内容正文:
姓名_________ 日期______ 等第______
第一章 机械运动
第4节 速度的测量
【知识梳理】
在测量小车运动的速度的实验中:
(1) 实验所依据的原理是______。
(2) 需要测量的物理量有________和________。
(3) 需要的测量工具是________和________。
【随堂练习】
1. 小明在“测量小车运动的速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置。小车从带刻度(分度值为1cm)的斜面顶端由静止下滑,图中圈内是小车到达A、B、C三处时电子表的示数。(数字分别表示“时:分:秒”)
(1) 该实验依据的原理是_________。
(2) 要完成该探究实验,需要的测量工具有电子表和_________。
(3) 请根据图中给出的信息回答:
sAB=______cm,tBC=______s,vAC=______m/s。
(4) 实验前必须学会熟练使用电子表,若让小车过了A点才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏______(填“大”或“小”)。
2. 如图甲,利用计算机和位置传感器做测量物体运动的速度实验时,调整好实验装置,让小车从顶端滑下后,便可以在计算机上得出小车运动的v-t图像,根据图乙我们可以直接读出小车在某时刻的速度。根据图乙可知,小车在1.25s时的速度为______m/s;2.5s内小车运动的距离是______m。请写出本实验装置与秒表和带刻度斜面实验装置相比的一个优点:____________。
3. 如图所示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5×10-3s。已知感应器距测高台的高度为2.6m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高是多少?
【基础过关】
1. 在“测量小车运动的速度”的实验中:
(1)该实验测量小车运动的平均速度的原理是___。
(2)除图中的刻度尺外,本实验中用到的测量工具还有_________。
(3)小车所放的斜面应保持较_________(填“大”或“小”)的坡度,这样小车在斜面上运动的时间会_______(填“长”或“短”)些,便于测量。
(4)图中AB段的距离sAB=_________cm,测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度为_________m/s。实验中可以发现vBC_________(填“>”“<”或“=”)vAC。
(5)实验中,若小车过了B点才停止计时,则测得AB段的平均速度会偏____(填“大”或“小”)。
2. 在“测量物体运动的速度”的实验中,小龙和小柳测量小明跑40m的速度。
(1) 小龙和小柳用_________(填一种测量工具)在室外测出40m的路程。
(2) 小柳担任计时员,他用________(填一种测量工具)测量小明跑步的时间,他应站在____ (填“起点”或“40m”)处。
(3) 小龙担任发令员,发令后,小明跑完40m的路程,小柳计时如图所示,由图可知,小明跑40m所用的时间为_________s。
(4) 小明全程的平均速度是_________m/s。
3. 测距仪能发射和接收超声波,如图所示,测距仪对着远方一辆静止的汽车发出一列超声波,经1.7s后接收到汽车反射回来的超声波。假设超声波在空气中的速度为340m/s,则该汽车到测距仪的距离为( )
A. 578m B. 289m C. 200m D. 100m
4. 在如图所示的斜面上测量小车运动的速度,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. 若测得AC段的时间tAC=2.5s,则AC段的平均速度vAC=32.0cm/s
C. 在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,那么测得AB段的平均速度vAB会偏大
D. 为了测量小车在BC段的平均速度vBC,可以将小车从B点由静止释放
【能力进阶】
5. 如图甲所示,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。
(1) 钢球的运动是_________(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,则钢球由B位置运动到C位置,即BC段的实际距离为_________cm,钢球在BC段的平均速度为_________m/s。若钢球在OA段的平均速度为0.9m/s,AC段的平均速度为3.8m/s,则钢球在OC段的平均速度为_________m/s(结果保留两位小数)。
6. 在研究“气泡运动规律”实验时,小明在细玻璃管中注入水,管中留有一个小气泡,将玻璃管翻转后,观察气泡的运动情况,如图所示。为研究气泡的运动快慢与哪些因素有关,他做出了如下猜想:
猜想一:跟气泡的大小有关
猜想二:跟玻璃管与水平面的倾角有关
为了便于研究,他在玻璃管上做上记号A、B,测出气泡经过AB段的时间,实验数据记录如表。
实验序号
倾角
气泡经过AB段的时间/秒
1
15°
22.5
2
30°
14.9
3
45°
12.2
4
60°
13.8
5
90°
19.9
(1)实验中,除刻度尺、量角器外,还需要的测量工具是_________;
(2)为便于测量时间,应设法使管内气泡运动得______(选填“快”或“慢”)一些;
(3)老师建议小明同一个倾角的情况下需要做3次实验,测出3次气泡经过AB段的时间并取其平均值,这样做的目的是_________;
(4)分析表1中的数据,发现气泡运动的快慢随倾角的变化关系是:气泡大小相同时,当倾角变大,运动速度_____________;
如果要探究气泡的运动快慢与气泡大小的关系,请设计一个实验方案:___________________________。
7. 汽车出厂前要进行测试。某次测试中,汽车在公路上行驶,其v-t图像如图所示。已知汽车在前10s行驶了100m,然后又沿直线匀速行驶了4min。求:
(1) 0-10s内汽车的平均速度。
(2) 汽车行驶的总路程。
(3) 汽车行驶全程的平均速度。
8. 当今世界最长的跨海大桥——港珠澳大桥,被称为“中国奇迹”的“超级工程”,全长55km,小客车最高限速100km/h,最低限速80km/h。
(1)一辆小客车匀速通过大桥用时40min,该小客车是否超速?
(2)按照交通规则行驶,求汽车通过大桥需要的安全时间范围?
(3)一辆汽车由静止开始驶入大桥。假设速度与时间的关系如图所示,经15s行驶375m后,开始做匀速直线运动,求在这30s整个过程中,汽车的平均速度是多少?
9. 为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.9s,接收到第一次反射信号的同时发出第二次信号,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时1.1s,若超声波的速度是340m/s,下列说法中正确的是( )
A. 汽车接收到第一次信号时,距测速仪306m
B. 汽车两次接收到信号时位置相距68m
C. 在该测速区内,汽车的速度是34m/s
D. 在该测速区内,汽车正在向测速仪靠近
参考答案
【知识梳理】
1、v=s/t;路程(s);时间(t);刻度尺;秒表;
【随堂练习】
1、v=s/t;刻度尺;4.0;1;0.03;大;
2、0.4;1;误差较小;
3、超声波从发射到该同学的头顶所用的时间t=1/2×5×10-3s=2.5×10-3s,感应器到该同学的头顶的距离s=v声t=340m/s×2.5×10-3s=0.85m,该同学的身高h=2.6m-0.85m=1.75m
【基础过关】
1、v=s/t;秒表;小;长;40.0;0.25;>;小;
2、卷尺;秒表;40m;8;5;
3、B;
【能力进阶】
4、B;
5、变速;时间;0.3;120;4;2.83;;A;
6、秒表;慢;减小实验误差;先变大后变小;保持玻璃管倾角不变,改变气泡大小多次实验;
7、(1)v=s/t=100m/10s=10m/s
(2) s1=v1t1=20m/s×4×60s=4800m,
s总=s+s1=100m+4800m=4900m
(3) t总=t+t1=10s+240s=250s,
v'=s_总/t_总=4900m/250s=19.6m/s
8、(1)82.5km/h<100km/h,没有超速;
(2)33min--41.25min;
(3)20m/s
9、C
解析:第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.9s,所以第一次信号到达汽车的时间t1=0.9s/2=0.45s,由v=s/t可得汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪s1=v声t1=340m/s×0.45s=153m,故A错误;第二次发出信号到测速仪接收到信号用时1.1s,所以第二次信号到达汽车的时间t2=1.1s/2=0.55s,汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪s2=v声t2=340m/s×0.55s=187m;汽车两次接收到信号时位置相距s'=s2-s1=187m-153m=34m,故B错误;汽车两次接收到超声波所经过的时间t'=t1+t2=0.45s+0.55s=1s;汽车的车速v'=s′/t′=34m/1s=34m/s,故C正确;由于汽车第二次接收到信号时,汽车到测速仪的距离较大,说明汽车正在远离测速仪,故D错误。
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