力学实验1：测量物体运动的速度

实验专题力学实验 测量物体运动的速度测量物体运动的速度 一、实验过程回顾一、实验过程回顾 实验原理：实验原理：V=S/tV=S/t 实验器材：实验器材：小车、带刻度的长木板（长度约 80cm）、停表、金属片、小木块小车、带刻度的长木板（长度约 80cm）、停表、金属片、小木块 实验步骤：实验步骤： 1.用小木块将带刻度的长木板一端垫起，形成一个倾角不大于 20的斜面，在长木板相应地 标明“起点”、“中点”、“终点”三个位置，如图 1 所示。 2.将金属片放在长木板上“终点,小车放在“起点”，然后使小车由静止滑下，用停表测 出小车撞到金属片时所用时间 t 1.用小木块将带刻度的长木板一端垫起，形成一个倾角不大于 20的斜面，在长木板相应地 标明“起点”、“中点”、“终点”三个位置，如图 1 所示。 2.将金属片放在长木板上“终点,小车放在“起点”，然后使小车由静止滑下，用停表测 出小车撞到金属片时所用时间 t1 1. 3.再将金属片放在长木板上“中点”,小车放回“起点”，然后使小车由静止滑下，用停表 测出小车撞到金属片时所用时间 t . 3.再将金属片放在长木板上“中点”,小车放回“起点”，然后使小车由静止滑下，用停表 测出小车撞到金属片时所用时间 t2 2. 4.分别计算两次小车的平均速度 V . 4.分别计算两次小车的平均速度 V1 1、V、V2 2. . 表格设计与数据记录（举例）：表格设计与数据记录（举例）： S/cmt/sV/cm.s-1 第一次601.735.29 第二次300.933.33 反思与拓展：反思与拓展： 1.两次实验所选路程不同，小车的平均速度也不相同。1.两次实验所选路程不同，小车的平均速度也不相同。 2.实验时也可用带轨道的木块和小球进行实验。2.实验时也可用带轨道的木块和小球进行实验。 二、实验考点大观二、实验考点大观 1.考查测量平均速度的原理。小车的平均速度属于间接测量，依据的是公式 v=s/t,则要测量1.考查测量平均速度的原理。小车的平均速度属于间接测量，依据的是公式 v=s/t,则要测量 平均速度需要刻度尺与停表分别测量路程和时间。平均速度需要刻度尺与停表分别测量路程和时间。 2.考查对实验方案的设计与理解。设计实验时，为了使测量的时间较为充足，小车在斜面上2.考查对实验方案的设计与理解。设计实验时，为了使测量的时间较为充足，小车在斜面上 运动时间要稍长一些，所以斜面坡度不能太大。运动时间要稍长一些，所以斜面坡度不能太大。 3.考查路程的测量。测量路程时需要注意，所测长度应为小车上同一位置在起点和终点间的3.考查路程的测量。测量路程时需要注意，所测长度应为小车上同一位置在起点和终点间的 距离，路程中不包括车长。距离，路程中不包括车长。 4.考查测量时间的读取，读取停表时要分清分针盘和秒针盘。4.考查测量时间的读取，读取停表时要分清分针盘和秒针盘。 5.考查计算相应路程内的平均速度。在计算平均速度时，路程与时间要一一对应：还要注意5.考查计算相应路程内的平均速度。在计算平均速度时，路程与时间要一一对应：还要注意 的是：全程的平均速度不等于各个路程内速度的平均值。的是：全程的平均速度不等于各个路程内速度的平均值。 6.比较物体在不同路程内平均速度的大小。若两次路程相同，可通过比较时间来判断速度的6.比较物体在不同路程内平均速度的大小。若两次路程相同，可通过比较时间来判断速度的 大小；如两次时间相同，可通过比较路程来判断速度的大小；若两次与时间都不相同，则需 分别计算出 两次速度，再进行比较。 大小；如两次时间相同，可通过比较路程来判断速度的大小；若两次与时间都不相同，则需 分别计算出 两次速度，再进行比较。 7.拓展考查平衡力、物体运动状态的判断等知识。例如：运动的小车做什么运动？是否受平7.拓展考查平衡力、物体运动状态的判断等知识。例如：运动的小车做什么运动？是否受平 衡力？所受摩擦力方向如何？在运动过程中机械能如何变化？衡力？所受摩擦力方向如何？在运动过程中机械能如何变化？ 三、典型试题解析三、典型试题解析 例题例题在图 2 所示的斜面上测量小车运动的平均速度。 让小车从斜面的 A 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。 在图 2 所示的斜面上测量小车运动的平均速度。 让小车从斜面的 A 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 S（1）图中 AB 段的路程 SAB AB= = cm,如果测得 AB 段的平均速度 Vcm,如果测得 AB 段的平均速度 VAB AB= = cm/s.cm/s. （2)在测量小车到达 B 点的时间时，如果小车过 B 点才停止计时，测得 AB 段的平均速度 V（2)在测量小车到达 B 点的时间时，如果小车过 B 点才停止计时，测得 AB 段的平均速度 VAB AB 会偏会偏。 (3)为了测量小车运动过程下半程的平均速度，某同学让小车从 B 点由静止释放，测出小车 到达 C 点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。他的做法正确吗？ (3)为了测量小车运动过程下半程的平均速度，某同学让小车从 B 点由静止释放，测出小车 到达 C 点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。他的做法正确吗？， 理由是 ， 理由是。 四、实验考题展示四、实验考题展示 1.在测量平均速度的实验中，如图 3 所示，斜面应选择较小坡度，这样设计是为了实验中便1.在测量平均速度的实验中，如图 3 所示，斜面应选择较小坡度，这样设计是为了实验中便 于测量于测量。若秒表每格为 1S，则该实验中，小车通过全程的平均速度是。若秒表每格为 1S，则该实验中，小车通过全程的平均速度是。 实验中，小车通过上半程的平均速度 。 实验中，小车通过上半程的平均速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）小车通 过下半程的平均速度。 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小车通 过下半程的平均速度。 2.小新和同学一起用硬纸板搭建了如图 4 所示的轨道，测量小球运动的平均速度。2.小新和同学一起用硬纸板搭建了如图 4 所示的轨道，测量小球运动的平均速度。 （1）根据实验的原理（1）根据实验的原理，需要测量的物体量是小球运动的路程和所用的时间。，需要测量的物体量是小球运动的路程和所用的时间。 （2）他们先用钢卷尺对轨道的各段长度进行测量并分段做了标记， 因（2）他们先用钢卷尺对轨道的各段长度进行测量并分段做了标记， 因的测量误差较的测量误差较 大，需多次测量。为保证小球每次通过 A 点的速度相同，必须用同一小球从左边斜面的大，需多次测量。为保证小球每次通过 A 点的速度相同，必须用同一小球从左边斜面的 高度由静止释放。 要使小球能够通过 E 点， 释放小球的高度应高度由静止释放。 要使小球能够通过 E 点， 释放小球的高度应（选填 “大于” 、 “小于”或“等于”）水平段 BD 的高度。 （选填 “大于” 、 “小于”或“等于”）水平段 BD 的高度。 （3）从 A 点开始计时，用电子秒表分别测量小球经过 B、C、D、E 各点的时间。整理实验数（3）从 A 点开始计时，用电子秒表分别测量小球经过 B、C、D、E 各点的时间。整理实验数 据并记录在下表中。据并记录在下表中。 路段路段距离 S/cm距离 S/cm运动时间 t/s运动时间 t/s平 均 速 度 V/ （m.s-1) 平 均 速 度 V/ （m.s-1) ABAB50.0050.000.450.451.111.11 BCBC50.0050.000.600.600.830.83 CDCD50.0050.000.750.750.670.67 DEDE100.00100.000.930.931.081.08 分析表中数据可知：V分析表中数据可知：VBC BC V