Question

7．如图所示，这是小明设计的“测平均速度的实验”装置，
（1）利用这个装置测小车在斜面上做变速直线运动的平均速度．这个实验的原理是v=$\frac{s}{t}$，实验必须测量的物理量是斜面长度和运动时间．
（2）确定计时的电子表后，为了方便时间测量，你在实验中又选择的器材是金属片，为了减小时间测量误差对实验结果的影响，你的做法是减缓斜面倾斜程度．
（3）如图，若秒表每格为1s，该次实验中，小车通过全程的平均速度v=0.12m/s，实验中小车通过上半路程的平均速度小于小车通过下半路程的平均速度．（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）小明认为，测出小车t时间内在斜面上通过的路程s，也可以计算其平均速度．请对小明实验方案的不足作出评估路程不容易准确测出．

Answer 1

分析 （1）测量小车在斜面上的平均速度，需要测量斜面长度和运动时间；
（2）为减小测量误差，应该使测量的时间尽可能精确；
（3）从图中秒表读出小车通过全程所用时间和小车运动距离，利用速度公式求小车通过全程的平均速度；求出前半程、后半程所用的时间，利用速度公式求前半程和后半程的平均速度，进行比较；
（4）从实验过程的可操作性方面进行评估．

解答 解：
（1）本实验依据的原理是v=$\frac{s}{t}$，需要测量斜面长和运动时间；
（2）为了方便测量，实验器材可以添加一块金属片，先后竖立在斜面的中点和最下端，当听到小车撞击金属片时记下时间；同时，减缓斜面的倾斜程度，使小车在斜面上运动的时间较长，便于准确测量时间；
（3）小车运动距离s₁=60cm=0.6m，t=5s，
小车通过全程的平均速度：
v=$\frac{{s}_{1}}{t}$=$\frac{0.6m}{5s}$=0.12m/s；
（4）前半程：s₂=0.3m，t₂=3s，
前半程的平均速度：
v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.3m}{3s}$=0.1m/s；
后半程s₃=0.3m，t₃=t-t₂=5s-3s=2s，
v₃=$\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}}$=$\frac{0.3m}{2s}$=0.15m/s，
所以小车通过上半路程的平均速度小于小车通过下半路程的平均速度；
（4）如果确定时间t，然后测量小车在t时间通过的路程，可能遇到两种情况：小车运动到最下端时，所用时间小于t；小车运动的时间刚好是t时，到达的位置不易确定．总之，小车通过的路程不容易测量，导致平均速度的结果存在较大误差．
故答案为：
（1）v=$\frac{s}{t}$；斜面长度，运动时间；
（2）金属片；减缓斜面倾斜程度；
（3）0.12；小于；
（4）路程不容易准确测出．

点评 本题是一道基础题，知道测平均速度的原理、由图示求出小车的运动时间与小车的路程、熟练应用平均速度公式是正确解题的关键，对实验方案的评估是需要提高的能力．