Question

1．如图1是“研究物体速度变化和测量平均速度”的实验装置，请你完成以下实验步骤．
（1）提出问题：小车在斜面上自由地下滑，它速度是否变化？如何变化呢？
（2）猜想与假设：
①全程的速度一样；
②上半程的速度比下半程的速度快；
③下半程的速度比上半程的速度快．
（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）实验和收集证据：
实验器材：斜面、小车、钟表、刻度尺、金属板．
实验步骤：①用刻度尺测出测出上半程S₁、下半程S₂和全程S；
②让小车从斜面上自由下滑，在上半程处用金属板挡住小车，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板挡住小车，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υ₁、υ₂、υ．
④实验数据：（计算并填写下表数据）

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

（注：图2中钟表的分度值为1s）
（5）分析与论证：①在相同的路程上所用的时间不相等，中点处的速度小于终点处的速度大于全程的平均速度．（选填“小于”、“等于”或“大于”）
②小车在下滑过程中，速度越来越快．

Answer 1

分析 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．选择实验器材：除了斜面、小车、计时器外，还需要测量长度的刻度尺，为了计时方便在斜面末端和中点加上金属片．
实验步骤：①用刻度尺测出测出上半程S₁、下半程S₂和全程S；②让小车从斜面上自由下滑，在上半程处用金属板挡住小车，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板挡住小车，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υ₁、υ₂、υ．
数据处理，从图中读出上半程、下半程、全程的长度及所用时间，利用速度公式求各自的平均速度，计入表格．
（5）比较分析．因为在相同的路程上所用的时间不等，得出中点处的速度、终点处的速度和全程的平均速度的大小关系．

解答 解：
（2）猜想与假设：下半程的速度比上半程的速度快．
（3）制定实验方案．
（4）进行实验和收集证据．选择实验器材：除了斜面、小车、计时器外，还需要刻度尺、金属板．
实验步骤：①用刻度尺测出测出上半程S₁、下半程S₂和全程S；
②让小车从斜面上自由下滑，在上半程处用金属板挡住小车，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板挡住小车，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υ₁、υ₂、υ．
由图可知，上半程s₁=40cm=0.4m，下半程s₂=40cm=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=2s，
v₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{0.4m}{3s}$≈0.13m/s；
v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.4m}{2s}$0.2m/s；
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.8m}{5s}$=0.16m/s．
如下表．
（5）比较分析．因为在相同的路程上所用的时间不等，得出中点处的速度小于终点处的速度大于全程的平均速度．
由表中数据的出结论：小车下滑过程中速度越来越快．
故答案为：
（2）猜想与假设；
（4）刻度尺；金属挡板；
①全程S；
④实验数据见下表

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

（5）①小于；大于；②越来越快．

点评 本题考查了速度的计算，以及学生对探究实验七环节的了解与掌握，涉及到实验步骤的设计，综合性较强，有一定难度．