Question

8．某同学作“速度的变化”的科学探究，请你完成以下探究过程：
（1）提出问题：小车在斜面上自由地下滑，它的速度是否变化？如何变化呢？
（2）猜想与假设：
①全程的速度可能一样；
②上半程的速度可能比下半程的速度快；
③下半程的速度可能比上半程的速度快．
（3）制定方案：分别测量出上半程、下半程和全程的距离，再测量出小车通过上半程，下半程和全程的时间，最后计算出速度．
（4）实验器材：斜面、小车、金属片、刻度尺、秒表．
实验步骤：
①用刻度尺测出斜面长度，找出中点，将斜面等分为两等分．
②让小车从斜面上自由下滑，在上半程处用金属片挡住小车，测出小车在上半程的时间t₁．再次让小车从斜面上自由下滑，在斜面末端处用金属片挡往小车，测出小车在全程的时间t．
③计算出下半程的时间t₂，上半程、下半程和全程的速度v₁、v₂、v．
（5）实验数据：（计算并填写数据）

被测内容	时间（s）	距离（m）	平均速度（m/s）
上半程	3	0.4	0.13
下半程		0.4
全程	5	0.8

（6）比较分析：在相同的路程上所用的时间不等，上半程的平均速度＜（选填“＞”“＜”或“=”）下半程的平均速度＞全程的平均速度．
（7）得出结论：小车下半程的速度比上半程的速度快．
（8）评估：若在测量过程中小车过了A点才开始计时，则测得小车在全程的平均速度会偏大（选填“大”或“小”）

Answer 1

分析 （2）根据科学探究的几个环节分析回答：
①提出问题；②猜想与假设；③制定实验方案；④进行实验和收集证据；⑤数据处理；⑥比较分析；⑦结论；⑧评估．
（4）测量物体的平均速度要用刻度尺测出物体通过的路程、用秒表测量所用的时间，利用速度公式求解．
（5）根据表格数据，利用v=$\frac{s}{t}$求出下半程所用时间，下半程和全程的平均速度，比较即可；
（6）分析表格数据得出上半程的平均速度、下半程的平均速度和全程的平均速度的关系；
（7）由上半程、下半程和全程的速度得出猜想是否正确，得出什么结论．
（8）测量过程中小车过了A点才开始计时，这样测出通过AC段的时间偏小，由此分析平均速度．

解答 解：
（2）根据科学探究的几个环节可知，提出问题之后的步骤应该是：猜想与假设：下半程的速度可能比上半程的速度快．
（4）此实验的目的是探究速度的变化，根据v=$\frac{s}{t}$可知，除了斜面、小车、金属片、刻度尺之外，还需要用秒表测量小车通过某一段的时间．
（5）由表可知，全程的路程s=0.8m，上半程的路程s₁=0.4m，下半程的路程s₂=0.4m，
上半程所用时间t₁=3s，全程用的时间t=5s，则下半程用的时间t₂=5s-3s=2s，v₁=0.13m/s；
则下半程的平均速度：v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.4m}{2s}$=0.2m/s；
全程的平均速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.8m}{5s}$=0.16m/s．
故填表如下：

被测内容	时间（s）	距离（m）	平均速度（m/s）
上半程	3	0.4	0.13
下半程	2	0.4	0.2
全程	5	0.8	0.16

（6）由（5）的计算可知，v₁＜v₂＞v₃，即上半程的平均速度小于下半程的平均速度大于全程的平均速度．
（7）由表中数据得出结论：小车下半程的速度比上半程的速度快．
（8）测量过程中小车过了A点才开始计时，这样测出小车通过全程的时间偏小，根据v=$\frac{s}{t}$可知，测得小车在全程的平均速度偏大．
故答案为：（2）猜想与假设；（4）秒表；（5）见解答表格；（6）＜；
（7）小车下半程的速度比上半程的速度快；（8）大．

点评 本题主要考查“测小车的平均速度”的实验以及时间测量的大小对平均速度的影响学生对探究实验七环节的了解与掌握，同时涉及到实验步骤的设计，有难度．