2021年中考物理30個專題實驗突破07 測量物體運動的平均速度.zip
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【設計與進行實驗】
1.實驗原理: ;
2. 實驗器材及其作用:小車、長木板、木塊、金屬片、刻度尺、停表(或秒表).
(1)刻度尺的作用(測量小車運動的路程)
(2)停表(或秒表)的作用(測量小車運動的時間)
(3)斜面的作用(使小車獲得下滑的動力)
(4)金屬片的作用(使小車終點始終在同一位置,控制小車運動的路程)
3.實驗裝置
①安裝要求:斜面的傾角 不宜過大也不宜過小 。傾角過大,會導致小車滑行速度太快,時間太短,不宜測量 時間 ;傾角過小,會造成各階段的平均速度太接近,或小車可能滑不到斜面底。因此,斜面傾角應 較小 ,目的是 為了減小小車運動的速度,便于測量時間 ;
②小車每次必須從斜面上 同一位置 由靜止開始下滑,且小車運動過程中 不能 改變斜面的傾角;
4.小車運動距離:從“車頭到車頭”、或從“車尾到車尾”的距離;
5.實驗中應多次測量求平均值減小誤差:每次測量時,必須讓小車從斜面上 同一位置 由靜止開始下滑;
6. 小車運動過程中的運動狀態判斷:從斜面頂端到底端的過程中小車受非平衡力作用做加速直線運動,小車的運動狀態發生了改變
7.刻度尺的使用和讀數:刻度尺要估讀;
【交流與討論】
8.誤差分析:(實驗誤差主要來自于時間測量產生的誤差)
①當小車過了起始位置才開始計時或小車未達終點就停止計時,會導致測量時間偏 小 ,平均速度 偏大 ;②當小車到達終點后才停止計時或小車未開始運動提前計時,會導致測量時間偏 大 ,平均速度 偏小 ;③小車沒有從靜止開始下滑,所測平均速度 偏大 ;
9.小車運動狀態的判斷:從斜面頂端到底端的過程中小車做 變速直線 運動,受 非平衡力 的作用;
10.增大小車平均速度的方法:增大斜面的傾斜程度;
11.小車從起點、中點分別下滑的評估:
①上半程、下半程的平均速度不等于全程的平均速度;具體關系為: ,
由此可知,小車在斜面上運動的速度 越來越快 ;
②下半程平均速度計算方法: ,不能從中點開始下滑,原因是從中
點由靜止下滑所測時間不等于下半程時間;
12.能量轉化情況:小車運動過程中,動能增大,重力勢能減小,機械能減小(轉化為內能)。
【例1】某實驗小組在“測量物體運動的平均速度”實驗中,讓小球從斜面A點由靜止開始滾下,頻閃照相機記錄了小球在相同時間內通過的路程,照片如圖所示.
(1)依據照片可判斷,小球在做 加速 (選填“加速”“減速”或“勻速”)運動.
(2)如果頻閃照相機每隔0.2 s拍攝一次,并測得sAB=5 cm,sBC=15 cm,則小球在BC段的平均速度為0.75 m/s,小球在AC段的平均速度為 0.5 m/s.
(3)如圖所示,能說明小球在斜面上運動情況的圖像是 C .
(4)小球在AD段運動過程中,經過時間tAD中點時的速度為v1,經過路程sAD中點時的速度為v2,則v1 < v2(選填“>”“<”或“=”).
(5)實驗過程中,由于小球的運動時間較短,不便于計時,可以通過使斜面的傾斜程度變 緩 (選填“陡”或“緩”)的方式,增加小球的運動時間,達到便于測量時間的目的.
(6)若小球還沒放開之前就已開始計時,則測得的平均速度跟真實值相比偏 小 .
(7)完成上述實驗后,某同學在斜面底端放置了一個小木塊,想繼續探究小球的動能與速度的關系,他應將同一小球從斜面 不同 (選填“相同”或“不同”)的高度由靜止釋放,可以通過觀察小木塊 移動的距離 得到結論;若再探究小球的動能與質量的關系,他應將質量不同的小球從斜面 相同 (選填“相同”或“不同”)的高度由靜止釋放,這樣做的目的是 使小球到達水平面的初速度相同 .
(8)實驗中,對于如何獲取小球下半程s3的平均速度v3,下列方法最好的是( C )
A. 小球從B點由靜止釋放,測出B到C所用的時間t3與路程s3,計算得到v3
B. 小球從A點由靜止釋放,經過B點開始計時,到達C點后測得時間t3,再測量路程s3,計算得到v3
C. 不測量,利用已有數據求得t3=t1-t2,s3=s1-s2,再計算得到v3
【例2】物理實驗課上,某實驗小組利用帶有刻度尺的斜面、小車和數字鐘(顯示時間的格式是“時:分:秒”)測量小車的平均速度.如圖所示,圖中顯示的是測量過程中小車在A、B、C三個位置的情形及其對應的時刻.
(1)本實驗的研究對象是 小車 ;本實驗中用到的測量工具是 刻度尺和秒表 .
(2)該實驗的測量原理是 ;對于速度的測量是 間接 (選填“直接”或“間接”)測量.
(3)實驗中,應該使斜面保持 較小 的坡度,目的是 便于準確地測量時間 .
(4)實驗中的金屬擋板的作用是 控制小車運動的終點在同一位置 .
(5)小車在AC段的平均速度為v1,AB段的平均速度為v2,BC段的平均速度為v3,它們的大小關系為 v2
(7)實驗中,由于計時不熟練,小車過了A點后才開始計時,則測量出的平均速度會 偏大 (選填“偏大”或“偏小”).
(8)某同學為了測量小車在下半程的平均速度,在B點釋放小車,測出小車滑到C點的距離和時間來計算下半程的平均速度,這種測量方法正確嗎?為什么?若不正確,請寫出正確的測量方法 不正確;小車從A點運動到C點的過程中,通過B點時的速度不為0,應先測出sAB和tAB,再測出sAC和tAC,則 .
(9)實驗中多次測量的目的是 計算平均速度的平均值,減小測量誤差 .
(10)實驗結束后,有同學發現不同的同學測量出的平均速度不同,原因可能 選取的斜面坡度不同(或小車運動的路程不同,合理即可)
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