资源简介

第一章 机械运动 第4节 测量平均速度 导学案
一、学习目标
1. 知道测量平均速度的实验原理 ，会根据原理选择实验器材。
2. 能正确使用刻度尺和停表测量小车在斜面上运动的平均速度。
3. 能设计实验数据记录表格，能分析实验数据得出“小车沿斜面加速下滑”的结论。
4. 知道斜面坡度对实验的影响，能评估实验中的误差来源及注意事项。
【导学】
情景引入：同学们，在上一节我们学习了速度公式 。如果我们想知道校运会百米冠军跑全程的平均速度，需要测量什么？——需要测量100m的路程和跑完所用的时间，再计算。今天我们要走进实验室，亲自动手测量小车在斜面上运动的速度。小车从斜面滑下，速度是否变化？上半程和下半程一样快吗？让我们通过实验来寻找答案。
问题链：
· 测平均速度的原理是什么？需要测哪些物理量？用什么工具测？
· 先测全程还是先测上半程？如何让小车运动、如何让它停止？
· 实验数据能告诉我们小车运动有什么规律？
【知识整理】
一、实验目的
测量小车在斜面上运动的________速度。
二、实验原理
本实验的原理是________，用符号表示为 v= ________。
三、实验器材（直接列出）
刻度尺、停表、斜面、金属片、小车。
（各器材作用：刻度尺测________；停表测________；斜面让小车________；金属片让小车________并发出声音便于________。）
四、实验装置
将________放置在水平桌面上，在斜面底端放置________，小车从斜面顶端由________释放。（可画示意图处）
五、实验步骤
（一）测量全程平均速度
1. 用________测出小车将要通过的全程路程 s1 ，即从斜面________到底端________的距离。
2. 让小车从斜面________由静止开始滑下，用________测出小车从顶端滑到________所用的时间 t1 。
3. 计算全程平均速度 v1= ________。
（二）测量上半段平均速度
1. 将金属片移至斜面________，用刻度尺测出上半段路程 s2 （即顶端到金属片的距离）。
2. 让小车从斜面________由静止滑下，用停表测出小车从顶端到金属片所用的时间 t2 。
3. 计算上半段平均速度 v2= ________。
（三）计算下半段平均速度
1. 下半段的路程 s3= ________（用 s1 、 s2 表示）。
2. 下半段的时间 t3= ________（用 t1 、 t2 表示）。
3. 计算下半段平均速度 v3= ________。
六、数据记录表格
实验次数 路程 s /m 时间 t /s 平均速度 v /（m·s ）
全程 s1 = t1 = v1 =
上半段 s2 = t2 = v2 =
下半段 s3 = t3 = v3 =
七、数据分析与结论
1. 比较 v1 与 v2 ： v1 ________ v2 （填“>”“<”或“=”），说明全程平均速度________（填“大于”或“小于”）上半段平均速度。
2. 比较 v2 与 v3 ： v2 ________ v3 （填“>”“<”或“=”），说明小车速度越来越________。
3. 结论：小车沿斜面由顶端滑到底端做的是________运动，速度在________（填“增大”“减小”或“不变”）。
八、注意事项
1. 斜面坡度要________（填“大”或“小”）一些，目的是使小车运动________，便于准确测量________。
2. 小车每次都必须从斜面________（填“同一”或“不同”）位置由________释放，以保证路程相同。
3. 计时开始时，要和小车释放________（填“同时”或“不同时”）；小车撞击金属片时，要________（填“先停表”“后停表”或“同时”）停止计时。
4. 为减小误差，应多次测量取________。
九、误差分析
· 若小车释放后，启动停表晚了，则测得的时间 t 偏________，计算出的速度 v 偏________。
· 若小车撞击金属片后，停止停表晚了，则测得的时间 t 偏________，计算出的速度 v 偏________。
· 读数时视线未与刻度尺________，会导致路程测量不准。
【例题】
1．以下是小华同学做“测量小车的平均速度”时的实验报告（摘要）。请你将其报告中的问题补充完整。
(1)①【实验目的】测量小车的平均速度。
②【实验原理】___________。
(2)①【实验器材】小车、刻度尺、___________、斜面、金属挡板。
②【实验装置】如图所示。
(3)【实验数据】如表所示，并把表中数据补充完整。
测量的物理量 AB段 BC段 AC段
路程s/cm 45 56 101
时间t/s 3.0 2.8 5.8
平均速度v（cm/s） 15 _______ 17.4
(4)【实验分析】实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，应___________斜面的坡度（选填“增大”或“减小”）。
2．小桥和小刚同学用图甲所示的装置研究小车在斜面上的运动。
(1)实验中还需要的测量工具是___________；实验时小桥发现小车运动时间太短，为了更方便计时，他提出应将支撑木块___________（选填“向右”或“向左”）适当移动；
(2)测出小车从A处滑到处的时间，则小车在段的平均速度___________m/s；
(3)如果过了A点后才开始计时，则所测小车在段的平均速度___________（填“偏大”或“偏小”）
(4)想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度，小刚提议将小车从B处静止释放测量后半段的时间，小桥认为不可以，理由是_________________________。
(5)另一小组同学利用位置传感器测出小车实时距离，再用计算机算出速度，如图乙所示。小车从A处滑到处的过程，传感器的屏幕图像如图丙所示。由图像可知，小车沿斜面下滑时做___________（选填“匀速”或“变速”）运动。
试卷第1页，共3页
参考答案（填空题与例题答案）
一、平均
二、速度公式
三、路程；时间；自行滑下；停止；计时
四、斜面；金属片；静止
五、（一）刻度尺；顶端；金属片；顶端；停表；金属片；；（二）中点（上半段末端）；顶端； ；
（三）
七、>；大于；<；快（大）；变速；增大
八、小；慢；时间；同一；静止；同时；同时；平均值
九、小；大；大；小；垂直
例题
1．(1)
(2)停表
(3)20
(4)减小
【详解】（1）测量平均速度的实验原理是速度公式。
（2）实验中需要用刻度尺测小车运动的距离，用停表测小车运动的时间，实验器材中缺停表。
（3）BC段的平均速度
（4）实验时，为了方便测量时间，需要使小车在斜面上运动的时间长些，要减小斜面的坡度。
2．(1) 秒表 向右
(2)0.4
(3)偏大
(4)小车从A点下滑到B点时已经具有初速度，从B点静止释放测得的时间不是AC段后半段的真实运动时间
(5)变速
【详解】（1）测量平均速度的原理是，题图甲的刻度尺已经可以测量路程，因此还需要测量时间的工具秒表；小车运动时间太短是因为斜面坡度大、小车速度快，将支撑木块向右移动会减小斜面倾角，降低小车下滑速度，延长运动时间，方便计时。
（2）由图甲可知，A点对应刻度80.0cm，C点对应刻度0.0cm，因此AC段路程
AC段的平均速度为
（3）过A点才开始计时，会导致测得的时间比真实运动时间偏小，根据 ，路程准确、时间偏小时，计算得到的平均速度偏大。
（4）小车从A点由静止下滑，到达B点时已经有一定的速度；如果从B点静止释放小车，测得的时间是小车从B点由静止开始下滑的时间，并不是原本AC段运动过程中后半段的真实时间，因此该方法不可行。
（5）图丙的v-t图像是一条过原点的倾斜直线，说明小车下滑过程中速度随时间不断增大，速度是变化的，因此小车做变速运动。

展开更多......

收起↑