动敏捷的兔子的对手,那乌龟又是如何赢得比赛的呢?
一、实验室测速度
实验器材:
斜面,小车,刻度尺,停表(秒表),金属片(阻挡物)
实验原理:
根据平均速度计算公式,我们可以通过测量物体运动所经过的路程s和通过这段路程所用的时间t,计算出物体在这段时间内运动的平均速度。
1.使斜面保持较小的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测出小车将通过的路程S1。
2.测量出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。
3.根据测得的S1和t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1。
4.将金属片移至S1的中点,测出小车从斜面顶点滑过斜面上半段路程S2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度v2。
根据以上的实验数据,你能否计算出小车通过下半段路程S3的平均速度v3呢?
v2=
t2=
S2=
v3=
t3= t1- t2=
S3=S1-S2=
v1=
t1=
S1=
平均速度(m/s)
运动时间(s)
路 程(m)
交流·评估
小车运动得越快,它运动的时间越不易准确测量,和同学交流你是如何处理的。
与同学交流测得的数据,分析数据不同的原因。
撰写测量小车运动平均速度的实验报告。
1.为什么斜面的坡度不能太小也不能太大?
斜面的坡度过小,小车达不到底部;斜面的坡度过大,记录时间不准确,导致实验误差大。
2.金属片的作用是什么?
便于测量时间和让小车停止运动。
3.实验中什么环节容易出现误差?
时间记录与小车开始下滑可能不同步会存在误差;小车撞击金属片时,停止计时可能会存在误差。
实验结论
小车沿斜面下滑的速度越来越大,说明小车沿斜面下滑运动速度越来越快,小车做变速直线运动。
用传感器测量物体运动的速度
物体的运动情况还可以通过另一种办法即时测定,并将测量结果显现出来。A为可在斜面上自由移动的小车,B为固定在斜面一端的位移传感器:传感器B可以测出在不同时刻小车A与它的距离,然后计算机再结合时间就可算出运动的小车A在不同
位置时的速度
计算机把在不同时刻测出的运动物体的速度和路程显示在屏幕上(横轴为时间,纵轴为路程或速度),我们就可直观地得到物体运动的路程一时间(s-t)图像、速度-时间(v-t)图像。
观察图像发现:小车做勾速直线运动时,s-t图像是一条通过原点的倾斜直线,表示路程与时间成正比;v-t图像是一条平行于时间轴的直线,表示小车为速度大小不变。
v
t
t
s
匀速直线运动是最简单的机械运动,是研究其它复杂运动的基础。做匀速直线运动的物体在任意相同时间内通过的路程都相等,即路程与时间成正比;速度大小不随路程和时间变化。
v
t
t
s
由图像可知,匀速直线运动的速度v是个恒量,与路程s和时间t没有关系。
二、真题
如图所示是做“测量小车运动的平均速度”实验时的情形,图中所示时间是小车在起点A、路程AC的中点B和终点C三处位置的时间(时间记录为“时∶分∶秒”)。
(1)该实验的实验原理是___________;
(2)实验中使用的斜面应适当调整坡度___________(选填“较小”或“较大”),其目的是便于测量时间;
(3)根据图中信息可以判断,BC段的平均速度___________m/s:
(4)实验前必须学会熟练使用停表,如果让小车过了A点才开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏___________(选填“大”或“小”);
(5)BC段平均速度___________AB段平均速度(选填“大于”或“小于”)。
【答案】 ①v=s/t. ②. 较小 ③. 0.3 ④. 大 ⑤. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]要想测出速度,需要测量路程和通过路程需要时间,故测小车平均速度的实验原理是。
(2)[2]斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,在斜面上的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面坡度应较小。
(3)[3]由图知,小车通过全过程走的路程s1=120cm,所用的时间t1=5s,B点是AC的中点,则sBC=60cm,tBC=2s。下半段的平均速度为0.3m/s
(4)[4]如果让小车过了A点才开始计时,所计时间偏小,由速度公式可知,会使所测AC段的平均速度偏大。
(5)[5]由题意可知,小车通过后半程所用的时间为2s,通过上半程所用的时间为3s,由可知,通过下半程的平均速度大于通过上半程的平均速度。
总结
实验室测速度
01
02
拓展实验
03
综合提升
第一章 机械运动
第三节 速度的测量
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上
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