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【暑假衔接】人教版初中物理八年级(新初二)第1章 1.4测量平均速度(原卷版+解析版)
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知识清单
实验测量小车的平均速度
1、实验原理:v=______
2、测量工具:________测路程s、_______测时间t。
3、其它器材:小车、木板、木块、金属片。
木块:调整斜面______,进而调整小车运动快慢。一般使坡度______(较大/较小),计时更准确。
金属片: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①避免小车滑落; = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②便于测量___________。
4、实验步骤:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①调整木块位置,使木板保持合适的倾角;
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面底端,标记好小车的起点,然后用_______测出小车将要通过的路程s1;
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③释放小车的同时时启动_______计时,当小车撞击________时停止计时,测得t1。(有时会重复两次步骤 = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③,这是为了多次测量__________________减小误差);
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④根据测得的s1、t1,利用公式v1=______算出小车通过斜面全程的平均速度v1;
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤将金属片移至斜面的中部,重复步骤 = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③ = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④测出小车到金属片的距离s2、时间t2和速度v2。
5、实验数据记录
6、测量下半段路程速度v3
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①下半段路程s3=__________;
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②小车通过下半段路程所用时间t3=________;
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③v3==_________。
7、结果分析
小车从斜面顶端滑到底端的过程是速度越来越_____(快/慢)的______(变速/匀速)直线运动;
v1、v2、v3三者之间的关系是____________。
现代测速方法
超声波测距(测速):发射器向某一方向发射超声波(超声波在空气中的传播速度为340m/s),与此同时计时器开始计时,超声波传播时碰到障碍物会反射回来,接收器接收到反射波就停止计时并得到时间t,仪器由s=vt自动测得发射点到障碍物的距离。
若连续两次测得移动物体到超声波发射点的距离,则可测得物体在这段时间内的路程,再由v=s/t测得物体的平均速度。
题型一 实验测量小车平均速度
例1
小明用如图所示的斜面测量小车运动的平均速度。小明让小车从斜面的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图中AB段的路程_________cm,如果测得,则AB段的平均速度_______cm/s。
②小明在测量小车到达B点时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏_____。
③小明分别正确测得小车通过AB段和AC段所用时间为,。则小车通过BC段的时间_____s,平均速度_______cm/s。
【答案】 40.0 16 小 2 20
【解答】①[1] AB段小车运动的距离
,
[2]AB段小车运动的,AB段的平均速度
②[3]如果让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由公式知,平均速度会偏小;
③[4]小明分别正确测得小车通过AB段和AC段所用时间为,。则小车通过BC段的时间
平均速度
变1
如图所示是在斜面上测量小车运动的平均速度的实验,让小车从斜面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。(计算结果保留小数点后两位)
(1)根据实验的原理___________可知,实验中为了方便计时,应使斜面坡度较___________(选填“大”或“小”);
(2)图中AB段的路程sAB=___________cm,如果测得小车AB段的时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB=___________m/s;
(3)实验前必须学会熟练使用停表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏___________(选填“大”或“小”)。
【答案】 小 40.0 0.25 大
【解答】(1)[1]实验中用小车运动的路程与运动的时间的比值间接测量小车的速度,所以实验原理是。
[2]当斜面坡度较小时,小车在斜面上运动时间增长,方便用秒表计时,所以应使斜面坡度较小。
(2)[3]图中刻度尺的分度值为1cm,小车在A点时,对齐刻度80.0cm,小车在B点时,对齐刻度40.0cm,所以AB段的路程
sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm
[4]小车通过AB段的时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度
(3)[5]小车过了A点后才开始计时,则测得时间比真实时间偏小,由可知,会使所测AC段的平均速度vAC偏大。
变2
如图所示是“测量小车的平均速度”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)小车从A点运动到B点所用时间tAB=___________s;从A点到C点的路程sAC=___________cm;小车在AC段的平均速度vAC=____________m/s。
【答案】 减小 3 80.0 0.16
【解答】(1)[1]测量平均速度的原理就是利用,利用刻度尺测量路程,利用秒表测量时间,最后利用公式计算。
(2)[2]倾斜角度越小,小车运动时间越长,便于测量小车的时间,故可以减小斜面的倾斜的角度从而延长时间,便于测量小车的运动时间。
(3)[3]从9:25:15秒从A点出发,到达B点时,时间为9:25:18,一共所用的时间为3s。
[4]如图所示,分度值为1cm,刻度尺需要估读,故从A点到C点的路程为80.0cm。
[5]小车在AC段的时间为5s,故小车在AC段的平均速度
变3
小强利用带有刻度的斜面、小车和数字钟做“测量物体运动的平均速度”实验,如图所示,让小车从斜面上的A点由静止开始滑下,图中数字钟显示的是小车在A、B、C三个位置对应的时间(显示时间的单位是“时:分:秒”)。
(1)由图可知,小车在AC段运动的平均速度为 ___________m/s;(结果保留两位小数)
(2)通过小强的测量数据可以判断,小车在前半程的平均速度 ________(大于/等于/小于)全程的平均速度;
(3)小强想测量小车在整个运动过程中后半程的平均速度,他应该将小车从 ___________(选填“A”或“B”)处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时;
(4)在实验过程中,由于小车的运动时间较短,不便于计时,可以通过使斜面的倾斜程度变 ___________(选填“陡”或“缓”)的方式改变小车的运动时间,达到便于测量时间的目的。
【答案】 0.03 小于 A 缓
【详解】(1)[1]由图知道,刻度尺的分度值为0.1cm,小车在AC段运动的路程为
s=10.00cm-1.00cm=9.00cm
小车在AC段运动的时间tAC=3s,小车在AC段运动的平均速度
(2)[2]小车在AB段运动的路程为
s=10.00cm﹣6.00cm=4.00cm
小车在AB段运动的时间t=2s,小车在AB段运动的平均速度
由以上分析知道 ,vAB<vAC,所以小车在前半程的平均速度小于全程的平均速度。
(3)[3]根据题意知道,小明想测量小车的整个运动过程是从A到C,所以,测量后半程的平均速度时,其运动的起点必须是A点,计时的起点是B点。
(4)[4]为了方便计时,让时间尽可能长一些,需要斜面的坡度就应该缓一些。
变4
小泽同学想测量一辆小车从斜面滑下时在AB、AC、BC的平均速度,设计了如图所示的实验装置:小车从斜面顶端由静止下滑,并用电子表记录小车经过A、B、C三点的时间。请根据下图回答问题:
(1)小泽认为应将木块垫在A位置,如图甲所示;他的同学小周认为应将木块垫在B位置,如图乙所示。为了使测量结果更加准确,你认为木块放在___________位置更合适;
(2)将木块正确放置后,小泽依次记录了小车通过A、B、C三点的时间,如图丙所示,则AC段的平均速度为___________m/s;
(3)小周认为测量BC段的平均速度时,用刻度尺量出BC段的长度,再用秒表测量小车从B点静止释放时到达C点所用的时间,依此来计算出BC段的平均速度,请指出其中的不合理之处:___________。
【答案】 A 0.24 见解析
【详解】(1)[1]斜面坡度较小,小车运动时间较长,便于测量时间,故木块放在A位置更合适。
(2)[2]AC段的路程s1=120cm=1.2m,所用时间
t1=10:35:05-10:35:00=5s
平均速度
(3)[3]小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0;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;让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,所测时间不是运动过程中下半程的时间;按这种方法他测得的平均速度比真实值偏小,因此他的做法不合理。
题型二 频闪法测量平均速度
例1
如图所示,是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔闪拍一次。分析照片可知:小球从A点到F点是做___________(填“匀速”或“变速”)直线运动,第5个秒内运动了___________cm的路程,小球从A点运动到E点的平均速度为___________。
【答案】 变速
【详解】[1]由图可知,在相等的时间内物体通过的路程越来越大,说明物体运动越来越快,即速度越来越大,故物体做变速直线运动。
[2]第5个0.2秒内物体从E点运动到F点,路程
[3]小球从A点运动到E点的距离
小球运动的时间
则小球的平均速度为
变1
如图是苹果下落过程中拍摄的频闪照片,相机每隔0.1s曝光一次,由此可判断苹果的运动是 ______运动(选填“匀速”或“变速”)。照片上A与B的间距,所对应的苹果的实际运动路程为57cm,则苹果在这段路程上的平均速度是 ______m/s。
【答案】 变速 1.9
【详解】[1]由频闪照片知道,苹果在相同时间内通过的路程越来越大,所以它做的是变速运动
[2]A到B之间有3个时间间隔,即时间为t=0.3s,故苹果在这段路程上的平均速度
变2
在“测量纸锥下落速度”实验中,张明用两个等大的圆纸片如图甲所示做成两个锥角不等的纸锥,如图乙所示。
(1)最初张明想定性比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放,此时应该拿至图乙中 _____(选填“A”或“B”)所示的位置释放;
(2)在实际测量时,发现纸锥下落的时间较难测准确,对此我们可以选择锥角较 _____的纸锥进行实验(选填“大”或“小”);
(3)经过小组激烈讨论后,张明小组决定利用频闪照片拍摄出其中一个纸锥下落的过程,如图丙所示,若测得纸锥在AB两位置间平均速度为v1,全程的平均速度为v2,则v1_____v2。(选填:“>”、“=”或“
【详解】(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。图乙A中两纸锥的下端高度相同,图乙B中两纸锥的上端高度相同,故应选图乙A的位置释放。
(2)[2]纸锥下落快,时间较难测量,必须增加纸锥下落的高度和换用锥角较大纸锥,以增大下落时间,便于时间的测量,故我们可以选择锥角较大的纸锥进行实验。
(3)[3]由图丙知,在相同时间内纸锥通过的距离越来越大,根据,纸锥的速度越来越大,若测得纸锥在A、B两位置间平均速度为v1,全程的平均速度为v2,则v1>v2。
变3
某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中,让小球从斜面A点由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程,照片如图所示:
(1)这个实验的原理是___________;
(2)依据照片可判断,小球在做___________(选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动;
(3)如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次,并测得sAB=10cm,sBC=30cm,则小球在BC段的平均速度为___________m/s,小球在AC段的平均速度为___________m/s;
(4)如图所示,能说明小球在斜面上运动情况的图像是___________;
A. B. C. D.
(5)小球在AD段运动过程中,经过时间tAD中点时的速度为v1,经过路程sAD中点时的速度为v2,则v1___________v2(选填“>”、“
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