实验08 测量物体运动的平均速度
实验：测量物体运动的平均速度
【实验目的】
1、练习使用刻度尺和停表测平均速度。
2、加深对平均速度的理解。
【实验设计】
用刻度尺测出物体运动的路程s，用停表测出通过这段路程所用的时间t，则物体在这段时间内运动的平均速度。
【实验器材】
斜面、小车（或小球）、刻度尺、停表、金属片
【进行实验与收集证据】
（1）把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程，把和后面测得的数据填入下表中。
（2）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间。
（3）根据测得的、，利用公式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的时间，利用公式算出小车通过上半段路程的平均速度。
记录实验数据、交流实验结果
路程 运动时间 平均速度
= = =
= = =
【实验注意事项】
（1）斜面坡度不可以过小，否则小车做变速运动不明显；坡度也不可以过大，否则，小车运动太快，时间太短，不便于测量。
（2）测量路程时，不可从斜面顶端量到斜面末端或中点，必须从小车的车头量到车头，或从车尾量到车尾，否则计算有误。
（3）金属片的作用确保终点在同一位置，可以更准确测出小车到达斜面底部的时间；金属片的放置，要跟斜面垂直。
（4）准确测定时间是减小实验误差的关键。
（5）实验中多次测量求平均值的目的减小误差；多次测量的方法具体应该是每次让小车从同一高度由静止释放，且金属片位置不变。
【分析论证】
（1）计算平均速度。
（2）分析实验数据，判断小车运动的情况（小车在斜面做变速直线运动，速度逐渐增大）
路程 运动时间 平均速度
=0.6 =4 =0.15
=0.3 =2.5 =0.12
=0.3 =1.5 0.2
（3）小车在各阶段的平均速度大小的判断（），特别需要注意的是：。
【实验结论】
小车在斜面上做变速直线运动，在不同的路程段，小车平均速度的大小不同，小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
【实验误差分析】
（1）过了终点才停止计时，测出的平均速度会偏小；未通过终点就停止计时，测出的平均速度会偏大。
（2）实验中保持斜面的倾角较小，是为了减小测量时间时带来的误差。
《测量物体运动的平均速度》常考问题：
（1）实验的原理：
（2）实验需要的测量器材有哪些：小车、金属片、木板、秒表、刻度尺
（3）为了便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持较小的坡度；
（4）判断小车从斜面滑下做什么运动：加速运动
（5）金属片的作用：挡住小车，方便记录时间
（6）误差的判断：测量时，若小车过了起始点才开始计时，则所求速度会偏大；若小车到达终点还没有停止计时，所测量的运动速度偏小。
（7）小车通过全程和上半段路程的平均速度大小的比较：v全程>v上半段
（8）计算对应路程的平均速度：平均速度=对应的路程÷对应的时间
（9）小车上半段路程和下半段路程的平均速度大小的比较：v下半段>v上半段
（10）实验中应多次测量，目的是：减小误差。
（11）实验中，如何获取下半程的平均速度：不测量，利用已有数据求得下半程的时间和路程，再计算得到下半程的平均速度。
【典例1】
如图所示，某兴趣小组在斜面上测量小车运动的平均速度，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。
(1)如图所示，实验中还需要的测量工具是 ；
(2)刚开始实验时发现小车下滑的速度很快，不便于测量时间，此时应该 （选填“增大”或“减小”）斜面的坡度；
(3)在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测得AB段的平均速度会偏 （选填“大”或“小”）；
(4)为了测量小车从A滑到C时下半程的平均速度，小熙让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度，他的测量方法是 （选填“正确”或“错误”）；
(5)如果测得小车从A滑到C的时间为2.4s，小车从A滑到B的时间1.6s，则BC段的平均速度为 m/s；
(6)同学们画出了小车从A到C的s-t图像或v-t图像。其中与事实相符的是___________。
A． B．
C． D．
【答案】(1)停表；(2)减小；(3)小；(4)错误；(5)0.5；(6)D
【解析】（1）实验中需要记录小车运动的时间，因此还需要的测量工具是停表。
（2）当斜面坡度较大时，小车运动速度较快，不便于测量时间，因此应该减小斜面的坡度，使小车运动速度减慢，此时小车在斜面上运动的时间变长，便于测量时间。
（3）在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，则测出的小车通过AB段所用的时间变大，由可知，测出的AB段的平均速度会偏小。
（4）小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0，让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，所测的时间不是运动过程中下半程的时间；小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间，他的测量方法是错误的。
（5）测得小车从A滑到C的时间为2.4s，小车从A滑到B的时间1.6s，则小车通过BC段所用的时间为
由图可知，则则BC段的平均速度为
（6）小车从A到C做加速直线运动，A图中物体做匀速直线运动；B图中速度随时间的增加不变，即物体做匀速直线运动；C图中路程增加的幅度小于时间增加的幅度，即物体做减速运动；D图中速度随时间的增加而增加，即物体做加速直线运动；故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
【典例2】
以下是小建同学做“测量小车的平均速度”时的实验报告（摘要），请你将其报告中的内容补充完整。
【实验目的】测量小车的平均速度
【实验原理】 ；
【实验器材】小车、 、 、长木板、金属挡板、长方体木块；
【实验装置】如图所示
【实验数据】如表所示
测量的物理量 AB段 BC段 AC段
路程s（cm） 40.0 40.0 80.0
时间t（s） 4.0 —— 6.5
平均速度 v（cm/s） —— 16.0 12.3
【实验分析】
（1）实验时， 为了方便测量时间， 使小车在斜面上运动的时间长些， 应 （填“增大”或“减小”） 斜面的坡度；
（2）由表可得，tBC= s；；小车在AB段的平均速度vAB= cm/s。
【答案】 刻度尺 秒表 减小 2.5 10.0
【解析】[1][2][3]实验室中无直接测量速度的工具，需要利用刻度尺测量路程，秒表测量时间，运用公式求得平均速度的大小，因此测量平均速度的实验原理是，还需要的实验器材有刻度尺、秒表。
（1）[4]斜面的坡度越大，小车在斜面上运动的速度越快，运动的时间越短，时间测量误差越大，因此为了便于测量时间，应减小斜面的坡度。
（2）[5]据表可知，小车在BC段所用的时间为
[6]小车在AB段的平均速度为
【训练1】
如图所示，在“测量物体运动的平均速度”实验中，在A点由静止释放一辆小车，小车加速向下运动，先后经过B、C两点，。
(1)实验的原理是 ，为了完成实验，需要的测量工具是秒表和 ；
(2)实验中，斜面坡度应该较 （大/小），目的是 延长/缩短小车的运动时间；
(3)实验中测得全程AC的平均速度为v1，上半程AB的平均速度为，那么 ；
(4)小明在实验时，一只手操作秒表，另一只手释放小车，由于紧张，按下秒表的同时总会把小车向后拉一点才松开小车，这样操作会导致计算出的平均速度 偏大/偏小。
【答案】(1) 刻度尺
(2)小 延长
(3)>
(4)偏小
【解析】（1）[1][2]平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值，所以测小车平均速度的实验原理为；实验中使用刻度尺测量路程，用秒表测量时间。
（2）[1][2]斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为延长小车的运动时间，斜面坡度应小些。
（3）由于小车在下滑过程中速度加快，即做加速运动，所以上半段的平均速度最小，下半段的平均速度最大，全程的平均速度居中，即。
（4）在按下秒表的同时总是会把小车向后拉一点才松开小车，会造成所测时间偏大，根据可知，会使所测量速度偏小。
【训练2】
(1)小兮在“测小车平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度、分度值为1cm的斜面顶端由静止下滑，图中的时间是小车到达A、B、C三处时电子秒表（单位：s）所显示的时间；
①实验原理是 ；
②实验时应使斜面的坡度小些，这样做的目的是减小测量 （选填“时间”或“路程”）的误差；
③某次实验的过程如图所示，图中的电子秒表分别表示小车在斜面顶端、中点和底端不同时刻，如果小车过了A点才开始计时，则测得上半段的平均速度vAB会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；小车通过斜面下半段的路程为 cm，下半段的平均速度是= m/s。
(2)爱思考的小明同学用另一套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 （“A”/“B”）处静止释放，并在B处开始计时，在C处停止计时；
②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A到C不同位置的速度（如图乙）。屏幕图像如图丙所示，横轴为时间，纵轴为速度，通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是 （匀速/加速）运动的；小车到达坡底时的速度为 m/s；
③通过查阅资料，得知速度～时间图像与横坐标轴所包围部分（即图中阴影部分）的面积就是小车运动的距离。如图丁是小车A运动的v～t图像（图像的趋势不改变），请通过丁图分析出小车A在0~1s内的平均速度为 m/s。如果在小车A开始运动的同时，在A后方1m处释放一同向匀速运动的小车B，当t=5s时两车在某位置恰好相遇，则小车B的速度大小 m/s。
【答案】(1) 时间 偏大 40.0 0.4
(2)A 加速 0.8 0.1 0.7
【解析】（1）①[1]实验过程中用刻度尺测出小车运动的路程s，用秒表测出小车运动所用的时间t，利用即可算出速度，因此，该实验的原理为。
②[2]实验时斜面的坡度小些，小车运动得慢，测量时间时误差小一点。
③[3]如果小车过了A点才开始计时，会使测得时间偏小，根据速度可知，测得上半段的平均速度vAB偏大。
[4][5]由图可知，小车下半段通过的路程为
小车通过斜面下半段的速度为
（2）①[1]小明想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度应从A处静止释放。
②[2][3]通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是加速运动的；由图像可知，小车运动到坡地时的速度为0.8m/s。
③[4]图丁中阴影部分的面积为
则小车A在0~1s内的平均速度为
[5]由图像可知，小车A的速度与时间成正比，比例系数
则小车A在5s末的速度为
由题意可得，小车A在相遇时运动的距离为
根据题意可知，小车B运动的路程为
小车B的运动速度为
【训练3】
如图1所示是测量小车在斜面上运动时的平均速度实验，让小车从A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。
(1)该实验原理是 。
(2)实验中需要的测量工具有刻度尺和 。
(3)实验中应该控制斜面的坡度较 （选填“大”或“小”），其目的是便于测量 。
(4)如果测得小车从A点到达B点的时间tAB＝1.6s，从A点到达C点的时间tAC＝2.4s，则BC段的平均速度为 m/s。
(5)图2中能正确反映小车在下滑过程中运动情况的s—t图像是 （选填序号）。
(6)实验中，测量小车在不同阶段的平均速度，目的是_________。
A．探究小车从斜面上滑下过程中速度变化的规律
B．求速度的平均值，减小实验误差
【答案】(1)；(2)秒表；(3)小 时间；(4)0.5；(5)④；(6)A
【解析】（1）如果能测量出小车通过的距离及所用的时间，根据就可求出小车的平均速度，该实验的原理是。
（2）实验中需要用刻度尺测量路程，用秒表测量小车运动的时间。
（3）[1][2]斜面坡度越大，小车沿斜面向下运动越快，计时会越困难，所以为了便于测量时间，斜面的倾斜度应较小，不宜过大。
（4）BC段的时间为
BC段的路程为
则BC段的平均速度为
（5）①AB段和BC段距离相同，根据上半段的时间1.6s是下半段的0.8s的2倍，上半段的速度比下半段小，小车在做加速运动，即小车在斜面上的运动是速度越来越大，①是水平直线，路程不变，表示物体静止，故①不符合题意；
②③图中③是一过原点倾斜向上的直线，表示做匀速直线运动；②中路程增加比匀速时越来越慢，说明做减速运动，故②③不符合题意；
④中路程增加比匀速时越来越快，说明做加速运动，故④符合题意。
故选④。
（6）实验中测量小车在不同阶段的平均速度，是为了探究小车从斜面上滑下过程中速度变化的规律，故A符合题意，B不符合题意。故选A。
【训练4】
如图所示是“速度的测量”的实验装置，实验时让小车从斜面的A点由静止滑下，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可求出不同路段小车的速度。
(1)实验原理是 ；
(2)实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，应 （选填“增大”或“减小”）斜面的倾斜角度；
(3)小车在AC段的平均速度 m/s；
(4)如果不小心让小车过了A点才开始计时，则所测AC段的平均速度会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
(5)为了测量小车在AC段运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。他的做法是 的。（填“正确”或“错误”）。
(6)小车在斜面上运动情况最接近下列的哪个图像 。
A． B．
C． D．
【答案】(1)
(2)减小
(3)0.16
(4)偏大
(5)错误
(6)B
【解析】（1）物理实验室中无直接测量速度的工具，需要利用刻度尺测量路程，秒表测量时间，结合得出物体的平均速度，因此测量平均速度的原理是。
（2）斜面的坡度越大，小车运动的越快，时间越短，为了便于测量时间，应减小斜面的坡度。
（3）图中刻度尺的分度值是1cm，AC段的路程为
小车在AC段所用的时间为
小车在AC段的平均速度为
（4）小车过了A点才开始计时，导致测量的时间偏小，根据可知，所测AC段的平均速度会偏大。
（5）测量小车下半程的平均速度时，小车在B点具有一定的速度，不能使小车在B点由静止释放，因此他的做法是错误的。
（6）据图可知，小车在下半程所用的时间小于上半程所用的时间，说明小车在斜面上做加速运动，即速度随时间逐渐增加，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【训练5】
为比较纸锥下落快慢，小明和小华用两个相同的纸片分别裁去一个扇形（如图甲），做成两个锥角不等的纸锥A、B。
(1)小明想通过比较从同一高度、同时释放的纸锥A、B下落到水平地面的先后情况，来比较纸锥下落的快慢。他应选择图 （选填“乙”或“丙”）中的位置开始释放。观察到现象后，小明准备测量纸锥下落的平均速度，并设计了记录数据的表格。
运动物体 下落高度h/m ______ 速度v/()
纸锥
①测量纸锥下落速度的原理是 ；
②请将表格横线处内容补充完整 。
(2)如图丁所示是小华利用频闪照相机拍摄到的纸锥从A处下落的运动情况，照相机每隔0.5s拍照一次。
①该刻度尺的分度值为 ，EF段纸锥下落的速度是 m/s；
②纸锥下落过程中速度变化情况大致是下列图像中的 。
A． B．
C． D．
【答案】(1)乙 下落时间t/s
(2)1cm 0.2 D
【解析】（1）[1]为了比较纸锥下落的快慢，把两个纸锥拿到同一高度同时释放，而图乙中两纸锥的下端高度相同，图丙中两纸锥的上端高度相同，两纸锥尖到地面的高度不同，故应选图乙的位置释放。
[2]由题意可知，比较纸锥下落的快慢时，测量了下落的高度和下落时间，根据计算纸锥下落速度，所以测量纸锥下落速度的原理是。
[3]实验时要测量下落时间，所以表中的内容是下落时间t/s。
（2）[1][2]该刻度尺的10cm分成10小格，分度值为1cm，EF段纸锥下落的速度
[3]A．由纸锥的运动照片可知，在相等时间t内，纸锥通过的路程s先增大，后通过距离不变，由可知，纸锥的速度先增大后不变，A选项中速度随时间增大，故A不符合题意；
B．B选项图中速度随时间减小，故B不符合题意；
C．C选项图中速度先减小，后增大，故C不符合题意；
D．D选项图中速度先增大，后不变，故D符合题意。
故选D。
【训练6】
在“研究气泡的运动速度”时，在长约120cm的有机玻璃管中注水，管内留一个小气泡后封住开口，将玻璃管右端抬高，使气泡处在右端；再把右端放到桌面上，观察气泡的运动情况，如图甲所示。
从O点开始的路程s/cm 0 20 40 60 80
从O点开始计时的时间t/s 0 10.1 19.9 30.0 40.2
(1)实验时，应以气泡的 作为参照点计时；
(2)测得气泡运动的路程和时间数据如上表，请在图乙中画出它运动的s-t图像 。分析图像可知，从0cm处到80cm处的过程中，它运动的路程和时间成 ，此过程中它近似做 运动。
【答案】(1)顶端或末端
(2) 正比 匀速直线
【解析】（1）因为气泡是具有一定体积的，因此在进行实验时应以气泡的顶端或末端为参考点进行计时，这样才能使实验结果更准确。
（2）[1]根据表中的实验数据在坐标系内描出对应点，将各点相连即可作出s-t图像如下图所示：
[2][3]分析根据表中数据作出的s-t图像，可知其近似为一条过原点的直线，根据数学关系可知气泡运动的路程和时间成正比，所以可得气泡近似做匀速直线运动。
【训练7】
小丽和小明利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。她让小车从斜面的A点由静止开始下滑，并记录小车运动所用时间。
(1)本实验需要的测量工具是刻度尺和 ；
(2)为更便于测量小车运动的时间，实验开始前，小丽需调节木块的位置，使斜面保持较 （选填“大”或“小”）的坡度；
(3)小丽测得s=90cm，tAC=4.5s，则小车通过AC段的平均速度为 m/s；
(4)为了测量小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度，同组的小明让小车从B点由静止释放，测出小车到C点的时间，之后计算小车在BC段的平均速度。小丽认为小明的做法不正确。据你分析小明的测量结果比小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度 。（选填“大”或“小”）
【答案】(1)秒表
(2)小
(3)0.2
(4)小
【解析】（1）由于实验中需要测量物体运动路程和运动时间，所以需要运动路程的工具是刻度尺，测量时间的工具是秒表。
（2）斜面坡度越大，小车在斜面上运动时间较少，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为更便于测量小车运动的时间，减小测量时间时造成的误差，应保持斜面的坡度较小。
（3）根据可得，小车通过AC段的平均速度为
（4）若让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，所测的时间不是运动过程中下半程的时间；小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0，所以让小车从B点由静止释放，将导致测得BC段时间偏大，根据可知，小明测得的BC段的平均速度偏小，即小明的测量结果比小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度小。
【训练8】
在物理实验课上，小明利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。他的主要实验步骤如下：
①把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的全程路程，用秒表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间；
②将金属片移至斜面的中部，仿照上述步骤，分别测量出小车通过上半段路程及所用时间；
③计算出小车通过全程和通过上半段路程的平均速度、。
请完成下列问题：
(1)组装实验器材时，要使斜面保持较小的坡度，这样做的目的是 ；
(2)测得，则 （选填“大于”“等于”或“小于”）；
(3)根据实验步骤中的测量数据，推导出小车从斜面顶端滑下时，通过下半段路程的平均速度的表达式： （用字母表示）。
【答案】(1)方便计时
(2)大于
(3)
【解析】（1）使斜面的坡度小一些，是为了减小小车运动的速度，使小车在斜面上通过的时间更长，计时更方便。
（2）由题可知，，若，则有
（3）由题可知，小车下半段的路程等于全程减去上半段路程，通过下半段路程所用时间等于通过全程的时间减去通过上半段路程所用时间，则有
【训练9】
小明用图甲所示的实验装置，研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(1)实验中使斜面保持较小的坡度，是为了便于测量 。
(2)段距离为，B为中点，测得小车从A点运动到B点的时间为，从A点运动到C点的时间为，根据以上数据可以判断 。（选填“＞”、“＜”、“=”）
(3)为使测量更准确、数据更直观，用位置传感器进行实验，得到的图像与图乙中 相似。
(4)撤掉金属片，让小车从A点自由滑下，发现小车在水平木板上滑行一段距离停止，说明力可以改变物体的 ，在木板上铺上薄玻璃板，让小车仍从A点自由滑下，发现小车在玻璃面上滑行距离更 ，由此推理：若小车运动时不受阻力，它将做 运动。
【答案】(1)小车运动的时间
(2)＜
(3)C
(4)运动状态 远 匀速直线
【解析】（1）实验中使斜面保持较小的坡度，小车在斜面上运动时间较长，便于测量小车运动的时间。
（2）B为中点，即AB与BC的距离相等，小车从A点运动到B点的时间为，从A点运动到C点的时间为，则从B点运动到C点的时间为
根据可知
（3）由（2）可知，小车在斜面做加速运动，即速度随时间的变化而变大，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
（4）[1]小车从A点自由滑下，小车在水平面上受到阻力，在水平木板上滑行一段距离停止，说明力可以改变物体的运动状态。
[2]在木板上铺上薄玻璃板，水平面的阻力更小，小车速度减小得更慢，滑行距离更远。
[3]根据上述实验现象可以推理，若小车运动时不受阻力，它的速度将不会变化，即它将做匀速直线运动。
1．（2024·山东威海）2024年6月2日清晨，“嫦娥六号”成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区．探测器经历了减速、悬停、自由下落等复杂的运动过程。为了解探测器在月球上自由下落的有关情况，学校科技小组开展了相关研究。
第一步：实验探究。
(1)测量平均速度的原理为： （用公式表示）。
猜想：没有空气阻力时，物体由静止状态释放，下落的速度可能与物体的质量、体积、形状及下落时间有关。
实验：如图所示，为了在地球上模拟月球表面没有空气的环境，实验均在抽真空的竖直管道内进行。实验时，将不同数量的相同沙包放入不同的容器内，依次进行了甲、乙、丙、丁四次实验，物体在0s时由静止落下，利用频闪摄影记录了物体在0s、1s、2s、3s时的位置。（各种容器的质量均相等，容器形状和体积已在图中标注）
(2)分析频闪照片，若想验证物体下落的速度与质量是否有关，应比较 ；若想验证物体下落的速度与形状是否有关，应比较 （上述两空均选填“甲”“乙”“丙”“丁”）。综合分析四次实验，请你判断没有空气阻力时，物体由静止状态释放，下落的速度与 有关；
(3)利用精密测量技术测量速度，画出图中直线a。请推测时，物体的速度为 m/s，他们发现速度与时间的比为定值，于是将这个定值定义为一个新的物理量，则这个物理量的单位为 ；
第二步：联想迁移。
(4)科技小组又发现“速度与时间的比值”与“地球表面物体所受重力大小与质量的比值”存在某种神奇的“巧合”。若这种“巧合”在月球上同样成立，已知月球表面物体所受重力大小与质量的比值约为1.6N/kg，请判断物体在月球上竖直下落过程的图象可能为图中的 （选填“a”“b”“c”）。
【答案】(1)
(2)甲乙 乙丙 下落时间
(3)39.2 m/s2
(4)c
【解析】（1）测量平均速度，需要测量路程和时间，根据得到平均速度，测量平均速度的原理为。
（2）[1]若想验证物体下落的速度与质量是否有关，其它条件不变，改变质量，比较甲乙两图。
[2]若想验证物体下落的速度与形状是否有关，其它条件不变，改变形状，比较乙丙两图。
[3]由实验现象可知，在没有空气阻力的情况下，物体的下落速度只与下落时间有关，而与物体的质量、体积和形状无关。
（3）[1]由图可知，速度和时间成正比，直线a中
v=39.2m/s
[2]速度的单位是m/s，时间的单位是s，速度与时间的比的单位为m/s2。
（4）地球上物体所受重力大小与质量的比值约为9.8N/kg，月球表面物体所受重力大小与质量的比值约为1.6N/kg，月球上重力和质量比值减小，物体在月球上竖直下落过程的速度和时间的比值也小于地球上速度和时间的比值，所以c图符合题意。
2．（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，，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】平缓 0.25 快
【解析】[1]小车所放的斜面应保持较小的坡度，小车速度变化越慢，这样小车在斜面上运动时间会长些，便于测量时间。
[2]小车通过AB段的平均速度为
[3]由题可知，AB段与BC段路程相等，AB段所用时间为2s，BC段所用时间为
所以BC段的速度大于AB段的速度，故小车在下滑过程中速度越来越快。
3．（2024·江西）以下是某同学“测量小球运动的速度”的实验报告，请你将报告内容补充完整。
实验目的 测量小球运动的速度
实验原理
实验器材 小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机
实验步骤 （1）一小球在水平桌面上沿直线运动，下图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹，频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。 （2）分别测出小球通过的路程： ，，；记录这三段路程所对应的时间：。 （3）分别计算小球通过这三段路程的平均速度。
实验结论 （1）小球在这三段路程的平均速度分别为： ，， 。 （2） （选填“>”“<”或“=”），小球在水平桌面上做 （选填“匀速”或“变速”）运动。
安全提示 小球运动时的速度不宜过快，以免小球动能过 ，从桌面掉落时伤人。
【答案】 42.40 42.40 19.70 > 变速 大
【解析】（1）[1] 测量小球运动的速度，实验原理为。
（2）[2]该刻度尺分度值为0.1cm，故SAB读数为42.40cm。
（3）[3] [4]
（4）[5] [6]从上一问中得出，故小球在水平桌面上做变速运动。
（6） [7] 动能与质量和速度有关，小球运动时的速度不宜过快，以免小球动能过大，从桌面掉落时伤人。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)实验08 测量物体运动的平均速度
实验：测量物体运动的平均速度
【实验目的】
1、练习使用刻度尺和停表测平均速度。
2、加深对平均速度的理解。
【实验设计】
用刻度尺测出物体运动的路程s，用停表测出通过这段路程所用的时间t，则物体在这段时间内运动的平均速度。
【实验器材】
斜面、小车（或小球）、刻度尺、停表、金属片
【进行实验与收集证据】
（1）把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程，把和后面测得的数据填入下表中。
（2）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间。
（3）根据测得的、，利用公式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的时间，利用公式算出小车通过上半段路程的平均速度。
记录实验数据、交流实验结果
路程 运动时间 平均速度
= = =
= = =
【实验注意事项】
（1）斜面坡度不可以过小，否则小车做变速运动不明显；坡度也不可以过大，否则，小车运动太快，时间太短，不便于测量。
（2）测量路程时，不可从斜面顶端量到斜面末端或中点，必须从小车的车头量到车头，或从车尾量到车尾，否则计算有误。
（3）金属片的作用确保终点在同一位置，可以更准确测出小车到达斜面底部的时间；金属片的放置，要跟斜面垂直。
（4）准确测定时间是减小实验误差的关键。
（5）实验中多次测量求平均值的目的减小误差；多次测量的方法具体应该是每次让小车从同一高度由静止释放，且金属片位置不变。
【分析论证】
（1）计算平均速度。
（2）分析实验数据，判断小车运动的情况（小车在斜面做变速直线运动，速度逐渐增大）
路程 运动时间 平均速度
=0.6 =4 =0.15
=0.3 =2.5 =0.12
=0.3 =1.5 0.2
（3）小车在各阶段的平均速度大小的判断（），特别需要注意的是：。
【实验结论】
小车在斜面上做变速直线运动，在不同的路程段，小车平均速度的大小不同，小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
【实验误差分析】
（1）过了终点才停止计时，测出的平均速度会偏小；未通过终点就停止计时，测出的平均速度会偏大。
（2）实验中保持斜面的倾角较小，是为了减小测量时间时带来的误差。
《测量物体运动的平均速度》常考问题：
（1）实验的原理：
（2）实验需要的测量器材有哪些：小车、金属片、木板、秒表、刻度尺
（3）为了便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持较小的坡度；
（4）判断小车从斜面滑下做什么运动：加速运动
（5）金属片的作用：挡住小车，方便记录时间
（6）误差的判断：测量时，若小车过了起始点才开始计时，则所求速度会偏大；若小车到达终点还没有停止计时，所测量的运动速度偏小。
（7）小车通过全程和上半段路程的平均速度大小的比较：v全程>v上半段
（8）计算对应路程的平均速度：平均速度=对应的路程÷对应的时间
（9）小车上半段路程和下半段路程的平均速度大小的比较：v下半段>v上半段
（10）实验中应多次测量，目的是：减小误差。
（11）实验中，如何获取下半程的平均速度：不测量，利用已有数据求得下半程的时间和路程，再计算得到下半程的平均速度。
【典例1】
如图所示，某兴趣小组在斜面上测量小车运动的平均速度，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。
(1)如图所示，实验中还需要的测量工具是 ；
(2)刚开始实验时发现小车下滑的速度很快，不便于测量时间，此时应该 （选填“增大”或“减小”）斜面的坡度；
(3)在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测得AB段的平均速度会偏 （选填“大”或“小”）；
(4)为了测量小车从A滑到C时下半程的平均速度，小熙让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度，他的测量方法是 （选填“正确”或“错误”）；
(5)如果测得小车从A滑到C的时间为2.4s，小车从A滑到B的时间1.6s，则BC段的平均速度为 m/s；
(6)同学们画出了小车从A到C的s-t图像或v-t图像。其中与事实相符的是___________。
A． B．
C． D．
【典例2】
以下是小建同学做“测量小车的平均速度”时的实验报告（摘要），请你将其报告中的内容补充完整。
【实验目的】测量小车的平均速度
【实验原理】 ；
【实验器材】小车、 、 、长木板、金属挡板、长方体木块；
【实验装置】如图所示
【实验数据】如表所示
测量的物理量 AB段 BC段 AC段
路程s（cm） 40.0 40.0 80.0
时间t（s） 4.0 —— 6.5
平均速度 v（cm/s） —— 16.0 12.3
【实验分析】
（1）实验时， 为了方便测量时间， 使小车在斜面上运动的时间长些， 应 （填“增大”或“减小”） 斜面的坡度；
（2）由表可得，tBC= s；；小车在AB段的平均速度vAB= cm/s。
【训练1】
如图所示，在“测量物体运动的平均速度”实验中，在A点由静止释放一辆小车，小车加速向下运动，先后经过B、C两点，。
(1)实验的原理是 ，为了完成实验，需要的测量工具是秒表和 ；
(2)实验中，斜面坡度应该较 （大/小），目的是 延长/缩短小车的运动时间；
(3)实验中测得全程AC的平均速度为v1，上半程AB的平均速度为，那么 ；
(4)小明在实验时，一只手操作秒表，另一只手释放小车，由于紧张，按下秒表的同时总会把小车向后拉一点才松开小车，这样操作会导致计算出的平均速度 偏大/偏小。
【训练2】
(1)小兮在“测小车平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度、分度值为1cm的斜面顶端由静止下滑，图中的时间是小车到达A、B、C三处时电子秒表（单位：s）所显示的时间；
①实验原理是 ；
②实验时应使斜面的坡度小些，这样做的目的是减小测量 （选填“时间”或“路程”）的误差；
③某次实验的过程如图所示，图中的电子秒表分别表示小车在斜面顶端、中点和底端不同时刻，如果小车过了A点才开始计时，则测得上半段的平均速度vAB会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；小车通过斜面下半段的路程为 cm，下半段的平均速度是= m/s。
(2)爱思考的小明同学用另一套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 （“A”/“B”）处静止释放，并在B处开始计时，在C处停止计时；
②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A到C不同位置的速度（如图乙）。屏幕图像如图丙所示，横轴为时间，纵轴为速度，通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是 （匀速/加速）运动的；小车到达坡底时的速度为 m/s；
③通过查阅资料，得知速度～时间图像与横坐标轴所包围部分（即图中阴影部分）的面积就是小车运动的距离。如图丁是小车A运动的v～t图像（图像的趋势不改变），请通过丁图分析出小车A在0~1s内的平均速度为 m/s。如果在小车A开始运动的同时，在A后方1m处释放一同向匀速运动的小车B，当t=5s时两车在某位置恰好相遇，则小车B的速度大小 m/s。
【训练3】
如图1所示是测量小车在斜面上运动时的平均速度实验，让小车从A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。
(1)该实验原理是 。
(2)实验中需要的测量工具有刻度尺和 。
(3)实验中应该控制斜面的坡度较 （选填“大”或“小”），其目的是便于测量 。
(4)如果测得小车从A点到达B点的时间tAB＝1.6s，从A点到达C点的时间tAC＝2.4s，则BC段的平均速度为 m/s。
(5)图2中能正确反映小车在下滑过程中运动情况的s—t图像是 （选填序号）。
(6)实验中，测量小车在不同阶段的平均速度，目的是_________。
A．探究小车从斜面上滑下过程中速度变化的规律
B．求速度的平均值，减小实验误差
【训练4】
如图所示是“速度的测量”的实验装置，实验时让小车从斜面的A点由静止滑下，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可求出不同路段小车的速度。
(1)实验原理是 ；
(2)实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，应 （选填“增大”或“减小”）斜面的倾斜角度；
(3)小车在AC段的平均速度 m/s；
(4)如果不小心让小车过了A点才开始计时，则所测AC段的平均速度会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
(5)为了测量小车在AC段运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。他的做法是 的。（填“正确”或“错误”）。
(6)小车在斜面上运动情况最接近下列的哪个图像 。
A． B．
C． D．
【训练5】
为比较纸锥下落快慢，小明和小华用两个相同的纸片分别裁去一个扇形（如图甲），做成两个锥角不等的纸锥A、B。
(1)小明想通过比较从同一高度、同时释放的纸锥A、B下落到水平地面的先后情况，来比较纸锥下落的快慢。他应选择图 （选填“乙”或“丙”）中的位置开始释放。观察到现象后，小明准备测量纸锥下落的平均速度，并设计了记录数据的表格。
运动物体 下落高度h/m ______ 速度v/()
纸锥
①测量纸锥下落速度的原理是 ；
②请将表格横线处内容补充完整 。
(2)如图丁所示是小华利用频闪照相机拍摄到的纸锥从A处下落的运动情况，照相机每隔0.5s拍照一次。
①该刻度尺的分度值为 ，EF段纸锥下落的速度是 m/s；
②纸锥下落过程中速度变化情况大致是下列图像中的 。
A． B．
C． D．
【训练6】
在“研究气泡的运动速度”时，在长约120cm的有机玻璃管中注水，管内留一个小气泡后封住开口，将玻璃管右端抬高，使气泡处在右端；再把右端放到桌面上，观察气泡的运动情况，如图甲所示。
从O点开始的路程s/cm 0 20 40 60 80
从O点开始计时的时间t/s 0 10.1 19.9 30.0 40.2
(1)实验时，应以气泡的 作为参照点计时；
(2)测得气泡运动的路程和时间数据如上表，请在图乙中画出它运动的s-t图像 。分析图像可知，从0cm处到80cm处的过程中，它运动的路程和时间成 ，此过程中它近似做 运动。
【训练7】
小丽和小明利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。她让小车从斜面的A点由静止开始下滑，并记录小车运动所用时间。
(1)本实验需要的测量工具是刻度尺和 ；
(2)为更便于测量小车运动的时间，实验开始前，小丽需调节木块的位置，使斜面保持较 （选填“大”或“小”）的坡度；
(3)小丽测得s=90cm，tAC=4.5s，则小车通过AC段的平均速度为 m/s；
(4)为了测量小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度，同组的小明让小车从B点由静止释放，测出小车到C点的时间，之后计算小车在BC段的平均速度。小丽认为小明的做法不正确。据你分析小明的测量结果比小车通过AC全程过程中下半程BC段的平均速度 。（选填“大”或“小”）
【训练8】
在物理实验课上，小明利用如图所示的实验装置做“测量小车的平均速度”的实验。他的主要实验步骤如下：
①把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的全程路程，用秒表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间；
②将金属片移至斜面的中部，仿照上述步骤，分别测量出小车通过上半段路程及所用时间；
③计算出小车通过全程和通过上半段路程的平均速度、。
请完成下列问题：
(1)组装实验器材时，要使斜面保持较小的坡度，这样做的目的是 ；
(2)测得，则 （选填“大于”“等于”或“小于”）；
(3)根据实验步骤中的测量数据，推导出小车从斜面顶端滑下时，通过下半段路程的平均速度的表达式： （用字母表示）。
【训练9】
小明用图甲所示的实验装置，研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(1)实验中使斜面保持较小的坡度，是为了便于测量 。
(2)段距离为，B为中点，测得小车从A点运动到B点的时间为，从A点运动到C点的时间为，根据以上数据可以判断 。（选填“＞”、“＜”、“=”）
(3)为使测量更准确、数据更直观，用位置传感器进行实验，得到的图像与图乙中 相似。
(4)撤掉金属片，让小车从A点自由滑下，发现小车在水平木板上滑行一段距离停止，说明力可以改变物体的 ，在木板上铺上薄玻璃板，让小车仍从A点自由滑下，发现小车在玻璃面上滑行距离更 ，由此推理：若小车运动时不受阻力，它将做 运动。
1．（2024·山东威海）2024年6月2日清晨，“嫦娥六号”成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区．探测器经历了减速、悬停、自由下落等复杂的运动过程。为了解探测器在月球上自由下落的有关情况，学校科技小组开展了相关研究。
第一步：实验探究。
(1)测量平均速度的原理为： （用公式表示）。
猜想：没有空气阻力时，物体由静止状态释放，下落的速度可能与物体的质量、体积、形状及下落时间有关。
实验：如图所示，为了在地球上模拟月球表面没有空气的环境，实验均在抽真空的竖直管道内进行。实验时，将不同数量的相同沙包放入不同的容器内，依次进行了甲、乙、丙、丁四次实验，物体在0s时由静止落下，利用频闪摄影记录了物体在0s、1s、2s、3s时的位置。（各种容器的质量均相等，容器形状和体积已在图中标注）
(2)分析频闪照片，若想验证物体下落的速度与质量是否有关，应比较 ；若想验证物体下落的速度与形状是否有关，应比较 （上述两空均选填“甲”“乙”“丙”“丁”）。综合分析四次实验，请你判断没有空气阻力时，物体由静止状态释放，下落的速度与 有关；
(3)利用精密测量技术测量速度，画出图中直线a。请推测时，物体的速度为 m/s，他们发现速度与时间的比为定值，于是将这个定值定义为一个新的物理量，则这个物理量的单位为 ；
第二步：联想迁移。
(4)科技小组又发现“速度与时间的比值”与“地球表面物体所受重力大小与质量的比值”存在某种神奇的“巧合”。若这种“巧合”在月球上同样成立，已知月球表面物体所受重力大小与质量的比值约为1.6N/kg，请判断物体在月球上竖直下落过程的图象可能为图中的 （选填“a”“b”“c”）。
2．（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，，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 。
3．（2024·江西）以下是某同学“测量小球运动的速度”的实验报告，请你将报告内容补充完整。
实验目的 测量小球运动的速度
实验原理
实验器材 小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机
实验步骤 （1）一小球在水平桌面上沿直线运动，下图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹，频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。 （2）分别测出小球通过的路程： ，，；记录这三段路程所对应的时间：。 （3）分别计算小球通过这三段路程的平均速度。
实验结论 （1）小球在这三段路程的平均速度分别为： ，， 。 （2） （选填“>”“<”或“=”），小球在水平桌面上做 （选填“匀速”或“变速”）运动。
安全提示 小球运动时的速度不宜过快，以免小球动能过 ，从桌面掉落时伤人。
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