专题04 实验探究：测量平均速度（解析版）-2022-2023学年八年级物理上册学优生期中期末复习难

2022-2023学年八年级物理上册学优生期中期末复习难点题型专项突破（人教版）

专题04 实验探究：测量平均速度

1．（2022•枣庄模拟）某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中，让小球从斜面A点由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，照片如图所示：

（1）依据照片可判断，小球在做　加速　（选填“加速”、“减速”或“匀速”）运动；

（2）如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次，并测得sAB＝5cm，sBC＝15cm，则小球在BC段的平均速度为　0.75　m/s，小球在AC段的平均速度为　0.50　m/s；

（3）如图所示，能说明小球在斜面上运动情况的图象是　C　；

（4）小球在AD段运动过程中，经过时间tAD中点时的速度为v1，经过路程sAD中点时的速度为v2，则v1　＜　v2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

解：（1）由照片可知，在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动；

（2）如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次，并测得sAB＝5cm，sBC＝15 cm，

则小球在BC段的平均速度为：

vBC＝＝＝0.75m/s；

AC段的距离：

sAC＝sAB+sBC＝5cm+15cm＝20cm＝0.2m，

AC段所用的时间：

tAC＝tAB+tBC＝0.2s+0.2s＝0.4s，

则小球在AC段的平均速度：

vAC＝＝＝0.5m/s；

（3）由（1）知图中小球在做加速运动。

图A中随着时间增加，速度在减小，不符合题意；

图B中随着时间增加，速度不变，不符合题意；

图C中随着时间增加，速度在增大，符合题意；

图D中随着时间增加，速度先减小后增大，不符合题意。

故能说明小球在斜面上运动情况的图象是C。

（4）由照片可知，在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动。即小球的速度越来越大，则时间tAD中点未到达路程sAD中点，则v1＜v2。

答案：（1）加速；（2）0.75；0.50；（3）C；（4）＜。

2．（2021•北京期末）小阳用图所示的实验装置测量小车的平均速度，他的主要实验步骤如下：

①用刻度尺测出AC、AB间的距离s1、s2。

②将小车从斜面上A点由静止释放，用停表测出小车经过AC的时间t1。

③将小车从斜面上A点由静止释放，用停表测出小车经过AB的时间t2。

④将小车从斜面上B点由静止释放，用停表测出小车经过BC的时间t3。

（1）该实验的原理是　v＝　。

（2）如果小车过了B点才停止计时，则测得的通过s2的平均速度v2将会　偏小　（选填：“偏大”或“偏小”）。

（3）小车通过全程s的平均速度为v1，通过s2的平均速度为v2，则v1　大于　v2（选填：“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）由以上实验可知，小车从斜面上A点由静止释放，经过BC段的平均速度vBC＝　　（请用测量量的字母表示）。

解：（1）测量平均速度的原理：v＝；

（2）如果让小车过了B点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由公式v＝可知，测得的平均速度会偏小；

（3）小车沿斜面做加速直线运动，所以上段路程的平均速度最小，下段路程的平均速度最大，整个路程的平均速度居中，则v1、v2的大小关系：v1＞v2；

（4）由题意可得，BC段的距离s3＝s1﹣s2，

小车从斜面顶端A点由静止释放，通过BC段所用的时间t3＝t1﹣t2，

则小车从斜面顶端A点由静止释放，经过BC段的平均速度为v3＝＝。

答案：（1）v＝；（2）偏小；（3）大于；（4）。

3．（2022•天津模拟）如图所示是小亮在斜面上测量小车运动的平均速度，他让小车从斜面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，即可测出不同阶段的平均速度。

（1）在实验中，应将斜面坡度调小一些，这样做的目的是 　方便记录时间　；

（2）根据图中记录的数据计算出BC段小车的平均速度是 　0.5　m/s；

（3）在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止记时，测得AB段的平均速度vAB会偏 　小　；

（4）为了测量小车运动过程中下半程的平均速度，小亮让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度．他的做法正确吗？　不正确　，理由是 　因为所测时间不是运动过程中下半程的时间　；

（5）完成实验后，他还想用实验装置探究从斜面下滑物体运动的快慢与哪些因素有关。他对小车下滑快慢的因素进行如下猜想：

猜想一：与斜面的高度有关；

猜想二：与斜面的长度有关。

为了验证猜想一，他设计的方案是将小车分别从斜面上不同高度处由静止释放，测出下滑时间．通过测量，发现每次下滑的时间不同，于是得出猜想一是正确的。请对这一探究作出评价，指出他存在的问题是：　改变高度时，没有控制斜面长度一定　。

解：（1）实验时坡度小一些，小车运动的就会慢一些，这样我们就方便记录时间；

（2）由图可知，小车下滑的距离为6.00dm﹣1.00dm＝5.00dm＝0.500m，

由v＝可得，BC间的速度v＝＝＝0.5m/s。

（3）在测量小车从A点到达B点所用的时间时，如果小车过了B点才停止计时，所测时间偏大，根据v＝可知测出AB段的平均速度vAB会偏小；

（4）让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，所测时间不是运动过程中下半程的时间（或小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0、小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间），所以他的做法不正确；

（5）方案是将小车分别从斜面上不同高度处由静止释放，在此过程中没有控制斜面的长度一定。

答案：（1）方便记录时间；（2）0.5；（3）小；（4）不正确；因为所测时间不是运动过程中下半程的时间；（5）改变高度时，没有控制斜面长度一定。

4．（2012•丹东模拟）如图是测平均速度的实验装置：

（1）这个实验的原理是　v＝　，需要的测量工具是钟表和　刻度尺　。

（2）该实验中，金属片的作用是　使小车在同一位置停下，便于准确测量小车运动的时间　。

（3）小车所放的斜面应保持较　小　（填“大”或“小”）的坡度，这样小车在斜面上运动时间会　长　（填“长”或“短”）些，便于测量。

（4）若秒表每格1s，小车全程的平均速度是　0.12　m/s。小车上一半路程的平均速度　小于　（填“大于”“小于”或“等于”）小车下一半路程的平均速度。

（5）小车从斜面顶端运动到底端过程中，做的是　变速　（填“匀速”或“变速”）直线运动。

（6）实验前必须学会熟练使用电子表，如果在实验过程中，当小车运动了一小段距离才开始计时，则会使所测的平均速度偏　大　（填“大”或“小”）。

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＝。

需要测量小车通过的路程和所用的时间，需要的测量工具是钟表和刻度尺。

（2）为了让小车在同一位置停下来，便于测出小车行驶相同路程的时间，需要在斜面上放置一个金属片，

故实验中金属片的作用是使小车在同一位置停下，便于准确测量小车运动的时间；

（3）小车所放的斜面应保持较小的坡度，小车速度变化越慢，这样小车在斜面上运动时间会长些，便于测量时间。

（4）由图可知，小车通过的总路程s＝60cm＝0.6m，所用的时间t＝5s，

小车全程的平均速度：v＝＝＝0.12m/s，

小车通过上一半路程所用的时间t1＝3s，小车通过下一半路程所用的时间t2＝t﹣t1＝5s﹣3s＝2s，

根据v＝可知，在通过路程相同时，所用时间较短的平均速度较大；

所以小车上一半路程的平均速度小于小车下一半路程的平均速度。

（5）因为小车上一半路程的平均速度小于小车下一半路程的平均速度，

所以小车从斜面顶端运动到底端过程中，做的是变速直线运动。

（6）如果让小车过了起点才开始计时，则计时的时间会比实际的时间短，

根据速度公式可知，在路程一定的情况下，平均速度的结果会偏大。

答案：（1）v＝；刻度尺；（2）使小车在同一位置停下，便于准确测量小车运动的时间；

（3）小；长；（4）0.12；小于；（5）变速；（6）大。

5．（2021•聊城期末）如图，在斜面上测量小车运动的平均速度，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，即可测出不同阶段的平均速度。

（1）该实验原理是　v＝　。

（2）如果测得小车从A滑到C的时间tAC＝2.4s，小车从A滑到B的时间tAB＝1.6s，则AB段的平均速度vAB＝　25　cm/s，则BC段的平均速度vBC＝　50　cm/s；

（3）由实验看出，下车下滑过程中速度越来越　快　（选填“慢”“快”）。

（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，测得AB段的平均速度vAB会偏　小　（选填“大”或“小”）。

（5）为测量小车运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度v＝，他的做法正确吗？　不正确　。

（6）聪明的小杜发现AB段和BC段路程的特点，算出了AC段平均速度v，AB段的平均速度v1，觉得还可以用公式直接算出BC段的平均速度v2，则v2＝　　（用v、v1）。

解：

（1）测量平均速度的原理是：v＝；

（2）小车运动距离sAB＝80.0cm﹣40.0cm，tAB＝1.6s，

小车通过AB段的平均速度：vAB＝＝＝25cm/s；

小车运动距离sBC＝40.0cm﹣00.0cm，tBC＝tAC﹣tAB＝2.4s﹣1.6s＝0.8s，

小车通过BC段的平均速度：vBC＝＝＝50cm/s；

（3）通过（2）可知下半段路程的平均速度大于上半段路程的平均速度，所以小车在下滑过程速度越来越快，是在做加速直线运动；

（4）过了B点后计时，所计时间偏大，根据公式v＝可知，在路程不变的情况下，时间偏大，速度就会偏小；

（5）小车在下滑过程中，到达B点的速度并不为零，所以让小车从B点由静止释放，到达C点的时间，并不等于下半程的时间，故不正确，理由是小车从B点由静止释放到达C点的时间，并不是运动过程中下半程的时间；

（6）已知整段路程的平均速度v，已知前后两端路程相等，前半段路程的平均速度v1，设后半段路程的平均速度为v2，

前半段的时间，t1＝，

后半段的时间，t2＝，

全程的路程为2s，全程所用时间为t＝t1+t2，

全程平均速度，v＝＝，即：＝2，

整理可得，v2＝。

答案：（1）v＝；（2）25；50；（3）快；（4）小；（5）不正确；（6）。

6．（2021•淮安期中）某物理兴趣小组用频闪照相的方法（每隔相等时间拍摄一张照片）研究小物块沿斜面向下做直线运动的有关问题。下图是他们某次实验时拍摄的频闪照片。

（1）下列四个图象中，一定不能反映小物块运动情况的是　C　。

（2）要使小物块在斜面上运动的平均速度增大，可采用的方法有　增大斜面倾角θ　（写出一种即可）。

（3）只用秒表和刻度尺也可测出小物块沿斜面向下做直线运动某段距离的平均速度，为了减小测量误差，斜面的斜角θ应　较小　（选填“较大”或“较小”）些。

（4）若把小物块某次沿斜面向下做直线运动的距离AC分成相等两段AB和BC，且已知物块在这两段的平均速度分别为v1和v2，则AC段的平均速度为　　。（表达式中的字母符号只能含有v1、v2）

解：

（1）由图可知，小物块做加速直线运动，AB两图是v﹣t图象，是加速运动图象，C图是s﹣t图象是匀速直线运动图象，D图是s﹣t图象是加速直线运动，一定不能反映小物块运动情况的是C；

（2）增大斜面角度或减小斜面和物块接触面间的粗糙程度，减少下滑时间，由速度公式v＝可知，在路程一定时，可以增大小车平均速度；

（3）实验中使用的斜面的坡度较小，其目的是便于测量时间；

（4）设总路程是2s，则前一半与后一半路程都是s，

根据v＝可知，

前一半路程的运动时间：t1＝，后一半路程的运动时间：t2＝，

整个路程的平均速度：v＝＝＝。

答案：（1）C；（2）增大斜面倾角θ；（3）较小；（4）。

7．（2021•佛山期末）为研究小车在足够长斜面上的运动规律，每次均从斜面顶端A点由静止释放小车，测出小车运动的时间和通过的路程，如图1所示。

（1）除了图中的器材外，实验中需要的测量工具有秒表和　刻度尺　。

（2）实验前，小明对小车的运动情况作了以下猜想：

①小车通过的路程与所用时间成正比；

②小车通过的路程与所用时间的平方成正比。

（3）某次实验小车通过的路程如图所示，为　36.00　cm。

多次实验，记录数据如下表：

分析数据可知，猜想　②　（选填“①”或“②”）是正确的，让小车从A点由静止开始运动，运动2s通过的路程为　0.1600　m。

（4）如图2所示符合小车运动的速度随时间变化的图像是　B　。

（5）小明继续进行实验研究，让小车从A点由静止开始运动到某一位置，路程为s，时间为t，小车在路程中点处的速度为v1，在时间中点时的速度为v2，则v1　＞　v2（选填“＞”“＜”或“＝”）。

解：（1）由v＝可知，实验中需用刻度尺测出小车运动的距离，用秒表测量小车行驶的时间；

（3）由图1可知小车通过的路程为25.00cm+11.00cm＝36.00cm；

分析表格数据可知小车通过的路程与所用时间的平方成正比，故猜想②正确，由表格可知让小车从A点由静止开始运动，运动2s通过的路程为16cm，即0.1600m；

（4）分析表格中1s时间内的路程差，依次为12cm、20cm、28cm、36cm可知在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动，故v﹣t图像应选B；

（5）分析表格中1s时间内的路程差，依次为12cm、20cm、28cm、36cm可知在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动，即小球的速度越来越大，则时间中点未到达路程中点，则v1＞v2。

答案：（1）刻度尺；（3）36.00；②；0.1600；（4）B；（5）＞。

8．（2021•丹东中考）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。

（1）该实验的原理是 　v＝　。

（2）AB段距离sAB＝　40.0　cm，小车在AC段平均速度vAC＝　0.3　m/s。

（3）如果不小心让小车过了A点才开始计时，则所测AC段的平均速度会 　偏大　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（4）下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是 　B　。

（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）。

解：（1）测量平均速度的原理：v＝；

（2）根据图示可知，刻度尺的分度值为2cm，则

AB间的长度：sAB＝40cm；AC间的长度：sAC＝90cm；

AC段所用的时间：tAC＝3s；

AC段的平均速度：vAC＝＝＝30cm/s＝0.3m/s；

（3）如果让小车过了A点后才开始计时，计时晚，所计时间偏短，而路程不变，由v＝可得，所测AC段的平均速度偏大；

（4）小车在斜面上运动速度越来越快，做加速直线运动，

A.图中v﹣t图象为一条平行于横轴的直线，说明速度大小不变，小车做匀速直线运动，故A不符合题意；

B.图中v﹣t图象为一过原点的直线，说明速度与时间成正比，小车做加速直线运动，故B符合题意；

C.图中s﹣t图象为一条平行于横轴的直线，说明小车位置相对于O点没有变化，处于静止状态，故C不符合题意；

D.图中s﹣t图象为一过原点的直线，说明做匀速直线运动，通过的距离与时间成正比，故D不符合题意。

故选：B。

（5）由v＝可知，前半程所用时间：t1＝，后前半程所用时间：t2＝，

则小车全程平均速度v＝＝＝＝。

答案：（1）v＝；（2）40.0；0.3；（3）偏大；（4）B；（5）。

9．（2022•遵义模拟）某兴趣小组在老师的指导下开始研究自由落体运动，他们用频闪照相机（频闪间隔时间t＝0.1s）拍摄下了数张不同质量的金属小球从同一位置自由下落的影像，其中一张如图所示。

小知识：频闪照相是让照相机对某一个运动物体每间隔相同时间曝光一次，将物体在不同时刻所处位置记录下来，由于曝光间隔时间固定，因此，频闪照片除记录下物体的位置外，还记录了物体运动的时间。

（1）由频闪照片可以知道小球下落作　变速直线运动　（选填“匀速直线运动”或“变速直线运动”）

（2）从起点2算起，小球到达位置5时下落的时间t＝　0.3　s．从起点0算起，小球到达位置5时下落的平均速度ν＝　2.5　m/s。

解：

（1）由题和图示可知，频闪间隔时间相同，下落的高度越来越大，说明相同时间内小球下降的高度不同，可以知道小球做变速直线运动；

（2）由图知，从起点2算起，小球到达位置5时下落的时间为3×0.1s＝0.3s；

从起点0算起，小球到达位置5时的路程为：s＝5cm+15cm+25cm+35cm+45cm＝125cm＝1.25m；

所用的时间为：t＝5×0.1s＝0.5s；

从起点0算起，小球到达位置5时下落的平均速度：ν＝＝＝2.5m/s。

答案：（1）变速直线运动；（2）0.3；2.5。

10．（2021•重庆期中）在“科学探究：速度的变化”实验中，云云用小车、长木板、刻度尺、秒表、木块等器材探究小车沿斜面滑下时速度的变化实验设计如图甲，让小车从斜面的A点由静止滑下并开始记时，分别测出小车到达B点和C点的时间tB、tC。

（1）该实验的原理是 　v＝　。

（2）实验中应使斜面坡度保持较 　小　（选填“大”或“小”），便于减小 　时间　（选填“时间”或“路程”）的测量产生的误差。

（3）如图甲，小车从A到B经过的路程为 　40.0　cm，若tA、tB、tC所对应的时间依次如图乙，则小车在BC段的平均速度为 　0.2　m/s。

（4）实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了B点后才停止计时，则会使所测BC段的平均速度偏 　大　。（填“大”或“小”）

（5）如图丙，云云分别画了小车从A运动到C的几个图象，其中与实验相符的是 　B　。

（6）B点是AC的中点，为了测量小车运动过程中下半程的平均速度，云云让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度vBC偏 　小　，她的做法正确吗？　错误　（选填“正确”或“错误”），理由是 　所测时间不是运动过程中下半程的时间；小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0；小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间，因此她的方案不正确　。

解：（1）测量小车运动的平均速度的基本原理：v＝；

（2）若要计时方便，应使斜面的坡度小一些，使小车在斜面上通过的时间更长，便于测量时间；

（3）由图知，刻度尺分度值为1cm，小车从A到B经过的路程

sAB＝80.0cm﹣40.0cm＝40.0cm，BC段的时间为tBC＝5s﹣3s＝2s；

则BC段的平均速度：vBC＝＝＝20cm/s＝0.2m/s；

（4）如果让小车过了B点才停止计时，会导致AB间时间的测量结果偏大，BC间时间的测量结果偏小，由v＝公式可知，测得的平均速度会偏大；

（5）小车从A到C，做加速直线运动；

A．丙中A图物体做匀速直线运，故A不符合题意；

B．丙中B图路程增加的幅度大于时间增加的幅度，做加速运动，故B符合题意；

C．丙中C是时间不变，路程增加，不符合实际，故C不符合题意；

D．丙中C图路程增加的幅度小于时间增加的幅度，做减速运动，故D不符合题意。

故选：B；

（6）为了测量小车运动过程中下半程的平均速度，云云让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度vBC偏小。

若让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，所测的时间不是运动过程中下半程的时间；小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0；小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间，因此他的方案是错误的。

答案：（1）v＝； （2）小；时间；（3）40.0；0.2；（4）大；（5）B；（6）小；错误；所测时间不是运动过程中下半程的时间；小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0；小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间，因此她的方案不正确。