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第 1.4 课时 测量平均速度
实验原理:利用公式v=计算.
实验器材:斜面、木块、小车、刻度尺、停表、金属片等.
实验方法:利用刻度尺测出物体通过的路程,利用停表测出物体通过这段路程所用的时间,则可利用
公式v=计算出物体的平均速度.
注意:斜面的坡度应该小一些.斜坡坡度越大,小车的速度越快,小车运动到底端所用的时间越短,
越不易计时,测量时间时的误差就越大,所以为了减小误差,应该减小斜面的坡度.
知识点一 测量平均速度实验注意事项
实验原理: ;
实验器材:斜面、小车、金属片、刻度尺、停表。
实验时用 刻度尺 测出小车通过的路程,用 停表 测出小车通过这段路程所用的时间,再用公式
计算出小车在该段路程的平均速度。
实验目的:①测量下车下滑时的平均速度;②探究小车在斜面上运动的速度变化特点。
实验步骤:
(1)如图,斜面的一端用木块垫起,使它保持很小的坡度。
(2)把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,用刻度尺测出小车车头到金属片的距离s。
1
(3)用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t。
1
(4)将金属片移至斜面的中部,小车放在斜面顶端,测出小车车头到金属片的距离s,然后测出小车
2
由斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t。
2
(5)记录实验数据并求出相应物理量。
次数 路程/m 运动时间/s 平均速度/(m·s-1)
1 s =1.6 t =5.0 v =______
1 1 1
2 s =0.8 t =2.8 v =______
2 2 2
3 s =____ t =____ v =______
3 3 3分析与论证:分析表中数据,可得出 ,我们还可以进一步分析下半段路程的速度,从图中我们
可看出下半段的路程 ,下半段的速度 ,三次平均速度的大小关系依次是:
。
实验结论:小车在从斜面顶端下滑到底端的过程中,速度越来越快。
2.注意事项
(1)金属片的作用是什么?
答:便于测量时间和让小车停止运动。
(2)斜面的坡度为什么不能太小也不能太大?
答:斜面坡度过小,小车可能达不到底部;斜面的坡度过大,记录时间不准确,导致实验误差大。
(3)如何测量小车在下半段的平均速度?
答:先测量全程路程s,总路程减去上半段路程s,下半段所用时t,全程所用总时间t 减去上半段所
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用时间t,则
2
(4)实验中为什么要求多测几组数据。
答:为避免因实验偶然性带给结果的误差,增强实验结论的普遍性。
(5)如何测小车下滑的距离。
答:小车的距离为车头到车头距离,不是斜面的长度。
(6)小车下滑的要求
答:小车从斜面顶端静止释放,且保证每次小车都从同一位置释放。
(7)测量过程能否改变斜面坡度?
答:测量过程中不能改变斜面坡度。
(8)测量中的偏大、偏小问题
答:若小车开始开始滑动后才开始计时,会导致测量时间偏小(偏大/偏小),测量平均速度偏大(偏
大/偏小);若过了终点才停止计时,会导致测量时间偏大(偏大/偏小),测量平均速度偏小。【例1】做“测物体的平均速度”实验,如图,当小车自斜面顶端如图所示位置开始计时,滑至底端如图
所示位置时停止计时。以下说法正确的是( )
A.此过程小车的平均速度是1.6cm/s
B.此过程小车的平均速度是1.4cm/s
C.此过程小车的平均速度是1.2cm/s
D.斜面的倾斜度越大越好,可以节省实验时间
【变式1】小明用如图所示的斜面和正方体木块做“测量物体运动的平均速度”实验,并用频闪照相机记
录了木块沿斜面下滑的运动过程.频闪照相机每隔0.5s拍一张照片,照片记录木块在不同时刻的位置如
图所示,已知木块的边长是5cm,由图可估算该木块从位置A到位置B的过程中木块的平均速度最接近
于( )
A.6cm/s B.13cm/s C.17cm/s D.19cm/s
【变式2】小强在“测量小车的平均速度”的实验中,他已经从实验室借到的实验器材有:小车一辆、秒
表一个、长木板一块、小木块一个。
(1)他为了完成该实验,还需要的实验器材是 刻度尺 。
(2)实验的原理是 。
(3)为了方便计时,应该使斜面的坡度 (选填“较大”或“较小”)。
(4)经测量,s =0.9m,s =0.4m,小车从斜面顶端由静止下滑的过程中,秒表记录如图所示,则小车
1 2在s 这段运动过程的平均速度是 m/s,如果小车还没到终点线就停止计时了,则测得的平均速度
3
将偏 (选填“大”或“小”)。
知识点二 现代测速方法
(1)超声波测距离:装置含有超声波发射装置、接收装置、控制器三部分。超声波发射装置发射一段超
声波,遇到障碍物后超声波会发生反射,反射回来的超声波会被接收装置接收。当发射装置发射超声波以
后控制器便开始记录时间,当接收装置接收到反射回来的超声波以后控制器停止计时,全程总时间为t。
因此就可以测出障碍物离发射装置的距离。
超声波测距离: ,t代表全程的总时间。
(2)雷达测速:交通警察是采用测速雷达来发现超速并及时提醒司机的.当将测速雷达瞄准行驶车辆时,
测速雷达就会显示出该车的瞬时速度,警察就可以判断其是否超速行驶
(3)频闪摄影:又称为连闪摄影,在一个画面上记录物体连续运动过程的记录方法。如图所示
频闪摄影特点:
①每一张频闪照片,都是由多张照片叠加而成的。
②相邻两图之间时间间隔都是相同的。如图所示,若频闪相机每隔0.2s闪一次,则图中影像1和影像2,
影像2和影像3、影像3和影像4之间时间间隔都是0.2s。
【例2】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△t时间闪亮一次(即拍摄一次)观察照片,关于小球的运动,以下判断不正确的是
( )
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
【变式3】“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种方法。如图为两个质量相同的甲、乙小球均从位置a
竖直下落到位置b的频闪照片。由图可知甲球做 匀速 直线运动,(均选填“匀速”或“变速”),
若每隔0.02s拍照一次,并测得ab间的距离是1.80cm,则乙球的平均速度 0. 3 m/s。
1.如图是一辆汽车做直线运动的s﹣t图象,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的
是( )
A.AB段汽车做匀速直线运动
B.BC段汽车运动的平均速度为30km/h
C.CD段汽车做减速运动
D.BC段汽车做匀速直线运动
2.如图所示甲、乙微型小车的运动记录,两小车均由左向右运动。现利用频闪照相记录两小车的位置,
频闪相机每隔0.02s拍一次照,用字母A、B、C、D、E标记小车的位置。下列说法正确的是( )A.甲做减速运动,乙做匀速运动
B.从A位置运动至E位置甲的平均速度大于乙的平均速度
C.乙运动至D位置时速度为1m/s
D.从D位置运动至E位置甲、乙的平均速度相等
3.做“测物体的平均速度”实验,如图,当小车自斜面顶端如图所示位置开始计时,滑至底端如图所示
位置时停止计时。以下说法正确的是( )
A.此过程小车的平均速度是1.6cm/s
B.此过程小车的平均速度是1.4cm/s
C.此过程小车的平均速度是1.2cm/s
D.斜面的倾斜度越大越好,可以节省实验时间
4.2019年12月20日长征四号运载火箭,首次执行“一箭九星”发射任务,运载火箭全长约 50m,分别
从视频中截取火箭发射前和发射后第8s的位置图像如图所示,则火箭发射后8s内的平均速度最接近于
( )
A.5m/s B.9m/s C.12m/s D.15m/s
5.“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。如图是甲、乙两个网球从左向右运动时的频闪照片,则下列说
法正确的是( )A.甲球运动的时间比乙球短
B.甲、乙两球运动的时间基本相同
C.甲球的运动速度基本保持不变
D.乙球的运动速度越来越小
6.在“探究小车速度的变化”实验中,斜面 AC的长度为120cm,B点是斜面AC的中点。实验时,小玲
同学将小车放置在斜面A点,松手后,小车依次通过A、B、C三点的时间(停表每格为1s)如图所示。
就小车下滑过程中,下列说法错误的是( )
A.以木块为参照物,小车是运动的
B.为了便于计时,斜面的坡度应较小
C.小车通过全程的平均速度为12.5cm/s
D.小车在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度
7.一物体做直线运动,它在前 2s内的平均速度是 6m/s,后4s内的平均速度是 4m/s,则下列说法中
( )
①它前2s内一定做匀速直线运动
②它后4s内的平均速度等于14.4km/h
③它6s内通过了28m的路程
④它6s内的平均速度是5m/s
A.只有①②正确 B.只有②③正确 C.只有②④正确 D.只有③④正确
8.如图所示,记录了一辆小汽车在平直公路上行驶的情况,该小汽车做的是 直线运动,它在整个
运动过程中的平均速度是 m/s。
9.为了“探究小车沿斜面下滑时速度的变化”给你提供了如图所示的装置。在测平均速度的实验中(如
图),斜面应选择较小坡度,这样设计是为了实验中便于测量。若图中秒表的每格为1s,那么实验中小
车通过前半段路程的平均速度为 m/s,小车沿斜面下滑的过程中,速度的变化情况是 。10.如图所示,是一款运动APP记录的某次跑步者的路线和数据。
(1)由甲图信息可知,此跑步者的步幅(每步距离)为 m,全程的平均速度为 m/s.
(2)利用图甲信息,请给出“配速”的定义: 。
(3)若跑步者的“配速”随时间变化的图像如图乙所示,在 t 、t 和t 三个时刻中,运动得最慢是
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时刻。