内容正文:
1.4速度的测量精讲精练
【题型1】利用刻度尺和秒表测量速度
【典例1】如图所示,小新在“测平均速度”的实验中,让小车从斜面A点由静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车在A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )
A.BC段距离为6.0cm
B.斜面坡度越大越便于测量时间
C.小车从A点到C点做匀速直线运动
D.若小车过A点后才开始计时,则AC段平均速度将偏大
1.实验时,斜面倾角要小,斜面长度应该长些,其原因:斜面倾角越大、长度越短,计时就越短,越不容易,误差越大。所以,为了减小误差,斜面倾角应该小些,斜面长度长些。
2.金属片的作用:
(1)防止小车滑落;
(2)便于测量和控制小车通过的路程;
(3)便于测量时间。
1.如图所示是“测量平均速度”的实验装置。实验中让小车从斜面的A点(80cm处)由静止开始下滑到C点,测出小车到达B点(40cm处)的时间为1.6s。则下列有关说法正确的是( )
A.为了方便测量时间,斜面倾角应该大一些
B.小车在这个过程中做匀速直线运动
C.小车AB段的平均速度小于AC段的平均速度
D.小车AB段的平均速度为25m/s
2.小明用图中器材“测量小车运动的平均速度”。实验时让小车从A点由静止滑下,图中计时器的显示格式为“时:分:秒”。
(1)实验中测量小车下滑速度的原理是: 。
(2)小车所放的斜面坡度应保持较 (选填“大”或“小”),这样小车在斜面上运动时间会 (选填“长”或“短”)些,便于计时。
(3)小车在BC段的平均速度vBC= m/s。
(4)由图中数据可知,本次实验中小车在AC段运动过程中 (选填“是”或“不是”)做匀速直线运动。
(5)实验中如果小车到达C点后没有及时停止计时,则AC段平均速度的测量结果将 (选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
3. 如图甲将长约为120cm的玻璃管中注水近满,上端留一小段空气柱,研究气泡的运动速度。
(1)实验需要的测量工具是 和 。
(2)要正确判断气泡是否做匀速直线运动,需要对气泡运动时的相关物理量进行测量,为便于测量,需要使气泡在管内运动得较 (选填“快”或“慢”);实验中的起始点O最好不选在管子的最底端处,是因为在开始的一小段距离里气泡做 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。根据收集到的数据画出图像如图乙,可得出:运动的路程和时间成 比,气泡上升时,以气泡为参照物,玻璃管下端的塞子是
(选填“运动”或“静止”)的。
(3)请根据图乙所示的s-t图像,在图丙中画出气泡运动的v-t图像;
4. 利用如甲图所示的装置测量“小车沿斜面下滑的平均速度”。
(1)在测量过程中,发现小车下滑时间太短较难测出,可采用的措施是 ;
(2)图甲中AC段距离sAC= cm,若小车过了斜面底端终点C时才停止计时,则所测AC段平均速度偏 ;
(3)测量小车在不同路段上的平均速度,目的是
(填序号)
①求速度的平均值,减小误差;
②探究小车从斜面上滑下时速度变化的规律。
(4)改用超声波测距仪研究小车的运动情况,电脑绘制出小车运动的s-t图,如图乙所示。分析乙图可知,小车在斜面上做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动,小车在2~4s内的平均速度为 m/s。
【题型2】“频闪摄影”法测量速度
【典例2】如图所示,频闪照片记录了甲、乙两个运动小球每隔0.01s的不同位置,由图可知,从A到B乙小球做 (加速/匀速/减速)直线运动;从图中A到B的过程中,甲、乙小球所用时间之比为 ,甲、乙小球的平均速度之比为 。
1.测量思路:在暗室中照相机的频闪快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈的闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置,拍摄相邻的两个位置时中间间隔的时间相等。根据频闪摄影照片可以研究物体的运动情况。
2.测量原理:根据频闪摄影照片,利用刻度尺测出要研究的物体位置间的距离s,根据照片记录的小球位置间隔数得到所用时间t,就可以利用速度公式计算出平均速度。
5.甲、乙两物体的运动轨迹被频闪相机拍下(每隔0.02s发生一次曝光),两物体运动的轨迹如图所示。(1)甲、乙相比, 物体更接近匀速直线运动;
(2)这段路程,乙物体所用的运动时间是 s;
(3)在这段轨迹内。 (选填“甲”或“乙”)物体运动较快,理由是: 。
6.如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔0.1s闪拍一次,分析照片可知:小球从A点到F点的路程为 cm,小球从B点到F点的平均速度为 m/s。
7.“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。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。(均选填“匀速”或“变速”)
(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(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)已知ab间的距离是1.8cm,那么乙球从a到b运动的平均速度是 m/s。
8.如图甲为小华和小明两人跑步时的频闪照片,时间间隔相等。
(1)图甲记录的AB段内,小华和小明的平均速度之比为 。
(2)图乙中图像描述的是 (选填“小华”或“小明”)的运动。
(3)图丙记录的是小明1500m体能训练时配速(单位路程所需的时间)随时间变化的关系,分析图像可知:小明在A点的速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B点的速度,前1000m内的平均配速是 s/m。
1.4速度的测量精讲精练
参考答案与试题解析
【题型1】利用刻度尺和秒表测量速度
【典例1】【解答】解:A、刻度尺的分度值为0.1cm,BC段距离为6.00cm﹣1.00cm=5.00cm,故A错误;
B.斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越快,在斜面上的运动时间越短,不方便测量时间,因此斜面应保持较小的坡度,以便于测量时间,故B错误;
C.AB段的距离为:sAB=10.00cm﹣6.00cm=4.00cm,
所用时间为:tAB=15:35:22﹣15:35:20=2s,
AB段平均速度为:,
由图知,sBC=5.00cm,tBC=15:35:13﹣15:35:22=1s,
BC段平均速度为:
因为vBC>vAB,所以小车从A点到C点做加速直线运动,故C错误;
D.如果小车过了A点才开始计时,测量的时间会偏小一些,根据速度公式v可知,测得的平均速度会偏大,故D正确。
故选:D。
1.【解答】解:A.测量时间时,如果斜面倾角太大,小车下滑太快,时间太短,不易测量,故A错误;
B.小车沿斜面下滑时做加速直线运动,故B错误;
C小车从A到C是加速运动,速度越来越大。AB段是从A到B的过程,AC段是从A到C的过程,由于小车在AC段的后半段(BC段)速度比AB段的速度大,根据平均速度的定义(平均速度等于总路程除以总时间),所以小车AB段的平均速度小于AC段的平均速度,故C正确;
D.A到B路程80cm﹣40cm=40cm,时间为1.6s,小车AB段的平均速度则:,故D错误。
故选:C。
2.【解答】解:(1)测量平均速度的原理是速度公式:v;
(2)斜面坡度较小,小车运动的速度较小,这样小车在斜面上运动时间会长些,便于计时;
(3)由图中刻度尺的示数可知,小车在BC段通过的路程s=40.0cm=0.4m,
所用时间t=09:25:20s﹣09:25:18s=2s,
则小车在BC段的平均速度:v0.2m/s;
(4)通过AB和BC两段相同的路程,所用的时间不同,说明小车运动的速度不同,故小车在AC段不是做匀速直线运动;
(5)小车到达C点后没有及时停止计时,会使所测时间偏长,在路程一定的情况下,根据v可知,AC段平均速度测量结果将偏小。
故答案为: (1)v;(2)小;长;(3)0.2;(4)不是;(5)偏小。
3. 【解答】解:(1)要研究气泡的运动速度,需要测出气泡运动通过的路程和所用时间,因此实验中需要的测量工具是刻度尺和秒表。
(2)气泡运动得越慢,通过相同路程所用的时间就越长,计时越方便、越准确,所以应使气泡在管内运动得较慢;气泡刚从管底开始上升时速度不稳定,先经过一段变速运动,因此起始点O最好不选在管子的最底端处;图乙中的s-t图像为一条过原点的倾斜直线,说明气泡运动的路程与时间成正比;以气泡为参照物,玻璃管下端塞子相对气泡的位置不断改变,所以塞子是运动的。
(3)由图乙可知,当t=10s时s=40cm,则
图乙为过原点的直线,说明气泡做匀速直线运动,因此图丙中应画出对应v=4cm/s的一条与时间轴平行的水平直线。
故答案为:
(1)刻度尺;秒表;
(2)慢;变速;正;运动;
(3)v=4cm/s,图丙中应画出一条与时间轴平行、对应v=4cm/s的水平直线。
【题型2】“频闪摄影”法测量速度
【典例2】【解答】解:如图所示,频闪照片记录了甲、乙两个运动小球每隔0.01s的不同位置,由图可知,从A到B乙小球在相同时间内通过的路程不相等,且越来越远,故做加速直线运动;
从图中A到B的过程中,甲小球所用时间为0.05s、乙小球所用时间为0.3s,则它们所用时间之比为
5:3,甲、乙小球的平均速度之比为3:5,因为在相同路中,速度与时间成反比。
故答案为:加速;5:3;3:5。
4. 【解答】解:(1)在测量过程中,如果发现小车下滑时间太短较难测出,可以采取减小斜面坡度的措施。坡度减小后,小车的加速度减小,运动时间变长,从而更容易准确测量时间。
(2)根据图甲刻度尺可知此其分度值为1cm,则读数时要估读到分度值的下一位,可知AC段距离sAC=90.0cm-10.0cm=80.0cm;若小车越过C点后才停止计时,则测量时间偏大。由可知,在路程不变的情况下时间增大将导致所测平均速度偏小。
(3)小车下滑过程中做加速运动,通过测量不同路段的平均速度,可以探究小车从斜面上滑下时速度的变化规律,不是为了求速度的平均值,减小误差,故选②。
(4)从图乙可以看出,随着时间增加,相同时间间隔内通过路程逐渐增大,说明小车在做加速运动。
由图乙可知小车在2~4s内的路程s=0.8m-0.2m=0.6m,小车所用时间为2s,故小车在2~4s内的平均速度
故答案为:(1)减小斜面的坡度;
(2)80.0;小;
(3)②;
(4)加速;0.3。
5.【解答】解:(1)由图可知,物体甲在相等时间内运动的路程几乎相等,所以甲物体更接近匀速直线运动;
(2)由图可知,乙的运动时间为3个时间间隔,每个时间间隔是0.02s,
所以乙物体所用的运动时间是:
t乙=0.02s×3=0.06s;
(3) 由图可知,甲的运动时间为:
t甲=0.02s×5=0.1s
甲乙的路程s相同,t甲>t乙,根据可知,
v甲<v乙,即乙物体运动较快;
故答案为:(1)甲;(2)0.06;(3)乙;通过相同的路程,乙用时短。
6.【解答】解:图中刻度尺分度值为0.1cm,则小球从A点到F点的路程为12.50cm,
小球从B点到F点的路程为
s=12.50cm﹣0.50cm=12.00cm=0.12m,
小球运动的时间t=0.1s×4=0.4s;
则小球从B点到F点的平均速度为:
。
故答案为:12.50;0.3。
7.【解答】解:(1)由图可知,甲球从a到b,在相等时间间隔内,位置间的距离相等,说明其做匀速直线运动
乙球从a到b,在相等时间间隔内,位置间的距离越来越大(下落速度加快),说明其做变速直线运动
(2)如图可知,甲球从a到b有5个间隔,则所用时间为5×0.02s=0.1s
而乙球只有三个间隔,所以其所用时间为3×0.02s=0.06s
显然甲球所用时间大于乙球所用时间。
(4) 乙球从a到b运动的平均速度
故答案为:(1)匀速;变速;(2)0.1;大于;(3)0.3。
8.【解答】解:(1)由图甲可知整个过程内,小华、小明通过的路程相同,小华用时5t,小明用时3t,据 知小华、小明的平均速度之比
(2)图甲中,小华在相同的时间内通过的路程相同,做匀速直线运动,小明在相同的时间内通过的路程不同,做变速直线运动,图乙中,s-t的图像是过原点的倾斜直线,表示物体做匀速直线运动,所以是描述小华的运动;
(3)由图像知道,小明在A点的配速是0.16s/m,即一米的路程用时0.16秒,B点的配速是0.32s/m,即一米的路程用时0.32秒。由此可知,小明在A点的速度大于B点的速度;
由图像知道,前80s的配速是0.16s/m,即速度是
80-160s内的配速是0.32s/m,即速度是
前80s通过的路程为s1=v1t1=6.25m/s×80s=500m,
根据题意知道,80-160s内通过的路程:s2′=v2t2′=3.125m/s×80s=250m,
通过1000m所用的时间故1000m内的平均配速是
故答案为:(1)3:5;(2)小华;(3)大于;0.2。
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