实验分点练 测量物体运动的速度
分点训练
点对点 1 测量小车在斜面上下滑时下半程的平均速度
1.小明想要通过如图所示的装置测量小车下滑过程中下半程的平均速度.
(1)小明使小车从A 点下滑,经过B 点时开始计时,当小车到达 C 点时,测量时间为2s,则BC段的平均速度为 m/s.
(2)为了快速测量BC段的平均速度,小亮建议小明将小车从 B 点由静止释放,从而测量到达 C 点的时间,计算 BC 段平均速度,小亮的建议是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是
点对点2 计时不当引起的误差分析
2.实验小组在“测量小车运动的速度”实验中,设计了如图所示的实验装置.
(1)分组实验时,由于秒表使用不熟练,小明在小车过了A 点才开始计时,到B 点停止计时,则他测得的平均速度vAB 会偏
(2)小红让小车从A 点滑下并开始计时,由于小车运动太快,在小车过了 B 点才停止计时,则她测得的平均速度vAB 会偏 为减小误差,应 (选填“增大”或“减小”)斜面的坡度.
3. 一题多设问 小明利用如图所示的实验装置测量小球运动的速度.
(1)使用带有刻度的斜面进行实验,目的是便于测量小球运动的 ;使用金属片的目的是更准确地确定小球停下的位置,从而方便测量 .
(2)测量小球通过的路程时,将金属片固定在 C点(零刻度线处),则应选择图中A 处的 (选填“a”或“b”)点作为小球的起始位置.
(3)根据题图可知,小球从A 点运动到 C 点的平均速度
(4)小球通过AB、BC、AC段的平均速度分别为 ,则它们从大到小排列依次是: .下图中能正确反映小球在斜面上运动情况的是 .(填字母)
(5)实验结束后,小明和同组成员进行交流讨论时提出:小球从斜面上滑下时方向不易固定,据此请你提出一条改进措施: .(合理即可)
4.学习了“测量物体运动的速度”后,小亮利用频闪照相技术在家进行了“测量水滴下落速度”的实验,下面是他整理的部分实验报告,请将报告内容补充完整.
【实验原理】
【实验器材】滴管、卷尺、频闪照相机
【实验过程】
(1)将卷尺拉长后竖直放置,用滴管使一滴水从卷尺零刻度线处开始滴落的同时,同组同学用频闪照相机每隔0.2s拍摄一次下落的水滴,得到水滴落下过程的照片,如图所示(黑点表示水滴).
(2)根据频闪照片读出水滴通过的路程: 20.1 cm,SBC=59.9 cm,SCD= cm.
(3)水滴在这三段路程的平均速度分别为 cm/s.
(4)分析水滴在这三段路程中的平均速度 可以得出的结论是: .(合理即可)
【反思交流】
(1)实验过程中,若sBC 测量结果偏小,则测得的 BC段的平均速度 vBC 偏
(2)实验中,测量水滴在不同路段平均速度的目的是 .(填序号)
①求速度的平均值,减小实验误差
②探究水滴下落过程中速度变化的规律
5.小明打算利用下列实验器材测量从家骑自行车到公园的平均速度,请你帮助小明将下列测量步骤补充完整.
(1)实验器材:一把最大测量值为 15 cm的刻度尺、一根3m 长的无弹性棉线、一个可固定在车轮上能测量车轮转动圈数的传感器、 .
(2)主要实验步骤:
①在无弹性棉线上标记出车轮的周长,将标记的无弹性棉线对折2次,利用最大测量值为15 cm的刻度尺测出对折后的长度L ;
② ;
③读出传感器记录的从家到公园车轮转动的总圈数n.
(3)根据上述测量步骤可得:小明从家骑自行车到公园的平均速度v= .(用测量量表示)
6.小明在“测量小车运动的速度”的实验中,所用实验装置如图甲所示.
(1)小明将小车从斜面上O点由静止释放,小车沿斜面向下运动,利用秒表和 测出其运动时间和通过的路程,将相关数据记录在下表中.
从O点开始的路程 s/ cm 10.0 22.5 41.0 90.0
从O点开始计时的时间t/s 1.3 2.0 2.7 4.0
(2)分析表格数据可知,从O 点开始计时,小车运动4.0s的过程中,小车运动的平均速度v= m/s.
(3)根据表中数据,请在图乙中画出小车运动时路程随时间变化的关系图像.分析图像,可知实验中小车做 (选填“变速”或“匀速”)直线运动.
(4)同桌小红认为,求小车全程的平均速度时,应求出表中每段路程的平均速度,然后求其平均值.她的说法 (选填“正确”或“错误”),理由是:
(5)如图丙所示,小车运动的速度还可以通过光电门速度传感器测定出来,其工作原理是当小车上的遮光片通过光电门时光被遮挡,开始计时,当遮光片离开时,计时停止.已知遮光片的宽度为 1.2cm,如果计时器某次显示的时间为0.005 s,则小车通过光电门时的速度为 m/s.
实验分点练 测量物体运动的速度
1.(1)0.2 (2)错误 小车从斜面上的A点下滑,到达B点时具有一定的速度,而小车从B点由静止释放时在 B 点的速度为零(合理即可)
【解析】(1)由图可知,BC段距离为40cm=0.4m,根据 可知,小车在 BC段的平均速度 ;(2)小车从斜面上的A点由静止释放,到达 B点时小车具有一定的速度,而小车从B点由静止释放时速度为零,所以用小亮的建议完成实验后测得小车通过BC段的时间变大,平均速度变小,故小亮的建议是错误的.
2. (1)大 (2)小 减小
【解析】(1)小明在小车过了A点才开始计时,会导致所测量的时间结果偏小,根据公式 可知,测得的平均速度会偏大;(2)小红在小车过了B点才停止计时,记录的时间会偏大,根据公式v= /t可知,测得的平均速度会偏小.为减小误差,更准确地测量时间,应使斜面保持较小的坡度,故应减小斜面的坡度.
3. (1)路程时间 (2)a(3)0.2 B (5)将斜面更换为斜槽完成实验(或将斜面更换为光滑导轨,将小球固定在光滑导轨上等)
【解析】(1)实验过程中能够通过刻度值观察到小球运动的路程;使用金属片的目的是更准确地确定小球停下的位置,从而方便测量时间;(2)由图可知,小球的前端在 C点(零刻度线)处,所以小球的起始位置应选择小球前端的a点;(3)由图可知,AC段距离为80 cm,AC段的时间为4s,根据 可知,AC 段的平均速度 (4)由图可知,BC段的距离为60 cm,时间为2 s,BC段的平均速度 AB段的距离为20cm,时间为2s,AB段的平均速度 0.1m/s;所以三段平均速度的大小关系为 通过AB段和BC段的速度大小可知,小球在下滑过程中速度增大,B选项符合题意,故选B;(5)将斜面更换为斜槽完成实验或将斜面更换为光滑导轨,将小球固定在光滑导轨上,合理即可.
4.【实验原理
【实验过程】(2)100.0
(3)500.0(4)水滴在做变速直线运动(或水滴下落过程中速度越来越大)
【反思交流】(1)小 (2)②
【解析】【实验原理】测量速度的实验原理 【实验过程】(2)由题图可知,C点对应的刻度为80.0 cm,D点对应的刻度为180.0 cm,故: 180.0 cm-80.0 cm=100.0 cm;(3)vω = (4)由题可知, 100.5cm/s,vBC=299.5cm/s,则 即三段路程的平均速度逐渐变大,说明水滴在下落过程中做变速直线运动;【反思交流】(1)若sBC 测量结果偏小,时间值准确,根据 可知,测得的平均速度 vBC会偏小;(2)实验中,测量水滴在不同路段的平均速度,目的是探究水滴下落过程中速度变化的规律,平均速度不是速度的平均值,不能通过求速度的平均值来减小误差,②正确,①错误.故选②.
5.(1)手表(或秒表等测量时间的仪器)(2)②用手表测量从家骑自行车到公园所用的时间t
【解析】(1)测量平均速度需要测量路程和时间,题中没有测量时间的工具,所以应添加的实验器材为手表或秒表等测量时间的仪器;(2)传感器可测得从家到公园自行车车轮转动的总圈数n,所以总路程. 要想测量出从家骑自行车到公园的平均速度还应测量从家骑自行车到公园所用的时间t;(3)小明从家骑自行车到公
园的平均速度
6. (1)刻度尺 (2)0.225 (3)如答图所示 变速
(4)错误 平均速度不是速度的平均值,全程的平均速度等于全程的总路程除以总时间 (5)2.4
【解析】(1)实验中需要用刻度尺测量小车通过的路程;(2)由表格数据可知,小车运动4.0s通过的路程为90.0cm=0.9m,故小车运动的平均速度 (3)根据表格数据在坐标图中描点,用平滑曲线连接各点,即为小车运动时路程随时间变化的关系图像,具体如答图所示;由图像可知,相同时间内小车通过的路程不同,故小车做变速运动;(4)物体运动的平均速度是这段运动的总路程与总时间之比,平均速度不是速度的平均值,不能用各小段的平均速度求平均值得出;(5)计时器显示的时间为0.005s,即小车通过1.2cm 的路程用时0.005s,则小车通过光电门的速度