第4节《测量平均速度》

第4节测量平均速度体验小车下滑时速度的变化活动：准备玩具小车、木块、斜面。结合自行车从斜坡上向下运动的情景思考：(1)小车从斜面滑下时速度是否变化？如何变化？(2)如何知道小车从斜面上滑下时速度的变化？①用__________________测量小车通过的路程s。用____________________测量小车运动的时间t。②用__________________求出平均速度。提示：(1)变化越来越大(2)①刻度尺停表②v=st1.该实验中需要测量的物理量有哪些？2.计算平均速度的公式是什么？探究测量物体运动的平均速度1.实验原理:___________。提示：本探究实验中，需要测出物体运动的路程s和通过这段路程所用的时间t，再利用速度公式v=计算出平均速度，故此实验原理是v=。参考答案：v=ststst2.实验设计：(1)如何测量小车运动的每段路程及时间？提示：小车运动的路程用刻度尺测量，因为小车有一定的长度，所以需要在小车上选择一个标准，如以小车头为标准，则记录小车头开始时的刻度，再记录下小车头后来的刻度，两刻度之差即为小车运动的距离；小车运动的时间可以用停表测量。参考答案：小车运动的路程用刻度尺测量，小车运动的时间用停表测量。(2)如何计算全程的平均速度和上半段路程的平均速度？提示：利用速度公式v=进行计算时，需要注意公式中的三个物理量对应的是同一段路程或同一段时间。所以计算全程的平均速度需用全程的总路程除以通过全程所用的总时间，计算上半段路程的平均速度需用上半段的路程除以通过上半段路程所用的时间。参考答案：全程的平均速度用全程的总路程除以通过全程所用的总时间；上半段路程的平均速度用上半段的路程除以通过上半段路程所用的时间。st(3)在实验过程中，测量小车在斜面上全程的平均速度时，能用斜面的长度作为小车的路程吗？如何计算小车全程的路程？提示：①测量小车在斜面上全程的平均速度时，小车的长度占了斜面长度的一定比例，也就是小车的长度相对于斜面的长度不能忽略不计，用斜面的长度作为小车的路程，会使路程变大，速度变大，产生误差，因此不能用斜面的长度作为小车的路程；②为了减小误差，小车的路程应该是小车头的始点到小车头终点通过的路程。参考答案：不能用小车头的终点减去小车头的始点作为小车的路程。3.实验数据分析：根据表中所记录的数据计算出全程及上半段路程的平均速度。次数路程/m运动时间/s平均速度/m·s-1①1.65.0________②0.82.8________提示：根据速度的计算公式v=可以计算出小车全程的平均速度小车在上半段路程的平均速度参考答案：0.320.29st111s1.6mv0.32m/st5.0s；222s0.8mv0.29m/st2.8s。4.实验结论：实验中，小车在斜面上下滑时做_________运动。提示：根据所测全程的平均速度和上半段路程的平均速度不同可知，小车做的是变速直线运动。参考答案：变速直线5.交流与评估：(1)为什么斜面的坡度不能太小也不能太大？提示：斜面的坡度太小时，小车的运动速度过慢，甚至达不到位置就停止了运动；斜面的坡度太大时，小车运动过快，记录时间会不准确。参考答案：斜面的坡度过小，小车达不到底部；斜面的坡度过大，记录时间不准确，导致实验误差大。(2)金属片的作用是什么？提示：为了使小车在某一位置停止运动，需要一个挡板，金属片起到了挡板的作用。另外，小车撞击金属片时会发出响声，这样便于测量时间。参考答案：便于测量时间和让小车停止运动。(3)实验中什么环节容易出现误差？参考答案：时间记录与小车开始下滑可能不同步会存在误差；小车撞击金属片时，停止计时可能会存在误差。1.实验原理：_____。2.测量：用_____测量时间，用_______测量路程。svt停表刻度尺考点测量物体运动的平均速度【典例】(2011·江西中考)某物理兴趣小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟“测量小车的平均速度”，如图所示，图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时间的情形，显示时间的格式是“时：分：秒”(1)请你根据图示完成下表。(2)分析表中的数据，小车全程是做匀速运动吗？为什么？小车由甲至乙小车由乙至丙小车由甲至丙路程s/cm26.00____________________时间t/s__________4__________平均速度v/cm·s-1____________________15【思路导引】解答此题按照以下思路进行【精讲精析】(1)可以按照小车的左侧面对应的刻度读数，甲位置处的刻度值为90.00cm，乙位置处的刻度值为64.00cm，丙位置处的刻度值为0.00cm。据此可填出小车由乙至丙的路程为64.00cm，由甲至丙的路程为90.00cm。从甲至乙运动的时间为2s，从乙到丙运动的时间为4s,从甲到丙运动的时间为6s，故v甲→乙=v乙→丙==16cm/s,v甲→丙==15cm/s。s26cm13cm/s,t2s甲乙甲乙s64cmt4s乙丙乙丙s90cmt6s甲丙甲丙(2)分析表中数据可知小车前段路程运动慢，后段路程运动快，故小车全程不是匀速运动。答案：(1)(2)不是小车前段路程运动慢，后段路程运动快。小车由甲至乙小车由乙至丙小车由甲至丙路程s/cm64.0090.00时间t/s26平均速度v/cm·s-11316【方法归纳】计算平均速度的方法做变速直线运动的物体，在运动过程中速度不断变化，因此不同时间段或路程段的平均速度一般是不同的。所以让求分段运动的平均速度时必须用某段路程除以通过这段路程所用的时间，不能求每段速度的平均值。1.天佑同学用下列四种方法测量小球沿桌面滚动时的平均速度，其中你认为最好的是()A.先选定一段较长的路程，测定小球通过这段路程所用的时间B.先选定一段较短的路程，测定小球通过这段路程所用的时间C.先选定一段较长的时间，测定小球在这段时间内通过的路程D.先选定一段较短的时间，测定小球在这段时间内通过的路程【解析】选A。平均速度最好选择范围较大的物理量进行测量，误差会较小。如果选定较长的时间，在这段时间内小球通过的路程有可能会超过桌面的长度，所以应该在桌面长度范围内选定一段较长的路程，再测定时间较好，故应选A。2.(2012·恩施中考)用斜面和滑块做“测物体的平均速度”实验，当滑块自顶端出发开始计时，滑至斜面底端时停止计时，如图所示。在此过程中，滑块的平均速度是()A.10cm/sB.9cm/sC.8cm/sD.7cm/s【解析】选B。由题图知，滑块的路程s=40cm+5cm=45cm，运动时间t=5s，滑块的平均速度故选B。s45cmv9cm/st5s，3.小明同学到五楼微机室上课，上楼的平均速度为0.5m/s，下楼的平均速度为2m/s，则他在上楼和下楼全过程中的平均速度是()A.0.8m/sB.1.25m/sC.2.5m/sD.1.5m/s【解析】选A。设上楼和下楼的路程都是s，则上楼的时间为下楼的时间为所以，上楼和下楼全过程的平均速度为＝0.8m/s，故选A。11sstv0.5m/s，22sstv2m/s，12s2s2svssttt0.5m/s2m/s总4.为了参加首届动物奥林匹克运动会，猎豹正在进行刻苦的训练，它报的项目是400m短跑，为了尽可能发挥到最好的程度，它命令一只山羊准备场地并帮助测出全程、前200m、后200m的平均速度，那么(1)山羊应该选取的测量工具是_________________。(2)如图，则前200m、后200m、全程中的平均速度分别为______m/s、______m/s、______m/s。(3)可以粗略判断在全程中猎豹运动的速度逐渐_________。【解析】本题考查平均速度的测量。(1)根据平均速度的测量原理v=，要测量速度，需要测量路程和时间，故需要的测量工具是皮卷尺和停表。(2)全程平均速度=44.4m/s，前200m的速度v前＝=40m/s，后200m的速度v后＝=50m/s。(3)根据计算可知，前半段平均速度小，后半段平均速度大，可以判断全程中猎豹运动的速度逐渐加快。答案：(1)皮卷尺、停表(2)405044.4(3)变快sts400mvt5s4s11s200mt5s22s200mt4s5.(2012·湘潭中考)一小球以一定的速度从A点冲上斜面，用照相机每隔0.5s拍摄一次，记录小球的运动情况，如图所示。(1)小球从A点冲向E点的过程中，速度_________(选填“增大”“减小”或“不变”)。(2)小球在AD段运动的平均速度为_________m/s。【解析】本题考查速度的相关知识。(1)通过观察题图可知，时间相同，路程在减小，所以小球的速度减小。(2)计算过程：t=0.5s×3=1.5s小球在AD段运动的路程为60.00cm，故平均速度：答案：(1)减小(2)0.4s0.6mv0.4m/st1.5s找找你容易错在哪里？暑假里，小明乘火车去游玩时，在行驶途中他做了简单的测量：在15s内，路旁有10根电线杆从他眼前掠过。已知相邻两根电线杆之间的距离为50m，则火车的平均速度约为多少km/h？【学生自答】由题意知火车在15s内行驶的路程s＝10×50m=500m,则火车的平均速度s500mv33m/st15s。【教师点评】①计算过程有必要的文字说明，数值后有单位，有依据的公式，这是很好的习惯。②经过的路程算错。③计算结果未进行单位换算。【正确答案】解：火车在15s内行驶的路程s=(10-1)×50m=450m,则火车的平均速度=108km/h。s450mv30m/st15s