内容正文:
第04讲 测量:物体运动的速度
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念构建:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
例题精析:典型题目带路,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
关键词
学习目标导航
实验原理
实验器材
实验方法
误差分析
1.能正确使用刻度尺、秒表获取实验数据,并算出物体运动的速度。
2.能完成“测量物体运动的速度”的实验,能完成实验报告。
学习重点:能用刻度尺测出物体运动的路程,能用停表测出物体通过这段路程所用的时间,根据公式v=s/t计算出物体在这段时间内运动的平均速度。
学习难点:测量小车下半程的平均速度。
情|境|启|思
南南正在进行100m赛跑的赛前训练,一旁观看的同学议论开了:有同学说南南在中间一段路程(约在30~70m内)的速度几乎没变;有同学则认在这段路程中,南南的速度明显变化了。
那么如何判断南南运动的速度是否发生变化?
概|念|构|建
1.使用刻度尺测量长度时,首先要了解它的量程和分度值,读数时,一定要有一位估读值。
2. 使用秒表:第一次按动“按钮”——启动,长短指针开始转动;第二次按动——暂停,长短指针暂时停止转动;第三次按动——回零,长短指针迅速回到零点。
3.秒表的读数:示数=小表盘示数(min)+大表盘示数(s)。若小表盘分针不过半,按照0~30 s读数;若小表盘分针过半,按照0~60 s读数。
4. 测量小车的平均速度,实验原理是v= ;测量的物理量是 路程 和 时间 ;需要的测量器材是:刻度尺 和 停表 。
深|研|精|炼
知识点01 测量物体沿斜面运动的平均速度
1.实验原理:v=S/t。
2.主要器材及作用:斜面、木块、小车、刻度尺、停表、金属挡板等
(1)刻度尺:测量物体运动的路程。
(2)停表:测量物体运动时间。
(3)金属片:确定小车到达终点的位置,便于精确测出运动时间。
(4)斜面:使小车运动起来 。
3.实验步骤:
(1)把木块放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下撞击金属片的时间。
(3)根据测得数据,利用公式v=S/t 算出小车通过斜面全程的平均速度。
(4)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离 。
(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程所用时间,并算出小球通过上半段路程的平均速度。
(6)算出小车跑完下半程所用的时间,算出小车通过下半段路程的平均速度。
4.实验表格:
路程s/cm
时间t/s
平均速度v/(cm·s-1)
s1=
t1=
v1=
s2=
t2=
v2=
5.实验结论:
小车沿斜面下滑的速度越来越大,说明小车沿斜面下滑运动速度越来越快,小车做变速直线运动。
(v上半段<v全程<v下半段)
5.实验注意事项:
(1)小车运动距离的测量方法:要“头对头”或“尾对尾”测量,或测出起始点与金属片之间的距离。
(2)斜面坡度要适当,使小车从静止释放,可加速缓慢下滑即可,并且不会滑落斜面。
(3)测量过程中不能改变斜面的坡度。
【例1】如图所示,小聪“测量小车沿斜面运动的平均速度”的实验方案如下:
(1)实验器材:小车、长木板、挡板、支架、刻度尺、 ;
(2)若要测量小车通过全程的距离,应测 (选填“”或“”);
(3)若斜面倾斜程度过大可能会导致直接测量 时误差大;
(4)若想减小小车下滑的平均速度,可行的措施是 ;
A.适当减小斜面倾斜程度B.适当增大斜面倾斜程度C.在长木板上铺棉布D.在长木板上铺玻璃板
(5)小车从斜面顶端由静止释放运动到斜面底端的过程中,若想知道经过AB段路程中速度变化是否明显,请写出实验思路 。
【答案】(1)秒表(2)(3)时间(4)AC(5)见解析
【详解】(1)测量小车沿斜面运动的平均速度时,需要测量路程和时间,根据公式计算速度,用刻度尺厕测量路程,用秒表测量时间,所以还需要的测量工具是秒表。
(2)测量路程时,应该“头对头”或“尾对尾”,所以要测量小车通过全程的距离,应测s2。
(3)斜面倾斜程度过大,小车在斜面运动的时间短,会导致时间测量误差较大。
(4)AB.小车在斜面运动的路程不变,若增大小车在斜面运动的时间,根据可知,可以减小小车下滑的平均速度;减小小车在斜面运动的时间,根据公式可知,可以增大小车下滑的平均速度。减小斜面倾斜程度,小车在斜面运动的时间长,可以减小小车下滑的平均速度,故A符合题意,B不符合题意;
C.在长木板上铺棉布,斜面粗糙程度增大,小车在斜面上运动时间长,可以减小小车下滑的平均速度,故C符合题意;
D.在长木板上铺玻璃板,斜面粗糙程度减小,小车在斜面上运动时间短,可以增大小车下滑的平均速度,故D不符合题意。
故选AC。
(5)方案一:将段路程分成几小段,分别测出小车在这几小段的路程及对应的时间,利用公式求出对应的速度,通过比较速度的大小,来判断小车速度的变化情况。
方案二:将段路程平均分成两段(或多段),分别测量小车通过这两段(或多段)相等路程所用时间,通过比较时间的长短,来判断小车速度变化情况。
【例2】小亮爸爸开车送小亮和妈妈去吉安西站乘坐高铁前往上海游玩,汽车行驶途中小亮看到路旁的交通标志牌如图甲所示,汽车的速度表如图乙所示,小亮和妈妈所坐列车的部分运行信息如下表。求:
(1)按汽车速度表的速度匀速行驶,汽车从标志牌到西安北站的行驶时间是多少min?
车次
发车时间
到达时间
路程
G4918
吉安西
(19︰25)
上海虹桥(23︰55)
892.4km
(2)G4918次列车从西安北到上海虹桥运行的平均速度是多少km/h?
(3)若在列车行驶途中,以全程的平均速度完全通过长为1220m的隧道,用时36s,则该列车的长度是多少?
【答案】24min、198km/h、760m;
【解析】 (1)汽车速度表上标注的速度为50km/h,汽车从标志牌到西安北站的行驶时间 t=s/v=20km/50km/h=0.4h=0.4×60min=24min
(2)G4918次列车从西安北到上海虹桥运行的平均速度
t1=23︰55-19︰25=4︰30=4.5h
(3)该列车的长度
【难点突破】如何计算下半段的平均速度::
根据前面的两次实验,可计算出小车通过下半段的路程:s3=s1-s2;计算出通过下半段路程所用时间:t3=t1-t2;根据公式v=s/t 算出小车通过下半段的平均速度v3。
【即练1】如图所示,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,即可算出小车在各段的平均速度。
(1)实验中需要测量小车运动的路程和所用的时间。对小车运动的各段路程的长度进行测量并分段做了标记,因为 的测量误差较大,需多次测量;
(2)图中AB段的距离sAB= cm,测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB= cm/s;
(3)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度会偏 ;
(4)实验中应多次测量,每次测量时必须让小车从 由静止开始下滑;
(5)vBC vAC(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】时间、40.0、25、小、同一位置、>;
【解析】(1)平均速度等于总路程除以总时间,所以原理就是;由于时间受人的影响,偶然误差大,需要多次测量。
(2)图中刻度尺的分度值为1cm,由A、B点的读数可知,AB段的距离为
sAB=80.0cm−40.0cm=40.0cm
则AB段的平均速度为
(3)如果让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由公式v=s/t可知,平均速度会变小。
(4)实验中应多次测量,根据控制变量的原则,应保证小车每次通过的距离相等,故每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑。
(5)小车从A到C的过程中做加速运动,速度越来越大,故在BC段的速度大于AC段的速度,即vBC>vAC。
知识点02 用光电计时器测量物体速度
1.实验目的:
测量小车沿直线运动的平均速度。
2.实验器材:
小车、光电传感器、光源、光电计时器等。
3.实验方法:
(1)当做直线运动的小车刚遮挡第一个光源射出的光线时,光电计时器开始计时;遮挡第二个光源射出的光线时,光电计时器停止计时。从光电计时器中读出小车通过两个光源的时间。
(2)再测量两个光源的距离(即小车在该段时间内运动的路程),根据速度公式就可算出小车通过这段路程的平均速度了。
【例3】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______全程的平均速度(“大于”、“等于”或“小于”);
(2)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______处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时;(选填“A”或“B”)
(3)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(如乙图)。屏幕图象如丙图,横轴为时间,纵轴为速度,通过图象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。
【答案】(1)小于;(2)A;(3)加速,0.8。
【详解】(1)因为前半程AB段的时间为1.8s,
则小车在前半程的平均速度 vAB==
小车全程的平均速度 vAC==
所以vAB<vAC,即小车在前半程的平均速度小于全程的平均速度。
(2)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,并在B处开始计时,在C处停止计时。
(3)匀加速直线运动的v﹣t图象是一条向上倾斜的直线,由图象知道,小车在斜面上滑下时是加速运动的。
小车到达坡底时的时间是2.5s,对应的速度为0.8m/s。
【方法点拨】“频闪摄影”研究物体的运动
“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种方法,闪光灯每隔一定的时间闪光一次,底片上就记录下这时物体的位置,即每相邻两个位置之间的时间间隔是相等的。
。
【即练2】在测量纸锥下落速度的实验中,小明用每隔0.5秒钟拍摄1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。
(1)纸锥从A运动到F过程中,先做________运动,接着做__________运动;
(2)从E到F过程中,平均速度约为______m/s。
【答案】D.
【解析】在判断物体的运动与静止时,如果物体的位置相对于参照物不变,则物体是静止的,如果物体的位置相对于参照物不断变化,则物体是运动的。由题意知,舰载机歼15从航母上起飞,以该歼-15战斗机为参照物,飞行员的位置没有发生改变,所以飞行员是静止的,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
一、单选题(共4小题)
1.(2026·四川成都·二模)如图所示,在测量物体运动的平均速度的实验中,小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )
A.图中刻度尺的测量范围为0~10cm
B.下滑过程中,以斜面为参照物,小车是静止的
C.小车在AB段平均速度为20cm/s
D.若让小车过了B点才停止计时,则测得的AB段平均速度会偏大
【答案】C
【详解】A.由图可知,刻度尺单位为,测量范围为,不是,故A错误;
B.下滑过程中,小车相对于斜面的位置不断发生变化,以斜面为参照物,小车是运动的,故B错误;
C.刻度尺的分度值为0.1dm,AB段的路程
AB段运动时间
AB段的平均速度为,故C正确;
D.若小车过了B点才停止计时,测得AB段的时间偏大,AB段路程测量准确,由可知,测得的AB段平均速度会偏小,故D错误。
故选C。
2.(25-26八年级下·广东茂名·期中)体育考试中,用每隔相等时间曝光一次的相机,拍摄小丽50m跑的过程,得到下列各图所示的四张照片,其中表示她加速起跑阶段的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】相机每隔相等时间曝光一次,因此相邻两个人影的间距,就是小丽在相等时间内通过的路程; 加速运动时,速度越来越大,相等时间内通过的路程会越来越大,相邻人影的间距会逐渐增大,故选A。
3.(25-26九年级下·陕西西安·自主招生)某同学获得了一张蜻蜓点水的俯视照片,照片反映了蜻蜓沿水面向前飞行过程中连续三次点水后某瞬间的水面波纹(如图)。如果蜻蜓向前飞行的速度恰好与水波的传播速度相等,不计蜻蜓每次点水所用的时间,在以下四幅图中,与照片相吻合的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同,所以下一次点水时,蜻蜓刚好飞到上一个水波的前沿位置,因此后续的水波圆心都在前一个水波的圆周上,最终所有水波的前沿会重合、相切,这和选项 C 的形态是吻合的,故C符合题意。
故选 C。
4.(25-26九年级下·黑龙江大庆·开学考试)甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
①2~4s内乙做匀速直线运动
②3s时甲在乙的后方
③0~4s内乙的平均速度为2m/s
④4s时甲、乙两物体的速度相等
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.①②③④都正确
【答案】C
【详解】s-t图像中,倾斜直线表示物体做匀速直线运动,水平直线表示物体静止;
①2~4s内乙的路程不随时间变化,乙处于静止状态,不是匀速直线运动,故①错误;
②甲全程做匀速直线运动,甲的速度
3s时甲的路程
此时乙静止在8m处,同起点同方向运动,甲路程更小,因此甲在乙后方,故②正确;
③0~4s内乙的总路程为8m,总时间为4s,平均速度
故③正确;
④4s时甲速度为2m/s,乙速度为0(静止),二者速度不相等,故④错误;
综上所述,故C正确,ABD错误。
故选 C。
二、填空题(共5小题)
5.(24-25九年级下·福建宁德·阶段检测)小明同学利用传感器研究小车在斜面上的运动。他利用位置传感器通过超声波测出小车的实时距离,再用计算机算出运动速度,如图甲所示;假设位置传感器发射的超声波信号经0.01秒反射回来并被接收,此时超声波在空气中的传播速度为340m/s,则传感器与小车间的距离是_________m;如图乙小车从A处滑到C处,过程中位置传感器的屏幕图像如图丙所示,由图像可知,小车沿斜面下滑时做_________(选填“匀速”或“变速”)运动,到达C处的速度为_______m/s。
【答案】 1.7 变速 1
【详解】超声波从传感器发射到小车,再反射回传感器,总时间为,因此超声波单程(从传感器到小车)的时间为
传感器与小车间的距离根据
由图丙的速度-时间图像可知,小车的速度随时间不断增大,速度发生变化,因此小车做变速运动。
小车从A滑到C的过程对应图丙的,由图像规律(速度与时间成正比,对应,对应,对应),可得(到达C处)对应的速度为。
6.(25-26九年级下·江苏无锡·期中)小明为比较纸锥下落快慢,用两个相同的纸片分别裁去一个扇形(如图甲所示),做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
(1)两个纸锥从同一高度同时释放,则选择图乙中__________(选填“”或“”)所示的位置释放。
(2)小明同学用频闪相机拍下某一纸锥下落过程的照片如图所示,纸锥从A下落到的过程是__________(选填“匀速”或“加速”或“减速”)运动,判断的依据是__________。已知照相机每隔0.2s曝光一次,照片与实际物体的尺寸大小之比为,测得照片上B、D之间距离为2cm,则纸锥在C位置时的速度为__________。
【答案】(1)a
(2) 加速 相同时间内通过路程变大 0.4
【详解】(1)比较两个纸锥下落快慢,应使两个纸锥从同一高度同时由静止释放,比较锥尖着地时所用的时间,所以应使纸锥的锥尖距离地面的高度相同,即图a。
(2)由图丙可知,纸锥从A下落到B的过程中,相同的时间内通过的路程越来越大,说明做的是加速运动;由图丙可知,纸锥从B下落到D的过程中,相同的时间内通过的路程不变,说明做匀速运动,B、D之间的实际距离为
则纸锥从B下落到D的过程中的速度为
则纸锥在C位置时的速度为0.4m/s。
7.(2026·四川成都·二模)如图“测量小车运动的平均速度”实验中,使斜面的坡度较小,目的是________;小车从斜面A点由静止开始下滑,若小车过了A点才开始计时,测得的AC段平均速度偏____。
【答案】 便于测量小车运动的时间 大
【详解】为了方便测量小车运动的时间,应让斜面的坡度较小,小车在斜面上运动的时间较长。小车过了A点才开始计时,则测得的AC段的时间偏小,对应的AC段的路程为准确值,根据可知,测量的平均速度偏大。
8.(2020·四川攀枝花·中考真题)昆明至攀枝花的D794次动车,某日于20∶25从昆明站发出,当日22∶55到达攀枝花南站,全程,则该次动车的运行时间为__________,平均速度为__________。
【答案】 150 126.4
【详解】[1]该次动车的运行时间为
[2]该次动车的运行时间为
平均速度为
9.(25-26八年级上·安徽滁州·期末)如图所示,小球在水平面上做直线运动,每隔0.2s记录一次小球的位置,则小球从点运动到点做的是__________(选填“匀速”或“变速”)运动,该过程的平均速度为__________m/s。
【答案】 变速 0.125
【详解】[1]由图可知,小球由A到F的过程中,在相等时间内小球通过的路程越来越大,说明小球的运动越来越快,即速度越来越大,故小球做的是变速运动。
[2]由图知,刻度尺的分度值为1mm,小球从A点运动到F点的路程
小球从A点运动到F点的时间
小球从A点运动到F点的平均速度
三、实验题(共2小题)
10.(2026·山东临沂·一模)物理实验课上,某实验小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟(显示时间的格式是“时:分:秒”)测量小车的平均速度。如图甲所示,图中显示的是测量过程中小车在三个位置的情形及其对应的时刻。
(1)图中________cm,________/。
(2)实验中应多次测量,每次测量必须让小车从斜面的__________由静止开始下滑。
(3)小车在段的平均速度为,段的平均速度为,段的平均速度为,分析可知,它们的大小关系为_______。
(4)下面四幅图中能正确反映出该小车从斜面下滑过程中速度和时间关系的图像的是________。
A.B.C. D.
(5)同组的小丽测出斜面上位置到斜面上位置的距离和小车通过的时间,如图乙所示,利用测量的数据计算出平均速度与小车的实际速度相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”),理由是______。
【答案】(1) 40.0 0.08
(2)同一位置
(3)(或是“”)
(4)C
(5) 偏大 测量的路程包含了小车自身的长度,路程测量值偏大,由可知,计算出的平均速度偏大。
【详解】(1)
(2)实验中应多次测量,每次测量必须让小车从斜面的同一位置 由静止开始下滑。 这样能保证小车每次到达各测量点的速度相同,从而减小实验误差。
(3)小车在由斜面下滑,速度会越来越大,故在上半段速度小于下半段速度,全程速度位于二者之间。
(4)小车从斜面下滑,速度随时间均匀增加(匀加速直线运动),对应图像是 过原点的倾斜直线。
故选C。
(5)见答案。
11.(2026·广西桂林·一模)学校科技小组做探究气泡的运动速度实验,使用一根注有水,且留有一个空气泡,长约120cm的封闭玻璃管。先把玻璃管左端垫高,接着将玻璃管右端抬高,使气泡处在玻璃管右端,再把右端放到桌面上,如图甲所示,分别测量并记录气泡从“0”位置运动到20cm、40cm、60cm和80cm处所用的时间。
(1)测量气泡运动速度的实验原理是__________,实验时所用的测量工具是刻度尺和__________。
(2)为了便于测量,应使气泡在管内运动得__________(选填“快”或“慢”)一些。
(3)如图乙是两个小组根据实验时记录的数据,在同一张坐标纸中作出气泡运动的图像。分析图像可知,实验时气泡做匀速直线运动的是第__________组。
(4)通过实验发现气泡运动的快慢与__________有关(请写出一个因素)。
【答案】(1) 秒表
(2)慢
(3)一
(4)玻璃管的倾斜程度
【详解】(1)[1]测量速度的实验原理是。
[2]实验需要测量气泡运动的路程和时间,测路程用刻度尺,测时间用秒表。
(2)气泡运动得越慢,通过相同路程的时间越长,测量时间更准确。因此应让气泡运动得慢一些。
(3)匀速直线运动的路程与时间成正比,在图像中对应过原点的倾斜直线;由图乙可知,第一组的图像为直线,因此第一组的气泡做匀速直线运动。
(4)通过实验,气泡运动情况与玻璃管倾斜程度和气泡的大小等因素有关。
四、计算题(共1小题)
12.(25-26八年级上·陕西榆林·期中)“区间测速”就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该区间的最高限速,即被判为超速。如图是某高速路上的一个区间测速的相关标识,一辆汽车以80km/h的速度进入全长为72km的区间测速路段,行驶了一段距离后又以120km/h的速度行驶了0.3h,然后再以80km/h的速度继续行驶直至离开该区间测速路段。求:
(1)若汽车以限定速度100km/h行驶,通过该区间测速路段行驶的时间。
(2)汽车以120km/h的速度行驶的路程。
(3)请通过计算说明,汽车通过该区间测速路段会不会被判超速?
【答案】(1)0.72h
(2)36km
(3)该车通过该测速区间不会被判超速
【详解】(1)已知区间总路程,限定速度 ,通过该区间测速路段行驶的时间为
(2)已知 ,行驶时间,行驶的路程为
(3)剩余路程全部以80km/h行驶,剩余路程
以80km/h行驶的总时间
通过区间的总时间
全程平均速度
因为,汽车不会被判超速。
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第04讲 测量:物体运动的速度
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实验原理
实验器材
实验方法
误差分析
1.能正确使用刻度尺、秒表获取实验数据,并算出物体运动的速度。
2.能完成“测量物体运动的速度”的实验,能完成实验报告。
学习重点:能用刻度尺测出物体运动的路程,能用停表测出物体通过这段路程所用的时间,根据公式v=s/t计算出物体在这段时间内运动的平均速度。
学习难点:测量小车下半程的平均速度。
情|境|启|思
南南正在进行100m赛跑的赛前训练,一旁观看的同学议论开了:有同学说南南在中间一段路程(约在30~70m内)的速度几乎没变;有同学则认在这段路程中,南南的速度明显变化了。
那么如何判断南南运动的速度是否发生变化?
概|念|构|建
1.使用刻度尺测量长度时,首先要了解它的 和 ,读数时,一定要有一位 值。
2. 使用秒表:第一次按动“按钮”—— ,长短指针开始转动;第二次按动—— ,长短指针暂时停止转动;第三次按动—— ,长短指针迅速回到零点。
3.秒表的读数:示数=小表盘示数( )+大表盘示数( )。若小表盘分针不过半,按照 s读数;若小表盘分针过半,按照 读数。
4. 测量小车的平均速度,实验原理是 ;测量的物理量是 和 ;需要的测量器材是: 和 。
深|研|精|炼
知识点01 测量物体沿斜面运动的平均速度
1.实验原理:v=S/t。
2.主要器材及作用:斜面、木块、小车、刻度尺、停表、金属挡板等
(1)刻度尺:测量物体运动的路程。
(2)停表:测量物体运动时间。
(3)金属片:确定小车到达终点的位置,便于精确测出运动时间。
(4)斜面:使小车运动起来 。
3.实验步骤:
(1)把木块放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过的路程。
(2)用停表测量小车从斜面顶端滑下撞击金属片的时间。
(3)根据测得数据,利用公式v=S/t 算出小车通过斜面全程的平均速度。
(4)将金属片移至斜面的中部,测出小车到金属片的距离 。
(5)测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程所用时间,并算出小球通过上半段路程的平均速度。
(6)算出小车跑完下半程所用的时间,算出小车通过下半段路程的平均速度。
4.实验表格:
路程s/cm
时间t/s
平均速度v/(cm·s-1)
s1=
t1=
v1=
s2=
t2=
v2=
5.实验结论:
小车沿斜面下滑的速度越来越大,说明小车沿斜面下滑运动速度越来越快,小车做变速直线运动。
(v上半段<v全程<v下半段)
5.实验注意事项:
(1)小车运动距离的测量方法:要“头对头”或“尾对尾”测量,或测出起始点与金属片之间的距离。
(2)斜面坡度要适当,使小车从静止释放,可加速缓慢下滑即可,并且不会滑落斜面。
(3)测量过程中不能改变斜面的坡度。
【例1】如图所示,小聪“测量小车沿斜面运动的平均速度”的实验方案如下:
(1)实验器材:小车、长木板、挡板、支架、刻度尺、 ;
(2)若要测量小车通过全程的距离,应测 (选填“”或“”);
(3)若斜面倾斜程度过大可能会导致直接测量 时误差大;
(4)若想减小小车下滑的平均速度,可行的措施是 ;
A.适当减小斜面倾斜程度B.适当增大斜面倾斜程度C.在长木板上铺棉布D.在长木板上铺玻璃板
(5)小车从斜面顶端由静止释放运动到斜面底端的过程中,若想知道经过AB段路程中速度变化是否明显,请写出实验思路 。
【例2】小亮爸爸开车送小亮和妈妈去吉安西站乘坐高铁前往上海游玩,汽车行驶途中小亮看到路旁的交通标志牌如图甲所示,汽车的速度表如图乙所示,小亮和妈妈所坐列车的部分运行信息如下表。求:
(1)按汽车速度表的速度匀速行驶,汽车从标志牌到西安北站的行驶时间是多少min?
车次
发车时间
到达时间
路程
G4918
吉安西
(19︰25)
上海虹桥(23︰55)
892.4km
(2)G4918次列车从西安北到上海虹桥运行的平均速度是多少km/h?
(3)若在列车行驶途中,以全程的平均速度完全通过长为1220m的隧道,用时36s,则该列车的长度是多少?
【难点突破】如何计算下半段的平均速度::
根据前面的两次实验,可计算出小车通过下半段的路程:s3=s1-s2;计算出通过下半段路程所用时间:t3=t1-t2;根据公式v=s/t 算出小车通过下半段的平均速度v3。
【即练1】如图所示,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,即可算出小车在各段的平均速度。
(1)实验中需要测量小车运动的路程和所用的时间。对小车运动的各段路程的长度进行测量并分段做了标记,因为 的测量误差较大,需多次测量;
(2)图中AB段的距离sAB= cm,测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB= cm/s;
(3)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度会偏 ;
(4)实验中应多次测量,每次测量时必须让小车从 由静止开始下滑;
(5)vBC vAC(填“>”、“<”或“=”)。
知识点02 用光电计时器测量物体速度
1.实验目的:
测量小车沿直线运动的平均速度。
2.实验器材:
小车、光电传感器、光源、光电计时器等。
3.实验方法:
(1)当做直线运动的小车刚遮挡第一个光源射出的光线时,光电计时器开始计时;遮挡第二个光源射出的光线时,光电计时器停止计时。从光电计时器中读出小车通过两个光源的时间。
(2)再测量两个光源的距离(即小车在该段时间内运动的路程),根据速度公式就可算出小车通过这段路程的平均速度了。
【例3】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______全程的平均速度(“大于”、“等于”或“小于”);
(2)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______处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时;(选填“A”或“B”)
(3)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(如乙图)。屏幕图象如丙图,横轴为时间,纵轴为速度,通过图象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。
【方法点拨】“频闪摄影”研究物体的运动
“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种方法,闪光灯每隔一定的时间闪光一次,底片上就记录下这时物体的位置,即每相邻两个位置之间的时间间隔是相等的。
。
【即练2】在测量纸锥下落速度的实验中,小明用每隔0.5秒钟拍摄1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。
(1)纸锥从A运动到F过程中,先做________运动,接着做__________运动;
(2)从E到F过程中,平均速度约为______m/s。
一、单选题(共4小题)
1.(2026·四川成都·二模)如图所示,在测量物体运动的平均速度的实验中,小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )
A.图中刻度尺的测量范围为0~10cm
B.下滑过程中,以斜面为参照物,小车是静止的
C.小车在AB段平均速度为20cm/s
D.若让小车过了B点才停止计时,则测得的AB段平均速度会偏大
2.(25-26八年级下·广东茂名·期中)体育考试中,用每隔相等时间曝光一次的相机,拍摄小丽50m跑的过程,得到下列各图所示的四张照片,其中表示她加速起跑阶段的是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26九年级下·陕西西安·自主招生)某同学获得了一张蜻蜓点水的俯视照片,照片反映了蜻蜓沿水面向前飞行过程中连续三次点水后某瞬间的水面波纹(如图)。如果蜻蜓向前飞行的速度恰好与水波的传播速度相等,不计蜻蜓每次点水所用的时间,在以下四幅图中,与照片相吻合的是( )
A.B. C. D.
4.(25-26九年级下·黑龙江大庆·开学考试)甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
①2~4s内乙做匀速直线运动
②3s时甲在乙的后方
③0~4s内乙的平均速度为2m/s
④4s时甲、乙两物体的速度相等
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.①②③④都正确
二、填空题(共5小题)
5.(24-25九年级下·福建宁德·阶段检测)小明同学利用传感器研究小车在斜面上的运动。他利用位置传感器通过超声波测出小车的实时距离,再用计算机算出运动速度,如图甲所示;假设位置传感器发射的超声波信号经0.01秒反射回来并被接收,此时超声波在空气中的传播速度为340m/s,则传感器与小车间的距离是_________m;如图乙小车从A处滑到C处,过程中位置传感器的屏幕图像如图丙所示,由图像可知,小车沿斜面下滑时做_________(选填“匀速”或“变速”)运动,到达C处的速度为_______m/s。
6.(25-26九年级下·江苏无锡·期中)小明为比较纸锥下落快慢,用两个相同的纸片分别裁去一个扇形(如图甲所示),做成图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
(1)两个纸锥从同一高度同时释放,则选择图乙中__________(选填“”或“”)所示的位置释放。
(2)小明同学用频闪相机拍下某一纸锥下落过程的照片如图所示,纸锥从A下落到的过程是__________(选填“匀速”或“加速”或“减速”)运动,判断的依据是__________。已知照相机每隔0.2s曝光一次,照片与实际物体的尺寸大小之比为,测得照片上B、D之间距离为2cm,则纸锥在C位置时的速度为__________。
7.(2026·四川成都·二模)如图“测量小车运动的平均速度”实验中,使斜面的坡度较小,目的是________;小车从斜面A点由静止开始下滑,若小车过了A点才开始计时,测得的AC段平均速度偏____。
8.(2020·四川攀枝花·中考真题)昆明至攀枝花的D794次动车,某日于20∶25从昆明站发出,当日22∶55到达攀枝花南站,全程,则该次动车的运行时间为__________,平均速度为__________。
9.(25-26八年级上·安徽滁州·期末)如图所示,小球在水平面上做直线运动,每隔0.2s记录一次小球的位置,则小球从点运动到点做的是__________(选填“匀速”或“变速”)运动,该过程的平均速度为__________m/s。
三、实验题(共2小题)
10.(2026·山东临沂·一模)物理实验课上,某实验小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟(显示时间的格式是“时:分:秒”)测量小车的平均速度。如图甲所示,图中显示的是测量过程中小车在三个位置的情形及其对应的时刻。
(1)图中________cm,________/。
(2)实验中应多次测量,每次测量必须让小车从斜面的__________由静止开始下滑。
(3)小车在段的平均速度为,段的平均速度为,段的平均速度为,分析可知,它们的大小关系为_______。
(4)下面四幅图中能正确反映出该小车从斜面下滑过程中速度和时间关系的图像的是________。
A.B.C. D.
(5)同组的小丽测出斜面上位置到斜面上位置的距离和小车通过的时间,如图乙所示,利用测量的数据计算出平均速度与小车的实际速度相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”),理由是______。
11.(2026·广西桂林·一模)学校科技小组做探究气泡的运动速度实验,使用一根注有水,且留有一个空气泡,长约120cm的封闭玻璃管。先把玻璃管左端垫高,接着将玻璃管右端抬高,使气泡处在玻璃管右端,再把右端放到桌面上,如图甲所示,分别测量并记录气泡从“0”位置运动到20cm、40cm、60cm和80cm处所用的时间。
(1)测量气泡运动速度的实验原理是__________,实验时所用的测量工具是刻度尺和__________。
(2)为了便于测量,应使气泡在管内运动得__________(选填“快”或“慢”)一些。
(3)如图乙是两个小组根据实验时记录的数据,在同一张坐标纸中作出气泡运动的图像。分析图像可知,实验时气泡做匀速直线运动的是第__________组。
(4)通过实验发现气泡运动的快慢与__________有关(请写出一个因素)。
四、计算题(共1小题)
12.(25-26八年级上·陕西榆林·期中)“区间测速”就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该区间的最高限速,即被判为超速。如图是某高速路上的一个区间测速的相关标识,一辆汽车以80km/h的速度进入全长为72km的区间测速路段,行驶了一段距离后又以120km/h的速度行驶了0.3h,然后再以80km/h的速度继续行驶直至离开该区间测速路段。求:
(1)若汽车以限定速度100km/h行驶,通过该区间测速路段行驶的时间。
(2)汽车以120km/h的速度行驶的路程。
(3)请通过计算说明,汽车通过该区间测速路段会不会被判超速?
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