内容正文:
第二章 机械运动
第五节 平均速度的测量
基础知识点内容
实验:测量物体运动的平均速度
1.实验目的:使用刻度尺和秒表测量运动物体的平均速度
2.实验原理:
3.实验器材:小车、斜面、停表、刻度尺、金属片
4.几种器材的使用
(一)刻度尺的使用方法
(1)会认:使用前认清刻度尺的单位、零刻度线的位置、量程、分度值.
(2)会放:①放平:刻度尺要与物体被测边缘平行。
②紧贴:刻度尺有刻度一面要紧贴被测物。
③对齐:零刻度线或整刻度线与被测物体的边缘对齐。
(3)会看:读数时,视线与刻度尺尺面垂直。
(二)停表的使用:
使用方法:用手紧握停表,大拇指按在中间按钮上:
①第一次按下,表针开始走动
②第二次按下,表针停止走动(读数)
③第三次按下清零按钮,表针回零
5.实验装置组装如下图
注意:调整斜面呈较小的坡度,使小车从静止释放,可加速下滑即可,并且不会滑落斜面.
6.实验步骤
(1)将木块的一端用木块垫起,使它保持很小的坡度。
(2)将小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车通过的路程s1,用停表测量通过这段路程所用的时间t1。
(3)根据测得的s1、t1,利用公式v1=s1/t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1。
(4)将金属片移至斜面中部,重复上述过程,进行第二次测量。
(5)利用S1—S2=S3,t1—t2=t3,求出v3。
7.实验过程
(1)测量全程的平均速度
(2)测量上半段路程的平均速度
(3)测量下半段路程的平均速度
8.数据记录表格
路程(cm)
运动时间(s)
平均速度(cm/s)
S1=
t1=
V1=
S2=
t2=
V2=
S3=S1-S2=
t3=t1-t2=
V3=
9.实验结论
(1)小车沿斜面下滑运动越来越快,速度越来越大。
(2)小车沿斜面下滑的运动是加速运动。
10.误差可能产生的原因
(1)是受工具精度所限。
(2)是测量者反应速度和读数误差。
(3)是装置光滑度不均匀带来误差。
11.要减小误差,应注意
(1)安装置时,斜面倾角要适当。
(2)测时间时释放小车与开始计时要尽量同步。
(3)对刻度尺和停表读数要规范准确。
题型练习
一.选择题
1.关于测量,下列说法正确的是( )
A.零刻线磨损的刻度尺不能测量任何物体的长度
B.在探究晶体熔化规律的实验中,多次测量温度是为了减小误差
C.通过使用更精密的测量工具,就可以避免误差的产生
D.常采用多次测量取平均值的方法来减小误差
2.如图是小华在测量物体运动的速度时,拍摄小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,每隔0.2s闪拍一次。下列分析正确的是( )
A.小球从A点到F点运动的时间为1.2 s
B.小球从B点运动到D点通过的路程为4.5 cm
C.小球在DF段做匀速直线运动
D.小球从C点运动到E点的平均速度为0.15 m/s
3.2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射.如图为点火发射后每间隔拍摄的一组照片,已知运载火箭高度约为.点火发射内,火箭升空过程中,下列说法正确的是( )
A.以长征二号运载火箭为参照物,发射塔是静止的
B.火箭发射后内的平均速度约为
C.火箭发射后内做匀速直线运动
D.以神舟十七号载人飞船为参照物,长征二号运载火箭是运动的
4.水滴下落过程的频闪照片如图所示,是连接电脑的相机每隔相同时间间隔t拍摄一次,记录下水滴在不同时刻的位置。刻度尺的分度值是1cm。这滴水在从图中最上面的位置1至最下面的位置4的运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.若测量水滴的平均速度,则误差主要来源于时间的测量
B.水滴下落的过程中速度不变
C.水滴在前一半时间内的平均速度较前一半路程的平均速度小
D.若t=0.1s,则水滴从位置1下落至位置4的平均速度是4.5m/s
二.实验填空题
1.如图12所示,在“测量小车运动的平均速度”实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可算出小车在各段的平均速度。
(1)实验原理是______。
(2)除图中的器材,本实验中还需要的测量工具是______。
(3)图中AB段的距离SAB=______cm,测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度𝑣̅AB=______cm/s。
(4)若小车运动过快,导致过了B点才停止计时,则测得的平均速度𝑣̅AB会偏________,实验时应使斜面的坡度______(选填“大”“小”)些。
(5)实验中应多次测量,每次测量时必须让小车从________(选填“同一位置”或“不同位置”)由静止开始下滑。
(6)小车从A点运动到C点的时间tAC=2.3s,则BC段的平均速度𝑣̅BC________(选填“大于”“小于”或“等于”)AC段的平均速度𝑣̅AC。
(7)科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品,如图13所示。将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙两轨道的起点,同时由静止释放,发现在乙轨道上的小球B先到达终点。在小球沿轨道从起点到终点的运动过程中,下列说法中正确的是
A.若两球同时释放,A到达终点时B还未到达终点
B.小球B沿轨道乙运动过程中通过的路程较长
C.小球B全程的平均速度大于小球A全程的平均速度
D.小球A沿轨道甲做匀速运动,小球B沿轨道乙做变速运动
2.某同学要测量小车运动的平均速度,实验装置如图所示。已知小车沿斜面向下做直线运动,他的主要实验步骤如下:
①用刻度尺测量出A、C间的距离s并记录在表格中。
②用秒表测量出小车由A位置运动到C位置所用的时间t并记录在表格中。
③根据公式,计算出小车运动的平均速度并记录在表格中。
请完成下列问题:
(1)画出本次实验数据的记录表格。
(2)已知小车通过AB和BC所用时间均为0.1s。小车由A位置运动到C位置的过程中,小车运动的平均速度为___________m/s。
(3)如果小车通过AB的平均速度为v1,通过BC的平均速度为v2,那么v1、v2的大小关系是:v1____v2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)如图所示,能说明小车在斜面上运动情况的图像是_______。
A.B.C. D.
3.小强利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。他让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别记录小车通过上半段路程s1、全程s2以及所用时间t1、t2。
(1)本实验需要的测量工具是秒表和 。
(2)小强调节木块的位置,使斜面保持较小的坡度,他这样做的目的是 。
(3)小强测得t1=2s,t2=3s,小车通过上半段路程和全程的平均速度分别v1和v2。请你判断v1 v2。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)请推导小车通过下半段路程的平均速度v3,写出推导过程,并用测量量的字母表示推导结果。
4.小阳用如图所示的实验装置测量小车的平均速度。
(1)为了测得小车通过全程AB的平均速度,需要用_________测量小车通过AB的路程,用_________测量小车通过路程AB所用的时间,利用公式__________求出平均速度;
(2)为了进一步获得小车通过全程AB不同运动阶段的快慢情况,小阳测得小车通过AC段的路程和时间分别为和,求得平均速度;为了得到小车通过CB段的平均速度(路程已测得),同学们通过讨论,设计了以下三种方案:
方案1:让小车从A点由静止出发,测量小车由C点到达B点的时间,进而求得;
方案2:测量小车从C点由静止出发,到达B点的时间,进而求得;
方案3:由,通过计算得到小车由C点到达B点的时间,进而求得。
你认为方案__________是错误的,理由是_________;
你认为方案__________存在较大误差,理由是________。
(3)实验结束后实验小组及时进行反思,将斜面的组装方式由图2甲改为图2乙,这样改进的目的是_______。
5.在“测量小车平均速度”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,图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示。
(1)从图中刻度尺上读出AB段的距离______cm,则AB段的平均速度______cm/s;
(2)由于人存在一定的反应时间,为了使记录小车运动到C点的时间误差更小,下列做法可行的是( )(选填字母);
A. 斜面变缓 B. 斜面变短
(3)实验中,某同学多次让小车从同一位置由静止开始下滑,该同学多次重复实验的目的是______;
(4)如果在小车离开A点后才开始计时,这样测量得到的AC段平均速度会偏___________(选填“大”、“小”),请你进行简要分析:___________;
(5)人的反应时间的长短可通过如图所示的方法进行比较:当竖直下落的直尺被捏住位置的刻度值越小(越靠近尺的下端),则说明反应时间越______(选填“长”或“短”)。
答案:
一.1.D 2.D 3.B 4.C
二.1.(1)(2)秒表(3)40.0;25(4)小;小(5)同一位置(6)大于(7)BC
2.(1)
s/m
t/s
/(m/s)
(2)1 (3)小于 (4)C
3.(1)刻度尺;(2)便于测量时间;(3)小于;(4)小车下半段的路程等于全程减去上半段路程,通过下半段路程所用时间等于通过全程的时间减去通过上半段路程所用时间,再根据平均速度的导出式v3=计算小车在下半段路程的平均速度。
4.(1)刻度尺 秒表 (2)2 测得的小车的平均速度不是通过全程后半段的平均速度 1 小车由C点到达B点的时间不容易测准 (3)便于测量时间
5.(1)40.0 20 (2)A (3)减小误差 (4)时间偏小,根据,路程不变,速度会偏大 (5)短
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