Question

15．如图是小凯同学小组探究“测量物体运动的平均速度”的实验装置图．
（1）该实验的原理是v=$\frac{s}{t}$．[用公式表示]
（2）实验步骤如下：
①把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测量出小车到金属片的距离s₁：
②用停表测量出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t₁；
③将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离s₂；
④测出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t₂．
（3）数据记录及分析论证：

实验次数	路程s（m）	运动时间t（s）	平均速度v（m/s）
1	s1=1.0	t1=5	v1=0.2
2	s2=0.5	t2=3	v2=0.17

①计算两次运动的平均速度：v₁=0.2m/s；v₂=0.17m/s．
②造成小车两次运动的平均速度不一样的原因是第一组实验是全程的平均速度，第二组实验是前半段的平均速度，而小车做变速运动，所以两次平均速度不同．
③利用上述数据，小车在整段路程中，后半段的平均速度是0.25m/s．
（4）实验评估：
①斜面的一端用木块垫起，使它保持很小的坡度，其目的是减慢小车的下滑速度，减小测量时间所产生的误差．
②小旋利用同样的器材，按照同样的原理及步骤进行实验，但测得的数据却与小凯小组的不同，其原因可能是小旋实验时斜面的坡度与小凯的不同，即斜面倾角不同．

Answer 1

分析 （1）在测平均速度实验中所采用的是一种间接测量法，原理是速度的计算公式；
（2）测平均速度的实验中，需要用刻度尺测路程，用秒表测运动时间，
（3）①从表中数据可知小车通过的路程和所用时间，根据v=$\frac{s}{t}$求出小车的平均速度；
②根据表格中的数据即可比较小车运动速度变化，从而判断出小车的运动情况；
③先计算出小车下半段的运动路程和运动时间，根据速度公式v=$\frac{s}{t}$计算下半程的平均速度；
（4）①斜面坡度越小，小车速度变化越慢，小车运动时间越长，越方便时间的测量．
②实验过程中，斜面的坡度不同，小车运动的快慢不同，测量的数据不同．

解答 解：（1）本实验测量平均速度采用的是一种间接测量法，通过测量小车通过的路程和所用的时间，然后根据速度公式计算平均速度，所以这个实验的原理是v=$\frac{s}{t}$；
（2）实验中需要用停表测量出从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t₁；
（3）①由表中数据可知，小车通过的全程路程为s₁=1.0m，所用的时间为t₁=5s，
则小车通过全程的平均速度：v₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{1.0m}{5s}$=0.2m/s；
由表中数据可知，小车通过上半段的路程为s₂=0.5m，所用的时间为t₂=3s，
则小车通过上半段的平均速度：v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.5m}{3s}$≈0.17m/s；
②第一组实验是全程的平均速度，第二组实验是前半段的平均速度，而小车做变速运动，所以两次平均速度不同；
③由表中数据可知，小车通过的下半段的路程为s₃=1.0m-0.5m=0.5m，所用的时间为t₃=t₁-t₂=0.5s-0.3s=0.2s，
则小车通过下半段的平均速度：v₃=$\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}}$=$\frac{0.5m}{2s}$=0.25m/s；
（4）①斜面的一端用木块垫起，使斜面的坡度较小，减慢小车的下滑速度，减小测量时间所产生的误差；
②小旋利用同样的器材，按照同样的原理及步骤进行实验，若小旋实验时斜面的坡度与小凯的不同，即斜面倾角不同，则小车的运动快慢不同，测得的数据却与小凯小组的不同．
故答案为：（1）v=$\frac{s}{t}$；
（2）②从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t₁；
（3）①0.2；0.17；
②第一组实验是全程的平均速度，第二组实验是前半段的平均速度，而小车做变速运动，所以两次平均速度不同；
③0.25；
（4）①减慢小车的下滑速度，减小测量时间所产生的误差．
②小旋实验时斜面的坡度与小凯的不同，即斜面倾角不同．

点评 本题为平均速度测量实验，主要考查器材的选择、实验原理，速度的计算，实验中应注意的问题等知识，考查比较全面；计算平均速度时，一定学会读出路程和对应的时间，按平均速度的定义代入v=$\frac{s}{t}$算出平均速度．