Question

9．小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的时间显示（数字分别表示“小时：分：秒”）．

（1）该实验目的是练习用刻度尺和停表测平均速度．
（2）该实验是根据公式v=$\frac{s}{t}$进行测量的．
（3）实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较小（选填“大”或“小”）
（4）实验时观察到，小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是变速（选填“匀速”或“变速”）直线运动．如图所示，小车在AC段的平均速度是0.3m/s
（5）实验中测得路程AB段的平均速度为v₁，路程BC段上的平均速度为v₂，路程AC段的平均速度为v₃．那么，v₁、v₂、v₃的大小关系是v₂＞v₃＞v₁．
（6）实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了A点才开始计时，则会使所测AC段的平均速度v_AC偏大（选填“大”或“小”）．

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，利用速度公式进行分析所用的器材；
（2）实验的测量原理：v=$\frac{s}{t}$．
（3）如果斜面太高，物体运动时间太短，不容易计时；
（4）小车沿斜面做的是加速直线运动；平均速度是一段时间的路程与这段时间的比值，用公式v=$\frac{s}{t}$来计算；
（5）AB的平均速度等于AB段的路程除以运动时间；BC段的路程等于AC段路程减AB段路程；运动时间等于AC段时间减AB段时间，根据路程和时间求出平均速度；
根据AC段路程和时间求出平均速度；
（6）如果让小车过了A点后才开始计时，计时过晚，使所计时间偏小；根据v=$\frac{s}{t}$，相同的路程，测量时间小，则计算的速度偏大．

解答 解：（1）根据测量平均速度的原理可知，需要测量斜面长和运动时间，需要的测量工具有刻度尺和停表；
（2）“测平均速度”的实验原理是v=$\frac{s}{t}$．
（3）斜面的坡度较小，小车运动速度较慢，运动时间较长，便于计时．避免斜面太高时，小车运动速度太大，运动时间太短，难以测量；
（4）小车由静止释放，在重力、支持力、摩擦阻力作用下，沿斜面做加速运动，是变速运动；
由图可知，s_AC=0.90m，t_AC=23-20=3s，
v₃=v_AC=$\frac{{s}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{0.90m}{3s}$=0.3m/s；
（5）由图可知，s_AB=0.40m，t_AB=22-20=2s，v₁=v_AB=$\frac{{s}_{AB}}{{t}_{AB}}$=$\frac{0.40m}{2s}$=0.2m/s；
s_BC=s_AC-s_AB=90.0cm-40.0cm=50.0cm；t_BC=t_AC-t_AB=3s-2s=1s；
v₂=v_BC=$\frac{{s}_{BC}}{{t}_{BC}}$=$\frac{0.5m}{1s}$=0.5m/s；
小车沿斜面做加速直线运动，所以上半段路程的平均速度最小，下半段路程的平均速度最大，整个路程的平均速度居中，故v₂＞v₃＞v₁．
（6）计时晚，所计时间偏小，用公式v=$\frac{s}{t}$算出的速度偏大．
故答案为：（1）刻度尺；停表；（2）v=$\frac{s}{t}$；（3）小；（4）变速；0.3；（5）v₂＞v₃＞v₁；（6）大．

点评 本题考查了学生对测量平均速度原理、需要器材的掌握和理解，属于常见题．