1、第6讲 测量物体运动的平均速度【设计与进行实验】1.实验原理：；2.主要实验器材及作用：（1）刻度尺：测出小车运动的路程；（2）停表：测出小车运动的时间；（3）金属挡板确保小车在同一位置停下来，更准确地测量路程和时间；3.实验装置安装要求：斜面的倾角不宜过大也不宜过小。倾角过大，会导致小车滑行速度太快，时间太短，不宜测量 时间 ；倾角过小，会造成各阶段的平均速度太接近，或小车可能滑不到斜面底。因此，斜面倾角应较小，目的是为了减小小车运动的速度，便于测量时间 ； 小车每次必须从斜面上同一位置由静止开始下滑，且小车运动过程中 不能 改变斜面的倾角；4.小车运动距离：从“车头到车头”、或从“车尾到车
2、尾”的距离；5.实验中应多次测量求平均值减小误差：每次测量时，必须让小车从斜面上 同一位置 由静止开始下滑；6.刻度尺的使用和读数：刻度尺要估读；【交流与讨论】7.误差分析：当小车过了起始位置才开始计时或小车未达终点就停止计时，会导致测量时间偏 小 ，平均速度偏大；当小车到达终点后才停止计时或小车未开始运动提前计时，会导致测量时间偏 大 ，平均速度偏小；小车没有从静止开始下滑，所测平均速度偏大；8.小车运动状态的判断：从斜面顶端到底端的过程中小车做变速直线运动，受非平衡力的作用；9.增大小车平均速度的方法：增大斜面的倾斜程度；10.小车从起点、中点分别下滑的评估：上半程、下半程的平均速度不等于
3、全程的平均速度；具体关系为：，由此可知，小车在斜面上运动的速度越来越快；下半程平均速度计算方法：，不能从中点开始下滑，原因是从中点由静止下滑所测时间不等于下半程时间；【例1】如图1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。图1图2（1）根据实验的原理，需要测量的物理量是小车运动的路程和所用的时间。对小车运动的各段长度进行测量并分段做了标记，因的测量误差较大，需多次测量；（2）图中AB段的距离cm，测得时间1.6s，则AB段的平均速度 cm/s；（3）如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速
4、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）在BC段、AC段的平均速度关系为 （填“”、“”或“”）；（6）物体的运动常常可以用图象来描述，图2中能反映图1小车运动情况的是（）（7）实验时斜面坡度应（选填“较大”或“较小”），是为了；（8）实验中，对于如何获取下半程s3的平均速度v3，下列方法最好的方案是（）A.小车从B点由静止释放，测出B到C所用的时间t3与路程s3，计算得到v3B.小车从A点由静止释放，经过B点开始计时，到达C点后测得时间t3，再测量路程s3，计算得到v3C.不测量，利用已有数据求得t3=t1-t2，s3=s1-s2，再计算得到v3答案：（
5、1）；（2）40.0；25.0；（3）小；（4）同一位置；（5）；（6）；（7）较小；减小时间测量的误差；（8）C。【例2】在“测量物体运动的平均速度”实验中。图甲 图乙（1）小球从A处沿斜面由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，如图甲所示，小球在做 （填“加速”“减速”或“匀速”）运动。（2）实验数据如表所示，小球在BC段的平均速度为m/s，CD段的路程为m，比较AB与BC段的平均速度得vAB（填“”“”或“”）vBC。路程/m运动时间/s平均速度m/s经过某点时的速度m/ssAB0.3mtAB0.5svAB0.6m/svB1.2m/ssBC0.9mtBC0.5svBC
6、vC2.4m/ssCDtCD0.5svCD3m/svD3.6m/s（3）为进一步探究小球在斜面上运动的速度与时间的关系，根据表中数据作出了vt图象，如图乙所示。假设斜面足够长，小球从A处滚下，经过2s到达E点（图甲中未画出），则该小球经过E点时的速度为 m/s。（4）小球在运动过程中，经过路程sAE中点时的速度为v1，经过时间tAE中点时的速度为v2，则v1v2（选填“”“”或“”）。（5）物理学中，可将实验主要分为测量性实验和探究性实验，本实验属于性实验，多次实验的目的是。答案：（1）加速；（2）1.8；1.5；（3）4.8；（4）；（5）测量性实验；减小实验误差。课时训练（五）1.如图为小
7、明做“测量物体运动的平均速度”的实验过程，图中的停表(停表每格为1 s)分别表示小车通过斜面AB，C三点的时刻，B点是全程AC的中点，关于小车通过上、下半段路程所用的时间和平均速度的关系，正确的是()AtABtBCBtABtBCCvABvBCDvABvBC【答案】D【解析】(1)由图中停表示数可知，tAB5s，tBC3s，所以tABtBC.故AB错误；(2)由题意知sABsBCsm，小车在前半段的平均速度vAB，后半段的平均速度vBC；所以vABvBC.故C错误，D正确2.在“测小车的平均速度”的实验中，小明同学设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A
8、、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“小时：分：秒”)(1)该实验测小车平均速度的实验原理是(用公式表示)：_.(2)实验中使用的斜面的坡度_，(填“较小”或“较大”)其目的是：让小车下滑的时间_(长、短)一些，这样能减小时间测量的误差(3)当斜面坡度一定时，为了减少误差，可以采取的措施是_(4)实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了A点才开始计时，则会使所测AC段的平均速度VAC偏_(填“大”或“小”)；可以看出小车在下滑过程中做_(匀速/变速)直线运动(5)若S2的路程正好是全部路程的一半，则小车通过上半段路程的平均速度：VAB_m/s.(6)小车下滑过程中全程的平均速度为：VA
9、C_m/s.【答案】(1)v；(2)较小、长；(3)多次测量取平均值(4)大、变速；(5)0.15；(5)0.18【解析】(1)测小车平均速度的原理是平均速度公式，即：v；(2)斜面坡度越大，小车沿斜面顶端向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，斜面坡度应较小，让小车下滑的时间长一些，其目的是便于测量时间；(3)如果让小车过了A点才开始计时，计时晚，所测时间偏小，根据公式v算出的速度偏大；由图可以看出，小车通过上半段和下半段所用的时间不同，所以小车做的是变速直线运动；(4)由图示可知s190 cm0.9m,s2是全程的一半，则s20.45m，由图示秒表可知，上半段
10、的运动时间t23s，平均速度vAB0.15m/s；(5)小车通过全程的时间t15s，小车下滑过程中全程的平均速度为：vAC0.18m/s；3.下图是“测量小车沿斜面向下运动的平均速度”实验，所用的实验器材有：木板、小木块、小车、刻度尺、停表、金属片等( 1 )该实验的原理是_.(2)用刻度尺测量小车通过的路程时，应使刻度尺紧靠木板且与木板的长边保持_(3)在进一步探究“小车从斜面顶端由静止滑下，滑到底端的过程速度怎样变化”的过程中： 木板长130 cm，小车长10 cm.小明将小车运动的路程平均分为两段为了测出小车滑过斜面的上半段所用时间，应该将金属片放在距斜面顶端A点_cm的C点位置 测出小
11、车滑过斜面上半段所用时间t16 s，下半段所用时间t24 s由此可以看出：小车从斜面顶端运动到底端的过程，速度是_的(选填“不变”、“增大”或“减小”) 在测量小车滑过下半段所用时间时，某同学将小车放在C处静止释放，同时开始计时，滑到底端计时结束这种做法的不当之处在于_.【答案】(1)v；(2)平行；(3)70；增大；小车在斜面顶端滑下时，滑过C点的速度不为0.【解析】(1)公式v既能用于匀速直线运动求速度，又能用于变速直线运动求平均速度；(2)用刻度尺测量小车通过的路程时，应使刻度尺紧靠木板且与木板的长边保持平行，这样读数才准确；(3)在进一步探究“小车从斜面顶端由静止滑下，滑到底端的过程速
12、度怎样变化”的过程中，充分了解实验才能够正确的解决问题(1)公式v既能用于匀速直线运动求速度，又能用于变速直线运动求平均速度，故该实验原理为v；(2)用刻度尺测量小车通过的路程时，应使刻度尺紧靠木板且与木板的长边保持平行，这样读数才准确；(3)木板长130cm，小车长10 cm.小明将小车运动的路程平均分为两段为了测出小车滑过斜面的上半段所用时间，应该将金属片放在距斜面顶端中点的位置，故是70 cm的C点；小车滑过上半段和下半段时间不等，说明小车从斜面顶端运动到底端的过程，速度是增大的；在测量小车滑过下半段所用时间时，某同学将小车放在C处静止释放，同时开始计时，滑到底端计时结束这种做法的不当之
13、处在小车在斜面顶端滑下时，滑过C点的速度大于0 m/s.4.如图所示，是实验小组的同学们用斜面和滑块做“测量物体的平均速度”的实验情形当滑块自顶端A出发开始计时，分别滑至B和斜面底端C时依次停止计时，显示时间的数字钟的时间格式是“时：分：秒”(1)除了数字钟，实验中用到的测量工具还有_(2)滑块由A滑至C的过程中平均速度是_m/s.(3)滑块在AB段的平均速度vAB和在BC段的平均速度vBC的大小关系是_【答案】(1)刻度尺(2)0.1(3)VABVBC【解析】(1)实验中还需要用刻度尺测量滑块运动的距离；(2)由图可以看出A到C的总路程是40 cm0.4m，总时间是4 s，所以AC段的平均速度v0.1m/s；(3)由图可以看出，AB段的路程小于BC段的路程，AB段的时间等于BC段的时间，所以VABVBC.