4.1.5 测量物体运动的速度-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验

4.1.5 测量物体运动的速度 知识导航与技巧点拨 方法一、用刻度尺和钟表测量小车运动的速度 (1)实验原理：_____________________________。 (2)实验器材：_____________________________、斜面、小车、金属片（木块）。 (3)实验装置及过程： ①按如图所示组装器材： 实验次数 路程(单位cm) 运动时间(单位s) 平均速度 1 SAC= tAB=5s VAB= cm/s 2 SAB= tBC=3s VBC= cm/s 3 SBC= tAC= VAC= m/s 【80.0cm 40.0cm 40.0cm 2 16 13.3 0.2 】 ②把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的距离SAC，填入表格中； ③用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击小木板的时间tAC，填入表格中； ④根据测得的SAC和tAC利用公式算出小车通过全程的平均速度vAC 填入表格中； ⑤将金属片移至斜面中点B，测出小车到金属片的距离SAB，填入表格中； ⑥测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程SAB所用的时间tAB，算出小车上半段的平均速度vBC； 实验要点、考点、热点问题释疑： （1）该实验是根据公式______________________进行速度计算的。 （2）实验中应使斜面的坡度较________（填“大”或“小”），目的是_____________________________。 （3）实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了A点才开始计时，其他点的测量准确，则会使所测AC段的平均速度vAC偏________。（填“大”或“小”） （4）VAC、VAB、VBC由大到小的排列顺序是：_____________________________。 （5）使用金属片作为挡板的目的是：_____________________________。 （6）小车前一半路程的平均速度为V1，后一半路程的平均速度为V2 ,则全程的平均速度可表示为：V全= ______________。 （7）小车前一半时间的平均速度为V3，后一半时间的平均速度为V4 ,则全程的平均速度可表示为：V全=_______________。 【 小 方便测量时间 偏大 方便测量时间 VAB＜ VAC＜VBC 】 方法二、用传感器测量物体运动的速度（教材拓展） 物体运动的情况还可以通过另外一种办法即时测量、显现出来。如图1.4-3所示， A 为可在斜面上自由移动的小车， B 为固定在斜面一端的传感器。传感器利用超声波可以测出在不同时刻小车与它的________，然后计算机再根据时间就可以算出运动的小车在不同位置时的________。 如果将传感器放置在合适的位置，实验者面对传感器，前后行走，就可以在计算机屏幕上观察实验者行走的________。【距离 速度 速度】 提分专训 1．芳芳和朋友去游乐场游玩，看到朋友从滑道的顶端冲下来吓得尖叫。她想知道朋友下滑时的速度如何变化，于是利用带有刻度的斜面、秒表以及小车来探究下滑过程中的速度变化情况，如图所示： （1）该实验的原理是 ； （2）斜面的坡度应当较 （选填“大”或者“小”），目的是 ； （3）图中，前半段的路程s2＝ cm，测得上半段的时间t2＝2s，则上半段的平均速度是 m/s；若小车释放后，才开始计时，则测出的前半段平均速度值将 （选填“偏大”、“偏小”或者“无影响”）； （4）实验中，测量下半段的平均速度v3的最佳方法是 ； A．小车从B点由静止释放，测出B到C所用的时间t3与路程s3，计算出v3 B．小车从A点由静止释放，经过B点开始计时，到达C点后，测得时间t3，再测量路程s3，计算出v3 C．不测量，利用全程和上半程的路程s1、s2，时间t1、t2，求t3＝t1-t2，s3＝s1-s2，算出v3 D．不测量，利用全程和上半程的路程s1、s2，时间t1、t2求得v1＝，v2＝，算出v3＝2v1-v2 （5）选用正确的测量方法后，芳芳测得的全程时间t1＝3.2s，由此可知，小车在斜面上做 直线运动（选填“加速”、“减速”或者“匀速”），若作出小车的运动图像，应当是下列选项中的 ； A．B．C．D． （6）芳芳用频闪相机给滑滑梯的朋友拍了张频闪照片（相机固定不动，每秒自动拍摄一次，多次曝光拍出一张照片），如图所示。用刻度尺测得打印出来的照片中，滑梯的长度为15.00cm，朋友的身高为1.60cm，而朋友实际身高为1.60m，若滑出滑梯时的速度为全程平均速度的两倍，则朋友滑出滑梯的速度为 m/s。 2．小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图的实验装置：小车从斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示（数字分别表示“小时：分：秒”） （1）该实验的原理是 。 （2）该实验需要的器材除了小车、斜面、档板外，还需要测量工具 和 。 （3）实验时应保持斜面的倾角较 ，这是为了方便测量 . （4）根据图中信息回答：sAB= cm；vAB= m/s；tAC= s；vAC= m/s． （5）可以看出小车在下滑过程中做 （选填“匀速”或“变速”）直线运动。 3．如图甲所示，在测量小车的平均速度的实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，算出小车在各段的平均速度。 (1)实验的原理是 。 (2)图中段的距离 ，测得时间，则小车在段的平均速度 。如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速度会偏 。 (3)物体的运动常常用图像来描述，图乙中能反映小车运动情况的是 （选填“A”或“B”）。 (4)实验中，对于如何获取下半程的平均速度，下列方法最好的是____________。 A．将小车从B点由静止释放，测出由B到C所用的时间与路程，计算得到 B．将小车从A点由静止释放，经过B点时开始计时，到达C点后测得时间，再测量路程，计算得到 C．不测量，利用已有数据求得，再测量路程，计算得到 (5)小车在段运动过程中，经过时间中点时的速度为，经过路程中点时的速度为，则 （选填“>”“<”或“=”）。 4．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)依据照片可判断，小球在做 （选填“加速”“减速”或“匀速”）运动； (2)如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次，并测得cm，cm，则小球在BC段的平均速度为 m/s，小球在AC段的平均速度为 m/s； (3)下列图像中，能说明小球在斜面上运动情况的图像是 。 A．B．C． D． (4)小球在AD段运动过程中，经过时间中点时的速度为，经过路程中点时的速度为，则 （选填“>” “<”或“=”）。 5．以下是某同学“测量小球运动的速度”的实验报告，请你将报告内容补充完整。 实验目的 测量小球运动的速度 实验原理 实验器材 小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机 实验步骤 （1）一小球在水平桌面上沿直线运动，下图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹，频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。 （2）分别测出小球通过的路程： ，，；记录这三段路程所对应的时间：。 （3）分别计算小球通过这三段路程的平均速度。 实验结论 （1）小球在这三段路程的平均速度分别为： ，， 。 （2） （选填“>”“<”或“=”），小球在水平桌面上做 （选填“匀速”或“变速”）运动。 安全提示 小球运动时的速度不宜过快，以免小球动能过 ，从桌面掉落时伤人。 6．如图所示，物理活动小组同学为了测量物体运动的平均速度，拍摄了钢球从O点下落过程中的频闪照片，相机每隔0.1s曝光一次。由下图可知： (1)钢球的运动是 （选填“匀速”或“变速”）直线运动，原因是 相同，通过的路程不同； (2)钢球由B到C所用时间为 s，若钢球实际运动距离是照片上对应距离的10倍，则小球由B位置运动到C位置，BC段的实际距离为 cm，钢球在BC段的平均速度为 m/s； (3)若钢球在OA段的平均速度为，AC段的平均速度为，则钢球在OC段的平均速度为 m/s。（小数点后保留两位） 7．小新和同学一起用硬纸板搭建了图甲所示的轨道，测量小球运动的平均速度。 （1）实验中需要测量的物理量是小球运动的路程和所用的时间。 （2）他们先用钢卷尺对轨道的各段长度进行测量并分段作了标记，因 的测量误差较大，需多次测量。为保证小球每次通过A点的速度相同，必须用同一小球从左边斜面的 高度由静止释放。 （3）如图乙所示，该刻度尺的分度值为 cm，AB段的距离为 cm。 （4）从A点开始计时，用秒表分别测量小球经过B、C、D、E各点的时间。整理实验数据并记录在表中。 路段 距离s/cm 运动时间t/s 平均速度v/（m·s-1） AB 50.00 0.45 1.11 BC 50.00 0.60 0.83 CD 50.00 0.75 0.67 DE 100.00 0.93 1.08 分析表中数据可知，vBC vCD。 （5）小球在BD段运动的平均速度为 m/s。（计算结果保留两位小数） 8．小明同学用如图甲所示的装置研究小车在斜面上运动的平均速度。他将小车从坡顶A处由静止释放，测出小车从A处滑到坡底C处的时间。再将小车从A处由静止释放，测出小车从A处滑到中点B处的时间。 (1)该实验的原理是 ； (2)实验中斜面的坡度要 （填“大”或“小”）些，这样做的目的是便于测量 ； (3)通过小明的测量数据可以判断，小车在前半程的平均速度 （填“大于”“等于”或“小于”）全程的平均速度； (4)小明想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 （填“A”或“B”）处由静止释放，并在B处开始计时，在C处停止计时； (5)物体运动的情况还可以通过另一种办法即时测定、显现出来。位置传感器利用超声波可以测出不同时刻小车与它的距离，计算机就可以算出小车在不同位置时的速度（如图乙）。屏幕上的图像如图丙所示，其中横轴为时间，纵轴为速度，通过图像可以看出小车在斜面上由静止滑下后是 （填“匀速”或“加速”）运动的，小车到达坡底时的速度为 m/s。 9．课外实践活动中，小明想探究纸锥下落快慢与锥角、扇形半径的关系。他用复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片，制成了如图甲所示的3个纸锥。实验中，纸锥依次从相同高度由静止释放，并测出下落时间。 (1)实验中；通过 （选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”）的方法比较纸锥下落快慢：除了刻度尺外，该实验还需要的测量器材是 g； (2)小明进行多次实验，并将数据记录在下表中： 纸锥编号 下落高度h/m 扇形纸片半径r/cm 剪掉的扇形 圆心角θ/° 纸锥锥角α/° 下落时间t/s 1 1.9 10 90 81.9 2.20 2 1.9 10 135 71.1 1.84 3 1.9 5 90 81.9 2.20 分析表中数据，得出的结论是纸锥下落的快慢与扇形半径 ，与锥角 （均选填“有关”或“无关”）； (3)在做上述实验时，小华利用频闪相机探究纸锥竖直下落的运动情况，照相机每隔0.2s拍照一次。如图乙所示，用刻度尺对拍摄的照片进行测量，由图乙可以判断纸锥下落过程中速度的化情况是 。照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1：3，则纸锥在A、B间的平均速度为 m/s； (4)小明和小华进行交流时，发现测得的纸锥下落的最大速度有差异，请你猜想影响最大速度大小的因素可能是 （写出一个即可）。 10．小明同学用如图甲的装置研究小车在斜面上的运动。他将小车从坡顶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。 （1）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）物体运动的情况还可以通过另一种办法即时测定、显现出来，位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离，计算机就可以算出小车在不同位置的速度（如图乙）。屏幕图像如图丙所示，横轴为时间，纵轴为速度，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；小车到达坡底时的速度为 m/s； （3）通过查阅资料，得知速度一时间图像与横坐标轴所包围部分（即图中阴影部分）的面积就是小车运动的距离。请根据丁图中的图像计算出小车A在0～1s内的平均速度为 m/s。 11．如图将内径为0.8cm、长为80cm的玻璃管装满水，上端仅留个气泡，研究“气泡的运动规律”。 （1）将玻璃管 后竖直（或倾斜）放置，观察气泡的运动情况。 （2）为减小测量误差，应使气泡在管内较 （快/慢）地运动。 （3）要正确判断气泡是否做匀速直线运动，有如下两种方案： 方案一：测量气泡运动相同路程所用的时间； 方案二：测量气泡运动相同时间所通过的距离； 为方便操作，两方案均需在玻璃管上用笔做标记：方案一，实验前先在玻璃管上 画标线，测量气泡上升过程中通过各标线的时间；方案二，气泡上升过程中每隔2s在玻璃管上标记 的位置。 （4）小明记录气泡上升的路程和时间的实验数据如表所示，在图中画出气泡运动的图像。( ) 路程s/cm 0 10 20 30 40 50 时间t/s 0 3 4.5 6 7.5 9 （5）分析图像可知：气泡上升过程中的运动特点是 。 参考答案 1． 小 便于测量时间 40.0 0.2 偏大 C 加速 D 7.5 【详解】（1）[1]总路程除以总时间即为平均速度，则该实验的原理为。 （2）[2][3]实验中，为了便于测量时间，斜面的坡度应当较小，延长运动时间。 （3）[4][5]刻度尺的分度值为1cm，读数时要估读到分度值下一位，所以前半段的路程为 则上半段的平均速度为 [6]若小车释放后，才开始计时，则测出的时间偏小，根据，前半段平均速度值偏大。 （4）[7]要测量下半段的平均速度v3，不需要重新测量，利用全程和上半程的路程s1、s2，时间t1、t2，求t3＝t1-t2，s3＝s1-s2，算出v3即可。 故选C。 （5）[8][9]芳芳测得的全程时间t1＝3.2s，则下半段所用时间为1.2s，少于上半段，根据可知下半段速度大于上半段，即做加速直线运动。 A．路程和时间成正比，表示匀速直线运动，故A不符合题意； B．速度不随时间改变，也表示匀速直线运动，故B不符合题意； C．路程随时间增加而增加，但增速减慢，表示减速直线运功，故C不符合题意； D．速度随时间增加而增加，表示加速直线运动，故D符合题意。 故选D。 （6）[10]照片中朋友的身高为1.60cm，而朋友实际身高为1.60m，所以滑梯实际长度为15m，则全程平均速度为 则朋友滑出滑梯的速度为 2． 秒表 刻度尺 小 时间 3 0.3 变速 【详解】（1）[1]在测小车的平均速度的实验中，该实验的原理是。 （2）[2][3]本实验中，用秒表测时间，刻度尺测路程，然后根据算出速度，故还需要测量工具是秒表和刻度尺。 （3）[4][5]在实验过程中，要尽量保持斜面的倾角较小，便于测量小车运动的时间。 （4）[6]由图可知AB间的路程为 [7] AB间的速度为 [8] AC间的时间为 [9] AC间的速度为 （5）[10]小车在下滑过程中速度越来越快，所以做变速直线运动。 3．(1) (2) 40.0 0.2 小 (3)B (4)C (5)< 【详解】（1）测量小车平均速度的实验，是通过测量小车在斜面上运动的路程和时间，利用速度公式进行计算得到结果，所以该实验的原理是。 （2）[1]由图可知，刻度尺的分度值为1cm，则 [2]测得时间，则小车在段的平均速度 [3]如果小车过了B点才停止计时，则测得AB段的时间会偏大，根据可知，计算得到的平均速度会偏小。 （3）A图s-t图像为一过原点的直线，说明做匀速直线运动，通过的距离与时间成正比，故A不符合题意，而B图为v-t图像，表示速度逐渐变大，故图B中能反映小车运动情况。故B符合题意。 故选B。 （4）A．小车在下滑过程中，到达B点的速度并不为零，所以让小车从B点由静止释放，到达C点的时间，并不等于下半段的时间，计算得到结果不准确，故A不符合题意； B．可以在B点开始计时，但在运动中开始计时，计时误差比较大，计算结果不准确，故B不符合题意； C．不测量，利用已有数据求，，，再计算得到结果比较准确，故C符合题意。 故选C。 （5）已知小球在下滑过程中做加速运动，即小球的速度越来越大，时间的中点在路程中点的上方，则到达时间中点时未到达路程中点，则< 4．(1)加速 (2) 0.75 0.50 (3)C (4)< 【详解】（1）由图可知，小球在相同时间内通过的路程越来越大，说明小球在做加速运动。 （2）[1]小球在BC段的平均速度为 [2]AC段的路程 sAC=sAB+sBC=5cm+15cm=20cm 小球在AC段的平均速度为 （3）由图可知，在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，小球在斜面上做的是加速运动。 A．由图可知，随着时间的增加，速度逐渐减小，该图像是减速运动，故A不符合题意； B．由图可知，随着时间的增加，速度大小不变，该图像是匀速运动，故B不符合题意； C．由图可知，随着时间增加，速度逐渐增加，该图像是加速运动，故C符合题意； D．由图可知，随着时间增加，速度先减小后增加，故D不符合题意； 故选C。 （4）由图可知，在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动，即小球的速度越来越大，则时间tAD中点的位置在路程sAD中点的位置之前，即小球到达时间tAD中点时未达到路程sAD中点，则 v1<v2 5． 42.40 42.40 19.70 > 变速 大 【详解】（1）[1] 测量小球运动的速度，实验原理为。 （2）[2]该刻度尺分度值为0.1cm，故SAB读数为42.40cm。 （3）[3] [4]                                                                （4）[5] [6]从上一问中得出，故小球在水平桌面上做变速运动。 （6） [7] 动能与质量和速度有关，小球运动时的速度不宜过快，以免小球动能过大，从桌面掉落时伤人。 6．(1) 变速 时间 (2) 0.3 120 4 (3)2.83 【详解】（1）[1][2]由图可知，在相同时间内，钢球通过的路程越来越大，因此钢球的运动是变速运动，原因是时间相同，通过的路程不同。 （2）[1]相机每隔0.1s曝光一次，钢球从B到C之间有3个空，即从B到C所用的时间 tBC=0.1s×3=0.3s [2]图中BC段小球通过的距离 sBC=11cm+1cm=12cm 则BC段的实际距离 sBC'=12cm×10=120cm=1.2m [3]BC段的平均速度 （3）若钢球在OA段的平均速度为0.9m/s，由图可知，OA段的时间 tOA=0.1s×2=0.2sOA段的路程 sOA=vOAtOA=0.9m/s×0.2s=0.18mAC段的平均速度3.8m/s，由图可知，AC段的时间 tAC=0.1s×4=0.4sAC段的路程 sAC=vACtAC=3.8m/s×0.4s=1.52mOC段的总路程 sOC=sOA+sAC=0.18m+1.52m=1.7mOC段的时间 tOC=0.1s×6=0.6s 则OC段的平均速度 7． 时间 同一 0.1 50.00 0.74 【详解】（2）[1]因为记录不同路段所用的时间存在较大误差，因此需要多次测量。 [2]为保证小球每次通过点的速度相同，必须用同一小球从左边斜面的同一高度由静止释放。 （3）[3][4]由图乙知刻度尺的分度值为，段的距离为 （4）[5]根据表中数据可知，段的路程与段的路程相等，但通过段的时间小于通过段的时间，根据知 （5）[6]根据表中数据可知 则 8．(1) (2) 小 时间 (3)小于 (4)A (5) 加速 0.8 【详解】（1）平均速度是指某段时间内行驶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。 （2）[1][2]实验中应使斜面的坡度小一些，这样小车运动得慢，方便记录时间。 （3）由测量数据可知，全程的路程为半程的2倍，而所用时间没有用到半程的2倍，根据，故小车在前半程的平均速度小于全程的平均速度。 （4）小明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处，并在B处开始计时，在C处停止计时。 （5）[1]从图像中可看出，随着时间的增加，小车的速度越来越快，故小车在斜面上由静止滑下后是加速运动的。 [2]由图像可知，时小车的速度为0.8 m/s，已知小车从A处滑到坡底C处的时间，则到达坡底时小车的速度。 9．(1) 相同路程比时间 秒表 (2) 无关 有关 (3) 先变大后不变 0.15 (4)纸锥的质量 【详解】（1）[1][2]实验中，纸锥依次从相同高度由静止释放，并测出下落时间，采用的是相同路程比较时间的方式比较纸锥下落快慢，因此需要测量时间，用的测量工具是秒表。 （2）[1][2]根据表格中编号为1、2的数据知：下落高度、纸锥扇形半径相同，纸锥锥角不同，纸锥锥角越大，下落时间越长，下落速度越慢；根据表格中编号为1、3的数据知：下落高度、纸锥锥角相同，纸锥扇形半径不同，下落时间相同，下落速度相同，即可得结论：纸锥下落速度与纸锥扇形半径无关；综合分析可得出的结论：纸锥下落速度与纸锥扇形半径无关，与纸锥锥角有关，纸锥锥角越大，下落时间越长，下落速度越慢。 （3）[1]频闪相机每隔0.2s拍照一次，即图片中每个物体间的时间都为0.2s，从图像可以看出，A以上越往下面，相同时间纸锥下落的路程越大，由此可以判断，A以上纸锥下落过程中，速度逐渐变大；A到B过程中相同时间纸锥下落的路程相同，由此可知AB间速度不变；综合可知，纸锥下落过程中速度的化情况是先变大后不变。 [2]图乙刻度尺的分度值为0.1cm，AB间的长度为2.00cm，照片中的距离与纸锥实际下落的距离之比为1：3，故实际中物体下落的距离为 频闪相机每隔0.2s拍照一次，AB间两个时间间隔，从A到B所用时间为 纸锥在AB间的平均速度为 （4）纸锥下落达到最大速度后保持匀速直线运动，受力平衡，重力等于空气阻力。物理运动速度越大空气阻力越大。因此影响纸锥下落的最大速度受纸锥自身质量的影响，还受纸锥大小，形状等影响纸锥空气阻力的因素的影响。 10． 小于 加速 0.8 0.1 【详解】（1）[1]由测量数据可知，全程的路程为半程的2倍，而所用时间没有半程的2倍，所以，小车在前半程的平均速度小于全程的平均速度。 （2）[2]从图像中可看出，小车的速度越来越大，所以，小车做加速运动。 [3]由图像可知速度与时间成正比，且t=2.5s时小车的速度为0.8m/s。 （3）[4]图丁中阴影部分的面积为 则小车A在0~1s内的平均速度为 11． 翻转（倒置、倒放） 慢 每隔10cm 气泡 气泡0～10cm做加速直线运动，10～50cm做匀速直线运动 【详解】（1）[1]因为要研究“气泡的运动规律”，为让气泡运动起来，需要将玻璃管翻转后竖直（或倾斜）放置，方可观察气泡的运动情况。 （2）[2]为减小测量误差，方便人观察和计时，应使气泡在管内较慢地运动。 （3）[3]方案一：测量气泡运动相同路程所用的时间，故应在玻璃管上每隔10cm画标线，测量气泡上升过程中通过相同路程各标线的时间即可。 [4]方案二：测量气泡运动相同时间所通过的距离，故只需在气泡上升过程中每隔2s在玻璃管上标记气泡的位置即可。 （4）[5]根据实验数据描点连线，在图中画出气泡运动的图像即可 （5）[6]分析图像可知：气泡上升过程中，0～10cm运动越来越快，做加速直线运动；10～50cm运动图像是直线，表明路程随时间均匀增加，做匀速直线运动。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$