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- 2021-11-10 发布
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实验一测量物体运动的平均速度
◎核心考点:
【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
①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;
②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:①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;②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;③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:
4
①上半程、下半程的平均速度不等于全程的平均速度;具体关系为:,
由此可知,小车在斜面上运动的速度越来越快;
②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;
11.能量转化情况:小车运动过程中,动能增大,重力势能减小,机械能减小(转化为内能)。
◎针对训练
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()
4
(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v3
B.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v3
C.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:(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。
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/s
sAB=0.3m
tAB=0.5s
vAB=0.6m/s
vB=1.2m/s
sBC=0.9m
tBC=0.5s
vBC=
vC=2.4m/s
sCD=
tCD=0.5s
vCD=3m/s
vD=3.6m/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v﹣t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v1 v2(选填“>”“<”或“=”)。
4
(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。
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