2025年中考物理实验讲义及针对训练—实验01测量物体运动的平均速度
2025-02-20
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特供
内容正文:
中考物理实验讲义及针对训练
实验01测量物体运动的平均速度
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】停表、刻度尺、斜面、小车、金属片、木块。
测量小车在斜面上运动的平均速度
1.金属片(弹簧片)的作用:确保小车在同一位置停下来,更准确地测量路程和时间;
2.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;
3.每次测量必须让小车从斜面同一位置由静止下滑
4.小车运动距离的测量:从“车头到车头”或“从车尾到车尾”;
5.实验中多次测量的目的:求平均值减小误差;
6.刻度尺的使用与读数:注意使用刻度尺,读数时要估读;
7.本实验误差主要来源:时间的测量;
①当小车过了起始位置才开始计时或小车未达终点就停止计时,会导致测量时间偏小,平均速度偏大;②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;③小车没有从静止开始下滑,所测平均速度偏大;
8.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;具体关系为:,
由此可知,小车在斜面上运动的速度越来越快;
②下半程平均速度计算方法:,不能从中点开始下滑,原因是从中
点由静止下滑所测时间不等于下半程时间;
实验01测量物体运动的平均速度针对训练
一.选择题(共6小题)
1.在如图所示的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,对上述实验,数据处理正确的是( )
A.图中AB段的路程sAB=50.0cm
B.如果测得AC段的时间tAC=2.5s,则AC段的平均速度vAC=32.0cm/s
C.在测量通过AB段的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏大
D.为了测量小车在后半程的平均速度vBC,可以将小车从B点静止释放
2.如图,在“测平均速度”的实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,下列正确的是( )
A.为了测量小车在BC段的平均速度,可以将小车从B点静止释放
B.小车在AC段的平均速度小于在AB段的平均速度
C.如果小车过了B点才停止计时,则所测量出AB段的平均速度会偏小
D.实验中为便于测量时间,应保持斜面较大的坡度
3.如图是“测量小车运动的速度”的实验装置,小车从斜面顶端A点运动到斜面底端C点通过的路程为S1,其中上半段路程为S2,下列说法错误的是( )
<
A.为便于测量时间,斜面要保持一个较小的坡度
B.实验中全程平均速度大于上半程的平均速度
C.实验时如果让小车过了A点才开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏小
D.小车在斜面上做变速直线运动
4.某实验小组利用带有刻度的斜面、小车和秒表“测量小车的平均速度”(如图甲),小刚对实验装置进行改进,在斜面顶端安装一个位移传感器,可实时测量传感器到小车的距离,计算机就可以算出小车的v﹣t图像(如图乙)。下列说法正确的是( )
A.小车从A点运动到C点的路程为s1=90cm
B.可直接将小车从B点由静止释放来测量小车在后半程BC的平均速度
C.若使斜面的坡度减小,则小车的v﹣t图像应该在图乙的A区域
D.小车在前半程AB的平均速度小于后半程BC的平均速度
5.小枫用如图所示的实验装置“测量小车运动的平均速度”。实验中,他将小车从带刻度的斜面顶端A点静止释放,并同时按下电子停表开始计时,图中圆圈内显示了小车位于A、B、C三点的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。小车经过AC全程的路程记为s,所用时间记为t,则下列说法错误的是( )
A.小车下滑过程中做加速运动
B.小车下滑过程中全程的平均速度是0.3m/s
C.如果在A点时先释放小车,后按下秒表开始计时,则会使所测AB端的平均速度偏大
D.小车下滑经过点时的速度小于经过点时的速度
6.如图所示,在“测量小车运动的平均速度”的实验中,让小车从斜面上A点由静止开始下滑,分别测出小车通过AC段的时间tAC=2.5s,通过AB段的时间tAB=1.5s。下列说法正确的是( )
A.小车在AC段通过的路程为90.0cm
B.小车通过AC段的平均速度小于通过AB段的平均速度
C.小车通过BC段的平均速度为40m/s
D.测量小车通过AB段的时间时,过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度会偏小
二.填空题(共4小题)
7.在“测平均速度的实验”中,实验装置如图所示,在保证小车能自行下滑的情况下,实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”)一些;实验中测出小车通过前半路程所用的时间为3s,全程所用的时间为5s,则全程的平均速度为 m/s;通过实验数据可知,小车沿斜面下滑的过程中做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。
8.用如图所示的装置测量小车运动的速度,金属片的作用是为了更准确地测量 ,多次测量时必须让小车从 (选填“相同”或“不同”)位置由静止开始下滑;若只增大斜面的坡度,小车的平均速度会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.如图所示,是“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的顶端由静止滑下,分别测出小车到达底端和中点的时间分别为t1和t2,即可求出不同路段的平均速度。该实验原理是 ,实验时,为了更加便于测量时间,应 (选填“增大”“减小”或“不改变”)斜面的倾斜角度,小车通过下半段的时间为 通过实验可以知道,下半段的平均速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)整段的平均速度。
10.小红用甲图所示的实验装置“测量物体运动的平均速度”,测量工具有刻度尺和 。为了更直观地看出物体的速度是增大的、减小的还是不变的,小明换用如乙图所示带有超声波位置传感器的实验装置,通过与其连接的计算机绘制了速度与时间的关系图像,如丙图所示,可知小车在下滑过程中是做 运动。(选填“匀速”或“加速”)
三.实验探究题(共10小题)
11.小玲利用如图所示的装置测量小车在斜面上运动的平均速度,实验数据在图中已经标出,图中上方是小车运动到A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“h:min:s”)。
(1)组装器材时,为了便于测量时间,应使斜面的坡度较 (选填“陡”或“缓”);
(2)如果小车到达B点时没有及时按下停表,则实验中测出小车通过前半段路程的平均速度 (选填“偏大”“偏小”);
(3)在经过熟练使用电子表之后实验采集数据如图所示,实验中小车通过前半段路程的平均速度为 m/s。通过计算可知,小车沿斜面下滑的过程中,速度的变化是 (选填“越来越快”或“越来越慢”)。
12.小珠利用频闪照相机探究小车沿斜面下滑的运动情况。实验过程中,小车从带刻度的斜面O点由静止开始下滑,频闪照相机记录了小车通过A点到B点的频闪照片,频闪照相机每隔0.8s闪拍一次。分析照片可知:
(1)小车在斜面上下滑时,从A点运动到B点做 直线运动;
(2)以下的三个v—t图像,能反映出小车从A点到B点运动的是 ;
(3)小车从A点运动到B点的平均速度为 m/s;
(4)小珠接着探究“小车沿斜面运动快慢是否与小车的质量有关”,以下做法比较合理的是 ;
A.用质量不同的小车,在同一个斜面上做多次实验
B.在同一辆小车上放上不同质量的重物,在同一个斜面上做多次实验。
小珠选择了正确的方案后,记录数据如表,分析表中数据可得出结论 。
序号
小车的质量
运动距离/cm
运动时间/s
1
较小
80.0
2.4
2
较大
80.0
2.4
3
更大
80.0
2.4
13.某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中,让小球从斜面A点由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程,照片如图所示:
(1)该实验的原理是 。
(2)为了方便实验,装置坡度应较 (选填“大”或“小”);
(3)依据照片可判断,小球在做 (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动;
(4)如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次,则由所拍摄的照片可知,小球在AC段的平均速度为 m/s;
(5)实验中,测量小球在不同路程上的平均速度,目的是 。
A.求速度的平均值,减小实验误差
B.探究小球从斜面上滑下时速度变化的规律
14.在城市里的中高层及超高层建筑越来越多,一旦发生火灾,不可盲目逃生。受到儿童滑梯的启发,小明想要设计一个安装在楼房上的消防逃生滑梯模型。小明想知道人从滑梯上滑下时速度的变化,小明利用小车、斜面、挡板等器材组装了如图所示的装置并设计了实验方案:让小车从斜面A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的路程和时间,即可测出不同阶段小车运动的平均速度,从而判断物体在斜面上下滑时速度的变化情况。
序号
小车的轻重
运动距离/cm
运动时间/s
1
较轻
80.0
4
2
较重
80.0
4
3
更重
80.0
4
(1)除了图中所给的器材之外,还需要的测量工具是 ;
(2)实验中,应让小车在较 (选填“大”或“小”)坡度的斜面上下滑,这是为了减小测量 的误差;
(3)实验时,若听到小车撞击挡片C的声音之后才停止计时,则会使所测小车通过AC段的平均速度Ac (选填“偏大”或“偏小”);
(4)如果测得小车从A点滑到C点的时间tAC=4s,小车从A点滑到B点的时间tAB=3s,则小车通过BC段的平均速度vBC= m/s;
(5)小明实验时,又选用了形状相同但轻重不同的小车,在同一个斜面上做了多次实验,记录的实验数据如表所示,分析表中数据可知:小车下滑时运动的平均速度与小车的轻重 (选填“有关”或“无关”)。
15.小丽和小明利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。她让小车从斜面的A点由静止开始下滑,并记录小车运动所用时间。
(1)本实验需要的测量工具是刻度尺和 。
(2)为更便于测量小车运动的时间,实验开始前,小丽需调节木块的位置,使斜面保持较 (选填“大”或“小”)的坡度。
(3)小丽测得s=90cm,tAC=4.5s,则小车通过AC段的平均速度为 m/s。
(4)为了测量小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度,同组的小明让小车从B点由静止释放,测出小车到C点的时间,之后计算小车在BC段的平均速度。小丽认为小明的做法不正确。据你分析小明的测量结果比小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度 (选填“大”或“小”)。
16.如图所示,在“测量物体运动的平均速度”实验中,在A点由静止释放一辆小车,小车加速向下运动,先后经过B、C两点,AB=BC。
(1)实验的原理是 ,为了完成实验,需要的测量工具是秒表和 ;
(2)实验中,斜面坡度应该较 (大/小),目的是 (延长/缩短)小车的运动时间;
(3)实验中测得全程AC的平均速度为v,上半程AB的平均速度为v2那么v1 v2(>/</=)。
(4)小明在实验时,一只手操作秒表,另一只手释放小车,由于紧张,按下秒表的同时总会把小车向后拉一点才松开小车,这样操作会导致计算出的平均速度 (偏大/偏小)。
17.在“科学探究:速度的变化”实验中,云云用小车、长木板、刻度尺、秒表、木块等器材探究小车沿斜面滑下时速度的变化实验设计如图甲,让小车从斜面的A点由静止滑下并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间tB、tC。
(1)该实验的原理是 ;
(2)实验中用到的测量工具是 和 ;
(3)实验中应使斜面坡度保持较 (选填“大”或“小”),目的是: 。
(4)如图甲,小车从A到B经过的路程为 cm,若tA、tB、tC所对应的时间依次如图乙,则小车在BC段的平均速度为 m/s。
(5)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了B点后才停止计时,则会使所测BC段的平均速度偏 。(填“大”或“小”)
(6)如图,云云分别画了小车从A运动到C的几个图像,其中与实验相符的是 。
18.小明同学用如图所示的实验装置“测量小车的平均速度”,小车沿斜面从A处由静止开始下滑,在A、B、C三处均有电子表显示时间(数字分别表示“时:分:秒”),用刻度尺可测出小车在不同路段的路程。请你解答下列问题:
(1)小车通过AB段的路程是 m,小车通过BC段的时间是 s,通过AC段的平均速度是 m/s。
(2)分析图中实验数据发现,小车通过斜面全程做 ( 选填“匀速”、“加速”或“减速”)直线运动。
(3)在实验过程中,必须熟练使用计时工具,如果小车过了C点才停止计时,测得全程的平均速度比真实值偏 ( 选填“大”或“小”),原因是 。为了减小此操作造成的实验误差,可以在C处添加一个器材: 。
(4)小明还想用如图所示实验装置探究从斜面下滑物体运动的平均速度与哪些因素有关。他对小车下滑快慢的因素进行如下猜想:
猜想一,与斜面的高度有关;
猜想二,与斜面的长度有关。
为了验证猜想一,他设计的方案是将小车分别从斜面上不同高度处由静止释放,测出下滑时间。通过测量,发现每次下滑的时间不同,于是得出猜想一是正确的。请对这一方案作出评价,指出他存在的问题是: 。
19.测量小车运动速度的实验中。
(1)小明将小车从甲图中坡顶A处静止释放,测出小车从A滑到坡底C处的时间t1=2.5s;再次将小车从A处静止释放,测出小车从A滑到中点B处的时间t2=1.8s。通过小明的测量数据可以判断,小车在前半程的平均速度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)全程的平均速度。
(2)小明想测量小车在整个运动过程中后半程的平均速度,他应该将小车从 (选填“A”或“B”)处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时。
(3)老师利用图乙所示的传感器把小车运动的情况即时测量、显现出来。利用传感器可以测出在不同时刻小车与它的距离,然后计算机再根据时间算出运动的小车在不同位置时的速度。计算机屏幕上的图像如图丙所示,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是 (选填“匀速”或“加速”)运动的;小车到坡底的速度为 m/s。
20.测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验装置及测量过程如图甲所示。小车从斜面顶端由静止下滑,挡板放在斜面底端,图中方框中的数字是小车在A,B,C三处时电子表的示数(数字分别表示“h:min:s”),则:
(1)该实验的原理是 (填写物理公式)。
(2)实验时,小车从A点到C点的路程sAC= cm,小车在AC段的平均速度vAC= m/s。
(3)测量小车到达B点的时间,如果小车未到达B点就停止计时,测量AB段的平均速度vAB会偏 (填“大”或“小”)。
(4)实验中,小明发现小车通过AB段路程的时间过短,不便于测量时间,为解决这一问题,可以 (填“增大”或“减小”)斜面坡度。
(5)小明改进实验,利用如图乙所示的位置传感器测出不同时刻小车与挡板的距离,并用计算机计算出小车在不同位置的速度。计算机绘制的图象如图丙所示,假设斜面足够长,则5s时小车的速度为 m/s。
实验01测量物体运动的平均速度针对训练
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.在如图所示的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,对上述实验,数据处理正确的是( )
A.图中AB段的路程sAB=50.0cm
B.如果测得AC段的时间tAC=2.5s,则AC段的平均速度vAC=32.0cm/s
C.在测量通过AB段的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏大
D.为了测量小车在后半程的平均速度vBC,可以将小车从B点静止释放
【分析】(1)根据图象读出AB段的距离;
(2)从图上读出AC间距离,根据v计算AC段的平均速度;
(3)让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,平均速度会偏小;
(4)根据后半段路程速度的大小进行分析。
【解答】解:A、由图知,图中AB段的路程sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,故A错误;
B、已知测得AC段的时间tAC=2.5s,由图可知sAC=80.0cm,则AC段的平均速度:vAC32.0cm/s;故B正确;
C、如果让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由v知,测得AB段的平均速度vAB会偏小,故C错误;
D、如果将小车从B点静止释放,则所测时间不是运动过程中下半程的时间,小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间,因此测量小车在BC段的平均速度vBC,不可以将小车从B点静止释放,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v求出平均速度。
2.如图,在“测平均速度”的实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,下列正确的是( )
A.为了测量小车在BC段的平均速度,可以将小车从B点静止释放
B.小车在AC段的平均速度小于在AB段的平均速度
C.如果小车过了B点才停止计时,则所测量出AB段的平均速度会偏小
D.实验中为便于测量时间,应保持斜面较大的坡度
【分析】(1)小车在运动过程中经过B点的速度不为零,据此分析;
(2)小车在斜面上做的是加速运动,据此分析;
(3)如果小车过了B点才停止计时,所测量的时间会偏大,再利用v分析即可;
(4)实验中,应使斜面的坡度较小,这样小车滑下的速度较小,时间较长,便于测量。
【解答】解:A、小车在运动过程中在B点的速度不为零,因此将小车从B点静止释放,所测得的BC段的时间不是小车在运动过程中的时间,因此测得的平均速度不是小车在运动过程中平均速度,不能将小车从B点静止释放,故A错误;
B、小车在斜面上做的是加速运动,越往下速度越快,即vBC>vAC>vAB,因此小车AC段的平均速度大于AB段的平均速度,故B错误;
C、如果小车过了B点才停止计时,所测量的时间会偏大,而AB段的路程一定,由v可知AB段的平均速度会偏小,故C正确;
D、实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对测量平均速度的实验的掌握,难度不大,只需要熟练掌握相关的基础知识。
3.如图是“测量小车运动的速度”的实验装置,小车从斜面顶端A点运动到斜面底端C点通过的路程为S1,其中上半段路程为S2,下列说法错误的是( )
<
A.为便于测量时间,斜面要保持一个较小的坡度
B.实验中全程平均速度大于上半程的平均速度
C.实验时如果让小车过了A点才开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏小
D.小车在斜面上做变速直线运动
【分析】(1)斜面保持一个很小的坡度,物体通过全程的时间就长一些,据此分析;
(2)小车在斜面上运动下时,速度是逐渐增大的,据此分析作答;
(3)如果让小车过了A点后才开始计时,计时过晚,使所计时间偏小。
【解答】解:A、使斜面保持一个较小的坡度,物体通过全程的时间就长一些,便于测量时间,A正确;
BD、因为小车在斜面上向下运动时,速度是逐渐增大的,所以下半段的速度v2最大,上半段的速度v1最小,全程的平均速度v在两者之间,即v1<v<v2,即小车在斜面上做变速直线运动,故BD正确;
C、如果让小车过了A点后才开始计时,计时晚,所计时间偏小,用公式v算出的速度偏大,故C错误。
故选:C。
【点评】本题测量平均速度,考查对误差的分析、正确的操作过程及对平均速度定义的理解,难度中等。
4.某实验小组利用带有刻度的斜面、小车和秒表“测量小车的平均速度”(如图甲),小刚对实验装置进行改进,在斜面顶端安装一个位移传感器,可实时测量传感器到小车的距离,计算机就可以算出小车的v﹣t图像(如图乙)。下列说法正确的是( )
A.小车从A点运动到C点的路程为s1=90cm
B.可直接将小车从B点由静止释放来测量小车在后半程BC的平均速度
C.若使斜面的坡度减小,则小车的v﹣t图像应该在图乙的A区域
D.小车在前半程AB的平均速度小于后半程BC的平均速度
【分析】(1)根据斜面的刻度尺可以读取小车从A点运动到C点的路程;
(2)小车从A到C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AB段的时间之差才是下半程BC段的时间;
(3)若使斜面的坡度减小,则小车的下滑速度变慢,据此分析;
(4)根据图乙可知,小车在下滑过程中做加速运动,据此分析。
【解答】解:A、由图可知,刻度尺的分度值为1cm,因此小车从A点运动到C点的路程为s1=80.0cm,故A错误;
B、直接将小车从B点由静止释放,所测时间不是运动过程中下半程的时间;小车从A到C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AB段的时间之差才是下半程BC段的时间,因此不能直接将小车从B点由静止释放来测量小车在后半程BC的平均速度,故B错误;
C、若使斜面的坡度减小,则小车的下滑速度变慢,v﹣t图像应该在图乙的B区域,故C错误;
D、根据图乙可知,小车在下滑过程中速度越来越快,做加速运动,因此小车在前半程AB的平均速度小于后半程BC的平均速度,故D正确。
故选:D。
【点评】测量小车的平均速度实验,需要学生熟悉实验过程,灵活利用速度公式求出物体的平均速度。
5.小枫用如图所示的实验装置“测量小车运动的平均速度”。实验中,他将小车从带刻度的斜面顶端A点静止释放,并同时按下电子停表开始计时,图中圆圈内显示了小车位于A、B、C三点的时刻(数字分别表示“时:分:秒”)。小车经过AC全程的路程记为s,所用时间记为t,则下列说法错误的是( )
A.小车下滑过程中做加速运动
B.小车下滑过程中全程的平均速度是0.3m/s
C.如果在A点时先释放小车,后按下秒表开始计时,则会使所测AB端的平均速度偏大
D.小车下滑经过点时的速度小于经过点时的速度
【分析】(1)根据图中AB段和BC段的路程和时间关系可知物体的运动状态;
(2)根据速度公式计算小车全程的平均速度;
(3)如果让小车过了A点才开始计时,会导致所测时间偏小,根据速度公式可知平均速度的偏差;
(4)由于小车在向下运动过程中,速度越来越快,所以经过时间tAC的中点时位置还没达到sAC的中点。
【解答】解:A、由图可知,刻度尺的分度值为1dm,则AB段的路程sAB=10.0dm﹣6.0dm=4.0dm,小车在AB段所用的时间tAB=2s;BC段的路程sBC=6.0dm﹣1.0dm=5.0dm,小车在BC段所用的时间tBC=1s;根据以上数据可知,小车在AB的运动的路程小于BC段的运动路程,而小车在AB段所用的时间却比BC段所用的时间更长,根据v可知,小车在AB段的平均速度小于BC段的平均速度,所以小车在下滑过程中做加速运动,故A正确;
B、全程的路程为sAC=10.0dm﹣1.0dm=9.0dm,所用时间为tAC=3s,小车下滑过程中全程的平均速度为v3dm/s=0.3m/s,故B正确;
C、如果在A点时先释放小车,后按下秒表开始计时,则开始计时偏晚,所测时间变短,根据v可知,会使所测AB段的平均速度vAB偏大,故C正确;
D、由于小车在向下运动过程中,速度越来越快,所以经过时间tAC的中点时位置还没达到sAC的中点,所以小车下滑经过点时的速度大于经过点时的速度,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了测量小车在斜面的平均速度的实验,从图中读取相关信息是解题的关键。
6.如图所示,在“测量小车运动的平均速度”的实验中,让小车从斜面上A点由静止开始下滑,分别测出小车通过AC段的时间tAC=2.5s,通过AB段的时间tAB=1.5s。下列说法正确的是( )
A.小车在AC段通过的路程为90.0cm
B.小车通过AC段的平均速度小于通过AB段的平均速度
C.小车通过BC段的平均速度为40m/s
D.测量小车通过AB段的时间时,过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度会偏小
【分析】(1)路程可由刻度尺读出来,注意估读到分度值的下一位;
(2)分别计算出小车通过AC段的平均速度和通过AB段的平均速度进行对比;
(3)平均速度计算可用路程除以时间得到;
(4)过了B点才停止计时,会导致测量的时间偏大,从而计算出的平均速度偏小。
【解答】解:A、刻度尺分度值是1cm,所以小车在AC段通过的路程为sAC=80.0cm,故A错误;
B、由图可知,AB段的长度为sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,AB段所用的时间为tAB=1.5s,则AB段的平均速度为:vAB26.7cm/s,
小车在AC段通过的路程sAC=80.0cm,小车通过AC段的时间tAC=2.5s,则AC段的平均速度为:vAC32cm/s,
所以小车通过AC段的平均速度大于通过AB段的平均速度,故B错误;
C、BC段的运动时间为:tBC=tAC﹣tAB=2.6s﹣1.6s=1s,
BC段的路程为:sBC=40.0cm=0.400m,
BC段的平均速度:vBC0.4 m/s,故C错误;
D、在测量小车通过AB段的时间时,小车过了B点才停止计时,导致测得的时间偏长,而路程测量准确,由v得,测得AB段的平均速度会偏小,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了斜面上测量小车运动的平均速度,掌握实验原理是解题的关键,重点是正确读出小车运动路程和时间。
二.填空题(共4小题)
7.在“测平均速度的实验”中,实验装置如图所示,在保证小车能自行下滑的情况下,实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 小 (选填“大”或“小”)一些;实验中测出小车通过前半路程所用的时间为3s,全程所用的时间为5s,则全程的平均速度为 0.12 m/s;通过实验数据可知,小车沿斜面下滑的过程中做 变速 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。
【分析】(1)斜面坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越快,越不方便测量时间;
(2)根据公式v求出全程的平均速度;
(3)求出小车后半程的平均速度与前半程的平均速度相比较,判断小车的运动状态。
【解答】解:斜面坡度越大,小车沿斜面向下运动越快,计时会越困难,所以为测量时间方便,减小时间测量产生的误差,斜面坡度应较小;
由题知,小车在前半段用时t1=3s,全程运动所用的时间t=5s,由图可知,全程的运动路程为:s=60cm=0.6m;
小车全程的平均速度为:v;小车在后半段所用的时间短,可见,v1<v2,小车在滑下的过程中速度越来越大,说明小车是在做变速直线运动。
故答案为:小;0.12;变速。
【点评】本题考查了测量小车平均速度的实验,要注意速度公式的应用,难度不大。
8.用如图所示的装置测量小车运动的速度,金属片的作用是为了更准确地测量 时间 ,多次测量时必须让小车从 相同 (选填“相同”或“不同”)位置由静止开始下滑;若只增大斜面的坡度,小车的平均速度会 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)小车从斜面向下运动,到达指定位置时,金属片可以让小车及时停下来,同时小车与金属片碰撞发出声音,便于测量时间,使测量时间较准确;
(2)每次实验时必须让小车从同一位置由静止开始下滑,这样才可以保证小车每次通过的距离相等;
(3)斜面的倾角增大后,通过相同的路程,小车运动的时间变短,根据v可知小车运动的平均速度的变化情况。
【解答】解:(1)小车从斜面向下运动,到达指定位置时,金属片可以让小车及时停下来,同时小车与金属片碰撞发出声音,便于测量时间,使测量时间较准确;
(2)本实验需要多次测量,为保证小车每次通过的距离相等,所以每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑;
(3)斜面的倾角增大后,通过相同的路程,小车运动的时间变短,根据v可知小车运动的平均速度将变大。
故答案为:时间;相同;变大。
【点评】本题考查的是平均速度的测量实验,属于常考题型,难度一般。
9.如图所示,是“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的顶端由静止滑下,分别测出小车到达底端和中点的时间分别为t1和t2,即可求出不同路段的平均速度。该实验原理是 ,实验时,为了更加便于测量时间,应 减小 (选填“增大”“减小”或“不改变”)斜面的倾斜角度,小车通过下半段的时间为 t1﹣t2 通过实验可以知道,下半段的平均速度 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)整段的平均速度。
【分析】测量速度的原理:v;实验时,斜面放的坡度要小些,这样小车的运动时间时间长;小车从A到C的过程中速度越来越大。
【解答】解:实验中,需要测量路程和时间,根据可知小车运动的平均速度,则实验原理是;
斜面的倾斜角度越小,小车运动的越慢,运行的时间越长,测量时间时的误差越小,故为了便于测量时间,应减小斜面的倾斜角度;
测出小车到达底端和中点的时间分别为t1和t2,t1为总时间,t2为上半段的时间,则下半段的时间为t=t1﹣t2;
根据实验,小车由静止释放,沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动时,做加速运动,速度越来越大,因此下半段的平均速度大于整段的平均速度。
故答案为:;减小;t1﹣t2; 大于。
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=求出平均速度。
10.小红用甲图所示的实验装置“测量物体运动的平均速度”,测量工具有刻度尺和 秒表 。为了更直观地看出物体的速度是增大的、减小的还是不变的,小明换用如乙图所示带有超声波位置传感器的实验装置,通过与其连接的计算机绘制了速度与时间的关系图像,如丙图所示,可知小车在下滑过程中是做 加速 运动。(选填“匀速”或“加速”)
【分析】(1)实验中需要测量路程和时间(测量工具为刻度尺、秒表),利用速度公式v计算平均速度,据此得出实验原理;
(2)匀速直线运动的v﹣t图象是一条平行于时间轴的直线,匀加速直线运动的v﹣t图象是一条向上倾斜的直线,减速直线运动的v﹣t图象是一条向下倾斜的直线,然后根据图象读出小车到达坡底时的速度。
【解答】解:(1)实验中需要测量路程和时间,利用速度公式v计算平均速度,所以实验中需要的测量工具有刻度尺和秒表;
(2)丙图是速度与时间的关系图像,由图可知,图像是过原点的一条直线,说明速度与时间成正比,即小车在下滑过程中是做加速运动的。
故答案为:秒表;加速。
【点评】本题考查了平均速度的测量实验,涉及到平均速度公式的应用和实验的注意事项等,从图象中获取有用的信息是关键。
三.实验探究题(共10小题)
11.小玲利用如图所示的装置测量小车在斜面上运动的平均速度,实验数据在图中已经标出,图中上方是小车运动到A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“h:min:s”)。
(1)组装器材时,为了便于测量时间,应使斜面的坡度较 缓 (选填“陡”或“缓”);
(2)如果小车到达B点时没有及时按下停表,则实验中测出小车通过前半段路程的平均速度 偏小 (选填“偏大”“偏小”);
(3)在经过熟练使用电子表之后实验采集数据如图所示,实验中小车通过前半段路程的平均速度为 0.2 m/s。通过计算可知,小车沿斜面下滑的过程中,速度的变化是 越来越快 (选填“越来越快”或“越来越慢”)。
【分析】(1)斜面倾角越小,物体速度变化越慢,物体运动时间长,越便于时间的测量;
(2)如果小车到达B点时没有及时按下停表,则通过前半段路程的时间测量值偏大,根据速度公式v判断小车通过前半段路程的平均速度的误差情况;
(3)根据图中实验数据求出小车在相应路段的运动路程与运动时间,然后由平均速度公式求出平均速度,比较分析作答;
【解答】解:(1)实验中,为了方便计时,应使斜面的坡度较缓,这样小车运动的速度较慢,便于测量时间;
(2)如果小车到达B点时没有及时按下停表,则通过前半段路程的时间测量值t2偏大,路程测量值s2准确,根据速度公式v,小车通过前半段路程的平均速度v2偏小;
(3)由图中实验数据可知,小车在AC段的路程s1=120cm=1.2m,小车在前半程AB段的路程s2s11.2m=0.6m,
小车在前半程AB段的运动时间t2=10h35min03s﹣10h35min00s=3s,小车在AB段的平均速度为:
v20.2m/s;
后半程BC段的路程s3s11.2m=0.6m,
小车在前半程BC段的运动时间t3=10h35min05s﹣10h35min03s=2s,小车在BC段的平均速度为:
v30.3m/s,
所以v3>v2,小车沿斜面下滑的过程中,速度越来越快;
故答案为:(1)缓;(2)偏小;(3)0.2;越来越快。
【点评】本题是测平均速度的实验,考查了实验器材的安装、测量误差分析、平均速度的计算以及对v﹣t图象的认识,要掌握好。
12.小珠利用频闪照相机探究小车沿斜面下滑的运动情况。实验过程中,小车从带刻度的斜面O点由静止开始下滑,频闪照相机记录了小车通过A点到B点的频闪照片,频闪照相机每隔0.8s闪拍一次。分析照片可知:
(1)小车在斜面上下滑时,从A点运动到B点做 加速 直线运动;
(2)以下的三个v—t图像,能反映出小车从A点到B点运动的是 C ;
(3)小车从A点运动到B点的平均速度为 0.5 m/s;
(4)小珠接着探究“小车沿斜面运动快慢是否与小车的质量有关”,以下做法比较合理的是 B ;
A.用质量不同的小车,在同一个斜面上做多次实验
B.在同一辆小车上放上不同质量的重物,在同一个斜面上做多次实验。
小珠选择了正确的方案后,记录数据如表,分析表中数据可得出结论 小车沿斜面运动快慢与小车质量无关 。
序号
小车的质量
运动距离/cm
运动时间/s
1
较小
80.0
2.4
2
较大
80.0
2.4
3
更大
80.0
2.4
【分析】(1)小车在斜面上下滑时,从A点运动到B点做加速直线运动;
(2)小车在斜面上下滑时,从A点运动到B点做加速直线运动,以下的三个v﹣t图像,能反映出小车从A点到B点运动的是C;
(3)读出小车从A点运动到B点的路程和时间,根据速度公式计算从A点运动到B点的平均速度。
(4)小珠接着探究“小车沿斜面运动快慢是否与小车的质量有关”,以下做法比较合理的是在同一辆小车上放上不同质量的重物,在同一个斜面上做多次实验。
小珠选择了正确的方案后,记录数据如表,分析表中数据可得出结论小车沿斜面运动快慢与小车质量无关。
【解答】解:(1)小车在斜面上下滑时,从A点运动到B点做加速直线运动;
(2)小车在斜面上下滑时,从A点运动到B点做加速直线运动,以下的三个v﹣t图像,能反映出小车从A点到B点运动的是C;
(3)小车从A点运动到B点的平均速度为vAB 0.5m/s;
(4)小珠接着探究“小车沿斜面运动快慢是否与小车的质量有关”,以下做法比较合理的是在同一辆小车上放上不同质量的重物,在同一个斜面上做多次实验;故B符合题意,A不符合题意。
故选:B。
小珠选择了正确的方案后,记录数据如表,分析表中数据可得出结论小车沿斜面运动快慢与小车质量无关。
故答案为:(1)加速;(2)C;(3)0.5;(4)B;小车沿斜面运动快慢与小车质量无关。
【点评】本题考查了测量平均速度的实验,解题关键是要知道某段路程的平均速度等于该段路程与所用时间的比值。
13.某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中,让小球从斜面A点由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程,照片如图所示:
(1)该实验的原理是 v 。
(2)为了方便实验,装置坡度应较 小 (选填“大”或“小”);
(3)依据照片可判断,小球在做 加速 (选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动;
(4)如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次,则由所拍摄的照片可知,小球在AC段的平均速度为 1 m/s;
(5)实验中,测量小球在不同路程上的平均速度,目的是 B 。
A.求速度的平均值,减小实验误差
B.探究小球从斜面上滑下时速度变化的规律
【分析】(1)该实验的原理是v;
(2)为了方便测量时间,应使小球从斜坡滚下时速度较小;
(3)相同时间间隔内,小球通过的路程逐渐增大,可知小球运动状态;
(4)由图中可知,小球经过AB段的路程,由可得,小球在AC段的平均速度;
(5)实验中,小球在斜面不同位置的速度不同,测量小车在不同路程上的平均速度,可以探究小球在斜面上运动时的速度变化规律。
【解答】解:(1)该实验的原理是v;
(2)为了方便测量时间,应使小球从斜坡滚下时速度较小,故装置坡度应较小;
(3)由图中可知,相同时间间隔内,小球通过的路程逐渐增大,故可知小球在做加速运动;
(4)由图中可知,小球通过AC段的路程为:sAC=100.0cm﹣60.0cm=40.0cm=0.4m,
所用时间为:tAC=0.2s×2=0.4s,
故由可得,小球在AC段的平均速度为:;
(5)实验中,小球在斜面不同位置的速度不同,测量小车在不同路程上的平均速度,可以探究小球在斜面上运动时的速度变化规律,故A不符合题意,B符合题意。
故选:B。
故答案为:(1)v;(2)小;(3)加速;(4)1;(5)B。
【点评】本题是测量平均速度的实验,考查了速度大小的判断、平均速度的理解以及计算,难度不大。
14.在城市里的中高层及超高层建筑越来越多,一旦发生火灾,不可盲目逃生。受到儿童滑梯的启发,小明想要设计一个安装在楼房上的消防逃生滑梯模型。小明想知道人从滑梯上滑下时速度的变化,小明利用小车、斜面、挡板等器材组装了如图所示的装置并设计了实验方案:让小车从斜面A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的路程和时间,即可测出不同阶段小车运动的平均速度,从而判断物体在斜面上下滑时速度的变化情况。
序号
小车的轻重
运动距离/cm
运动时间/s
1
较轻
80.0
4
2
较重
80.0
4
3
更重
80.0
4
(1)除了图中所给的器材之外,还需要的测量工具是 停表 ;
(2)实验中,应让小车在较 小 (选填“大”或“小”)坡度的斜面上下滑,这是为了减小测量 时间 的误差;
(3)实验时,若听到小车撞击挡片C的声音之后才停止计时,则会使所测小车通过AC段的平均速度Ac 偏小 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)如果测得小车从A点滑到C点的时间tAC=4s,小车从A点滑到B点的时间tAB=3s,则小车通过BC段的平均速度vBC= 0.4 m/s;
(5)小明实验时,又选用了形状相同但轻重不同的小车,在同一个斜面上做了多次实验,记录的实验数据如表所示,分析表中数据可知:小车下滑时运动的平均速度与小车的轻重 无关 (选填“有关”或“无关”)。
【分析】(1)我们需要用刻度尺测量长度,用停表测量时间;
(2)实验时坡度小一些,小车运动的就会慢一些,便于测量时间;
(3)听到小车撞击挡片C的声音才停止计时,使所计时间偏大,则计算的速度偏小;
(4)根据v计算出小车通过BC段的平均速度;
(5)根据表格数据分析得出结论。
【解答】解:(1)根据公式可知,要测量小车运动的平均速度,需要用刻度尺测出小车运动路程,用停表测出小车运动的时间,所以还需要的测量工具是停表。
(2)实验中,应让小车在较小坡度的斜面上下滑,这样小车运动的较慢,便于测量时间,可以减小测量时间的误差。
(3)实验时,若听到小车撞击挡片C的声音之后才停止计时,所记录的时间比小车实际所用时间偏大,根据公式可知,会使所测小车通过AC段的平均速度vAC偏小。
(4)小车从A点滑到C点的时间tAC=4s,从A点滑到B点的时间tAB=3s,则小车通过BC段的时间tBC=1s;
BC段的路程为sBC=40.0cm=0.400m;
则小车通过BC段的平均速度为。
(5)分析表中数据可知:轻重不同的小车下滑时运动的路程相同,所用的时间也相同,则小车的平均速度相同,说明小车下滑时运动的平均速度与小车的轻重无关。
故答案为:(1)停表;(2)小;时间;(3)偏小;(4)0.4;(5)无关。
【点评】本题考查速度的测量与数据分析、计算以及误差分析,属于中档题。
15.小丽和小明利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。她让小车从斜面的A点由静止开始下滑,并记录小车运动所用时间。
(1)本实验需要的测量工具是刻度尺和 秒表 。
(2)为更便于测量小车运动的时间,实验开始前,小丽需调节木块的位置,使斜面保持较 小 (选填“大”或“小”)的坡度。
(3)小丽测得s=90cm,tAC=4.5s,则小车通过AC段的平均速度为 0.2 m/s。
(4)为了测量小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度,同组的小明让小车从B点由静止释放,测出小车到C点的时间,之后计算小车在BC段的平均速度。小丽认为小明的做法不正确。据你分析小明的测量结果比小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度 小 (选填“大”或“小”)。
【分析】(1)本实验的原理是v;在用斜面小车测量平均速度的实验中,要测量小车运动的路程和时间,用到刻度尺和秒表;
(2)为了方便计时,让时间尽可能长一些,需要斜面的坡度缓一些;
(3)由图可知小车在AC段运动的路程和时间,利用速度公式可求出小车在AC段运动的平均速度;
(4)想测量小车在整个运动过程中后半程的平均速度,其运动的起点必须是A点,这样才能保证小车通过B点时速度不为零。
【解答】解:(1)实验中,需要测量路程和时间,需要用到刻度尺和秒表,根据v得到平均速度,本实验的原理是v;
(2)斜面坡度越大,小车在斜面上运动时间较少,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为更便于测量小车运动的时间,减小测量时间时造成的误差,应保持斜面的坡度较小。
(3)根据可得,小车通过AC段的平均速度为
(4)若让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,所测的时间不是运动过程中下半程的时间;小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0,所以让小车从B点由静止释放,将导致测得BC段时间偏大,根据可知,小明测得的BC段的平均速度偏小,即小明的测量结果比小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度小。
故答案为:(1)秒表;(2)小;(3)0.2;(4)小。
【点评】本题是研究小车在斜面上运动快慢实验,主要考查速度公式的应用、刻度尺的读数、秒表的读数以及对实验操作过程的分析,是一道常考题。
16.如图所示,在“测量物体运动的平均速度”实验中,在A点由静止释放一辆小车,小车加速向下运动,先后经过B、C两点,AB=BC。
(1)实验的原理是 v ,为了完成实验,需要的测量工具是秒表和 刻度尺 ;
(2)实验中,斜面坡度应该较 小 (大/小),目的是 延长 (延长/缩短)小车的运动时间;
(3)实验中测得全程AC的平均速度为v,上半程AB的平均速度为v2那么v1 > v2(>/</=)。
(4)小明在实验时,一只手操作秒表,另一只手释放小车,由于紧张,按下秒表的同时总会把小车向后拉一点才松开小车,这样操作会导致计算出的平均速度 偏大 (偏大/偏小)。
【分析】(1)实验原理是速度公式v;需要用刻度尺测量路程,用停表测量时间;
(2)若要计时方便,应使所用的时间长些。
(3)小车在下滑过程中,速度逐渐变大,由此可以判断出各段平均速度的大小;
(4)在按下秒表的同时总是会把小车向后拉一点才松开小车会造成所测路程偏大。
【解答】解:(1)平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值,所以测小车平均速度的实验原理为v;实验中使用刻度尺测量路程,用秒表测量时间;
(2)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为延长小车的运动时间,斜面坡度应小些。
(3)由于小车在下滑过程中速度加快,即做加速运动,所以上半段的平均速度最小,下半段的平均速度最大,全程的平均速度居中,即v1>v2;
(4)在按下秒表的同时总是会把小车向后拉一点才松开小车会造成所测路程偏大,根据v可知,会使所测量速度偏大。
故答案为:(1)v;秒表;(2)小;延长;(3)>;(4)偏大。
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v求出平均速度。
17.在“科学探究:速度的变化”实验中,云云用小车、长木板、刻度尺、秒表、木块等器材探究小车沿斜面滑下时速度的变化实验设计如图甲,让小车从斜面的A点由静止滑下并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间tB、tC。
(1)该实验的原理是 v ;
(2)实验中用到的测量工具是 刻度尺 和 停表 ;
(3)实验中应使斜面坡度保持较 小 (选填“大”或“小”),目的是: 便于测量时间 。
(4)如图甲,小车从A到B经过的路程为 40 cm,若tA、tB、tC所对应的时间依次如图乙,则小车在BC段的平均速度为 0.2 m/s。
(5)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了B点后才停止计时,则会使所测BC段的平均速度偏 大 。(填“大”或“小”)
(6)如图,云云分别画了小车从A运动到C的几个图像,其中与实验相符的是 B 。
【分析】(1)测量平均速度的原理:v;
(2)在用斜面小车测量平均速度的实验中,要测量小车运动的路程和时间,用到刻度尺和秒表;
(3)实验中,应使斜面的坡度较小,这样小车滑下的速度较小,时间较长,便于测量;
(4)根据图象读出AC段和BC段的距离,并求出BC段所用的时间,再运用公式v求出BC段的平均速度;
(5)若在测量过程中小车过了B点才开始计时,则所测时间会偏小,利用v可知测得小车在BC段的平均速度的变化情况;
(6)根据小车做加速直线运动分析小车从A到C的v﹣t图象的大致情况。
【解答】解:(1)测量小车运动的平均速度的基本原理:v;
(2)实验中要用刻度尺测量小车运动的路程,用停表测量小车运动的时间,即实验中用到的测量工具是刻度尺和停表;
(3)若要计时方便,应使斜面的坡度小一些,使小车在斜面上通过的时间更长,便于测量时间;
(4)由图知,刻度尺分度值为1cm,小车从A到B经过的路程sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,
小车从B到C经过的路程sBC=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,tBC=5s﹣3s=2s;
则BC段的平均速度:vBC20cm/s=0.2m/s;
(5)若在测量过程中小车过了B点才开始计时,则所测时间会偏小,利用v可知测得小车在AC段的平均速度将会偏大;
(6)A图表示物体做匀速运动;
B图表示物体做加速运动,
C图表示物体做先加速、后匀速的运动;
D图表示物体先做加速运动,后做减速运动;
小车从A到C,做加速直线运动,故B符合题意。
故答案为:(1);(2)刻度尺;停表;(3)小;便于测量时间;(4)40;0.2;(5)大;(6)B。
【点评】本题考查了实验原理、实验器材、求平均速度、判断小车的运动性质等问题,了解实验原理、由图示秒表求出小车的运动时间是求小车平均速度的关键。
18.小明同学用如图所示的实验装置“测量小车的平均速度”,小车沿斜面从A处由静止开始下滑,在A、B、C三处均有电子表显示时间(数字分别表示“时:分:秒”),用刻度尺可测出小车在不同路段的路程。请你解答下列问题:
(1)小车通过AB段的路程是 0.500 m,小车通过BC段的时间是 1 s,通过AC段的平均速度是 0.3 m/s。
(2)分析图中实验数据发现,小车通过斜面全程做 加速 ( 选填“匀速”、“加速”或“减速”)直线运动。
(3)在实验过程中,必须熟练使用计时工具,如果小车过了C点才停止计时,测得全程的平均速度比真实值偏 小 ( 选填“大”或“小”),原因是 测量时间偏大 。为了减小此操作造成的实验误差,可以在C处添加一个器材: 金属片 。
(4)小明还想用如图所示实验装置探究从斜面下滑物体运动的平均速度与哪些因素有关。他对小车下滑快慢的因素进行如下猜想:
猜想一,与斜面的高度有关;
猜想二,与斜面的长度有关。
为了验证猜想一,他设计的方案是将小车分别从斜面上不同高度处由静止释放,测出下滑时间。通过测量,发现每次下滑的时间不同,于是得出猜想一是正确的。请对这一方案作出评价,指出他存在的问题是: 改变高度时,没有控制长度一定 。
【分析】(1)图中刻度尺的分度值为1cm,需估读到分度值的下一位,从图中读取相应路程和时间,根据速度公式计算即可;
(2)根据实验数据结合速度公式分析可知小车的运动状态;
(3)如果小车过了C点才停止计时,测得的时间偏大;在C处添加金属片即可;
(4)注意控制变量法的应用,根据速度公式知道所用时间的长短不仅与速度有关,还与通过的路程有关。
【解答】解:(1)图中刻度尺的分度值为1cm,需估读到分度值的下一位,
由图可知:sAB=90.0cm﹣40.0cm=50.0cm=0.500m,sBC=40.0cm,sAC=90.0cm,tAB=2s,tBC=1s,tAC=3s,
则vAB25cm/s,vAC30cm/s=0.3m/s,vBC40cm/s;
(2)比较速度大小可知小车做加速运动;
(3)如果小车过了C点才停止计时,测得的时间偏大,根据速度公式可知测得全程的平均速度比真实值偏小;
在C处添加金属片,听到小车撞击金属片的声音停止计时即可;
(4)小明设计的方案是将小车分别从斜面上不同高度处由静止释放,在此过程中没有控制斜面的长度一定,所以会造成时间的不同。同时根据t可知,路程也会影响所用时间的长短。
故答案为:(1)0.500;1;0.3;(2)加速;(3)小;金属片;(4)改变高度时,没有控制长度一定。
【点评】“测量小车的平均速度”考查实验的操作过程、速度公式的灵活运用、路程、时间的测量、实验方案的分析等。
19.测量小车运动速度的实验中。
(1)小明将小车从甲图中坡顶A处静止释放,测出小车从A滑到坡底C处的时间t1=2.5s;再次将小车从A处静止释放,测出小车从A滑到中点B处的时间t2=1.8s。通过小明的测量数据可以判断,小车在前半程的平均速度 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)全程的平均速度。
(2)小明想测量小车在整个运动过程中后半程的平均速度,他应该将小车从 A (选填“A”或“B”)处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时。
(3)老师利用图乙所示的传感器把小车运动的情况即时测量、显现出来。利用传感器可以测出在不同时刻小车与它的距离,然后计算机再根据时间算出运动的小车在不同位置时的速度。计算机屏幕上的图像如图丙所示,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是 加速 (选填“匀速”或“加速”)运动的;小车到坡底的速度为 0.8 m/s。
【分析】(1)根据图象读出AB段和BC段的距离和时间,运用公式v求出AB段和BC段的平均速度;并进行比较;
(2)测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从A处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时;
(3)匀速直线运动的v﹣t图象是一条平行于时间轴的直线,匀加速直线运动的v﹣t图象是一条向上倾斜的直线,减速直线运动的v﹣t图象是一条向下倾斜的直线。
【解答】解:
(1)设全程路程为L,则小车运动的距离sAC=L,sABL,
由题知,所用的时间tAC=2.5s,tAB=t2=1.8s,
则小车在前半程的平均速度:vAB;
小车运动全程的平均速度:vAC;
所以vAB<vAC,即AB段的平均速度小于全程的平均速度;
(2)测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从A处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时;
(3)匀加速直线运动的v﹣t图象是一条向上倾斜的直线,由图象可知,小车在斜面上滑下时是加速运动的;
小车到达坡底时的时间是2.5s,对应的速度为0.8m/s。
故答案为:(1)小于;(2)A;(3)加速;0.8。
【点评】本题主要考查了斜面上测量小车运动的平均速度,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v判断平均速度。
20.测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验装置及测量过程如图甲所示。小车从斜面顶端由静止下滑,挡板放在斜面底端,图中方框中的数字是小车在A,B,C三处时电子表的示数(数字分别表示“h:min:s”),则:
(1)该实验的原理是 v (填写物理公式)。
(2)实验时,小车从A点到C点的路程sAC= 80.0 cm,小车在AC段的平均速度vAC= 0.16 m/s。
(3)测量小车到达B点的时间,如果小车未到达B点就停止计时,测量AB段的平均速度vAB会偏 大 (填“大”或“小”)。
(4)实验中,小明发现小车通过AB段路程的时间过短,不便于测量时间,为解决这一问题,可以 减小 (填“增大”或“减小”)斜面坡度。
(5)小明改进实验,利用如图乙所示的位置传感器测出不同时刻小车与挡板的距离,并用计算机计算出小车在不同位置的速度。计算机绘制的图象如图丙所示,假设斜面足够长,则5s时小车的速度为 0.25 m/s。
【分析】(1)测小车的平均速度,需要测量小车运动的路程、所用的时间,利用速度公式v求平均速度;
(2)实验中用刻度尺测量路程,刻度尺在使用时要先观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值;
根据图中内容得出路程和对应的时间,求出相应的速度;
(3)让小车未到达B点就停止计时,会导致时间的测量结果偏小,平均速度会偏大;
(4)为了便于测量小车在斜面上运动的时间,应使斜面的坡度小一些;
(5)根据图象信息进行解答即可。
【解答】解:(1)测量平均速度的原理:v;
(2)实验室一般用刻度尺测量路程,如图乙,图乙中刻度尺10cm之间平均分成10等份,所以一份是1cm,也就是乙中刻度尺的分度值是1cm;小车从A点到C点的路程为:sAC=80.0cm=0.800m,tAC=09:25:15﹣09:25:20=5s,
小车在AC段的平均速度为:;
(3)如果小车未到达B点就停止计时,则计时的时间会比实际的时间短,根据速度公式可知,在路程一定的情况下,平均速度的结果会偏大;
(4)减小斜面坡度可以减小小车的速度,使下滑时间变长,便于测量时间;
(5)如图丁,小车的速度每2s增加0.1m/s,可知5s时,小车的速度为0.25m/s。
故答案为:(1);(2)80.0;0.16;(3)大;(4)减小;(5)0.25。
【点评】本题考查了平均速度的测量实验,涉及到平均速度公式的应用和实验的注意事项等,从图象中获取有用的信息是关键。
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