1. 如題1圖所示是測(cè)量小車沿斜面下滑的平均速度的實(shí)驗(yàn)。
(1)該實(shí)驗(yàn)原理是
$v = \frac{s}{t}$
。
(2)該實(shí)驗(yàn)中用
刻度尺
測(cè)量小車從斜面頂端A點(diǎn)下滑到金屬片通過(guò)的路程s,用
秒表
測(cè)量小車通過(guò)該段路程所用的時(shí)間t,其中金屬片的作用是
使小車在同一位置停下,便于測(cè)量時(shí)間
。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)小車的速度太快,很容易出現(xiàn)車已經(jīng)到了底端,手還來(lái)不及按表停止計(jì)時(shí)的情況,導(dǎo)致計(jì)時(shí)很不準(zhǔn)。為了便于準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)間,應(yīng)采取的操作是
減小斜面的傾斜角度
。
(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,小車通過(guò)的總路程s=80.0cm,總時(shí)間t=2.4s。移動(dòng)金屬片至斜面B點(diǎn),小車再次從斜面頂端A點(diǎn)滑下,測(cè)出小車通過(guò)的上半段路程s?=40.0cm,所用時(shí)間t?=1.6s。則通過(guò)上半段路程的平均速度v?=
0.25
m/s,通過(guò)下半段路程的平均速度v?=
0.5
m/s,通過(guò)全程的平均速度v=
0.33
m/s。v?、v?、v的大小關(guān)系是
$v_{2}>v>v_{1}$
,小車在斜面上做
加速
(勻速/加速/減速)運(yùn)動(dòng)。
(5)實(shí)驗(yàn)前,必須學(xué)會(huì)熟練使用秒表,在測(cè)量全程平均速度的實(shí)驗(yàn)中,如果讓小車過(guò)了A點(diǎn)才開(kāi)始計(jì)時(shí),則會(huì)使所測(cè)時(shí)間
偏小
,導(dǎo)致算出的全程平均速度
偏大
;如果在小車撞擊金屬片之后才按下秒表結(jié)束計(jì)時(shí),則會(huì)使測(cè)得的全程平均速度
偏小
。(偏大/偏小/不變)
(6)在時(shí)間測(cè)量準(zhǔn)確的情況下,若以AD作為總路程,則會(huì)導(dǎo)致所測(cè)平均速度
偏大
(偏大/偏小/不變)。
答案:(1)$v = \frac{s}{t}$
解析:平均速度的測(cè)量原理是速度公式$v=\frac{s}{t}$。
(2)刻度尺;秒表;使小車在同一位置停下,便于測(cè)量時(shí)間
解析:測(cè)量路程用刻度尺,測(cè)量時(shí)間用秒表。金屬片能讓小車在斜面底端同一位置停下,便于準(zhǔn)確記錄時(shí)間。
(3)減小斜面的傾斜角度
解析:減小斜面傾斜角度可降低小車下滑速度,便于準(zhǔn)確計(jì)時(shí)。
(4)0.25;0.5;0.33;$v_{2}>v>v_{1}$;加速
解析:$s = 80.0\,cm=0.8\,m$,$t = 2.4\,s$,全程平均速度$v=\frac{s}{t}=\frac{0.8}{2.4}\approx0.33\,m/s$。
$s_{1}=40.0\,cm=0.4\,m$,$t_{1}=1.6\,s$,上半段平均速度$v_{1}=\frac{s_{1}}{t_{1}}=\frac{0.4}{1.6}=0.25\,m/s$。
下半段路程$s_{2}=s - s_{1}=0.4\,m$,時(shí)間$t_{2}=t - t_{1}=2.4 - 1.6 = 0.8\,s$,$v_{2}=\frac{s_{2}}{t_{2}}=\frac{0.4}{0.8}=0.5\,m/s$。
比較得$v_{2}>v>v_{1}$,速度增大,小車做加速運(yùn)動(dòng)。
(5)偏??;偏大;偏小
解析:過(guò)A點(diǎn)才計(jì)時(shí),所測(cè)時(shí)間偏小,由$v=\frac{s}{t}$,時(shí)間偏小則速度偏大。撞擊后才停表,時(shí)間偏大,速度偏小
(6)偏大
解析:AD路程大于實(shí)際路程s,時(shí)間測(cè)量準(zhǔn)確,由$v=\frac{s}{t}$,路程偏大則速度偏大。
2. 鋼球沿20m長(zhǎng)的斜面滾下,又在水平地面上滾動(dòng)30m后才停止。鋼球在斜面和地面上滾動(dòng)的時(shí)間分別是5s和15s,則鋼球在斜面上的平均速度是
4
m/s,在水平地面上的平均速度是
2
m/s,在整個(gè)過(guò)程中的平均速度是
2.5
m/s。
答案:4;2;2.5
解析:斜面上平均速度$v_{1}=\frac{20\,m}{5\,s} = 4\,m/s$。
水平地面平均速度$v_{2}=\frac{30\,m}{15\,s}=2\,m/s$。
總路程$s = 20 + 30=50\,m$,總時(shí)間$t = 5 + 15 = 20\,s$,全程平均速度$v=\frac{50}{20}=2.5\,m/s$。