Question

15．如圖是小凱同學(xué)小組探究“測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的平均速度”的實(shí)驗(yàn)裝置圖．
（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是v=$\frac{s}{t}$．[用公式表示]
（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①把小車放在斜面頂端，金屬片放在斜面底端，用刻度尺測(cè)量出小車到金屬片的距離s₁：
②用停表測(cè)量出小車從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時(shí)間t₁；
③將金屬片移至斜面的中部，測(cè)出小車到金屬片的距離s₂；
④測(cè)出小車從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時(shí)間t₂．
（3）數(shù)據(jù)記錄及分析論證：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	路程s（m）	運(yùn)動(dòng)時(shí)間t（s）	平均速度v（m/s）
1	s1=1.0	t1=5	v1=0.2
2	s2=0.5	t2=3	v2=0.17

①計(jì)算兩次運(yùn)動(dòng)的平均速度：v₁=0.2m/s；v₂=0.17m/s．
②造成小車兩次運(yùn)動(dòng)的平均速度不一樣的原因是第一組實(shí)驗(yàn)是全程的平均速度，第二組實(shí)驗(yàn)是前半段的平均速度，而小車做變速運(yùn)動(dòng)，所以兩次平均速度不同．
③利用上述數(shù)據(jù)，小車在整段路程中，后半段的平均速度是0.25m/s．
（4）實(shí)驗(yàn)評(píng)估：
①斜面的一端用木塊墊起，使它保持很小的坡度，其目的是減慢小車的下滑速度，減小測(cè)量時(shí)間所產(chǎn)生的誤差．
②小旋利用同樣的器材，按照同樣的原理及步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但測(cè)得的數(shù)據(jù)卻與小凱小組的不同，其原因可能是小旋實(shí)驗(yàn)時(shí)斜面的坡度與小凱的不同，即斜面傾角不同．

Answer 1

分析 （1）在測(cè)平均速度實(shí)驗(yàn)中所采用的是一種間接測(cè)量法，原理是速度的計(jì)算公式；
（2）測(cè)平均速度的實(shí)驗(yàn)中，需要用刻度尺測(cè)路程，用秒表測(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間，
（3）①從表中數(shù)據(jù)可知小車通過的路程和所用時(shí)間，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出小車的平均速度；
②根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)即可比較小車運(yùn)動(dòng)速度變化，從而判斷出小車的運(yùn)動(dòng)情況；
③先計(jì)算出小車下半段的運(yùn)動(dòng)路程和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，根據(jù)速度公式v=$\frac{s}{t}$計(jì)算下半程的平均速度；
（4）①斜面坡度越小，小車速度變化越慢，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長，越方便時(shí)間的測(cè)量．
②實(shí)驗(yàn)過程中，斜面的坡度不同，小車運(yùn)動(dòng)的快慢不同，測(cè)量的數(shù)據(jù)不同．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)測(cè)量平均速度采用的是一種間接測(cè)量法，通過測(cè)量小車通過的路程和所用的時(shí)間，然后根據(jù)速度公式計(jì)算平均速度，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是v=$\frac{s}{t}$；
（2）實(shí)驗(yàn)中需要用停表測(cè)量出從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時(shí)間t₁；
（3）①由表中數(shù)據(jù)可知，小車通過的全程路程為s₁=1.0m，所用的時(shí)間為t₁=5s，
則小車通過全程的平均速度：v₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{1.0m}{5s}$=0.2m/s；
由表中數(shù)據(jù)可知，小車通過上半段的路程為s₂=0.5m，所用的時(shí)間為t₂=3s，
則小車通過上半段的平均速度：v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.5m}{3s}$≈0.17m/s；
②第一組實(shí)驗(yàn)是全程的平均速度，第二組實(shí)驗(yàn)是前半段的平均速度，而小車做變速運(yùn)動(dòng)，所以兩次平均速度不同；
③由表中數(shù)據(jù)可知，小車通過的下半段的路程為s₃=1.0m-0.5m=0.5m，所用的時(shí)間為t₃=t₁-t₂=0.5s-0.3s=0.2s，
則小車通過下半段的平均速度：v₃=$\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}}$=$\frac{0.5m}{2s}$=0.25m/s；
（4）①斜面的一端用木塊墊起，使斜面的坡度較小，減慢小車的下滑速度，減小測(cè)量時(shí)間所產(chǎn)生的誤差；
②小旋利用同樣的器材，按照同樣的原理及步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若小旋實(shí)驗(yàn)時(shí)斜面的坡度與小凱的不同，即斜面傾角不同，則小車的運(yùn)動(dòng)快慢不同，測(cè)得的數(shù)據(jù)卻與小凱小組的不同．
故答案為：（1）v=$\frac{s}{t}$；
（2）②從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時(shí)間t₁；
（3）①0.2；0.17；
②第一組實(shí)驗(yàn)是全程的平均速度，第二組實(shí)驗(yàn)是前半段的平均速度，而小車做變速運(yùn)動(dòng)，所以兩次平均速度不同；
③0.25；
（4）①減慢小車的下滑速度，減小測(cè)量時(shí)間所產(chǎn)生的誤差．
②小旋實(shí)驗(yàn)時(shí)斜面的坡度與小凱的不同，即斜面傾角不同．

點(diǎn)評(píng) 本題為平均速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)，主要考查器材的選擇、實(shí)驗(yàn)原理，速度的計(jì)算，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題等知識(shí)，考查比較全面；計(jì)算平均速度時(shí)，一定學(xué)會(huì)讀出路程和對(duì)應(yīng)的時(shí)間，按平均速度的定義代入v=$\frac{s}{t}$算出平均速度．