第4節(jié) 測量平均速度（雙基過關+考點突破）（解析版）

第4節(jié)測量平均速度雙基過關知識點、探究小車沿斜面滑下時速度變化的規(guī)律：1.提出問題：小車沿斜面滑下時速度是如何變化的?2.猜想與假設：(1)可能越來越大；(2)可能保持不變。3.設計實驗：(1)原理：。

(2)實驗器材：刻度尺、停表、斜面、小車、金屬片。(3)實驗裝置：如圖所示。(4)實驗方法：用停表測出小車在某段路程上運行的時間，用刻度尺測出這段時間內(nèi)通過的路程，利用公式v=s/t算出小車的平均速度。4.進行實驗與收集數(shù)據(jù)：(1)把小車放在斜面頂端，把金屬片垂直固定在斜面底端，用刻度尺測出小車將要通過的路程S1。(2)用停表測量小車從斜面頂端下滑到撞擊金屬片所用的時間t1,將小車通過的路程S1和所用的時間t1填入表格中。(3)將金屬片移至斜面的中部，測出小車從斜面頂端滑過斜面上半段的路程S2和所用的時間

t2,將數(shù)據(jù)填入表格中。(4)利用公式算出小車在全程和上半段路程的平均速度。實驗數(shù)據(jù)填入表格：運動路程/m運動時間/s平均速度/(m?s?1)s1＝t1＝v1＝s2＝t2＝v2＝5.分析與論證：小車沿斜面滑下時速度越來越大。6.評估：(略)7.交流；(1)在本實驗中，為了方便計時，斜面要足夠長、坡度要小(注意：坡度也不能過小，否則會造成每次測出的平均速度過于接近)，且測量過程中不要改變斜面的坡度。(2)金屬片的作用：①防止小車滑落；②便于測準時間。(3)實驗前要學會熟練地使用停表，以減小實驗過程中測量時間的誤差。(4)測量小車在斜面上通過的路程時，必須頭對頭，尾對尾。(5)要測量哪一段路程的平均速度，就測量其對應的路程及通過這段路程所用的時間。(6)因為小車在斜面上做加速直線運動，所以下半程的平均速度最大，上半程的平均速度最小，即?；A自測：1．如圖是“測量小車的平均速度”的實驗中，圖中秒表顯示的是時、分、秒.下列說法正確的是A．要使斜面保持一個很小的坡度，是為了讓小車做勻速直線運動B．小車在上半程的平均速度v1小于全程的平均速度vC．測量小車在下半程的平均速度v2時，可讓小車從斜面中點由靜止下滑D．此過程中小車的平均速度是9m/s【答案】B【解析】斜面的坡度越小，小車在斜面上運動的時間越長，時間越容易測量，不是為了讓小車做勻速直線運動，故A錯誤；由于小車在下滑時，速度是越來越快的，所以上半程的平均速度應小于全程的平均速度，故B正確；測量下半段平均速度時，也要讓小車從斜面的頂端滑下，故C錯；由圖得，物體在此過程內(nèi)的平均速度：v＝，故D錯；應選B．2．如圖所示，小車水平向右做直線運動。數(shù)字鐘顯示的時間格式是“時:分:秒”，則小車從起點到終點通過的總路程是cm，全程的平均速度是cm/s?！敬鸢浮?.500.9【解析】小車從起點到終點通過的總路程：s=8.00cm－3.50cm=4.50cm，小車運動的時間t=5s，小車的運動速度v=EQ\F(s,t)=EQ\F(4.50cm,5s)=0.9cm/s。3．用同一輛小車裝載不同質(zhì)量的物體后，從如圖斜面所示位置靜止釋放，直到撞上金屬片，測此過程小車的平均速度．做實驗所得數(shù)據(jù)如下表．試驗次數(shù)木塊質(zhì)量/g運動距離/m運動時間/s11001.0000.821501.0000.832001.0000.842501.0000.8（1）第一次實驗小車的平均速度是多少?（2）在圖中畫出需要測量的運動距離。（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),歸納本實驗小車的平均速度與質(zhì)量是否有關?________________________________________________________________________________。【答案】1.25m/s；見解析；四次實驗所用的木塊質(zhì)量不同，運動距離和運動時間均相同，即平均速度相同，可知木塊的平均速度與質(zhì)量無關【解析】(1)平均速度的計算公式為：v=s/t；第一次實驗中小車運動的距離為1m，運動時間為0.8s，則平均速度為：v=s/t=1m/0.8s=1.25m/s(2)需要測量的距離是小車從最高點釋放直到撞上金屬片的距離，即斜面的長；如圖所示：(3)實驗過程來看，四次實驗所用的木塊質(zhì)量不同，運動距離和運動時間均相同，即平均速度相同，可知木塊的平均速度與質(zhì)量無關．4．小明看到滑雪運動員從越陡的坡滑下時，越快滑到底端．對此他猜想：“斜坡的長度一定時，離地高度越高，斜面坡度越大，物體從靜止開始滑到底端的平均速度也越大”．請你設計實驗驗證其猜想．（1）實驗所需的公式：_______．（2）實驗器材：除了如圖所示的器材，還有刻度尺，那么你還需要的測量工具有_______．（3）實驗步驟(可用畫圖或文字表述):①按圖安裝好實驗器材；②測量木塊的高度h1,讓滑塊從頂端由靜止滑到底端,記錄滑塊由靜止滑到底端的時間t1；③保持長木板的______一定，并記錄______，讓小車從______由靜止滑到______，記錄______；④____________，重復②③步的實驗；⑤分析對比證據(jù)中的什么可得出“物體由靜止滑到底端平均速度與坡度的關系”?_________________．【答案】（1）；（2）停表（3）③長度；滑塊從長木板頂端滑到底端的距離s；長木板頂端；底端；時間；④滑塊起始點總是在長木板的頂端；⑤時間【解析】(1)實驗公式。(2)實驗器材：測量長度需要刻度尺，測量時間需要停表。(3)為探究“斜坡的長度一定時，離地高度越高，斜面坡度越大，物體從靜止開始滑到底端的平均速度也越大”，應用控制變量法，控制長木板的長度相同，滑塊在長木板的頂端下滑，改變長木板的傾角，多次實驗

①如圖所示，把木塊固定在A點，用刻度尺測出滑塊到木板低端的距離s；②讓滑塊長木板頂端靜止釋放，用停表測出滑塊從釋放點到長木板底部用的時間t；③把木塊移動到B點，讓滑塊從長木板頂端靜止釋放，重復以上步驟；④把木塊移動到C點，重復③實驗；⑤由于每次滑塊下滑的距離總是從長木板的頂端到底端，因此滑塊每次的距離s是一樣的，根據(jù)公式v=s/t，只需比較每次的時間t即可判斷平均速度的大小關系，t越小的平均速度越大?？键c突破考點1.測量平均速度方法：平均速度測量問題的四個突破點：(1)明確實驗原理，測量方法及實驗步驟；(2)把握題意，從題圖或題表中獲取解題信息；(3)根據(jù)公式計算平均速度；(4)根據(jù)要求進行分析，得出結(jié)論。例1.小華在“測小車的平均速度”的實驗中，設計了如圖所示的實驗裝置：小車從帶刻度（分度值為1mm）的斜面頂端由靜止下滑，圖中的圓圈是小車到達A.、B.、C.三處時電子表的顯示（數(shù)字分別表示“小時：分：秒”）（1）該實驗是根據(jù)公式__________進行測量的．（2）實驗中為了方便計時，應使斜面的坡度較__________（填“大”或“小”）．（3）請根據(jù)圖中所給的信息回答：sAB__________cm，tBC__________s，vAC__________m/s．（4）實驗前必須學會熟練使用電子表，如果讓小車過了A點才開始計時，則會使所測AC段的平均速度vAC偏__________．（填“大”或“小”）（5）由實驗看出，小車在下滑過程中是在做__________運動．（填“勻速”或“變速”）【答案】（1）；（2）?。唬?）4.00

1

3；（4）大；（5）變速【解析】(1)實驗中根據(jù)求出平均速度,所以實驗原理是：；(2)斜面的坡度較小，小車運動速度較慢，運動時間較長，便于計時；由圖知,前半程通過的距離為sAB=10.00cm?6.00cm=4.00cm，用時2s；后半程通過的距離為6cm?1cm=5cm,用時tBC=1s；全程通過的距離為10cm?1cm=9cm，用時3s；整個路程平均速度是：v===0.03m/s；(4)如果讓小車過了A點才停止計時,會導致時間的測量結(jié)果偏小,由公式v=知，AB段的平均速度會偏大。（5）由圖可得

小車運動前半程的平均速度是：v1===0.02m/s；后半程的平均速度是：v2===0.05m/s，故前半程的平均速度為v1小于后半程的平均速度為v2，小車在下滑過程中是在做變速運動．考點2.頻閃照片測平均速度方法：頻閃照相機是每隔相等的時間拍攝一次圖像，即相鄰兩圖片間的時間相等，若知道頻閃的頻率，就可以知道相鄰兩圖片間的時間，再應用刻度尺測出對應的距離，就可以測出任一段的平均速度。例2．如圖是一位攝影愛好者用頻閃攝影技術拍攝的一張照片，清晰地記錄了網(wǎng)球被擊出后某一段的運動軌跡，已知此次攝影的閃光頻率（每秒鐘得到影像的次數(shù)）為100赫茲，網(wǎng)球的直徑約為6cm。現(xiàn)將一條刻度尺放在照片上來估測網(wǎng)球的運動速度。由圖可知，網(wǎng)球從A位置運動到B位置所用的時間是s，網(wǎng)球在AB段運動的平均速度約為m/s?！敬鸢浮?.04；20?！窘馕觥扛鶕?jù)攝影的閃光頻率結(jié)合圖示得出網(wǎng)球從A位置運動到B位置所用的時間和小球從A位置運動到B位置實際通過的路程，然后利用速度公式計算速度。解：根據(jù)題意可得，網(wǎng)球從A位置運動到B位置所用的時間：t=EQ\F(4,100)s＝0.04s，由圖知，刻度尺的分度值為0.1cm，照片中一個網(wǎng)球占據(jù)刻度尺的3個小格，即照片中網(wǎng)球的直徑為0.30cm，照片中網(wǎng)球從A位置運動到B位置通過的路程為4.00cm，已知網(wǎng)球的實際直徑約為6cm，設網(wǎng)球?qū)嶋H通過的路程為s，由比例關系可得：EQ\F(s,4.00cm)=EQ\F(6cm,0.30cm)，解得s＝80.00cm＝0.8m，則網(wǎng)球在AB段運動的平均速度：v=EQ\F(s,t)=EQ\F(0.8m,0.04s)=20m/s。考點3.測平均速度的應用方法：實際生產(chǎn)、生活中平均速度的測量方法（1）“一定”：確定實驗原理；（2）“二選”根據(jù)實際要求，選擇能準確測量路程和時間的工具；（3）“三設計”：根據(jù)實際問題，設計合理的實驗方法和步驟，用選擇的實驗器材測出物體運動的路程和時間；（4）“四計算”：將物體運動的路程和時間數(shù)據(jù)代入公式，計算物體的平均速度。例3．在“測量物體運動的速度”的實驗中，小龍和小柳測量小明跑40m的速度．

（1）小龍和小柳用（填一種測量工具）在室外測出40m的路程．

（2）小柳擔任計時員，他用（填一種測量工具）測量小明跑步的時間，他應站在（選填“起點”或“40m”）．

（3）小龍擔任發(fā)令員，發(fā)令后，小明跑完40m的路程，小柳計時如圖所示，由圖可知，小明跑40m所用的時間為s．

（4）小明跑40m的速度是m/s．【答案】（1）卷尺；（2）秒表；40m；（3）8；（4）5?！窘馕觥糠治?/p>

（1）（2）要測量速度，需要測量出：路程和時間．測量路程的工具：刻度尺、米尺、卷尺等，測量時間的工具：秒表；

（3）秒表的中間的表盤代表分鐘，周圍的大表盤代表秒，秒表讀數(shù)是兩個表盤的示數(shù)之和．

（4）已知時間和路程，利用速度公式計算速度．解答

解：

（1）要在室外測出40m的路程，由于測量的路程較大，因此應選擇卷尺來測量路程；

（2）測量時間的工具是秒表；計時員應該站在終點處計時，即他應站在40m處．

（3）由圖可知，小盤的分度值是0.1min，指針在0min和1min之間；大盤的分度值是1s，而大盤指針在8s，因此秒表讀數(shù)為8s．

（4）小明跑40m的速度：v=stst=40m8s40m8s=5m/s．

故答案為：（1）卷尺；（2）秒表；40m；（3）8；（4）5．點評

本題考查“測小車的平均速度”的實驗，一定學會讀出路程和時間，按平均速度的定義代入v=stst求出平均速度．考點4.實驗評估例4.圖甲是測量平均速度的實驗裝置，圖乙是某教師的改進實驗：將一小塊含鐵小重物（涂黑部分）密封在灌滿水的長直玻璃管內(nèi)。當長直玻璃管豎直后，迅速移去玻璃管頂端的小磁鐵，小重物開始下落，分別測得小重物下降15厘米、30厘米、45厘米處所用的時間，實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù)

時間/秒距離/厘米15304511.001.922.8220.991.942.8030.961.902.78

（1）分析表中數(shù)據(jù)（不考慮實驗誤差），從最高處下落到玻璃管底部的過程中小重物

（填“是”或“不是”）做勻速直線運動；

（2）為求小重物在第一次實驗時整個下落過程的平均速度，某同學采用了下列兩種計算方法：

方法1：

方法2：

以上兩次計算方法正確的是

。（填“方法1”/“方法2”/都正確）

（3）在甲實驗中，要使鉛筆在桌面上滾動的平均速度變大，可采取的方法有

（寫出一點即可）；

（4）與甲實驗相比，乙實驗具有能保證物體做直線運動、便于觀察實驗過程等優(yōu)點，但還有繼續(xù)改進之處，你的改進建議是

（寫出一點即可）；【答案】（1）不是；（2）方法1；（3）增大紙板角度，減小下滑時間；（4）增長玻璃管的長度，可以增加下落時間，便于測量．【解析】（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在相同的路程（15cm）內(nèi)，所用的時間不相同，所以從最高處下落到玻璃管底部的過程中小重物不是做勻速直線運動；（2）方法1計算平均速度是用總路程除以總時間正確；方法2是加起來被3除，那叫速度的平均，錯誤；（3）增大