第一章 机械运动
第4节 测量平均速度
基础过关全练
知识点 测量平均速度
1.【环境保护】(2022安徽芜湖弋江期中)为积极践行“绿色·共享”的理念,市民们越来越多地选择共享单车出行。骑行结束,归还单车之后,系统会自动向骑行者的手机发送一条如图所示的短信,据此可以算出骑行者骑行的平均速度为 m/s。
2.【新独家原创】宏图同学用如图所示的实验装置“测量小车的平均速度”。
(1)实验中,一定会用到的两种测量工具是 和 。
(2)让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,部分实验数据如表所示,请完善以下实验记录表格。
路程 运动时间 平均速度
sAB= cm tAB=2.2 s vAB=22.73 cm/s
sBC= cm tBC= s vBC= cm/s
sAC=90.0 cm tAC=3 s vAC=30.0 cm/s
(3)分析实验数据可知,小车在斜面上做 运动。
(4)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时(其他测量均正确),这样测得BC段的平均速度vBC会比真实值 (选填“大”或“小”),理由是 。
能力提升全练
3.(2022四川成都中考,A8,★☆☆)无风的天气,小虹和同学一起用机械停表和刻度尺测量乒乓球下落的平均速度,他们让乒乓球从三楼由静止竖直落到地面。对于实验有关的操作和分析,正确的是 ( )
A.该实验很简单,不必注意操作的安全
B.选择量程为1米的刻度尺来测量路程
C.使用停表前,要先观察停表是否调零
D.所测速度表示乒乓球每一时刻的快慢
4.(2021湖南湘西中考,2,★☆☆)小明在学校举行的体育运动会百米赛跑中,前50米用时6秒,后50米用时8秒,小明百米赛跑全程的平均速度约为 ( )
A.16.7 m/s B.12.5 m/s
C.7.1 m/s D.7.3 m/s
5.【实验探究·分析论证】(2022贵州毕节中考,27,★☆☆)小明用玩具汽车测量平均速度,让汽车在斜面上沿直线下滑,位置传感器每隔0.2 s记录一次汽车的位置,如图所示。由图可知,汽车从A点运动到C点的路程为 cm,BD段的平均速度为 m/s,汽车由A点运动到D点的过程,不是做匀速直线运动,理由是 。
6.(2021辽宁丹东中考,27节选,★★☆)小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从带刻度尺的斜面上由静止下滑,如图所示。
(2)AB段距离sAB= cm,小车在AC段的平均速度vAC= m/s。
(5)小明进一步实验测得小车在斜面上运动时,前半程平均速度为v1,后半程平均速度为v2,则小车全程平均速度v= (用字母v1和v2表示)。
7.【实验探究·设计实验】(2023山西阳高期中,15,★★☆)“项目式学习”就是以真实情境的项目作为教学的中心,在主动做项目中掌握更多的知识。在机械运动这一章以“测速度”为项目进行学习。为了保障学生安全,交警在学校门前的街道,设置了限速为30 km/h的标志牌。有家长反映,经常有车辆超速。在没有安装测速仪的情况下,请你设计实验方案,测量校门前行驶汽车的平均速度是否超速。(P8101006)
(1)实验器材: 。
(2)实验步骤: 。
(3)实验结论: 。
素养探究全练
8.【科学探究】小东和同学一起搭建了如图所示的斜面,来测量小球运动的平均速度。
(1)他们先用刻度尺对轨道的各段长度进行测量并分段做了标记,然后从A点开始静止释放小球,最终小球停在E点。用电子停表分别测量小球经过B、C、D、E各点的时间。整理实验数据并记录在表中。
路段 距离s/cm 运动时间t/s 平均速度v/(m·s-1)
AB 50.00 0.60 0.83
BC 50.00 0.40 1.25
CD 50.00 0.80 0.63
DE 100.00 2.80 0.36
通过分析如表数据可知,小球沿斜面由A点下滑到斜面底端做的是 (选填“匀速”或“变速”)运动。
(2)通过小东的测量数据可以判断,小球在水平面上CD段的平均速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)在水平面上全程的平均速度。
(3)小球在AC段运动过程中的平均速度为 m/s。
(4)实验中为减小测量时间的误差,应使斜面保持较 (选填“大”或“小”)的坡度。
答案全解全析
基础过关全练
1.3
解析 骑行者骑行共享单车的平均速度v==10.8 km/h=3 m/s。
2.(1)刻度尺 停表 (2)50.0 40.0 0.8 50.0 (3)变速直线 (4)见解析
解析 (1)根据v=可知,做“测量小车的平均速度”实验时,需要测量小车运动的路程和时间,所以需要刻度尺和停表。(2)由图可知,小车的车头从A点运动到B点的路程sAB=90.0 cm-40.0 cm=50.0 cm;小车的车头从B点运动到C点的路程sBC=40.0 cm,tBC=tAC-tAB=3 s-2.2 s=0.8 s,则BC段的平均速度 vBC==50.0 cm/s。(3)由(2)可知,vBC>vAB,故小车在斜面上做变速直线运动。(4)tBC=tAC-tAB,小车过了B点才停止计时,则所测tAB偏大,在tAC测量正确的条件下,tBC偏小;根据公式v=可知,这样测得的vBC会比真实值大。
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3.C 由题可知,让乒乓球从三楼由静止竖直落到地面,实验位置比较高,需要注意操作安全,故A错误;一层楼高约为3 m,乒乓球从三楼落下,运动的路程约为6 m,故B错误;使用停表前,要先观察停表是否调零,如果不调零,测量的时间不准确,故C正确;测量的平均速度表示乒乓球从三楼到地面这段路程的平均快慢程度,故D错误。
4.C 小明百米赛跑全程用时t=t1+t2=6 s+8 s=14 s,则小明百米赛跑全程的平均速度为v=≈7.1 m/s。
5.2.12 0.1 相等时间内通过的路程不相等
解析 由图可知,刻度尺的分度值为1 mm,则该汽车在AC段运动的路程sAC=2.12 cm;由图可知,该汽车在BD段运动的路程sBD=4.50 cm-0.50 cm=4.00 cm,汽车通过BD段所用的时间tBD=2×0.2 s=0.4 s;BD段的平均速度vBD==10.00 cm/s=0.1 m/s;由图可知,该汽车由A点运动到D点的过程中,在相等的时间内,通过的路程不相等,所以该汽车不是做匀速直线运动。
6.(2)40.0 0.3 (5)
解析 (2)AB段的长度sAB=100.0 cm-60.0 cm=40.0 cm;AC段的长度sAC=100.0 cm-10.0 cm=90.0 cm;小车在AC段的平均速度vAC==30.0 cm/s=0.3 m/s;
(5)设总路程为s总=s1+s2,由v=可得,前半程行驶的时间t1=,后半程行驶的时间t2=,s1=s2,则小车全程的平均速度v=。
7.(1)停表、卷尺 (2)①在校门前的街道边标出A、B两点,用卷尺测出两点间的距离s;②让一名同学站在A点,另一名同学站在B点;③在汽车车头经过A点时,A点处的同学举手示意,同时B点处的同学用停表开始计时,汽车车头通过B点时,B点处同学停止计时,记录汽车从A点到B点行驶的时间t;④算出汽车的平均速度v= (3)若v>30 km/h,则汽车超速;若v≤30 km/h,则汽车不超速
解析 (1)由v=可知,要测量平均速度需要用停表测量时间,用卷尺测量路程,所以需要停表和卷尺。(2)测量出汽车在两点间运动的路程及通过这段路程所用时间,测量路程时注意测量车头到车头两点间的距离。(3)计算出汽车的速度与限速30 km/h进行比较并得出结论。
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8.(1)变速 (2)大于 (3)1 (4)小
解析 (1)由表格数据vBC>vAB可知,小球沿斜面由A点下滑到斜面底端做的是变速直线运动。(2)由实验数据可知,CE段的距离为sCE=50.00 cm+100.00 cm=150.00 cm=1.50 m,tCE=0.80 s+2.80 s=3.60 s,则CE段的平均速度vCE=≈0.42 m/s,由实验数据可知vCD=0.63 m/s,所以小球在水平面上CD段的平均速度大于在水平面上全程的平均速度。(3)由表格数据可知,AC段的距离为sAC=50.00 cm+50.00 cm=100.00 cm=1.00 m,tAC=0.60 s+0.40 s=1.00 s,则小球在AC段的平均速度vAC==1 m/s。(4)斜面的坡度越大,小球在斜面上运动的速度越快,运动的时间越短,测量的时间误差越大,因此实验时为了减小测量时间的误差,应使斜面保持较小的坡度。
