1.4 测量平均速度
作业目标 对应题号 答错题号 自我评价
1.能用刻度尺测出物体运动的路程,能用停表测出物体通过这段路程所用的时间,能根据公式v=计算出物体在这段时间内运动的平均速度 1、4~6、9 很棒□ 及格□ 加油□
2.会测物体运动的平均速度并能写出简单的实验报告 2、3、7、8
【练基础】
必备知识：用刻度尺和停表测量物体的平均速度
1.小利和小华合作利用如图所示的装置,进行“测量小车运动的平均速度”实验。请你完成下面问题:
(1)实验中,需要的测量器材有刻度尺和 。
(2)如果在实验中两人没有保持同步,小利释放小车在前,小华开始计时在后,他们测得的平均速度会 (选填“偏大”或“偏小”)。
2.在“测量小车的平均速度”实验中,采用了如图的实验装置。某次实验记录表格如下,小车经过A、B、C处的时刻如图中电子表显示。
按题意将表格中的数据填写完整。
路程/m 时间/s 速度/(m·s-1)
s1=0.8 t1=2.8 v1=0.29
s2=0.8 t2= v2=
s3= t3= v3=
3.【2022石家庄月考】 如图所示,这是“测量小车的平均速度”的实验装置。实验时,让小车从斜面上的A点由静止滑下,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可求出小车在不同路段的平均速度。
(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,便于测量时间,应 (选填“增大”或“减小”)斜面的倾斜角度。
(3)从A点到C点的路程sAC= cm,小车在AC段的平均速度vAC= m/s。
(4)下列图像中能正确反映小车在斜面上运动情况的是 。
(5)若斜面上的刻度尺是用金属做成的,这种金属材料热胀冷缩的性质很明显,那么在严冬季节用它测量小车的路程时,其测量结果将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【练能力】
关键能力1：平均速度的计算
4.“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。摄影在暗室中进行,闪光灯每隔一定的时间闪亮一次,将物体的位置记录在底片上。如图,这是甲、乙两球从左向右运动时的频闪照片,则甲、乙两球全程的平均速度之比为 。
5.如图所示,一个足球在草坪上沿直线运动,速度越来越慢,测得AB的长度等于BC的长度。AB段长度为3 m,足球通过BC段所用时间为0.5 s,则该足球从A经B到C这段路程中的平均速度可能是 ( )
A.4 m/s B.5 m/s
C.6 m/s D.7 m/s
关键能力2：平均速度测定的应用
6.交通部门常用测速仪来检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出车速,如图甲。某次测速中,测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示,x表示超声波与测速仪之间的距离。(假设超声波的速度为340 m/s,且保持不变)
(1)汽车接收到第一声超声波时,距离测速仪多远
(2)汽车接收到第二声超声波时,距离测速仪多远
(3)该被测车的速度是多少 (计算结果保留一位小数)
【练素养】
7.在“测量纸锥下落的速度”实验中,小明用两个相同的圆纸片,分别裁去一个扇形,做成图甲所示的 M、N 两个锥角不等的纸锥。
(1)实验时,为了减小时间测量的误差,最好选择图甲中的 (选填“M”或“N”)纸锥进行测量;为了比较纸锥下落的快慢,需把两个纸锥拿到同一高度同时释放,此时应该拿至图 (选填“乙”或“丙”)所示的位置释放。
(2)小明和同组的成员商量后,制定了如下方案来测量纸锥下落的速度。
方案一:先选定一段时间,测量纸锥在这段时间内下落的距离。
方案二:先选定一段距离,测量纸锥通过这段距离所用的时间。
方案三:预先不选定时间或距离,直接测定纸锥通过某段距离所用的时间。
上述方案,你认为应该采用方案 ;理由是 。
(3)小明用频闪照相机通过每隔 0.1 s的时间曝光一次的方法拍摄记录下纸锥的运动过程,图丁是纸锥运动过程中其中一段的照片,由照片可知:从A到B,纸锥下落时的速度越来越 ,纸锥从 C 到D 的平均速度为 m/s。
8.光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备,如图甲所示,S是光源,K是光接收器,当有不透明物体通过光电门时,物体会遮住光源,接收器K接收不到光信号,计时器便开始计时,当物体通过后,接收器K重新接收光信号,计时结束,即可记录物体通过光电门所用的时间。如图乙所示,某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度,小车上安装有遮光板,A、B是安装在斜面上不同位置的两个光电门。
(1)若小车上的遮光板宽度为d,小车通过光电门时,计时器记录的时间为t,则小车通过光电门的速度v= 。
(2)若已知遮光板宽度d=1 cm。让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动,两光电门计时器记录的时间分别为tA=0.01 s,tB=0.005 s,则小车通过A、B两位置的速度分别为vA= m/s,vB= m/s。
(3)由实验可知:小车沿斜面向下做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动。
9.汽车遇到意外情况时紧急停车要经历反应和制动两个过程,汽车在反应过程做匀速直线运动,在制动过程做变速直线运动,如图所示。若汽车以20 m/s的速度在平直的公路上行驶,紧急停车时,在反应过程,汽车行驶了14 m;制动过程中,汽车所用的时间为2.3 s。汽车在两个过程中通过的总距离为30 m。
(1)求汽车在反应过程所用的时间。
(2)求汽车在紧急停车全程的平均速度。
1.4 测量平均速度 参考答案
练基础
1.(1)停表 (2)偏大
2.1.2 0.67 1.6 4.0 0.40
3.(1)v=
(2)减小
(3)80.0 0.16
(4)B
(5)偏大
【解析】(1)“测量小车的平均速度”的实验原理是v=。(2)实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,便于测量时间,应减小斜面的倾斜角度。(3)由图可知,刻度尺的分度值为1 cm,小车从A点到C点的路程sAC=80.0 cm;小车在AC段的运动时间tAC=09:25:20-09:25:15=5 s,小车在AC段的平均速度vAC===16.0 cm/s=0.16 m/s。(4)A表示小车运动的速度不随时间变化,即小车做匀速运动;B表示小车的速度随时间逐渐变大,即小车做加速运动;C表示小车通过的路程不随时间变化,即小车静止;D表示小车通过的路程随时间均匀变化,即小车做匀速运动。由于小车在斜面上下滑做加速运动,因此能正确反映小车在斜面上运动情况的是B。(5)金属材料的刻度尺随温度变化热胀冷缩的性质比较明显,冬天温度较低,刻度尺遇冷收缩,刻度线之间的距离变小,所测物体的长度相比正常情况下要偏大。
练能力
4.3∶5
【解析】闪光灯每隔一定的时间闪亮一次,即摄影的时间间隔是相同的,由图可知,甲球被拍摄了5个间隔时间,乙球被拍摄了3个间隔时间,设“频闪摄影”时,摄影时间间隔为t,则甲球所用时间为5t,乙球所用时间为3t,根据速度的计算公式可得,甲、乙两球平均速度之比v甲∶v乙=∶===。
5.D
6.【解】(1)汽车接收到第一声超声波时,声波运动的时间为0.16 s,距离测速仪的距离
x1=vt=340 m/s×0.16 s=54.4 m。
(2)汽车接收到第二声超声波时,声波运动的时间为0.12 s,距离测速仪的距离
x2=vt'=340 m/s×0.12 s=40.8 m。
(3)汽车两次遇到超声波的时间间隔
t″=1.12 s-0.16 s=0.96 s
汽车运动的路程
s=x1-x2=54.4 m-40.8 m=13.6 m
该被测车的速度
v车===14.2 m/s。
练素养
7.(1)M 乙 (2)二 纸片在空中下落的距离不好测量,固定距离后通过测量时间就可以求速度 (3)快 0.1
8.(1) (2)1 2 (3)加速
【解析】(1)小车通过光电门的速度就是小车通过光电门时的平均速度,即v=。(2)已知d=1 cm=0.01 m,则vA===1 m/s,vB===2 m/s。(3)小车沿斜面下滑,根据(2)可知vB>vA,所以小车沿斜面向下做加速运动。
9.【解】(1)汽车在反应过程所用的时间
t反===0.7 s。
(2)紧急停车所用的时间
t总=t反+=0.7 s+2.3 s=3 s
汽车在紧急停车全程的平均速度
v总===10 m/s。
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