内容正文:
第04讲 速度的测量(培优讲义)
课标要点
1.了解测量平均速度的实验原理。
2.能区分平均速度和瞬时速度,理解平均速度的物理意义。
3.会正确使用刻度尺和停表测量物体的平均速度,能分析实验误差。
4.通过实验操作,掌握刻度尺和停表的使用方法,学会测量平均速度的实验步骤。
5.通过对比分析,理解平均速度与瞬时速度的区别与联系。
6.通过误差分析和综合计算,提升实验探究能力和解决实际问题的能力。
1.匀速直线:直线 + 速度不变,平均速度 = 瞬时速度。
2.变速直线:速度变化,平均速度。
3.实验核心:刻度尺估读到分度值下一位;斜面倾角适中,过小测时偏大、过大计时误差大。
方法指导
考点01 测量平均速度的基本原理与器材
1.实验原理: (平均速度等于物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比值)
2.实验器材:刻度尺、停表、斜面、小车、金属片。
3.器材作用:
刻度尺:测量小车通过的路程,需估读到分度值的下一位
停表:测量小车运动的时间,精度通常为 0.1s
斜面:使小车获得动力,保持较小坡度可延长运动时间,减小时间测量误差
金属片:作为终点标志,便于准确计时
【深化点拨】
1.原理的理解: 是平均速度的定义式而非决定式,物体的平均速度与路程长短、时间长短无关,只与总路程和总时间的比值有关。
2.器材选择:测量较长路程用米尺(分度值 1cm),测量较短路程用毫米刻度尺;停表优先选择电子停表,比机械停表读数更准确。
1.关于 “测量平均速度” 的实验原理和器材,下列说法正确的是( )
A.实验原理是,其中 s 表示物体运动的位移
B.实验中只能用刻度尺测量路程,用秒表测量时间
C.斜面坡度越大,小车运动时间越长,测量误差越小
D.金属片的作用是使小车及时停下,便于准确测量时间
考点02 平均速度的测量实验步骤与数据处理
1.实验步骤:
(1)组装实验装置:将斜面固定在水平桌面上,使斜面保持较小的坡度;
(2)测量全程路程:用刻度尺测出小车从斜面顶端到金属片的路程s1;
(3)测量全程时间:用停表测出小车从顶端由静止滑下到撞击金属片的时间t1;
(4)计算全程平均速度:根据算出全程平均速度;
(5)测量上半段路程:将金属片移至斜面中点,测出上半段路程s2和对应时间t2,计算;
(6)计算下半段平均速度:下半段路程s3=s1−s2,时间t3=t1−t2,则
2.数据记录表格
路程
运动时间
平均速度
s1=____m
t1=____s
v1=____m/s
s2=____m
t2=____s
v2=____m/s
s3=____m
t3=____s
v3=____m/s
【深化点拨】
1.实验关键注意事项:
(1)小车必须从斜面同一位置由静止释放,保证每次初速度相同。
(2)计时时,看到小车开始运动立即按表,听到撞击金属片的声音立即停表。
(3)多次测量取平均值,可减小偶然误差。
2. 实验结论:小车在斜面上做变速直线运动,下半段平均速度v3 > 全程平均速度v1 > 上半段平均速度v2
1.小明在 “测量小车的平均速度” 实验中,得到如下数据,下列说法正确的是( )
路程
运动时间
s1=1.2m
t1=2.4s
s2=0.6m
t2=1.6s
A.小车全程的平均速度是 0.5m/s
B.小车上半段的平均速度是 0.375m/s
C.小车下半段的平均速度是 0.75m/s
D.小车在斜面上做匀速直线运动
考点03 平均速度与瞬时速度的辨析
平均速度
瞬时速度
定义
物体在某段路程或某段时间内的平均快慢程度
物体在某一时刻或某一位置的运动快慢
公式
初中阶段用极限思想理解:Δt→0时,
标矢量
矢量,方向与这段时间内的位移方向相同
矢量,方向与物体该时刻的运动方向相同
物理意义
粗略描述物体运动的快慢
精确描述物体运动的快慢
对应关系
对应一段路程或一段时间
对应一个时刻或一个位置
测量方法
用刻度尺和停表间接测量
初中无法直接精确测量,汽车速度表显示的是近似瞬时速度
联系
匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度;变速运动中,平均速度不等于瞬时速度
【深化点拨】
1.日常生活中所说的 “速度” 大多指平均速度,如 “高铁时速 350km/h”“小明跑步速度 5m/s”。
2.瞬时速度的大小叫速率,是标量;平均速度的大小不等于平均速率(平均速率 = 总路程 / 总时间)。
1.关于平均速度和瞬时速度,下列说法正确的是( )
A. 平均速度就是速度的平均值
B. 瞬时速度是指物体在某一时刻或某一位置的速度
C. 汽车速度表上显示的是平均速度
D. 匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度
考点04 速度测量的综合应用
1.多过程平均速度计算:总平均速度 = 总路程 / 总时间,不是各段速度的平均值。
2.列车时刻表问题:计算运行时间时,注意跨天情况,用到达时间减去出发时间。
3.回声测距问题:声音传播的路程是往返距离,因此物体到障碍物的距离(声学会广泛应用)。
【深化点拨】
1.多过程平均速度:
(1)等路程分段 (结果 < 速度平均值)
(2)等路程分段 (结果 = 速度平均值)
2.列车时刻表问题。
运行时间计算:
当天到达:到达时间-发车时间(1小时 = 60 分钟)
跨天到达:24:00-发车时间 + 次日到达时间
易错:运行时间含各站停靠时间;单位需统一(km 对应 h,m 对应 s)
3.高频易错点
❌ 混淆平均速度与速度的平均值
❌ 总时间漏掉停留时间
❌ 跨天时间计算错误
❌ 单位不统一直接代入计算
1.一辆汽车从 A 地开往 B 地,前半段路程的平均速度为 60km/h,后半段路程的平均速度为 40km/h,全程没有停留。求:
(1)全程的平均速度;
(2)若全程总用时为 2.5h,求 A、B 两地的距离。
2.下表是某次列车的部分运行时刻表,根据表中信息回答。
(1)列车从成都东到西安北的运行时间是多少?
(2)列车从成都东到北京西的全程平均速度是多少?(结果保留 1 位小数)
速度测量的误差分析
实验误差分析
误差来源
对测量结果的影响
减小方法
计时晚开始(看到小车运动一段后才按表)
时间测量偏小,平均速度偏大
两人配合计时,一人释放小车,一人同时按表
计时晚停止(小车撞击金属片后才停表)
时间测量偏大,平均速度偏小
听到撞击声立即停表
斜面坡度过大
小车运动时间过短,时间误差大
减小斜面坡度
刻度尺读数不准确
路程测量误差
多次测量取平均值,估读到分度值下一位
速度测量的综合应用
1.计算平均速度时,不能忽略中间的停留时间,如汽车中途加油的时间要计入总时间;
2.相对运动问题中,相向而行的相对速度是两者速度之和,同向而行是两者速度之差。
角度01 实验误差分析专项
1.在 “测量小车平均速度” 实验中,下列操作会导致测得的平均速度偏大的是( )
A. 斜面坡度设置过小
B. 小车撞击金属片后,过了一会儿才停止计时
C. 测量路程时,只测量了斜面长度,未减去小车自身长度
D. 释放小车后,过了一小段时间才开始按表计时
2.小明用同一套装置测量小车平均速度,第一次将金属片放在斜面底端,第二次将金属片移至斜面中点。下列说法正确的是( )
A. 两次实验中,斜面坡度应保持相同
B. 第二次实验中,小车运动时间更短,时间测量误差更大
C. 若两次都提前释放小车,测得的平均速度都会偏大
D. 若刻度尺的零刻度线磨损,无法准确测量路程
角度02 平均速度基础计算
3.一列火车长 200m,以 15m/s 的速度匀速通过一座长 1000m 的大桥,求火车完全通过大桥所需的时间。
角度03 相对运动与平均速度综合
4.一艘船在静水中的速度是 5m/s,水流速度是 1m/s。该船从上游 A 港顺流而下到 B 港,再逆流返回 A 港,共用时 100s。求 A、B 两港之间的距离。
角度04 s-t 实验综合探究
5.如图所示是“测量平均速度”的实验情景。实验时,让小车从斜面上90cm刻线处A点由静止开始运动到B点、C点所用时间分别为1.6s、2.4s。下列说法正确的是( )
A.小车AB段运动的平均速度为31.25cm/s
B.小车AC段运动的平均速度为37.5cm/s
C.小车AC段运动的平均速度大于BC段运动的平均速度
D.为了方便测量时间,实验前应使斜面保持较大的倾角
6.物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时,想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度,设计了如图所示的实验装置;让小车从带有刻度的斜面顶端由静止滑下,图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表的显示时间(圆圈里面的数字分别表示“小时:分:秒”),则:
(1)本实验是根据公式______进行测量的;
(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”),金属片的作用是 ;
(3)在BC段运动的路程是 dm;在AB段运动的平均速度是 m/s;在AC段运动的平均速度是 m/s。
(4)通过分析图中所给信息可以判断,小车从斜面顶端运动到底端的过程中 (选填“是”或“不是”)做匀速直线运动;
(5)实验前必须熟练使用电子停表,如果小车还没到达C点就停止计时,则会使所测量的速度偏 (选填“大”或“小”)。
(6)要使小车的平均速度增大,可保持斜面倾角 (选填“较大”或“较小”)。
【例1】(2025•绥化)如图,一物块从A处运动到B处所用的时间为0.4s,通过的路程为 cm,从A到B的平均速度为 m/s。
【例2】(2025•广元)2025年4月,神舟20号载人飞船与天宫二号成功对接,形成组合体后,神舟20号以天宫二号为参照物处于 状态(选填“静止”或“运动”),天宫二号绕地球运行的轨道周长为4.2×104km,绕地球一周用时1.5h,其平均速度为 km/h。
【例3】(2025•大兴安岭)某物体运动的s-t图象如图所示,OA段的平均速度大于(选填“小于”“等于”或“大于”)BC段的平均速度;0~20s内的平均速度是0.2m/s。
【例4】(2025•南充)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。
(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)。
【例5】(2024•新疆)如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩后,鱼漂从露出水面的长度为6cm竖直向下运动到露出水面的长度为2cm的过程,所用时间为0.4s,则该运动过程鱼漂的平均速度为( )
A.5cm/s B.10cm/s C.15cm/s D.20cm/s
【例6】(2024•乐山)如图所示,记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时,相同时间内通过的路程。根据图片信息下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.甲、乙两车都做变速直线运动
C.10~20s内,甲、乙两车平均速度相等
D.20~30s内,甲、乙两车平均速度相等
【例7】(2024•吉林)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 。
1.一同学在百米赛跑时,起跑阶段速度为4m/s,中途为6m/s,冲刺阶段为8m/s。这个同学的赛跑成绩为16s,则他跑完全程的平均速度为( )
A.6m/s B.6.25m/s C.8m/s D.无法确定
2.如图所示,记录的是两辆汽车在平直公路上行驶时,0~40s通过的路程。分析图片,可以判断出( )
A.两车都在做匀速直线运动
B.两车都在做变速直线运动
C.0~40s内,两车的平均速度相等
D.0~40s内,两车的平均速度不相等
3.“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,闪光灯每隔一定的时间闪亮一次,底片就记录下这时物体的位置。如图所示,是甲、乙两个网球同时同位置出发,从左(a)向右(b)沿直线运动时的频闪照片,则下列说法正确的是( )
A.以乙球为参照,甲球向右运动
B.从a到b,甲、乙两球运动的时间比是3:2
C.从a到b,甲、乙两球平均速度之比为3:5
D.乙球可能做匀速直线运动
4.如图,沿同一条直线向东运动的物体A、B,其运动相对同一参考点O的距离s随时间t变化的图象,以下说法正确的是( )
A.5s内,A、B的平均速度相等
B.t=0时刻,A在O点,B在距离O点5m处
C.第5s时,vA=vB
D.两物体由同一位置O点开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动
5.某物理兴趣小组做“测平均速度”的实验如图,小车由顶端静止释放,其中,s1=100m,s2=50cm,车长L=5cm,秒表每格为1s,下列有关该实验的叙述正确的是( )
①小车做变速直线运动
②小车通过全程的平均速度为0.21cm/s
③为了减小实验误差,斜面应保持较大的坡度
④小车通过下半段路程的平均速度大于全程的平均速度
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
6.小青自制了两个相同的滴水计时器(已知滴水计时器每隔0.5s滴下一滴水),他将滴水计时器分别固定在甲、乙两辆玩具车上,如图1。将玩具车放置在带有刻度的水平长木板上,释放玩具车后,它们运动的过程中水滴在木板上的位置如图2。以下结论正确的是( )
A.甲车的速度始终小于乙车
B.甲车的运动时间和乙车相同
C.乙车先加速后减速
D.乙车从A点运动到C点的平均速度为0.04m/s
7.小明在“测量小车的平均速度”实验中,设计了如图所示的实验方案:让小车从A点由静止滑下,图中已标明小车到达A、B、C三点时电子表的示数,下列说法正确的是( )
A.小车在做匀速直线运动
B.小车在AC段运动的距离为10dm
C.小车在BC段的平均速度为0.5m/s
D.小车全程的平均速度为3m/s
8.在“探究小车运动快慢”的实验中,小明设计了如图所示的实验装置;小车从斜面顶端A点由静止下滑,B为AC的中点,C处立有一金属片,小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“时:分:秒”)分别如下,则:
(1)该实验是依据公式 进行测量的;
(2)实验中应使斜面的坡度较小,目的是 (填“延长”或“缩短”)运动时间,减小测量时间的误差;
(3)根据图中信息可知:小车通过上半段路程的平均速度为v= m/s,小车在上半段路程的平均速度 (选填“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下半段的平均速度,他应该将小车从 (选填“A”或“B”)处静止释放。
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第04讲 速度的测量(培优讲义)
课标要点
1.了解测量平均速度的实验原理。
2.能区分平均速度和瞬时速度,理解平均速度的物理意义。
3.会正确使用刻度尺和停表测量物体的平均速度,能分析实验误差。
4.通过实验操作,掌握刻度尺和停表的使用方法,学会测量平均速度的实验步骤。
5.通过对比分析,理解平均速度与瞬时速度的区别与联系。
6.通过误差分析和综合计算,提升实验探究能力和解决实际问题的能力。
1.匀速直线:直线 + 速度不变,平均速度 = 瞬时速度。
2.变速直线:速度变化,平均速度。
3.实验核心:刻度尺估读到分度值下一位;斜面倾角适中,过小测时偏大、过大计时误差大。
方法指导
考点01 测量平均速度的基本原理与器材
1.实验原理: (平均速度等于物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比值)
2.实验器材:刻度尺、停表、斜面、小车、金属片。
3.器材作用:
刻度尺:测量小车通过的路程,需估读到分度值的下一位
停表:测量小车运动的时间,精度通常为 0.1s
斜面:使小车获得动力,保持较小坡度可延长运动时间,减小时间测量误差
金属片:作为终点标志,便于准确计时
【深化点拨】
1.原理的理解: 是平均速度的定义式而非决定式,物体的平均速度与路程长短、时间长短无关,只与总路程和总时间的比值有关。
2.器材选择:测量较长路程用米尺(分度值 1cm),测量较短路程用毫米刻度尺;停表优先选择电子停表,比机械停表读数更准确。
1.关于 “测量平均速度” 的实验原理和器材,下列说法正确的是( )
A.实验原理是,其中 s 表示物体运动的位移
B.实验中只能用刻度尺测量路程,用秒表测量时间
C.斜面坡度越大,小车运动时间越长,测量误差越小
D.金属片的作用是使小车及时停下,便于准确测量时间
【答案】D。
【解析】A 选项,实验中测量的是小车通过的路程而非位移,A 错误;
B 选项,路程也可用卷尺测量,时间可用电子停表测量,B 错误;
C 选项,斜面坡度越大,小车运动越快,时间越短,时间测量误差越大,C 错误;
D 选项,金属片作为终点,小车撞击时发出声音,便于准确停止计时,D 正确。
故选 D。
考点02 平均速度的测量实验步骤与数据处理
1.实验步骤:
(1)组装实验装置:将斜面固定在水平桌面上,使斜面保持较小的坡度;
(2)测量全程路程:用刻度尺测出小车从斜面顶端到金属片的路程s1;
(3)测量全程时间:用停表测出小车从顶端由静止滑下到撞击金属片的时间t1;
(4)计算全程平均速度:根据算出全程平均速度;
(5)测量上半段路程:将金属片移至斜面中点,测出上半段路程s2和对应时间t2,计算;
(6)计算下半段平均速度:下半段路程s3=s1−s2,时间t3=t1−t2,则
2.数据记录表格
路程
运动时间
平均速度
s1=____m
t1=____s
v1=____m/s
s2=____m
t2=____s
v2=____m/s
s3=____m
t3=____s
v3=____m/s
【深化点拨】
1.实验关键注意事项:
(1)小车必须从斜面同一位置由静止释放,保证每次初速度相同。
(2)计时时,看到小车开始运动立即按表,听到撞击金属片的声音立即停表。
(3)多次测量取平均值,可减小偶然误差。
2. 实验结论:小车在斜面上做变速直线运动,下半段平均速度v3 > 全程平均速度v1 > 上半段平均速度v2
1.小明在 “测量小车的平均速度” 实验中,得到如下数据,下列说法正确的是( )
路程
运动时间
s1=1.2m
t1=2.4s
s2=0.6m
t2=1.6s
A.小车全程的平均速度是 0.5m/s
B.小车上半段的平均速度是 0.375m/s
C.小车下半段的平均速度是 0.75m/s
D.小车在斜面上做匀速直线运动
【答案】ABC
【解析】A 选项,全程平均速度,A 正确;
B 选项,上半段平均速度,B 正确;
C 选项,下半段路程s3=0.6 m,时间t3=2.4 s−1.6 s=0.8 s,平均速度
C 正确;
D 选项,由于v3>v2,小车速度越来越快,做变速直线运动,D 错误。
故选 ABC。
考点03 平均速度与瞬时速度的辨析
平均速度
瞬时速度
定义
物体在某段路程或某段时间内的平均快慢程度
物体在某一时刻或某一位置的运动快慢
公式
初中阶段用极限思想理解:Δt→0时,
标矢量
矢量,方向与这段时间内的位移方向相同
矢量,方向与物体该时刻的运动方向相同
物理意义
粗略描述物体运动的快慢
精确描述物体运动的快慢
对应关系
对应一段路程或一段时间
对应一个时刻或一个位置
测量方法
用刻度尺和停表间接测量
初中无法直接精确测量,汽车速度表显示的是近似瞬时速度
联系
匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度;变速运动中,平均速度不等于瞬时速度
【深化点拨】
1.日常生活中所说的 “速度” 大多指平均速度,如 “高铁时速 350km/h”“小明跑步速度 5m/s”。
2.瞬时速度的大小叫速率,是标量;平均速度的大小不等于平均速率(平均速率 = 总路程 / 总时间)。
1.关于平均速度和瞬时速度,下列说法正确的是( )
A. 平均速度就是速度的平均值
B. 瞬时速度是指物体在某一时刻或某一位置的速度
C. 汽车速度表上显示的是平均速度
D. 匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度
【答案】BD
【解析】A 选项,平均速度是总路程与总时间的比值,不是速度的算术平均值,A 错误;
B 选项,瞬时速度的定义就是物体在某一时刻或某一位置的速度,B 正确;
C 选项,汽车速度表显示的是某一时刻的速度,即瞬时速度,C 错误;
D 选项,匀速直线运动中速度大小和方向都不变,因此平均速度等于瞬时速度,D 正确。
故选 BD。
考点04 速度测量的综合应用
1.多过程平均速度计算:总平均速度 = 总路程 / 总时间,不是各段速度的平均值。
2.列车时刻表问题:计算运行时间时,注意跨天情况,用到达时间减去出发时间。
3.回声测距问题:声音传播的路程是往返距离,因此物体到障碍物的距离(声学会广泛应用)。
【深化点拨】
1.多过程平均速度:
(1)等路程分段 (结果 < 速度平均值)
(2)等路程分段 (结果 = 速度平均值)
2.列车时刻表问题。
运行时间计算:
当天到达:到达时间-发车时间(1小时 = 60 分钟)
跨天到达:24:00-发车时间 + 次日到达时间
易错:运行时间含各站停靠时间;单位需统一(km 对应 h,m 对应 s)
3.高频易错点
❌ 混淆平均速度与速度的平均值
❌ 总时间漏掉停留时间
❌ 跨天时间计算错误
❌ 单位不统一直接代入计算
1.一辆汽车从 A 地开往 B 地,前半段路程的平均速度为 60km/h,后半段路程的平均速度为 40km/h,全程没有停留。求:
(1)全程的平均速度;
(2)若全程总用时为 2.5h,求 A、B 两地的距离。
【解析】解:(1)设全程总路程为2s,则前、后半段路程均为s前半段用时
后半段用时
总时间 + + h
全程平均速度
(2)由可得, A、B 两地的距离为
s总 = t总 = 48 km/h×2.5 h=120 km
答:(1)全程的平均速度为48k,/h;
(2)若全程总用时为 2.5h,求 A、B 两地的距离为120km。
2.下表是某次列车的部分运行时刻表,根据表中信息回答。
(1)列车从成都东到西安北的运行时间是多少?
(2)列车从成都东到北京西的全程平均速度是多少?(结果保留 1 位小数)
【解析】解:(1)成都东发车时间 21:25,西安北到达时间次日 06:15运行时间:
t1=(24:00−21:25)+6:15=2 h35 min+6 h15 min=8 h50 min
(2)成都东到北京西总里程s总=2042 km
总运行时间:t总=(24:00−21:25)+13:05=2 h35 min+13 h5 min=15 h40 min = 15h ≈15.67 h
全程平均速度130.3 km/h
答:(1)列车从成都东到西安北的运行时间是8 h50 min ;
(2)列车从成都东到北京西的全程平均速度是130.3 km/h。
速度测量的误差分析
实验误差分析
误差来源
对测量结果的影响
减小方法
计时晚开始(看到小车运动一段后才按表)
时间测量偏小,平均速度偏大
两人配合计时,一人释放小车,一人同时按表
计时晚停止(小车撞击金属片后才停表)
时间测量偏大,平均速度偏小
听到撞击声立即停表
斜面坡度过大
小车运动时间过短,时间误差大
减小斜面坡度
刻度尺读数不准确
路程测量误差
多次测量取平均值,估读到分度值下一位
速度测量的综合应用
1.计算平均速度时,不能忽略中间的停留时间,如汽车中途加油的时间要计入总时间;
2.相对运动问题中,相向而行的相对速度是两者速度之和,同向而行是两者速度之差。
角度01 实验误差分析专项
1.在 “测量小车平均速度” 实验中,下列操作会导致测得的平均速度偏大的是( )
A. 斜面坡度设置过小
B. 小车撞击金属片后,过了一会儿才停止计时
C. 测量路程时,只测量了斜面长度,未减去小车自身长度
D. 释放小车后,过了一小段时间才开始按表计时
【答案】D
【解析】解:A 选项:斜面坡度过小,小车运动时间变长,时间测量更准确,误差偏小,A 错误;
B 选项:计时晚停止→时间测量偏大→平均速度偏小,B 错误;
C 选项:路程测量偏小→平均速度偏小,C 错误;
D 选项:计时晚开始→时间测量偏小→平均速度偏大,D 正确。
故选D。
2.小明用同一套装置测量小车平均速度,第一次将金属片放在斜面底端,第二次将金属片移至斜面中点。下列说法正确的是( )
A. 两次实验中,斜面坡度应保持相同
B. 第二次实验中,小车运动时间更短,时间测量误差更大
C. 若两次都提前释放小车,测得的平均速度都会偏大
D. 若刻度尺的零刻度线磨损,无法准确测量路程
【答案】AB
【解析】解:A 选项:控制变量法,探究不同路程的平均速度时,斜面坡度应不变,A 正确;
B 选项:中点路程更短,运动时间更短,时间测量的相对误差更大,符合图片中 “运动时间过短→误差大” 的结论,B 正确;
C 选项:提前释放小车,若计时同步开始,时间测量准确,速度无偏差;若计时晚开始才会偏大,C 错误;
D 选项:零刻度线磨损时,可选用其他整刻度线作为起点,仍能准确测量路程,D 错误。
故选AB。
角度02 平均速度基础计算
3.一列火车长 200m,以 15m/s 的速度匀速通过一座长 1000m 的大桥,求火车完全通过大桥所需的时间。
【详解】解:注意:火车完全通过大桥的路程 = 桥长 + 车长
总路程s=1000 m+200 m=1200 m
由:可得,火车完全通过大桥所需的时间为
则t = = 80s
答:火车完全通过大桥所需的时间为80s。
角度03 相对运动与平均速度综合
4.一艘船在静水中的速度是 5m/s,水流速度是 1m/s。该船从上游 A 港顺流而下到 B 港,再逆流返回 A 港,共用时 100s。求 A、B 两港之间的距离。
【详解】解:顺流速度v顺=5 m/s+1 m/s=6 m/s
逆流速度v逆=5 m/s−1 m/s=4 m/s
设两港距离为s,则顺流时间为,逆流时间为
总时间t1 +t2 =100 s,即
+ = 100
解得s=240 m
答: A、B 两港之间的距离为100m。
角度04 s-t 实验综合探究
5.如图所示是“测量平均速度”的实验情景。实验时,让小车从斜面上90cm刻线处A点由静止开始运动到B点、C点所用时间分别为1.6s、2.4s。下列说法正确的是( )
A.小车AB段运动的平均速度为31.25cm/s
B.小车AC段运动的平均速度为37.5cm/s
C.小车AC段运动的平均速度大于BC段运动的平均速度
D.为了方便测量时间,实验前应使斜面保持较大的倾角
【答案】B
【解析】解:AB.由图可知,AB段的路程为:sAB=90.0cm-50.0cm=40.0cm,AB段的时间为:tAB=1.6s,
AC段的路程为:sAC=90.0cm,AC段的时间为:tAC=1.6s+2.4s=4s,
AB段的平均速度为:
AC段的平均速度为:,,故A错误,B正确;
C.BC段的路程为:sBC=50.0cm,BC段的时间为:tBC=2.4s-1.6s=0.8s,
BC段的平均速度为:,即vAC<vBC,故C错误;
D.实验中为了便于测量时间,斜面的坡度要较小,来延长小车在斜面上运动的时间,故D错误。
故选B。
6.物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时,想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度,设计了如图所示的实验装置;让小车从带有刻度的斜面顶端由静止滑下,图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表的显示时间(圆圈里面的数字分别表示“小时:分:秒”),则:
(1)本实验是根据公式______进行测量的;
(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 (选填“大”或“小”),金属片的作用是 ;
(3)在BC段运动的路程是 dm;在AB段运动的平均速度是 m/s;在AC段运动的平均速度是 m/s。
(4)通过分析图中所给信息可以判断,小车从斜面顶端运动到底端的过程中 (选填“是”或“不是”)做匀速直线运动;
(5)实验前必须熟练使用电子停表,如果小车还没到达C点就停止计时,则会使所测量的速度偏 (选填“大”或“小”)。
(6)要使小车的平均速度增大,可保持斜面倾角 (选填“较大”或“较小”)。
【答案】(1);(2)小;便于测量时间;(3)5.00;0.2;0.3;(4)不是;(5)大;(6)较大。
【详解】(1)本实验是根据公式进行测量的;
(2)斜面的坡度越小,小车在斜面上滑下的速度越快,越不方便测量时间,因此实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较小;当听到小车与金属片撞击发出的声音时就开始计时,因此金属片的作用是便于测量时间;
(3)由图可知,BC段运动的路程为:sBC=6.00dm-1.00dm=5.00dm;
AB段的路程为:sAB=10.00dm-6.00dm=4.00dm=0.400m,
AB段的时间为:tAB=15:35:22-15:35:20=2s,
则AB段的平均速度为:
由图可知,AC段运动的路程为:sAC=10.00dm-1.00dm=9.00dm=0.900m,
AC段所用的时间为:tAC=15:35:23-15:35:20=3s,
则AC段的平均速度为:
(4)由图可知,BC段所用的时间tBC=15:35:23-15:35:22=1s,
BC段的平均速度为
由上述分析可知vBC>vAB,因此小车从斜面顶端运动到底端的过程中不是做匀速直线运动;
(5)如果小车还没到达C点就停止计时,所测量的时间偏小,而AC段的路程一定,由可知测得AC段的平均速度偏大;
(6)由可知,要使小车的平均速度偏大,则所用时间应该偏小,因此可保持斜面倾角较大。
故答案为:(1);(2)小;便于测量时间;(3)5.00;0.2;0.3;(4)不是;(5)大;(6)较大。
【例1】(2025•绥化)如图,一物块从A处运动到B处所用的时间为0.4s,通过的路程为 cm,从A到B的平均速度为 m/s。
【答案】6.00;0.15。
【详解】解:根据图示可知,刻度尺的分度值为0.1cm,sAB=6.00cm;
从A到B的平均速度:
故答案为:6.00;0.15。
【例2】(2025•广元)2025年4月,神舟20号载人飞船与天宫二号成功对接,形成组合体后,神舟20号以天宫二号为参照物处于 状态(选填“静止”或“运动”),天宫二号绕地球运行的轨道周长为4.2×104km,绕地球一周用时1.5h,其平均速度为 km/h。
【答案】B
【详解】(1)神舟20号载人飞船与天宫二号成功对接后,若以天宫二号为参照物,神舟20号与天宫二号之间的位置没有发生变化,因此神舟20号是静止的;
(2)天宫二号绕地球运行的平均速度为:2.8×104km/h。
故答案为:静止;2.8×104。
【例3】(2025•大兴安岭)某物体运动的s-t图象如图所示,OA段的平均速度大于(选填“小于”“等于”或“大于”)BC段的平均速度;0~20s内的平均速度是0.2m/s。
【答案】 (1)大于 (2)0.2
【详解】根据题图可知:OA段的平均速度为:;
BC段的平均速度为:;
OA段的平均速度大于BC段的平均速度。
0~20s内的平均速度为:0.2m/s。
故答案为:大于;0.2。
【例4】(2025•南充)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。
(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】4.4;加速;0.23。
【详解】解:(1)停表的读数为小刻盘和大刻盘之和,小刻盘的分度值为0.5min,表针在0与1之间,偏向0一侧,读数为0min;
大刻盘的分度值为0.1s,读数为4.4s,则停表的读数为4.4s;
(2)根据表格数据知,每次路程都增大20cm,而时间增大为0.8s、0.7s、0.5s、0.4s;即相同路程所用时间越来越短,因而速度越来越快,做加速直线运动;
(3)第5次实验的平均速度0.23m/s。
故答案为:4.4;加速;0.23。
【例5】(2024•新疆)如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩后,鱼漂从露出水面的长度为6cm竖直向下运动到露出水面的长度为2cm的过程,所用时间为0.4s,则该运动过程鱼漂的平均速度为( )
A.5cm/s B.10cm/s C.15cm/s D.20cm/s
【答案】B
【详解】解:鱼漂从露出水面的长度为6cm竖直向下运动到露出水面的长度为2cm,得出鱼漂运动的距离s=6cm-2cm=4cm.
所用时间为0.4s,鱼漂运动的速度10cm/s,故A、C、D错误。
故选B。
【例6】(2024•乐山)如图所示,记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时,相同时间内通过的路程。根据图片信息下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.甲、乙两车都做变速直线运动
C.10~20s内,甲、乙两车平均速度相等
D.20~30s内,甲、乙两车平均速度相等
【答案】D
【解析】解:AB.在甲中,汽车在相同的时间间隔内,通过的路程相等,由此可知甲车做匀速直线运动;在乙中,汽车在相同的时间间隔内,通过的路程越来越大,由此可知乙车做变速直线运动,故AB错误;
C.10~20s内,甲、乙两车通过的路程不同,根据可知它们的平均速度不相等,故C错误;
D.20~30s内,甲、乙两车通过的路程相等,根据可知它们的平均速度相等,故D正确。
故选D。
【例7】(2024•吉林)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)小;(2)0.25;(3)快。
【详解】解:(1)斜面倾角越小,小车运动越慢,便于测量时间,所以保持较小的坡度;
(2),
(3),tBC=tAC-tAB=0.8s,则
,因为0.625m/s>0.25m/s,所以速度越来越快。
故答案为:(1)小;(2)0.25;(3)快。
1.一同学在百米赛跑时,起跑阶段速度为4m/s,中途为6m/s,冲刺阶段为8m/s。这个同学的赛跑成绩为16s,则他跑完全程的平均速度为( )
A.6m/s B.6.25m/s C.8m/s D.无法确定
【答案】B
【详解】解:百米赛跑的路程s=100m,这个同学的赛跑成绩为t=16s;
则他跑完全程的平均速度为:,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.如图所示,记录的是两辆汽车在平直公路上行驶时,0~40s通过的路程。分析图片,可以判断出( )
A.两车都在做匀速直线运动
B.两车都在做变速直线运动
C.0~40s内,两车的平均速度相等
D.0~40s内,两车的平均速度不相等
【答案】C
【详解】AB.由图可知,在相同的时间内甲车通过的路程相同,说明甲车的速度保持不变,甲车在做匀速直线运动;在相同的时间内乙车通过的路程不同,说明乙车的速度是变化的,乙车在做变速直线运动,故AB错误;
CD.由图可知,0∼40s内,甲、乙两车通过的路程均为1200m,根据知,在0∼40s内,两车的平均速度相等,故C正确,D错误。
故选C。
3.“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,闪光灯每隔一定的时间闪亮一次,底片就记录下这时物体的位置。如图所示,是甲、乙两个网球同时同位置出发,从左(a)向右(b)沿直线运动时的频闪照片,则下列说法正确的是( )
A.以乙球为参照,甲球向右运动
B.从a到b,甲、乙两球运动的时间比是3:2
C.从a到b,甲、乙两球平均速度之比为3:5
D.乙球可能做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.若以乙球为参照物,甲球的位置发生了改变,乙向右运动速度大于甲,所以甲是向左运动的,故A错误;
B.设闪光灯每隔时间t闪亮一次,则甲球运动的时间为5t,乙球运动的时间为3t,甲、乙两球运动的时间比是5:3,故B错误;
C.两球运动的路程相同,根据可知从a到b,甲、乙两球平均速度之比为=====
D.图乙,乙球在相等的时间内通过的路程不同,且在相同的时间里,通过的路程越来越长,即速度是越来越大,乙球做变速运动,故D错误。
故选C。
4.如图,沿同一条直线向东运动的物体A、B,其运动相对同一参考点O的距离s随时间t变化的图象,以下说法正确的是( )
A.5s内,A、B的平均速度相等
B.t=0时刻,A在O点,B在距离O点5m处
C.第5s时,vA=vB
D.两物体由同一位置O点开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动
【答案】B
【详解】A.5s内,A、B运动的路程不同,所用时间相同,根据可知,知A、B的平均速度不相等,故A错误。
B.由图象可知两个物体不是从同一地点同时出发的,B是从距离O点5m处出发的,t=0时刻,A在O点,B在距离O点5m处,故B正确;
C.从第3s开始,A的斜率大,故vA>vB,第5s时,vA>vB,故C错误;
D.由图象可知两个物体不是从同一地点同时出发的,B是从距离O点5m处出发的,故D错误。
故选B。
5.某物理兴趣小组做“测平均速度”的实验如图,小车由顶端静止释放,其中,s1=100m,s2=50cm,车长L=5cm,秒表每格为1s,下列有关该实验的叙述正确的是( )
①小车做变速直线运动
②小车通过全程的平均速度为0.21cm/s
③为了减小实验误差,斜面应保持较大的坡度
④小车通过下半段路程的平均速度大于全程的平均速度
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【答案】C
【详解】:①小车通过上半段路程秒表指针经过了3格,所用时间为:t2=3s;
小车通过上半段路程的平均速度为:
≈15.5cm/s;
小车通过下半段路程秒表指针经过了2格,所用时间为:t3=2s;
小车通过下半段路程的平均速度为:
=25cm/s;
v2<v3,因此小车做变速直线运动,故①正确;
②小车通过全程秒表指针经过了5格,所用时间为:t1=5s;
小车通过全程的平均速度为:
=20cm/s;
故②错误;
③实验中,斜面应保持很小的坡度,这样可以减缓小车下滑的速度,便于测量小车运动的时间,故③错误;
④由①的计算结果可知,小车通过下半段路程的平均速度大于小车通过上半段路程的平均速度,故④正确。
故C正确,ABD错误。
故选C。
6.小青自制了两个相同的滴水计时器(已知滴水计时器每隔0.5s滴下一滴水),他将滴水计时器分别固定在甲、乙两辆玩具车上,如图1。将玩具车放置在带有刻度的水平长木板上,释放玩具车后,它们运动的过程中水滴在木板上的位置如图2。以下结论正确的是( )
A.甲车的速度始终小于乙车
B.甲车的运动时间和乙车相同
C.乙车先加速后减速
D.乙车从A点运动到C点的平均速度为0.04m/s
【答案】D
【详解】解:A.由图2可知,在前两滴水的时间间隔内,甲车通过的路程大于乙车,所以此时间段内甲车的速度大于乙车,故A错误;
B.滴水计时器每隔0.5s滴下一滴水,由图2可知,甲车滴水8次,共有7个时间间隔,则甲车用时
t甲=7×0.5s=3.5s;
乙车滴水5次,共有4个时间间隔,则乙车用时t乙=4×0.5s=2s,因此甲车的运动时间和乙车不相同,故B错误;
C.由图2可知,乙车水滴间距逐渐增大,在相同时间内,乙车通过的路程越来越大,则乙车的速度越来越大,因此乙车做加速运动,故C错误;
D.由图2可知,乙车从A点到C点的路程为s=3.00cm=0.03m;从A点到C点滴水3次,共有2个时间间隔,用时t乙′=2×0.5s=1.0s;则乙车从A点到C点的平均速度为:
=0.03m/s;
与0.04m/s接近,故D正确。
故选D。
7.小明在“测量小车的平均速度”实验中,设计了如图所示的实验方案:让小车从A点由静止滑下,图中已标明小车到达A、B、C三点时电子表的示数,下列说法正确的是( )
A.小车在做匀速直线运动
B.小车在AC段运动的距离为10dm
C.小车在BC段的平均速度为0.5m/s
D.小车全程的平均速度为3m/s
【答案】C
【详解】A.小车从A点由静止滑下,在斜面上运动的速度越来越快,因此小车在这个过程中不是做匀速直线运动,故A错误;
B.由图可知,刻度尺1dm包含5个小格,每个小格代表0.2dm,则刻度尺的分度值为0.2dm,小车在AC段的路程sAC=10.00dm-1.00dm=9.00dm,故B错误;
C.小车在BC段的路程sBC=6.00dm-1.00dm=5.00dm=0.5m,所用时间tBC=1s,则小车在BC段的平均速度为
D.小车在AC段全程的路程sAC=9.00dm=0.9m,所用时间tAC=3s,则小车全程的平均速度为:
故D错误。
故选C。
8.在“探究小车运动快慢”的实验中,小明设计了如图所示的实验装置;小车从斜面顶端A点由静止下滑,B为AC的中点,C处立有一金属片,小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“时:分:秒”)分别如下,则:
(1)该实验是依据公式 进行测量的;
(2)实验中应使斜面的坡度较小,目的是 (填“延长”或“缩短”)运动时间,减小测量时间的误差;
(3)根据图中信息可知:小车通过上半段路程的平均速度为v= m/s,小车在上半段路程的平均速度 (选填“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下半段的平均速度,他应该将小车从 (选填“A”或“B”)处静止释放。
【答案】(1);(2)延长;(3)0.2;小于;(4)A。
【详解】(1)该实验测小车平均速度的实验原理是;
(2)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,运动的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,减小误差,斜面坡度应小些;
(3)由图可知:=0.6m,sAC=120cm=1.2m;tAB=3s;tAC=5s;
小车通过上半段路程的平均速度为:
小车通过全程的平均速度为:
所以小车在上半段路程的平均速度小于全程的平均速度;
(4)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,分别测出AB段、AC段所用时间,则BC段所用时间等于AC段所用时间减去AB段所用时间。
故答案为:(1);(2)延长;(3)0.2;小于;(4)A。
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