第4节 速度的测量（举一反三讲义）物理人教版2024八年级上册

第4节 速度的测量（解析版） 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1.实验：测量小车运动的速度 2 知识点2.拓展实验：用传感器测量物体运动的速度 6 知识点3.现代测速方法 9 超声波测距 9 超声波测速 9 频闪摄影测速 9 GPS测速 10 【方法技巧】 13 方法技巧1.超声波测距、测速 13 方法技巧2.测量小车的运动速度 13 【巩固训练】 14 【学习目标】 目 标 阐 释 物理素养 物理观念 通过实验加深对速度概念的理解，尝试用速度的知识解决简单的问题。 科学思维 经历测量小车运动速度的过程，学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法。 科学探究 在测量速度的过程中，进一步熟练掌握刻度尺、秒表的使用，会利用从实验中获得的证据完成实验目的。 科学态度与责任 在测量小车运动速度的实验过程中，体会交流与合作的重要性。（培养学生发现问题和提出问题的能力、动手操作和收集数据的能力、分析和处理数据的能力、解释数据的能力、表达和交流的能力） 重 点 1.掌握利用公式测量物体平均速度的基本原理与实验方法。 2.正确使用刻度尺和停表测量小车运动的路程与时间，并能准确计算平均速度。 难 点 1.理解平均速度是针对特定路程或时间段的整体描述，不能简单等同于瞬时速度。 2分析实验中可能产生误差的原因（如反应延迟、坡度不均、测量偏差），并提出减小误差的方法。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1.实验：测量小车运动的速度 【实验原理】。 根 据公式，用刻度尺测出物体运动的路程s，用停表测出通过这段路程所用时间t，就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。 【实验器材】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。 【实验装置】如图所示，斜面的一端用木块垫起，使它保持较小的坡度，在斜面的底端或中部固定金属片。 【实验步骤】（1）使斜面保持较小的坡度，把小车放在斜面的顶端，金属片垂直固定在斜面的底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程s1。 （2）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片所用时间t1，将小车通过的路程s1和所用时间t1填入表格中。 （3）将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离s2和所用时间t2，将数据填入表格对应的位置。 （4）利用公式，分别计算出小车通过斜面全程的平均速度υ1和通过上半段路程的平均速度υ2，即小车通过斜面全程的平均速度为；小车通过上半段路程的平均速度为：。 （5）整理器材 【实验数据】 路程 运动时间 平均速度 s1=1m t1=3s υ1=0.33m/s s2=0.5m t2=1.8s υ2=0.28m/s 【分析与论证】 小车经过下半段的路程为s3=s1-s2=1m-0.5m=0.5m，时间为t3=t1-t2=3s-1.8s=1.2s。因此，小车通过下半段的路程的平均速度为。 则平均速度的大小关系为：υ3>υ1>υ2。 【实验结论】 小车在斜面上做变速直线运动，在不同的路程段，小车平均速度大小不同。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。 特别提醒 1.斜面的长度要足够长、坡度要小（注意：坡度也不能过小，否则测出的平均速度大小会过于接近），且测量过程中不能改变斜面的坡度； 2.要测量哪一段路程的平均速度，就测量其对应的路程及通过这段路程所用时间。 【典例1】（2024年吉林省初中学业水平考题）如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。 （1）为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持很________的坡度。 （2）B为AC中点，sAC=1m，两次实验小车都从A点由静止下滑，到达C点所用时间为2.8s，到达B点所用时间为2s，则小车通过AB段的平均速度为________m/s。 （3）由实验可得：小车在下滑过程中速度越来越________。 【答案】（1）平缓；（2）0.25；（3）快 【解析】小车所放的斜面应保持较小的坡度，小车速度变化越慢，这样小车在斜面上运动时间会长些，便于测量时间。 小车通过AB段的平均速度为： 由题可知，AB段与BC段路程相等，AB段所用时间为2s，BC段所用时间为： t1=2.8s-2s=0.8s 所以BC段的速度大于AB段的速度，故小车在下滑过程中速度越来越快。 【变式1-1】（2024年四川省自贡市市中考题）为测量小车在斜面上运动的平均速度，让从斜面上的A点由静止开始下滑，分别记录下小车在A点、B点和C点的位置和时刻如图所示，则AB段的距离是________cm，AC段的平均速度是________m/s。 【答案】40.0；0.2 【解答】图中AB段的距离： sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm 小车在AC段的路程： sAC=80.0cm-0.0cm=0.8m AC段的运动时间： tAC=15:41:44-15:41:40=4s AC段的平均速度： 故答案为：40.0；0.2。 【变式1-2】如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验。 （1）该实验原理：____________； （2）本实验的测量工具除秒表外，还需要____________； （3）在实验中，由于人存在一定的反应时间，为了使小车运动的时间误差更小，则斜面的坡度应该____________（选填“较缓一些”或“较陡一些”），C处金属挡板的作用是：__________________________； （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，测得AB段的平均速度υAB会偏________（填“大”或“小”）； （5）秒表的示数如图所示，由图可以计算出小车在AC段的平均速度为_________m/s。小红利用AB段和BC段的速度求平均值以计算全程的平均速度，这种计算方法_________（填“正确”或“错误”）； （6）实验小组细心实验，得到如下实验数据； 测量的物理量 AB段 BC段 AC段 路程s/cm 40.0 40.0 80.0 时间t/s 3 2 5 平均速度υ/（cm/s） 13.3 20 16 若AB段的平均速度为υ1，BC段的平均速度为υ2，全程的平均速度为υ3，由表中数据可知，它们按由大到小排列为______________。 【答案】（1）；（2）刻度尺；（3）较缓一些；见解析；（4）小；（5）0.3；错误；（6）υ2>υ3>υ1 【解析】（1）测量小车平均速度的实验中，需要知道小车运动的路程和时间，故该实验是根据测量的。 （2）实验中需要测量小车运动的时间和路程，所以需要的测量工具除了秒表外，还需要刻度尺。 （3）由于人存在一定的反应时间，为了使小车运动的时间误差更小，实验中斜面不能太陡，不然小车下滑过快，不方便计时，造成误差较大，所以斜面应该较缓一些。 为了能够多次测量，且测量过程中产生的误差较小，在C处放置金属挡板，作用是使小车在同一位置停下。 （4）在测量小车到达B点的时间时，若小车过了B点才停止计时，导致测量时间偏大，根据可知，测得AB段的平均速度υAB会偏小。 （5）由图可知，小车在AC段所用的时间为： tAC=15:35:23-15:35:20=3s 小车在AC段的路程为： sAC=10.00dm-1.00dm=9.00dm=0.9m 故小车在AC段的平均速度： 根据平均速度的定义：平均速度等于总路程除以总时间可知，这种计算方法错误的。 （6）根据表格数据可知它们按由大到小排列为υ2>υ3>υ1。 【变式1-3】【实验名称】测量小车的平均速度 【实验器材】带刻度的木板、木块、小车、_________。 【实验原理】___________。 【设计并进行实验】 （1）如图，实验时小华从木板的A点将小车由静止释放，小明和小英分别记录小车到达B点和C点的时间； （2）小车所在的斜面应保持较________（选填“大”或“小”）的坡度，这是为了使小车在斜面上运动的时间较________（选填“长”或“短”），便于测量； （3）小明和小英的计时方法是_____________（选填“同时开始计时”或“小明先计时”）； （4）某次实验中，小明的计时为2s，小英的计时为3.6s，则小车在BC段的平均速度为________m/s。 【拓展】实验前必须学会熟练使用测量工具，如果在实验过程中，小明在小车过了A点才开始计时，则测得的小车全程的平均速度________（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 【答案】秒表；；（2）小；长；（3）同时开始计时；（4）0.25；偏大 【解析】实验中还需要用秒表测量小车运动的时间。 平均速度等于总路程除以总时间，则实验原理是。 （2）小车所在的斜面应保持较小的坡度，使得小车运动得慢些，小车在斜面上运动的时间较长，便于测量时间。 （3）为准确测出小车AB段和AC段的运动时间，小明和小英应同时开始计时。 （4）小车在BC段的时间为： t=3.6s-2s=1.6s BC段的路程s=40.0cm，则小车在BC段的平均速度为： 小明在小车过了A点才开始计时，则测得的时间会偏小，根据，测得的小车全程的平均速度偏大。 知识点2.拓展实验：用传感器测量物体运动的速度 如图所示，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距离，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速度。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速度。 【例2】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=2.6s；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）物体运动的情况可以通过另一种办法即时测定、显现出来。如图乙所示，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。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）实验过程中，小车在路程中点的速度表示为υs/2，在时间中点的速度表示为υt/2，分析推理判定υs/2_______υt/2（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （4）小明进一步实验测得小车斜面上运动时，前半程的平均速度为υ1，后半程的平均速度为υ2，则小车全程平均速度υ3是多少？（用字母υ1和υ2表示并写出推导过程） 【答案】（1）小于；（2）加速；0.832；（3）大于； 【解析】（1）从A滑到坡底C处的时间t1=2.6s，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，AB段的路程是AC段的一半，但所需时间大于一半，所以小车在前半程的平均速度小于全程的平均速度。 （2）由图丙可知，随着时间的增加，小车运行的速度逐渐变大，说明小车在斜面上做加速运动。 由图像丙可知，速度时间图像是一条过过原点的直线，说明速度与时间成正比，当t=2.5s时，速度为0.8m/s，从A滑到坡底C处的时间t1=2.6s，则到达坡底的速度： （3）小车做加速运动，所以小车到达时间中点时还没有到达路程中点，所以υs/2大于υt/2。 （4）设全程路程为2s，前半程的时间为： 后半程的时间： 全程的平均速度： 【变式2-1】如图所示，A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B利用超声波可以测出不同时刻小车A与它的距离，这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。计算机的屏幕上显示出不同时间测出的物体运动的速度（横轴为时间，纵轴为速度），以下说法中正确的是（　　） A.t1~t2时间内做匀速直线运动 B.t2~t3时间内做加速直线运动 C.t1~t3时间内做匀速直线运动 D.t3~t4时间内做减速直线运动 【答案】B 【解析】匀速直线运动的υ-t图像是一条平行于时间轴的直线，匀加速直线运动的υ-t图像是一条向上倾斜的直线，减速直线运动的υ-t图像是一条向下倾斜的直线。 根据题意可知，计算机屏幕上显示的是小车的υ-t图像；由图像可知，t1~t3时间内小车的速度逐渐增大，且t3时刻之后小车的速度还会增大，然后再减小，则： A.t1~t2时间内做加速直线运动，故A错误； B.t2~t3时间内做加速直线运动，故B正确； C.t1~t3时间内做加速直线运动，故C错误； D.t3~t4时间内先加速运动后减速运动，故D错误。 故选：B。 【变式2-2】如图所示，A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B 利用超声波可以测出不同时刻小车A 与它的距离，这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。小车由静止自由滑下时，速度随时间变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】小车由静止自由滑下时，小车是在做加速运动，随着时间的推移，速度是逐渐变大的，由此选出图像。 由图像中小车的运动轨迹可知，小车运动的速度随着时间的推移逐渐是变大的，由图像可知，A不断变大，B先变大后变小，C不变，D变小，故只有图像A符合意。 故选A。 知识点3.现代测速方法 1.超声波测距：如图所示，发射器向被测物发射超声波，在发射的同时开始计时。超声波传播过程中遇到被测物会被反射，接收器收到反射波就停止计时。根据计时器记录的时间t及超声波传播的速度υ，仪器就能自动计算出发射点与被测物之间的距离。如果被测物是运动的物体，超声波测量仪还可测出物体移动的速度。 2.超声波测速（时差法） ①区间测速：“区间测速”目前在全国大部分高速路实行。原理就是在两监测点安装监控和测速探头，测出一辆车通过两个监测点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的最高限速，即被判为超速。 ②测速仪（定点测速）：如图所示是在高速公路上常见的测速装置，其主要部分是一个测速仪。其原理如下图所示，汽车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，超声波信号遇见汽车前面板，反射回测速仪。测速仪根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出汽车的平均速度。 3.频闪摄影测速：频闪摄像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。如图所示是时间间隔0.2s记录的弹跳小球的运动情况。 4.GPS测速：GPS导航定位系统不仅可为各个运动载体进行定位，还可以测出其速度，目前广泛应用于各种导航软件中。 【例3】高速公路实现“区间测速”全覆盖。就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距15km，全程限速，一辆轿车通过两个监测点的时间如图所示。求： （1）轿车通过两个监测点所用的时间为___________； （2）通过计算说明，采用“区间测速”，这辆轿车在该路段会不会被判超速？ （3）若要确保通过AB路段区间测速不会被判超速，则通过AB路段时间最短用时多少s？ 【答案】（1）10min；（2）不会；（3）450s 【解析】（1）轿车通过两个监测点所用的时间为： t=10h41min-10h31min=10min=h/6 （2）速度为： 所以这辆轿车在该路段不会被判超速。 （3）确保通过AB路段区间测速不会被判超速，此时最大速度υ′=120km/h，则通过AB路段时间最短时间： 【变式3-1】超声波测速仪发出超声波脉冲信号，遇到汽车发生反射，通过分析发出和接收到信号时间差，可计算出汽车速度。如图甲所示，在限速为80km/h的直线路段，交警架设了超声波测速仪测汽车速度。当行驶的汽车距离测速仪sOA=62m时，测速仪向汽车发出超声波，超声波“追上”汽车时，汽车刚好运动到B点（如图乙所示）。测速仪从发出到接收反射回来的超声波所用的时间是0.4s。已知超声波的传播速度为340m/s。求： （1）0.4s超声波传播的路程； （2）小车运动的路程sAB； （3）汽车在此路段是否超速。 【答案】（1）136m；（2）6m；（3）小汽车在此路段超速了 【解析】（1）0.4s内超声波通过的距离为： s1=υ1t=340m/s×0.4s=136m （2）这段时间里，小车通过的距离为： （3）小车通过AB段所需的时间为： 这段距离小车的速度为： 所以汽车已经超速了。 答：（1）超声波在0.4s内传播的距离是136m；（2）小汽车运动的路程sAB=6m； （3）小汽车在此路段超速了。 【变式3-2】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，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，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0.5s，第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。超声波的速度是340m/s，求： （1）汽车接收到第一次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是多少？ （2）汽车接收到第二次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是多少？汽车在两次接收到超声波信号时的位置相距为多少？ （3）汽车在第一次接收到超声波信号开始到接收到第二次信号结束所用的时间为0.85s，则在该测速区内，汽车的速度是多少？ 【答案】（1）85m；（2）85m，17m；（3）20m/s 【解析】（1）第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s，由可得汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪： s1=υ声t1=340m/s×0.25s=85m （2）第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s，所以第二次信号到达汽车的时间为0.2s，汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪： s2=υ声t2=340m/s×0.2s=68m 汽车两次接收到信号时位置相距： s′=s1-s2=85m-68m=17m （3）汽车的车速为： 答：（1）汽车接收到第一次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是85m； （2）汽车接收到第二次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是85m，汽车在两次接收到超声波信号时的位置相距17m； （3）汽车的速度是多少20m/s。 【变式3-3】如图所示是用照相机所拍摄的某一小球在水中下落的一张频闪照片，已知水池壁上每块瓷砖的高度为a，闪光灯每隔Δt时间闪亮一次（即拍摄一次）观察照片，关于小球的运动，下列判断不正确的是（ ） A.小球从A位置到C位置的运动是变速运动 B.小球从B位置到D位置的运动是匀速运动 C.小球从A位置到C位置的平均速度为 D.小球通过D点时的速度为 【答案】A 【解析】A.由题意知，小球从A到B，从B到C的运动时间相等，由图示可知，小球从A到B，从B到C的路程不相等，因此小球从A到C做变速直线运动，故A正确； B.由图可知，小球从A到B，从B到C，从C到D的运动时间相等，运动的路程不相等，因此从A到D小球做变速直线运动，故B错误； C.由图示可知，sBD=2a，tBD=2Δt，小球从B到D的速度： 所以小球通过D点时的速度为，故C错误； D.图可知，sAC=3a，tAC=2Δt，小球从A到C的平均速度： 故D错误。 故选A。 【方法技巧】 1.超声波测距、测速： ①超声波测距：根据计时器记录的时间t及超声波传播的速度υ，仪器就能自动计算出发射点与被测物之间的距离。 ②超声波测速：利用两次间隔的超声波得到小车两次遇到超声波的位置差与时间差。 2.测量小车的运动速度： ①金属片的作用：让小车停止运动，便于测量时间。 ②斜面坡度不可过大：使小车下滑速度适中，便于测量时间。（斜面的坡度太小，小车可能达不到底部；斜面的坡度太大，小车运动的速度大，时间短，导致测量难度大、实验误差大） ③小车运动的距离是从车头到车头或者从车尾到车尾； ④刻度尺测量路程时注意刻度尺读数需要估读； ⑤平均速度不是速度的平均值：分别测量小车在斜面下滑时不同位置的时间，根据平均速度的计算公式，计算得出小车对应不同路段的平均速度； ⑥从斜面下滑，小车做的是变速（加速）运动，越往下速度越快。 ⑦误差分析： a.小车过了起点开始计时，所测时间偏小，速度偏大。 b.小车过了终点才停止计时，所测时间偏大，速度偏小。 c.小车没有从斜面顶端由静止释放，所测时间偏小，速度偏大。 【巩固训练】 一、填空题： 1.如图是小红在探究小球运动时拍摄的频闪照片，A、B、C是小球运动过程中连续的三个位置。若每隔0.1s拍摄一幅照片，由图中情景可知小球从A位置运动到C位置通过的路程是________cm，此过程中小球运动的平均速度是________m/s。 【答案】3.85；0.19 【解析】从A到C，由图中刻度尺可量出AC间的距离为： s=7.35cm-3.50cm=3.85cm 小球运动的时间： t=2×0.1s=0.2s 则小球的平均速度为： 2.为测量小车在斜面上运动的平均速度，让小车从斜面上的A点由静止开始下滑，分别记录下小车在A点、B点和C点的位置和时刻如右图所示，则AB段的距离是________cm，AC段的平均速度是________m/s。 【答案】40.0；0.2 【解析】小车运动距离： sAB​=80.0cm−40.0cm=40.0cm 小车运动距离： sAC​=80.0cm−0.0cm=80.0cm 运动时间： tAC​=15:41:44-15:41:40=4s 小车通过AC段的平均速度： 3.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，分别测出小车到达中点和底端的时间，即可求出不同路段的平均速度。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，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。 【答案】减小；大于 【解析】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。 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。 4.如图是八三班第2小组“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的A点静止滑下，组员分别记录了小车在A点、B点和C点的时间，该实验原理是__________，BC段的平均速度υBC为________m/s。 【答案】；0.2 【解析】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，实验原理是。 由图可知小车从B点运动到C点所用时间： tBC=09:25:20-09:25:18=2s 小车从B点到C点的路程： sBC=40.0cm 小车在BC段的平均速度： 5.如图所示为一个水滴下落过程的示意图，水滴由A位置下落到B位置，A、B之间的距离为________cm，所用的时间为0.2s，依据公式υ=________可计算出这个过程中水滴下落的平均速度为________cm/s。 【答案】20.0；；100 【解析】由图可知，刻度尺的10cm之间有10小格，分度值为1cm，读数时估读到分度值的下一位。A点与零刻度线对齐，B点与20.0cm对齐，因此A、B之间的距离为20.0cm。 由可得这个过程中水滴下落的平均速度为： 二、选择题： 6.在测量纸锥下落速度的实验中，小明用每隔相等时间曝光一次的相机，拍得如图所示的照片，右侧为纸锥从E到F过程的放大图。这种相机说明书上的描述如下：“……每秒钟曝光2次，像成在同一底片上……”。以下说法中正确的是（　　） A.纸锥从A运动到F的时间是3s B.从E到F过程中，纸锥运动的路程是20cm C.为了方便记录时间可以减小纸锥的角度 D.纸锥从A到D速度逐渐变大 【答案】D 【解析】 A.相机进行拍照时，每秒曝光2次，则纸锥从A运动到F的时间是2.5s，故A错误； B.刻度尺分度值为1cm，读数时要估读到分度值下一位，则EF阶段的距离为： s=80.0cm-60.0cm=20.0cm 故B错误； C.为了方便记录时间可以增大纸锥的角度，减慢纸锥的速度，延长运动时间，故C错误； D.由图可知从A到D纸锥在相同的时间内通过的路程逐渐变大，则速度逐渐变大，故D正确。 故选D。 7.如图所示，是“测物体的平均速度”实验，下列说法正确的是（　　） A.用刻度尺测出斜面的长就是小车通过全程的路程 B.启动停表后再释放小车，直到撞击到金属片时停止计时，该段即小车运动时间 C.测量下半段平均速度时，要让小车从中点处静止滑下 D.实验中小车过了中点才停止计时，会导致上半段平均速度偏小 【答案】D 【解析】A.如图所示，用斜面的长减去车身的长才是小车通过的路程，故A错误； B.在实验中，启动停表和放开小车应该在同一时刻进行，直到它撞击金属片时立即停止，读出的时间才是小车运动所用的时间，故B错误； C.测小车在下半段的平均速度时，应让小车从斜面起点由静止下滑，滑到中点时开始计时，用一半路程和所计时间来计算下半程的平均速度，故C错误； D.实验中小车过了中点才停止计时，测得小车在上半段的时间会偏大，根据可知，当路程一定时，时间偏大则平均速度偏小，故D正确。 故选D。 8.用如图所示的装置进行“测小车运动的平均速度”实验，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点的时间且测得通过AB段的时间tAB=2s。下列说法正确的是（　　） ①实验时，斜面的坡度要尽量大一些 ②AC段的平均速度υAC=0.2m/s ③如果小车过了A点才开始计时，测得AB段的平均速度υAB会偏大 ④整个过程中，小车在AB段和在BC段的平均速度大小不同，且υAB<υBC A.只有①②　　　　　　　B.只有①④　　　　　　　C.只看②③　　　　　　　D.只有③④ 【答案】D 【解析】①实验时，斜面的坡度尽量小一些，小车在斜面上运动的时间长一些，方便测量时间，①错误； ②由图示知，刻度尺的分度值为1cm，AC段的距离： sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm 但通过AC的时间不知，无法求出对应的平均速度，②错误； ③小车过了A点才开始计时，测得的通过AB段的时间偏小，据知，测得的平均速度偏大，③正确； ④小车在斜面上做加速运动，由图示知，通过AB和BC段的距离相等，则通过BC段的时间比通过AB段的短，据知AB段的平均速度大于BC段的平均速度，④正确。 综上所述，只有③④，故ABC错误，D正确。 故选D。 9.小明和小华在操场上同一地点出发向南做直线运动，他们通过的路程随时间变化的图像如图所示，则以下说法中正确的是（　　） A.第2s时，小明在小华南边　　　　　　　　　　B.在0~8s内，小明的平均速度更大 C.在0~2s内，小明的平均速度更大　　　　　　　D.在2~8s内，小明的平均速度更大 【答案】D 【解析】A.小明和小华在操场上同一地点出发向南做直线运动，由图像可知，第2s时，小华经过的路程大于小明经过的路程，因此小华在小明的南边，故A错误； B.由图像可知，在0~8s内，小明和小华通过的路程相同，都为20m，所用的时间都为8s，由可知，在0~8s内，小华和小明的平均速度相等，故B错误； C.由图像可知，0~2s内，小明通过的路程小于小华通过的路程，由可知，小明的平均速度更小，故C错误； D.由图像可知，在2~8s内，小明的平均速度为： 小华的平均速度为： 因此在2~8s内，小明的平均速度更大，故D正确。 故选D。 三、实验探究题： 10.“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。摄影在暗室中进行，快门是常开的，但是由于没有光照亮物体，底片并不感光。光源是一只闪光灯，它每隔一定时间闪亮一次，物体就被照亮，底片就记录下这时物体的位置。光源不断闪亮，底片就记录下物体每相隔同样时间的不同位置。两个质量相同的如甲、乙小球，均从位置a竖直下落到位置b，其各自的频闪照片如图所示，试根据照片分析： （1）甲球做________直线运动，乙球做________直线运动（填“匀速”或“变速”）；乙球的速度逐渐________（填“增大、减小”），你的判断依据是_________________________。 （2）若光源每隔0.02s闪亮一次，则从位置a竖直下落到位置b甲球所用时间为_______s，甲球所用时间________乙球所用时间（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1）匀速；变速；（2）甲；大于；（3）0.1；大于 【解析】甲球在相等时间内通过的路程相同，并且甲球做直线运动，所以甲球做匀速直线运动。 乙球在相等的时间内通过的路程不相等，乙球做直线运动，所以乙球做变速直线运动。 （2）甲球进行匀速直线运动，甲球受到竖直向上的阻力和竖直向下的重力是一对平衡力，大小相等、方向相反。 乙球进行加速直线运动，乙球的重力大于乙球受到的阻力。 甲球、乙球重力相同，所以甲球受到的阻力大于乙球受到的阻力。 （3）从位置a竖直下落到位置b甲球所用时间为0.02s×5=0.1s，乙球所用时间为0.02s×3=0.06s，所以甲球所用时间大于乙球所用时间。 11.（2025年山西省中考题）污水净化处理工艺中，气浮技术是利用气泡吸附悬浮污染物的原理，实现对污水的固液分离。小亮查阅资料得知，气泡在污水中上升速度会影响净化效率。他设计了测量气泡在水中运动速度的实验。 （1）实验思路：用刻度尺测量气泡运动的路程，用________测量气泡运动的时间，依据公式________可算出气泡运动的速度。 实验过程：在一根透明的玻璃管内注满水，两端用橡胶塞密封，竖直放置；用注射器从玻璃管底部注射一个小气泡，当气泡运动到A点开始计时，并用记号笔做标记；每隔2s标记气泡到达的位置，获得实验记录如图所示。 （2）气泡从A点运动到B点的平均速度为________cm/s。 （3）分析实验数据可知：气泡在水中沿直线从A点到B点做___________运动，你判断的理由是_______________________。 【答案】（1停表；；（2）5；（3）匀速直线；见解析 【解析】（1）实验中，用刻度尺测量路程，用停表测量时间，根据得到气泡运动的速度。 （2）由图可知，AB两点之间的距离是50.0cm，所用的时间为：2s×5=10s 气泡从A点运动到B点的平均速度为： （3）由图可知，气泡在水中沿直线从A点到B点运动时，气泡在相同时间内通过的路程相等，气泡做匀速直线运动。 12.（2025年四川省南充市中考题）用图甲所示装置测量“小车运动的平均速度”，每次实验小车都从斜面顶端自由释放，金属片可置于斜面的任意位置，用刻度尺测量路程，停表测量时间，图乙是第5次记录的时间。下表是实验中收集的数据。 实验次数 1 2 3 4 5 路程s/cm 20 40 60 80 100 时间t/s 2.0 2.8 3.5 4.0 （1）表格空白处的时间为_________s； （2）根据上表数据，可判断小车在斜面下滑的过程中做__________直线运动； （3）利用表格中数据，计算小车在第5次实验的平均速度为__________ m/s（保留两位小数）。 【答案】（1）4.4；（2）变速；（3）0.23 【解析】（1）由图乙可知分针在0和1之间，且没有过半格；大盘分度值为0.1s，秒针指在4.4s处，所以表格空白处的时间为4.4s。 （2）分析表格数据可知小车从斜面下滑后，第一个20m所用的时间为2.0s，第二个20m所用的时间为0.8s，第三个20m所用的时间为0.7s，第四个20m所用的时间为0.5s，第五个20m所用的时间为0.4s，则可以得出通过相同的路程，所用的时间越来越短，即小车运动速度越来越快，所以小车在斜面下滑的过程中做变速直线运动。 （3）小车在第5次实验的平均速度为： 13.（2025年山东省威海市初中学业考题）如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”。屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究。 根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一。 实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关 （1）猜想：影响雨滴流过屋顶（高度、宽度均相同）时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状（雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素） 设计实验方案： 请写出1个测量时间的工具：___________。 图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间。若研究该时间与屋顶材料的关系，应选择实验_________进行研究。 测量与分析： 用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3所示，其中图像________（选填“c”“d”）表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶_______（选填“甲”“乙”）的时间较短。 实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力 （2）如图3所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑。将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表2所示。 表2 实验次数 距离/cm s1 s2 1 45 56 2 43 59 3 44 58 根据表2推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时________对墙体保护更好（选填“甲”“乙”）。若不计一切阻力，甲图中钢珠落地时的动能________乙图中钢珠落地时的动能（选填“<”“=”“>”）。 实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响 （3）图3甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是________（选填“甲”“乙”“丙”）。 【答案】（1）秒表；甲、丁；c；甲；（2）乙；=；（3）丙 【解析】（1）本实验中需要测量时间，测量时间的工具是秒表。 研究该时间与屋顶材料的关系，需要控制应选择实验初始位置、屋顶形状相同，屋顶材料不同，由图2可知应选甲和丁进行研究。 用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3；由图3可知，相同时间c的路程大，则c图像的平均速度较大；由图可知钢珠通过甲屋顶的路程小于乙屋顶的路程，则钢珠滑过屋顶甲的时间较短。 （1）根据表格数据可知钢珠从乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，落地点到墙的距离角远，所以为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时乙对墙体保护更好。 不计空气阻力，机械能守恒，钢珠开始的重力势能相同，落地过程中重力势能转化动能，则甲、乙钢珠落地时的动能也相同。 （2）由于光沿直线传播，根据图中屋顶的形状，甲、乙被屋顶挡住的光线较多，丙的屋檐上翘，挡住的光线较少，则丙中阳光能够照射到房间内距离最远。 四、计算题： 14.小明一家驾车旅游经过某处时，发现一个区间测速交通指示牌如图所示，求： （1）若小明爸爸驾车从此测速路段经过 15min，问小明爸爸有没有超速？ （2）在遵守交通规则的前提下，经过此区间最快需要多少小时？（保留两位小数） 【答案】（1）没有超速；（2）0.17h 【解析】（1）由图可知，测速长度为20km，经过 15min，则速度： 由图可知，测速路段最大速度υ′=120km/h，所以υ<υ′，故没有超速。 （2）在遵守交通规则的前提下，最大速度为120km/h，则最快需要时间： 答：（1）小明爸爸没有超速；（2）经过此区间最快需要0.17小时。 15.南通到南京的D5514此动车时刻表如表所示： 站次 站名 到达时间 开车时间 里程/km 1 南通 起点站 9：57 0 2 海安 10：35 10：37 65 3 泰州 11：07 11：09 119 4 扬州 11：47 11：49 183 5 南京 12：41 终到站 284 如下图，动车在笔直的轨道上匀速行驶，在从山崖驶向大桥的过程中，全长300m的D5514次高速动车在距桥头200m处鸣笛，鸣笛4s后，火车头到达桥头，此时车头的司机听到来至山崖的回声，听到回声30s后，车尾驶过桥尾。求： （1）D5514次高速动车由海安开往泰州的平均速度为多少； （2）计算动车在轨道上匀速行驶的速度； （3）大桥的长度； （4）鸣笛时，火车头到山崖的距离（声音在空气中的传播速度为340m/s）。 【答案】（1）108km/h；（2）50m/s；（3）1200m；（4）580m 【解析】（1）由海安开往泰州的路程为： s=119km-65km=54km 时间为： t=11:07-10:37=0.5h 平均速度为： （2）动车在轨道上匀速行驶的速度： （3）动车行驶的距离为： s=υt=50m/s×30s=1500m 大桥的长度： L桥=s-L车=1500m-300m=1200m （4）声音传播的距离： s声=υt=340m/s×4s=1360m 鸣笛时，火车头到山崖的距离： 答：（1）D5514次高速动车由海安开往泰州的平均速度为108km/h； （2）动车在轨道上匀速行驶的速度50m/s；（3）大桥的长度为1200m； （4）鸣笛时，火车头到山崖的距离为580m。 第 1 页 共 25 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 速度的测量（原卷版） 【目录】 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1.实验：测量小车运动的速度 2 知识点2.拓展实验：用传感器测量物体运动的速度 5 知识点3.现代测速方法 7 超声波测距 7 超声波测速 7 频闪摄影测速 7 GPS测速 8 【方法技巧】 9 方法技巧1.超声波测距、测速 9 方法技巧2.测量小车的运动速度 9 【巩固训练】 10 【学习目标】 目 标 阐 释 物理素养 物理观念 通过实验加深对速度概念的理解，尝试用速度的知识解决简单的问题。 科学思维 经历测量小车运动速度的过程，学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法。 科学探究 在测量速度的过程中，进一步熟练掌握刻度尺、秒表的使用，会利用从实验中获得的证据完成实验目的。 科学态度与责任 在测量小车运动速度的实验过程中，体会交流与合作的重要性。（培养学生发现问题和提出问题的能力、动手操作和收集数据的能力、分析和处理数据的能力、解释数据的能力、表达和交流的能力） 重 点 1.掌握利用公式测量物体平均速度的基本原理与实验方法。 2.正确使用刻度尺和停表测量小车运动的路程与时间，并能准确计算平均速度。 难 点 1.理解平均速度是针对特定路程或时间段的整体描述，不能简单等同于瞬时速度。 2分析实验中可能产生误差的原因（如反应延迟、坡度不均、测量偏差），并提出减小误差的方法。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1.实验：测量小车运动的速度 【实验原理】_________。 根据公式，用刻度尺测出物体运动的________，用停表测出通过这段路程所用________，就可以算出物体在这段时间内运动的____________。 【实验器材】刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。 【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，在斜面的底端或中部固定金属片。 【实验步骤】（1）使斜面保持________的坡度，把小车放在斜面的________，金属片垂直固定在斜面的________，用刻度尺测出小车将要通过的__________。 （2）用停表测量小车__________________________________，将小车通过的路程s1和所用时间t1填入表格中。 （3）将金属片移至斜面的________，测出小车到金属片的距离s2和所用时间t2，将数据填入表格对应的位置。 （4）利用公式，分别计算出小车通过斜面_______________和_____________________________，即小车通过斜面全程的平均速度为；小车通过上半段路程的平均速度为：。 （5）整理器材 【实验数据】 路程 运动时间 平均速度 s1=1m t1=3s υ1=0.33m/s s2=0.5m t2=1.8s υ2=0.28m/s 【分析与论证】 小车经过下半段的路程为s3=s1-s2=1m-0.5m=0.5m，时间为t3=t1-t2=3s-1.8s=1.2s。因此，小车通过下半段的路程的平均速度为。 则平均速度的大小关系为：______________。 【实验结论】 小车在斜面上做____________运动，_____________________________________。小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来________。 特别提醒 1.斜面的长度要_________、坡度要________（注意：坡度也不能过小，否则测出的平均速度大小会过于接近），且测量过程中_________改变斜面的坡度； 2.要测量哪一段路程的平均速度，就测量_______________________________________。 【典例1】（2024年吉林省初中学业水平考题）如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。 （1）为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持很________的坡度。 （2）B为AC中点，sAC=1m，两次实验小车都从A点由静止下滑，到达C点所用时间为2.8s，到达B点所用时间为2s，则小车通过AB段的平均速度为________m/s。 （3）由实验可得：小车在下滑过程中速度越来越________。 【变式1-1】（2024年四川省自贡市市中考题）为测量小车在斜面上运动的平均速度，让从斜面上的A点由静止开始下滑，分别记录下小车在A点、B点和C点的位置和时刻如图所示，则AB段的距离是________cm，AC段的平均速度是________m/s。 【变式1-2】如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验。 （1）该实验原理：____________； （2）本实验的测量工具除秒表外，还需要____________； （3）在实验中，由于人存在一定的反应时间，为了使小车运动的时间误差更小，则斜面的坡度应该____________（选填“较缓一些”或“较陡一些”），C处金属挡板的作用是：__________________________； （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，测得AB段的平均速度υAB会偏________（填“大”或“小”）； （5）秒表的示数如图所示，由图可以计算出小车在AC段的平均速度为_________m/s。小红利用AB段和BC段的速度求平均值以计算全程的平均速度，这种计算方法_________（填“正确”或“错误”）； （6）实验小组细心实验，得到如下实验数据； 测量的物理量 AB段 BC段 AC段 路程s/cm 40.0 40.0 80.0 时间t/s 3 2 5 平均速度υ/（cm/s） 13.3 20 16 若AB段的平均速度为υ1，BC段的平均速度为υ2，全程的平均速度为υ3，由表中数据可知，它们按由大到小排列为______________。 【变式1-3】【实验名称】测量小车的平均速度 【实验器材】带刻度的木板、木块、小车、_________。 【实验原理】___________。 【设计并进行实验】 （1）如图，实验时小华从木板的A点将小车由静止释放，小明和小英分别记录小车到达B点和C点的时间； （2）小车所在的斜面应保持较________（选填“大”或“小”）的坡度，这是为了使小车在斜面上运动的时间较________（选填“长”或“短”），便于测量； （3）小明和小英的计时方法是_____________（选填“同时开始计时”或“小明先计时”）； （4）某次实验中，小明的计时为2s，小英的计时为3.6s，则小车在BC段的平均速度为________m/s。 【拓展】实验前必须学会熟练使用测量工具，如果在实验过程中，小明在小车过了A点才开始计时，则测得的小车全程的平均速度________（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。 知识点2.拓展实验：用传感器测量物体运动的速度 如图所示，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距离，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速度。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速度。 【例2】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=2.6s；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）物体运动的情况可以通过另一种办法即时测定、显现出来。如图乙所示，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。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）实验过程中，小车在路程中点的速度表示为υs/2，在时间中点的速度表示为υt/2，分析推理判定υs/2_______υt/2（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （4）小明进一步实验测得小车斜面上运动时，前半程的平均速度为υ1，后半程的平均速度为υ2，则小车全程平均速度υ3是多少？（用字母υ1和υ2表示并写出推导过程） 【变式2-1】如图所示，A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B利用超声波可以测出不同时刻小车A与它的距离，这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。计算机的屏幕上显示出不同时间测出的物体运动的速度（横轴为时间，纵轴为速度），以下说法中正确的是（　　） A.t1~t2时间内做匀速直线运动 B.t2~t3时间内做加速直线运动 C.t1~t3时间内做匀速直线运动 D.t3~t4时间内做减速直线运动 【变式2-2】如图所示，A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B 利用超声波可以测出不同时刻小车A 与它的距离，这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。小车由静止自由滑下时，速度随时间变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 知识点3.现代测速方法 1.超声波测距：如图所示，发射器向被测物发射超声波，在发射的同时开始计时。超声波传播过程中遇到被测物会被反射，接收器收到反射波就停止计时。根据计时器记录的时间t及超声波传播的速度υ，仪器就能自动计算出发射点与被测物之间的距离。如果被测物是运动的物体，超声波测量仪还可测出物体移动的速度。 2.超声波测速（时差法） ①区间测速：“区间测速”目前在全国大部分高速路实行。原理就是在两监测点安装监控和测速探头，测出一辆车通过两个监测点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的最高限速，即被判为超速。 ②测速仪（定点测速）：如图所示是在高速公路上常见的测速装置，其主要部分是一个测速仪。其原理如下图所示，汽车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，超声波信号遇见汽车前面板，反射回测速仪。测速仪根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式可得出汽车的平均速度。 3.频闪摄影测速：频闪摄像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。如图所示是时间间隔0.2s记录的弹跳小球的运动情况。 4.GPS测速：GPS导航定位系统不仅可为各个运动载体进行定位，还可以测出其速度，目前广泛应用于各种导航软件中。 【例3】高速公路实现“区间测速”全覆盖。就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距15km，全程限速，一辆轿车通过两个监测点的时间如图所示。求： （1）轿车通过两个监测点所用的时间为___________； （2）通过计算说明，采用“区间测速”，这辆轿车在该路段会不会被判超速？ （3）若要确保通过AB路段区间测速不会被判超速，则通过AB路段时间最短用时多少s？ 【变式3-1】超声波测速仪发出超声波脉冲信号，遇到汽车发生反射，通过分析发出和接收到信号时间差，可计算出汽车速度。如图甲所示，在限速为80km/h的直线路段，交警架设了超声波测速仪测汽车速度。当行驶的汽车距离测速仪sOA=62m时，测速仪向汽车发出超声波，超声波“追上”汽车时，汽车刚好运动到B点（如图乙所示）。测速仪从发出到接收反射回来的超声波所用的时间是0.4s。已知超声波的传播速度为340m/s。求： （1）0.4s超声波传播的路程； （2）小车运动的路程sAB； （3）汽车在此路段是否超速。 【变式3-2】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，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，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0.5s，第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。超声波的速度是340m/s，求： （1）汽车接收到第一次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是多少？ （2）汽车接收到第二次超声波信号时，汽车到测速仪的距离是多少？汽车在两次接收到超声波信号时的位置相距为多少？ （3）汽车在第一次接收到超声波信号开始到接收到第二次信号结束所用的时间为0.85s，则在该测速区内，汽车的速度是多少？ 【变式3-3】如图所示是用照相机所拍摄的某一小球在水中下落的一张频闪照片，已知水池壁上每块瓷砖的高度为a，闪光灯每隔Δt时间闪亮一次（即拍摄一次）观察照片，关于小球的运动，下列判断不正确的是（ ） A.小球从A位置到C位置的运动是变速运动 B.小球从B位置到D位置的运动是匀速运动 C.小球从A位置到C位置的平均速度为 D.小球通过D点时的速度为 【方法技巧】 1.超声波测距、测速： ①超声波测距：根据计时器记录的时间t及超声波传播的速度υ，仪器就能自动计算出发射点与被测物之间的距离。 ②超声波测速：利用两次间隔的超声波得到小车两次遇到超声波的__________与_________。 2.测量小车的运动速度： ①金属片的作用：__________________________。 ②斜面坡度不可过大：____________________________________。（斜面的坡度太小，小车可能达不到底部；斜面的坡度太大，小车运动的速度大，时间短，导致测量难度大、实验误差大） ③小车运动的距离是________________或者________________； ④刻度尺测量路程时注意________________________； ⑤平均速度不是速度的平均值：分别测量小车在斜面下滑时不同位置的时间，根据平均速度的计算公式，计算得出小车对应不同路段的平均速度； ⑥从斜面下滑，小车做的是_______________运动，越往下速度_________。 ⑦误差分析： a.小车过了起点开始计时，所测时间偏小，速度偏________。 b.小车过了终点才停止计时，所测时间偏大，速度偏________。 c.小车没有从斜面顶端由静止释放，所测时间偏小，速度偏________。 【巩固训练】 一、填空题： 1.如图是小红在探究小球运动时拍摄的频闪照片，A、B、C是小球运动过程中连续的三个位置。若每隔0.1s拍摄一幅照片，由图中情景可知小球从A位置运动到C位置通过的路程是________cm，此过程中小球运动的平均速度是________m/s。 2.为测量小车在斜面上运动的平均速度，让小车从斜面上的A点由静止开始下滑，分别记录下小车在A点、B点和C点的位置和时刻如右图所示，则AB段的距离是________cm，AC段的平均速度是________m/s。 3.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，分别测出小车到达中点和底端的时间，即可求出不同路段的平均速度。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，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。 4.如图是八三班第2小组“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时让小车从斜面的A点静止滑下，组员分别记录了小车在A点、B点和C点的时间，该实验原理是__________，BC段的平均速度υBC为________m/s。 5.如图所示为一个水滴下落过程的示意图，水滴由A位置下落到B位置，A、B之间的距离为________cm，所用的时间为0.2s，依据公式υ=________可计算出这个过程中水滴下落的平均速度为________cm/s。 二、选择题： 6.在测量纸锥下落速度的实验中，小明用每隔相等时间曝光一次的相机，拍得如图所示的照片，右侧为纸锥从E到F过程的放大图。这种相机说明书上的描述如下：“……每秒钟曝光2次，像成在同一底片上……”。以下说法中正确的是（　　） A.纸锥从A运动到F的时间是3s B.从E到F过程中，纸锥运动的路程是20cm C.为了方便记录时间可以减小纸锥的角度 D.纸锥从A到D速度逐渐变大 7.如图所示，是“测物体的平均速度”实验，下列说法正确的是（　　） A.用刻度尺测出斜面的长就是小车通过全程的路程 B.启动停表后再释放小车，直到撞击到金属片时停止计时，该段即小车运动时间 C.测量下半段平均速度时，要让小车从中点处静止滑下 D.实验中小车过了中点才停止计时，会导致上半段平均速度偏小 8.用如图所示的装置进行“测小车运动的平均速度”实验，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点的时间且测得通过AB段的时间tAB=2s。下列说法正确的是（　　） ①实验时，斜面的坡度要尽量大一些 ②AC段的平均速度υAC=0.2m/s ③如果小车过了A点才开始计时，测得AB段的平均速度υAB会偏大 ④整个过程中，小车在AB段和在BC段的平均速度大小不同，且υAB<υBC A.只有①②　　　　　　　B.只有①④　　　　　　　C.只看②③　　　　　　　D.只有③④ 9.小明和小华在操场上同一地点出发向南做直线运动，他们通过的路程随时间变化的图像如图所示，则以下说法中正确的是（　　） A.第2s时，小明在小华南边　　　　　　　　　　B.在0~8s内，小明的平均速度更大 C.在0~2s内，小明的平均速度更大　　　　　　　D.在2~8s内，小明的平均速度更大 三、实验探究题： 10.“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。摄影在暗室中进行，快门是常开的，但是由于没有光照亮物体，底片并不感光。光源是一只闪光灯，它每隔一定时间闪亮一次，物体就被照亮，底片就记录下这时物体的位置。光源不断闪亮，底片就记录下物体每相隔同样时间的不同位置。两个质量相同的如甲、乙小球，均从位置a竖直下落到位置b，其各自的频闪照片如图所示，试根据照片分析： （1）甲球做________直线运动，乙球做________直线运动（填“匀速”或“变速”）；乙球的速度逐渐________（填“增大、减小”），你的判断依据是_________________________。 （2）若光源每隔0.02s闪亮一次，则从位置a竖直下落到位置b甲球所用时间为_______s，甲球所用时间________乙球所用时间（填“大于”“小于”或“等于”）。 11.（2025年山西省中考题）污水净化处理工艺中，气浮技术是利用气泡吸附悬浮污染物的原理，实现对污水的固液分离。小亮查阅资料得知，气泡在污水中上升速度会影响净化效率。他设计了测量气泡在水中运动速度的实验。 （1）实验思路：用刻度尺测量气泡运动的路程，用________测量气泡运动的时间，依据公式________可算出气泡运动的速度。 实验过程：在一根透明的玻璃管内注满水，两端用橡胶塞密封，竖直放置；用注射器从玻璃管底部注射一个小气泡，当气泡运动到A点开始计时，并用记号笔做标记；每隔2s标记气泡到达的位置，获得实验记录如图所示。 （2）气泡从A点运动到B点的平均速度为________cm/s。 （3）分析实验数据可知：气泡在水中沿直线从A点到B点做___________运动，你判断的理由是_______________________。 12.（2025年四川省南充市中考题）用图甲所示装置测量“小车运动的平均速度”，每次实验小车都从斜面顶端自由释放，金属片可置于斜面的任意位置，用刻度尺测量路程，停表测量时间，图乙是第5次记录的时间。下表是实验中收集的数据。 实验次数 1 2 3 4 5 路程s/cm 20 40 60 80 100 时间t/s 2.0 2.8 3.5 4.0 （1）表格空白处的时间为_________s； （2）根据上表数据，可判断小车在斜面下滑的过程中做__________直线运动； （3）利用表格中数据，计算小车在第5次实验的平均速度为__________ m/s（保留两位小数）。 13.（2025年山东省威海市初中学业考题）如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”。屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究。 根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一。 实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关 （1）猜想：影响雨滴流过屋顶（高度、宽度均相同）时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状（雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素） 设计实验方案： 请写出1个测量时间的工具：___________。 图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间。若研究该时间与屋顶材料的关系，应选择实验_________进行研究。 测量与分析： 用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3所示，其中图像________（选填“c”“d”）表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶_______（选填“甲”“乙”）的时间较短。 实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力 （2）如图3所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑。将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表2所示。 表2 实验次数 距离/cm s1 s2 1 45 56 2 43 59 3 44 58 根据表2推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时________对墙体保护更好（选填“甲”“乙”）。若不计一切阻力，甲图中钢珠落地时的动能________乙图中钢珠落地时的动能（选填“<”“=”“>”）。 实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响 （3）图3甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是________（选填“甲”“乙”“丙”）。 四、计算题： 14.小明一家驾车旅游经过某处时，发现一个区间测速交通指示牌如图所示，求： （1）若小明爸爸驾车从此测速路段经过 15min，问小明爸爸有没有超速？ （2）在遵守交通规则的前提下，经过此区间最快需要多少小时？（保留两位小数） 15.南通到南京的D5514此动车时刻表如表所示： 站次 站名 到达时间 开车时间 里程/km 1 南通 起点站 9：57 0 2 海安 10：35 10：37 65 3 泰州 11：07 11：09 119 4 扬州 11：47 11：49 183 5 南京 12：41 终到站 284 如下图，动车在笔直的轨道上匀速行驶，在从山崖驶向大桥的过程中，全长300m的D5514次高速动车在距桥头200m处鸣笛，鸣笛4s后，火车头到达桥头，此时车头的司机听到来至山崖的回声，听到回声30s后，车尾驶过桥尾。求： （1）D5514次高速动车由海安开往泰州的平均速度为多少； （2）计算动车在轨道上匀速行驶的速度； （3）大桥的长度； （4）鸣笛时，火车头到山崖的距离（声音在空气中的传播速度为340m/s）。 第 1 页 共 16 页 学科网（北京）股份有限公司 $