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专题05 物体的运动-中考物理实验与探究专题训练(全国通用)
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专题05物体的运动(解析版)
一.实验探究题(共27小题)
1.在测量平均速度实验中,小木块从装有刻度尺(分度值为1mm)的斜面A点静止下滑并开始计时,每隔0.2s记录一次小木块到达的位置,所做的一次实验如图所示。
(1)该实验所依据的原理是v= v= ;
(2)小明将实验的数据记录在下表中,A点、B点刻度放大以后如图所示,则表格中sAB= 3.90 cm,vAB= 19.50 cm/s;
路程/cm
sAB=
sBC=12.10
sCD=20.00
sDE=27.90
时间/s
0.2
0.2
0.2
0.2
平均速度/(cm/s)
vAB=
vBC=60.50
vCD=100.00
vDE=139.50
(3)由上表数据得出,小木块下滑过程中在做 变速 (选填“匀速”或“变速”)运动;
(4)实验是存在误差的。根据表中数据,在误差允许的范围内你可以推测出vAB、vBC、vCD、vDE之间的数学关系式是 vDE=vCD+40cm/s=vBC+2×40cm/s=vAB+3×40cm/s 。(只要写出一条,答案合理即可得分,但写vDE>vCD>vBC>vAB不能得分)
【分析】(1)测量速度的原理是v=;
(2)读出AB之间的距离,根据速度公式求出速度;
(3)根据表格中速度的大小分析。可根据求AE段的距离利用速度公式列出等式,化简即可。
【解答】解:(1)测量出物体运动的路程和时间,根据v=可以求出速度的大小,故实验原理是:v=;
(2)由图可知刻度尺的分度值为0.1cm,AB之间的距离为:sAB=3.90cm;
物体从A到B的速度为:
vAB===19.50cm/s;
(3)由νDE>νCD>vBC>vAB得出,小木块下滑过程中在做变速运动;
(4)根据表格中速度的数据知:vAB=19.50cm/s,vBC=60.50cm/s,vCD=100.00cm/s,vDE=139.50cm/s,在误差允许的范围内,相邻的速度之间的差距为40cm/s,则关系式为:
vBC=vAB+40cm/s,
vCD=vBC+40cm/s,
vDE=vCD+40cm/s,
即vDE=vCD+40cm/s=vBC+2×40cm/s=vAB+3×40cm/s。
故答案为:(1)v=;(2)3.90;19.50;(3)变速;(4)vDE=vCD+40cm/s=vBC+2×40cm/s=vAB+3×40cm/s。
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=求出平均速度。
2.小明在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图1所示的实验装置:小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的时间是小车到达A、B、C三处时电子表的显示时刻:
(1)该实验是根据公式 v= 进行测量的。
(2)实验中应该使斜面坡度较 缓 (填“陡”或“缓”)些,这是为了便于测量 时间 。
(3)AB间的长度应该记为 5.00 cm,AB段所用的时间是 2s ,AB段的平均速度是 2.5 cm/s。
(4)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会导致所测AB段的平均速度偏 大 (填“大”或“小”),这是因为路程不变,时间偏 短 了(填“长”或“短”)。
(5)BC段的平均速度vBC > vAB(填“>”、“<”或“=”);
(6)物体的运动常常可以用图象2来描述,能反映小车运动情况的是 (a) (选填“(a)”“(b)”)。
【分析】(1)测量平均速度的原理:v=;
(2)若要计时方便,应使小车运动速度慢些,斜面的坡度要小,这样所用的时间长些;
(3)刻度尺1小格表示的长度为刻度尺的分度值;根据图示读出AB的路程、时间,利用速度公式求出小车在AB段的平均速度;
(4)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,根据速度公式判断速度变化;
(5)根据图示读出BC的路程、时间,利用速度公式求出小车在BC段的平均速度,然后比较得出结论;
(6)小车做加速直线运动,据此判断图象.
【解答】解:(1)测量平均速度的原理:v=,因此该实验是根据公式v=进行测量的;
(2)斜面坡度较陡,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以斜面的坡度较缓,是为了便于测量小车运动所用的时间;
(3)根据图示可知,刻度尺的分度值为2mm;
AB间的长度:sAB=5.00cm;
AB段所用的时间:tAB=2s;
AB段的平均速度:v===2.5cm/s;
(4)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AB段的平均速度偏大;
(5)BC间的长度:sBC=5.00cm;
BC段所用的时间:tBC=1s;
BC段的平均速度:vBC===5cm/s;
故vBC>VAB;
(6)(a)图为v﹣t图象,表示速度逐渐变大,故图(a)能反映小车运动情况;
(b)图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(b)不符合题意。
故答案为:(1)v=;(2)缓;时间;(3)5.00;2s;2.5;(4)大;短;(5)>;(6)(a)。
【点评】“测小车的平均速度”的实验,一定学会读出路程和时间,按平均速度的定义代入v=计算出平均速度。
3.如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验。
(1)该实验原理公式: ;
(2)要完成该实验需要的测量工具有刻度尺和 秒表 ;
(3)小车下滑由A到B的路程为 4.00 cm,BC段小车的平均速度为: 0.05 m/s;
(4)实验中测得AB段路程上的平均速度为v1,BC段路程上的平均速度为v2,AC段路程上的平均速度为v3,那么,v1、v2、v3的大小关系是 v2>v3>v1 ;
(5)实验时,如果小车过了C点才停止计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 小 (选填“大”或“小”)一些。
【分析】(1)平均速度的测量原理是:;
(2)实验中需要用秒表测量时间,用刻度尺测量路程;
(3)从图上读出AB、BC段的路程和小车通过BC段所用时间,利用计算BC段小车的平均速度;
(4)利用计算出各段的平均速度比较即可;
(5)如果让小车过了C点后才停止计时,使所计时间偏大;根据,相同的路程,测量时间大,则计算的速度偏小。
【解答】解:(1)在测平均速度的实验中,实验原理是;
(2)由可知,要完成该实验需要的测量工具有刻度尺和秒表;
(3)由图可知,sAB=10.00cm﹣6.00cm=4.00cm=0.04m,
sBC=6.00cm﹣1.00cm=5.00cm=0.5m;tBC=15:35:23s﹣15:35:22s=1s;
;
(4)tAB=15:35:22﹣15:35:20=2s,
则;
sAC=10.00cm﹣1.00cm=9.00cm=0.09m,tAC=15:35:23﹣15:35:20=3s,
;
计算可知,v2>v3>v1。
(5)如果让小车过了C点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由公式可知,平均速度会偏小。
故答案为:(1);(2)秒表;(3)4.00;0.05;(4)v2>v3>v1;(5)小。
【点评】本题考查了测量平均速度原理、速度的计算,考查了学生分析实验数据得出结论的能力,属于基础题目。
4.如图所示,剪两个等大的圆纸片,其中一个圆纸片裁去的扇形的圆心角比另一个大,做成两个锥角不等的纸锥。小明在实验室通过实验来探究纸锥下落的快慢,请回答如下问题:
(1)将两个大小不同的纸锥从同一高度同时释放,通过比较两个纸锥 落至地面的时间 ,可以判断两个纸锥下落的快慢。
(2)如果将两个纸锥从不同的高度同时释放,比较纸锥运动快慢的方法是:先分别测出两个纸锥下落的时间和下落的 高度 ,再根据公式算出两个纸锥下落的速度。
(3)若只测量一个纸锥下落的速度,为便于测量时间,应选用运动得较 慢 (选填“快”或“慢”)的纸锥进行实验,同时适当 增加 (选填“增加”或“减小”)纸锥释放的高度。
【分析】①物体运动距离相同,所用时间越少,速度越大;
②实验室测量速度的基本原理是v=
s
t
,其中刻度尺测量距离,秒表测量时间;
③实验中若纸锥下落较快,则时间较难测量;因此可从增加时间等角度去考虑。
【解答】解:(1)将两个大小不同的纸锥从同一高度同时释放,通过比较两只纸锥落至地面的时间,可以判断两个纸锥下落的快慢,所用时间短的下落的快。
(2)如果将两个纸锥从不同的高度同时释放,比较纸锥运动快慢的方法是:先测出纸锥下落的时间和下落的高度,再根据公式v=
s
t
计算出速度。
(3)纸锥下落快时,时间较难测量,所以必须用运动得较慢的纸锥且增加纸锥下落的高度,以增大下落时间,便于时间的测量。
故答案为:(1)落至地面的时间;(2)高度;(3)慢;增加。
【点评】本题考查了学生的实验设计能力,实验设计包括实验原理、实验过程中可能出现的问题及解决方案,其中实验原理是实验的核心,解答时一定要学会和自己的生活经验联系起来。
5.在学校的橱窗里贴出了一个通知,如表所示,小聪和小明积极的谈论这个问题:
(1)降落伞下落得越慢,说明其运动速度越 小 ;
(2)要测量降落伞的下落速度,要测量物理量有 距离 、 时间 ;
(3)用的实验器材是: 刻度尺 、 秒表 ;
(4)请你帮他们设计一个用来记录实验数据的表格;
(5)在这次比赛中也可以通过相同 路程 比较 时间 来判断降落伞下落的快慢;
(6)如果要想在比赛中取胜,可以对降落伞进行改造,请你帮他们出谋划策: 把伞面做得大一些 。
竞赛通知
定于本周六举为降落伞飞行比赛。请自备降落伞。比赛时,从高处落下,下落慢者取胜。
物理活动小组
【分析】(1)降落伞下落的快慢可以用速度的大小来表示,速度大下落快,速度小下落得慢。
(2)由速度公式v=知,要测速度,就要测量距离(下落高度)和时间。
(3)高度可用刻度尺测量,时间可用秒表测量。
(4)表格应记录:运动员、下落距离、下落时间等内容。
(5)比较运动快慢的方法:①在相同的时间内比较路程,②在相同的路程内比较所用时间;
(6)从减小伞重、增大伞面等方面分析回答。
【解答】解:(1)降落伞下落得越慢,说明其运动速度越小。
(2)测量降落伞的下落速度,要测量下落高度(距离)和所用时间,利用速度公式求解;
(3)要测量下落高度(距离)和时间,所用的测量工具是刻度尺和秒表;
(4)表格如下。
运动员1
运动员2
运动员3
运动员4
…
下落距离(m)
下落时间(s)
下落速度(m/s)
(5)比较伞下落快慢的方法:在相同的路程内比较所用时间,时间少、下落得快;
(6)为了让伞下得慢,从而取胜,可以将伞面做得大一些。
故答案为:(1)小;(2)距离;时间;(3)刻度尺;秒表;(4)见解答;(5)路程,时间;(6)把伞面做得大一些。
【点评】本题是一道实验探究题,考查了:判断物体运动快慢的方法、求速度需要测量的量、实验器材的选择、实验数据记录表格的设计等问题,需要学生有较强的分析、设计能力。解题时要认真分析,仔细作答。
6.在长度和时间的测量这一课的学习中小明同学完成了如下实验:
(1)如图甲所示,所用的刻度尺的分度值是 0.1 cm,圆形物体的直径 1.20 cm;如图乙所示,停表的读数为 103.9 s;
(2)小明用另一把刻度尺测一个物体的长度,记录的数据为14.51dm、14.50dm、14.53dm。物体长度测量值应记为 14.51 dm。测量长度的时候,误差是不可 消除 的,可以采用 多次测量取平均值 的方法尽量减小。
【分析】使用刻度尺测量物体长度之前,要明确其分度值;测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0刻度线开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
停表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,停表读数是两个表盘的示数之和;
利用多次测量求平均值的方法求出物体的长度,此结果最接近物体的真实值,注意在求平均值时,计算结果的小数点后有几位数字应该和给出数据的小数点后有几位数字相同,多次测量取平均值,可以减小误差,误差只能减小,是不可避免的。
【解答】解:(1)由图甲可知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值为0.1cm;物体左侧与2.00cm对齐,右侧与3.20cm对齐,故物体的长度为1.20cm;
图乙中,停表小盘的分度值是0.5min,指针在1min和2min之间,偏过中线;大盘的分度值是0.1s,而大盘指针在43.9s,因此停表读数为1min43.9s,即:103.9s;
(2)物体长度测量值应记为:
L=≈14.51dm,
多次测量取平均值,可以减小误差,误差只能减小,是不可避免的。
故答案为:(1)0.1;1.20;103.9;(2)消除;多次测量取平均值。
【点评】本题考查了刻度尺和停表的使用,要熟练掌握其使用和读数方法,本题同时考查了采取多次测量求平均值的方法可以减小误差。
7.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)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 小 (选填“大”或“小”)
(3)请根据图中信息回答:sAC= 90.0 cm,小车在AC段平均速度vAC= 30 cm/s。
(4)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”)。
(5)下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是 B 。
(6)小明进一步实验测得小车在斜面上运动时,前一半的路程平均速度为v1,后一半的路程平均速度为v2,则小车全程平均速度v= (用字母v1和v2表示)。
【分析】(1)该实验的原理是速度公式。
(2)实验中为了方便计时,应使小车下滑速度慢一些。
(3)图中刻度尺分度值为1cm,据此算出AC段距离sAC,然后算出小车经过AC段所用时间tAC,利用速度公式计算出小车在AC段平均速度vAC。
(4)如果不小心让小车过了A点才开始计时,则会导致计时开始偏晚,所测小车运动时间偏小,根据速度公式可知,距离一定时,所用时间越短,速度越大,据此判断所测AC段的平均速度变化情况。
(5)分别算出小车在AB段平均速度vAB和小车在BC段平均速度vBC,然后进行比较,得知小车做的是加速运动,据此选择正确图象。
(6)进一步实验测得小车在斜面上运动时,前一半的路程平均速度为v1,后一半的路程平均速度为v2,设一半路程为s,根据速度公式可知小车前一半路程所用时间为,后一半路程所用时间为,再次利用速度公式计算出小车全程平均速度v。
【解答】解:(1)该实验的原理是v=。
(2)实验中为了方便计时,应使小车下滑速度慢一些,斜面的坡度较小。
(3)图中刻度尺分度值为1cm,因此AC段距离为:
sAC=10.00dm﹣1.00dm=9.00dm=90.0cm;
小车经过AC段所用时间为:
tAC=15:35:23﹣15:35:20=3s;
小车在AC段平均速度为:
vAC===30cm/s。
(4)如果不小心让小车过了A点才开始计时,则会导致计时开始偏晚,所测小车运动时间偏小,根据速度公式可知,距离一定时,所用时间越短,速度越大,因此所测AC段的平均速度会偏大。
(5)AB段距离为:
sAB=10.00dm﹣6.00dm=4.00dm=40.0cm;
小车经过AB段所用时间为:
tAB=15:35:22﹣15:35:20=2s;
小车在AB段平均速度为:
vAB===20cm/s。
BC段距离为:
sBC=6.00dm﹣1.00dm=5.00dm=50.0cm;
小车经过BC段所用时间为:
tBC=15:35:23﹣15:35:22=1s;
小车在BC段平均速度为:
vBC===50cm/s。
因为vAB<vBC,所以小车做的是加速运动,图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是B。
(6)进一步实验测得小车在斜面上运动时,前一半的路程平均速度为v1,后一半的路程平均速度为v2,设一半路程为s,则小车前一半路程所用时间为,后一半路程所用时间为,小车全程平均速度v==。
故答案为:(1)v=。
(2)小。
(3)90.0;30。
(4)偏大。
(5)B。
(6)。
【点评】此题考查了“测量小车的平均速度”实验、速度公式及其计算,属常规题目。
8.某小组在“测小车的平均速度”的实验中,实验装置如图所示:小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,停表从A点开始计时,到达B、C两处时的停表显示如图所示,其中B处停表的放大图如图内所示,请完成下列问题。
(1)请将实验步骤填写完整:
①将长木板的一端用木块垫起,形成一个坡度较 小 (选填“大”或“小”)的斜面。
②把小车放在斜面顶端,金属片固定在斜面底端,用测出车头到金属片的距离s1,用停表测出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1,并将s1、t1记录在表格中。
③将金属片移至斜面的中部固定,仿照步骤②③,再次测量小车运动的路程s2及所用的时间t2,并将s2、t2记录在表格中。
④根据公式 v= 及测量数据,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和小车通过斜面上半段路程的平均速度v2,并将v1、v2记入表格。
(2)实验数据记录表格:(请根据图中示数将表格数据填写完整。)
路程s/m
时间t/s
平均速度v/(m•s﹣1)
全程
0.8
4
0.2
前半程
0.4
2.5
0.16
(3)根据上方表格中的数据可以求得小车后半程的平均速度vBC= 0.27 m/s。(结果保留两位小数)
(4)根据实验数据可以判断小车在斜面上做的是 加速 (选填“匀速”或“加速”)直线运动。
【分析】(1)①若要计时方便和准确,应使所用的时间长些。
④根据v=及测量数据,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和小车通过斜面上半段路程的平均速度v2;
(2)根据图中示数读出上半段路程的时间,再利用v=计算出上半段路程的平均速度;
(3)根据表格中的数据可以求得小车后半程的路程和时间,再利用v=计算出平均速度vBC;
(4)根据上半段路程的平均速度和后半段路程平均速度,进行比较,然后判断小车在斜面上的运动状态。
【解答】解:(1)①将长木板的一端用木块垫起。形成一个坡度较小的斜面,使小车运动的时间长一些,方便计时和提高测量的准确度;
④根据公式v=,及测量数据,分别计算出小车通过斜面全程的平均速度v1和小车通过斜面上半段路程的平均速度v2;
(2)由图中示数读出上半段路程的时间为tAB=2.5s,
上半段路程的平均速度vAB===0.16m/s;
(3)表格中的数据可以求得小车后半程的路程sBC=0.8m﹣0.4m=0.4m,时间tBC=4s﹣2.5s=1.5s,
小车后半程的平均速度vBC==≈0.27m/s;
(4)因为vBC>vAB,即小车在上半程的平均速度小于后半程的平均速度,所以小车在斜面上做加速运动。
故答案为:(1)①小;④v=;(2)2.5;0.16;(3)0.27;(4)加速。
【点评】本题是测小车平均速度的实验,考查了实验原理、实验的操作、注意事项、平均速度的计算和比较等,考查较全面。
9.小明发现篮球在竖直下落的过程中做加速直线运动,那么纸片在竖直下落的过程中做怎样的运动呢?实验过程如图甲,图中秒表每格为0.5s。
(1)为了使纸片竖直下落,不乱飘,应采用图乙中的哪种方式释放纸片 A ,为了研究纸片的运动快慢,实验的原理是 v= 。
(2)纸片通过全程s2的平均速度v1;纸片通过上段路程s1的平均速度v2;纸片通过下段路程的平均速度v3;请通过提供的数据,比较三个速度之间的大小关系是 v3>v1>v2 ,从而判断出该纸片下落时的运动情况。
(3)小组间交流时,发现不同小组测得纸片下落的最大速度不同。请你猜想影响纸片下落的最大速度的因素可能是 纸片的质量 (写出一个影响因素),设计方案时,需要控制另外的影响因素不变,这种研究问题的方法叫 控制变量法 。
【分析】(1)纸片飘动的程度与纸片的面积大小有关;从实验目的确定实验原理v=;
(2)平均速度是指一段时间的路程与这段时间的比值,根据公式v=计算出物体在全程、上段路程和下段路程的平均速度,
比较这两个速度值就可以判断出物体下落的运动状态;
(3)采用控制变量法,让形状相同、质量不同的纸锥下落,分别求它们的最大速度,然后分析速度与质量的关系。
【解答】解:(1)纸片下落时飘动,是因为纸片的面积较大,受空气阻力影响较大,所以要想让纸片尽量沿直线下落,可将纸片的两端向上叠起一部分,如图A所示;
了研究纸片的运动快慢,实验的原理是v=;
(2)全程路程s2=2.25m,时间t=1.5s,全程平均速度v1===1.5m/s;
上半段的路程s1=1m,时间t1=1s,平均速度v2===1m/s;
下半段的路程s3=2.25﹣1m=1.25m,时间t3=0.5s,平均速度v3===2.5m/s;
所以三个速度之间的大小关系是:v3>v1>v2,由此可得物体做加速直线运动;
(3)影响最大速度的因素可能是纸片的形状、纸片的质量等;
简要的做法:选择形状相同、质量不同的纸片竖直下落,分别测出它们的最大速度,并分析最大速度与质量的关系,种研究问题的方法叫控制变量法。
故答案为:(1)A;v=;(2)v3>v1>v2;(3)控制变量法。
【点评】计算平均速度要用一段时间的路程与这段时间的比值,算出物体在各段时间的平均速度,进行比较,就可得出物体运动状态变化。
10.如图所示,测平均速度时,测得小车从斜面的顶端A处由静止开始滑到B处所用时间为t,小车长为s1,斜面长为s2,则:
(1)小车从A到B的平均速度为v= (用题中的字母表示),实验用到的测量工具有刻度尺和 停表 ;
(2)在实验中,为了方便计时,应使斜面的倾角适当 小 (选填“大”或“小”)一些;
(3)某次实验中,小车从斜面顶端运动到底端的距离为120cm,图中的电子停表分别表示小车在斜面顶端、中点和底端的不同时刻(数字分别表示“小时:分:秒”),则在该次实验中,小车通过后半程的平均速度是 0.3 m/s;
(4)由实验测量数据可知,小车从斜面顶端运动到底端的过程中做 变速 (选填“匀速”或“变速”)直线运动;
(5)若在测量前半程的平均速度时,小明在小车向下滑行一段距离后才开始计时,这样测得的前半程平均速度的大小与真实值相比会 偏大 (选填“偏大”“相等”或“偏小”)。
【分析】(1)小车从A到B的平均速度为v=,实验需要要测量距离和时间两个物理量;
(2)在实验中,为了方便计时,应使小车运动速度稍慢一些;
(3)小车从斜面顶端运动到底端的距离为120cm,据此小车通过后半程的距离s后,再据图中的电子停表示数算出小车通过后半程所用时间t后,最后利用速度公式计算出小车通过后半程的平均速度v后;
(4)由实验测量数据算出小车通过前半程的距离s前,再据图中的电子停表示数算出小车通过前半程所用时间t前,最后利用速度公式算出小车通过前半程的平均速度v前;将v前和v后进行比较可知小车从的运动状态;
(5)若在测量前半程的平均速度时,小明在小车向下滑行一段距离后才开始计时,这样会使计时偏晚,使测得的小车运动时间偏小,根据速度公式可知,距离一定时,所用时间越短,速度越大,据此前半程平均速度的大小的变化情况。
【解答】解:(1)小车从A到B的平均速度为v=,实验需要要测量距离和时间两个物理量,用到的测量工具有刻度尺和停表;
(2)在实验中,为了方便计时,应使小车运动速度稍慢一些,因此斜面的倾角适当小一些;
(3)某次实验中,小车从斜面顶端运动到底端的距离为120cm,因此小车通过后半程的距离为:
s后=×120cm=60cm=0.6m;
图中的电子停表分别表示小车在斜面顶端、中点和底端的不同时刻,则在该次实验中,小车通过后半程所用时间为:
t后=10:35:05﹣10:35:03=2s;
小车通过后半程的平均速度是
v后===0.3m/s;
(4)由实验测量数据可知,小车通过前半程的距离为:
s前=×120cm=60cm=0.6m;
图中的电子停表分别表示小车在斜面顶端、中点和底端的不同时刻,则小车通过前半程所用时间为:
t前=10:35:03﹣10:35:00=3s;
小车通过前半程的平均速度是
v前===0.2m/s;
因为v前<v后,所以小车从斜面顶端运动到底端的过程中做变速直线运动;
(5)若在测量前半程的平均速度时,小明在小车向下滑行一段距离后才开始计时,这样会使计时偏晚,使测得的小车运动时间偏小,根据速度公式可知,距离一定时,所用时间越短,速度越大,因此前半程平均速度的大小与真实值相比会偏大。
故答案为:(1);停表;
(2)小;
(3)0.3;
(4)变速;
(5)偏大。
【点评】此题考查了测量小车在斜面上运动的平均速度实验、速度公式及其计算,属常规题目。
11.如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。
分析照片可知:
(1)小球在做 变速 直线运动(选填“匀速”或“变速”),小球从A点沿直线运动到F点所用时间为 1 秒;
(2)小球从B点运动到D点的平均速度 小于 (填“大于”、“小于”或“等于”)小球从A点运动到F点的平均速度;
(3)小球在 EF 两点间的平均速度最大;
(4)图中四个速度随时间的关系图象,能反映出该小球下落运动的是 C 。(选填图中的选项字母)
【分析】(1)做匀速直线运动的物体在相等时间内的路程相等,在相等时间内的路程如果不相等,则物体做变速直线运动,由图判断相等时间内小球的路程关系,然后判断小球的运动性质;
每两点间的时间为0.2s,则可得到小球从A点沿直线运动到F点所用时间;
(2)由图可知物体运动的路程,而每两点间的时间为0.2s,则可知从B点运动到D点、从A至F的总时间,则由速度公式可求得小球的平均速度,然后比较大小即可;
(3)根据相同时间比较路程即可判断平均速度的最大值;
(4)小球是在做加速运动,随着时间的推移,速度是逐渐变大的,由此选出图象。
【解答】解:(1)由图1可知,在相等时间内物体通过的路程越来越大,说明物体运动越来越快,即速度越来越大,故物体做变速直线运动;
小球从A点到F点运动的时间为:t′=0.2s×5=1s;
(2)从B点运动到D点的距离为s1=4.50cm﹣0.50cm=4.00cm;
小球从B点运动到D点的时间t1=0.2s×2=0.4s;
小球从B点运动到D点的平均速度为:vBD===10.00cm/s;
小球从A点到F点运动的路程:s=12.50cm;
小球从A点到F点运动的时间为:t=0.2s×5=1s;
小球从A点到F点的平均速度:vAF===12.50cm/s;
故小球从B点运动到D点的平均速度小于小球从A运动到F点的平均速度。
(3)根据图示可知,相同时间内,EF两点间的路程最大,因此EF两点间的平均速度最大;
(4)由照片中小球的运动轨迹可知,小球运动的速度随着时间的推移逐渐变大,图C符合题意。
故答案为:(1)变速;1s;(2)小于;(3)EF;(4)C。
【点评】此题考查速度公式的应用、比较速度快慢的方法以及分析图象的能力,这也是中考考查的重点,需要掌握。
12.暑假,小赵去水上游乐场游玩,从滑道上冲下来的感觉太刺激了,他想知道物体从斜面上下滑时的速度怎样变化,于是利用带有刻度的斜面、小车完成“测量小车的平均速度”的实验。
(1)该实验的原理是 v= ;所需的测量工具还有 刻度尺、秒表 ;
(2)该实验用到金属挡板,则下列不属于金属挡板的作用是 A ;
A.使斜面保持一定的角度
B.让小车在一定的位置停下来
C.与小车相碰发出声音,便于测出小车行驶相同路程的时间
(3)实验时斜面坡度应较 小 (选填“大”或“小”),这样做的目的是 便于测量时间 ;
(4)图中上半段距离s2= 40.0 cm;测得时间t2=2s,则上半段平均速度v2= 0.20 m/s;
(5)实验中,对于如何获取下半程s3的平均速度v3,下列方法最好的是 C ;
A.小车从B点由静止释放,测出B到C所用的时间t3与路程s3,计算得到v3
B.小车从A点由静止释放,经过B点开始计时,到达C点后测得时间t3,再测量路程s3,计算得到v3
C.不测量,利用全程和上半程的路程s1、s2,时间t1、t2求得t3=t1﹣t2,s3=s1﹣s2,再计算得到v3
(6)实验中全程的平均速度v1,上半程的平均速度v2,下半程的平均速度v3,三者间的关系是 v3>v1>v2 ;
(7)图2中可准确反映小车运动情况的是 D ;
(8)若小车释放瞬间立即按下秒表开始计时,但小车在挡板处撞停时,由于测量者不够专注,提前按下秒表停止计时,则测得的平均速度跟真实值相比偏 大 。(选填“大”或“小”)
【分析】(1)测小车平均速度的原理是平均速度公式,实验过程中需要测量路程和时间,用刻度尺测量路程,用停表测量时间;
(2)实验中使用金属挡板是为了能够阻挡小车,但并没有影响到斜面角度;
(3)若要计时方便,应使所用的时间长些。
(4)根据图象读出AB段的距离,运用公式v=求出AB段的平均速度;
(5)计算下半程的平均速度要用下半程的路程除以下半程所用的时间;
(6)小车在下滑过程中,速度逐渐变大,由此可以判断出各段平均速度的大小;
(7)小车下滑过程中做加速运动,据此可以找出符合题意的图像;
(8)提前按下停表计时,会导致计时有误,根据v=可以知道测得的平均速度和真实值之间的关系。
【解答】解:(1)测小车平均速度的实验原理是v=,根据公式可知,实验中需要用刻度尺测量路程,用停表测量时间;
(2)在斜面的同一位置放置金属片,小车可以在该位置停下来,且与金属片相碰发出声音便于测量时间,所以使斜面保持一定的角度不是金属挡板的作用,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(3)斜面坡度越大,小车沿斜面向下加速运动越快,过某点的时间会越短,计时会越困难,所以为使计时方便,斜面坡度应较小;
(4)小车运动距离s2=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,t2=2s,
小车通过AB段的平均速度:v2===20.0cm/s=0.20m/s;
(5)A、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段的时间,计算得到v3结果不准确,故A错误;
B、可以在B点开始计时,但在运动中开始计时,计时误差比较大,计算结果不准确,故B错误;
C、不测量,利用已有数据求得t3=t1﹣t2,s3=s1﹣s2,再计算得到v3结果比较准确,故C正确;
故选:C;
(6)由于小车在下滑过程中做加速运动,所以上半段的平均速度最小,下半段的平均速度最大,全程的平均速度居中,即v3>v1>v2;
(7)小车下滑过程中做加速运动,由A、B两图可知,都是匀速直线运动的图像,不符合题意;
由图C可知,相同时间内通过的路程逐渐减小,说明物体做减速运动,故C不符合题意;
由图D可知,在v−t图象上,随着时间的增大,物体的速度增大,做的是加速运动,故D符合题意。
故选D。
(8)提前按下停表停止计时,会导致所以测量的时间偏小,根据v=可知,所测得得平均速度会偏大。
故答案为:(1)v=;刻度尺、秒表;(2)A;(3)小;便于测量时间;(4)40.0;0.20;(5)C;(6)v3>v1>v2;(7)D;(8)大。
【点评】本题考查的是测量平均速度的实验探究,主要考查实验原理和注意事项、误差分析以及控制变量法的运用。
13.某物理兴趣小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟表“测量小车的平均速度”,如图所示。图中显示的是他们测量过程中小车在A、B、C三个位置及其对应时间的情形,显示时间的格式“时:分:秒”。请你根据图示回答下列问题:
(1)斜面最下面金属片的作用是 便于测量时间 。
(2)实验中为了方便计时,应使斜面的坡度较 小 (填“大”或“小”)。
(3)小车从A位置到C位置的平均速度是 0.15 m/s。
(4)若将斜面右端的垫块升高,小车从A位置到C位置的平均速度将 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏 大 (选填“大”或“小”)。
【分析】(1)放置金属片,小车可以在该位置停下来,且与挡板相碰发出声音便于测量时间。
(2)坡度较大,小车下滑速度较快,所用时间较短,不容易准确测量时间;
(3)由图可知小车在斜面上通过的路程和所用的时间,根据速度公式v=可求从A到C的平均速度;
(4)右端的垫块升高,小车下滑收到将增大;
(5)小车过了A点后才开始计时,测量时间偏小,测得的平均速度会偏大。
【解答】解:(1)在斜面上放置金属片,目的是让小车在同一位置停下来。当小车与挡板相碰发出声音,便于测量小车运动相同路程所用的时间;
(2)坡度很小,小车下滑速度就较小,所用时间较长,这样就比较方便准确的测量时间;
(3)由图可知,小车从A位置到C位置通过的路程s=90.0cm=0.900m,所用时间t=00:05:10﹣00:05:04=6s,则小车从A到C的平均速度v===0.15m/s;
(4)将斜面右端的垫块升高,小车向下运动的速度会增大,则平均速度也将增大;
(5)如果小车过了A点才开始计时,计时会晚一些,测量的时间会偏小一些,根据速度公式可知,在路程不变时,时间偏小,测得的平均速度会偏大。
故答案为:(1)便于测量时间;(2)小;(3)0.15;(4)增大;(5)大。
【点评】本题考查了“测量小车的平均速度”,难度不大,属于基础性题目。
14.实验小组用如图甲所示的装置“测量物体运动的平均速度”。
(1)根据实验原理v=,实验中需要测量的物理量有 距离 和 时间 。
(2)现有的实验器材有小车、金属片、带有刻度的长木板和木块,还缺少的实验器材是 停表 ,其中金属片的作用是 使小车可以及时停下,便于准确测量小车运动的时间 。
(3)组装器材时,将带有刻度的长木板一端用木块垫起来,使它保持 较小 (选填“较大”或“较小”)的坡度;这是为了准确测量 时间 (选填“路程”或“时间”)。
(4)实验中如果小车还没放开就已开始计时,则测得的平均速度跟真实值相比偏 小 。
(5)若有一小组进行该实验时,发现测得小车到达B点和C点的时间几乎一样,请你针对该现象提出改进措施 可减小斜面的坡度 。
(6)实验结束后小明调整装置利用如图乙所示的位置传感器测出不同时刻小车与它的距离,计算机就可以计算出小车在不同位置的速度。屏幕图像如图丙所示,横轴为时间,纵轴为速度,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是 加速 (选填“匀速”或“加速”)运动的;小车到达坡底时的速度为 0.8 m/s。
【分析】(1)根据实验原理v=,实验要计算出平均速度v,需要测量出距离s和时间t。
(2)实验中需要测量时间这一物理量;金属片可以让小车及时停下,便于计时。
(3)坡度越小,小车运动速度越慢,计时越方便。
(4)小车还没放开就已开始计时,就会导到计时偏早,使测得的小车运动时间偏大,根据速度公式,距离一定时,时间越长,速度越小,据此可推断出小车平均速度的变化。
(5)小车到达B点和C点的时间几乎一样,说明小车运动速度过快,不利于计时,可采取措施使小车运动慢一些。
(6)由图像可知,小车在斜面上滑下时速度越来越快,小车到达坡底时速度最快。
【解答】解:(1)根据实验原理v=,实验中需要测量的物理量有距离和时间。
(2)现有的实验器材有小车、金属片、带有刻度的长木板和木块,实验中需要测量的物理量有距离和时间,因此还缺少的实验器材是停表,其中金属片的作用是使小车可以及时停下,便于准确测量小车运动的时间。
(3)组装器材时,将带有刻度的长木板一端用木块垫起来,使它保持较小的坡度;这样会使小车运动速度变缓,是为了准确测量时间。
(4)实验中如果小车还没放开就已开始计时,就会导到计时偏早,使测得的小车运动时间偏大,根据速度公式,距离一定时,时间越长,速度越小,则测得的平均速度跟真实值相比偏小。
(5)进行该实验时发现测得小车到达B点和C点的时间几乎一样,说明小车运动速度过快,不利于测量小车运动时间,可减小斜面的坡度,使小车运动慢一些。
(6)由图像可知,小车在斜面上滑下时速度越来越快,是加速运动的;小车到达坡底时速度最快,从图像可以查知小车到达坡底时的速度为0.8m/s。
故答案为:(1)路程;时间;
(2)停表;使小车可以及时停下,便于准确测量小车运动的时间;
(3)较小;时间;
(4)小;
(5)可减小斜面的坡度;
(6)加速;0.8。
【点评】此题考查了“测量物体运动的平均速度”这一实验,属常规题型。
15.小明利用斜面、小车和挡板“测小车的平均速度”。他设计了如图所示的实验装置,B为AC的中点,通过改变斜面的倾斜程度进行了两次实验,实验过程中记录的数据如表所示。
.
项目
AB段
AC段
路程/m
0.4
0.8
第一次实验时间/s
1.6
2.8
第二次实验时间/s
2.4
4.8
(1)该实验需要的测量仪器有 刻度尺 和 秒表 。
(2)该实验的原理是 v= 。(用公式表示)
(3)在第一次实验中小车全程的平均速度是 0.29 m/s(结果保留两位小数)。
(4)实验中使用的斜面的倾角较小,其目的是 增加 (选填“缩短”或“增加”)测量时间,以减小测量时的误差。
(5)小车第二次运动的v﹣t图像更接近 C 。
(6)如果计时操作不熟练,让小车过了C点才停止计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 小 (选填“大”或“小”)。
【分析】(1)由实验原理可知需要测量的物理量和所需的测量工具;
(2)测量平均速度的实验原理是v=;
(3)由表格数据可知第一次实验中小车在AC段通过的路程和所用时间,利用速度公式可求出第一次实验中AC段的平均速度;
(4)斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越快,在斜面上运动的时间越短,据此分析;
(5)由表格数据可知第二次实验中,小车在AB段和AC段的路程及时间,进而可知小车在BC段的路程和时间,利用v=分析AB段和BC段的平均速度大小,便可知道小车的运动状态,再从图2中找出符合条件的图像即可;
(6)若小车过了C点才开始计时,所测AC段的时间会偏大,再由v=分析即可。
【解答】解:(1)该实验过程中需要测量路程和时间,因此需要的测量仪器除了刻度尺,还需秒表。
(2)测量小车的平均速度的实验原理是v=;
(2)由表格数据可知在第一次实验中,小车在AC段通过的路程为s=0.8m,第一次实验中AC段所用的时间为t=2.8s,则第一次实验中AC段的平均速度为:
v==≈0.29m/s;
(3)斜面的坡度越大,小车在斜面上滑下的速度越快,在斜面上运动的时间越短,因此实验中使用的斜面的倾角较小,其目的是增加测量时间,以减小测量时的误差;
(4)由表格数据可知,第二次实验中,小车在AB段和BC段的路程相同,小车在BC段所用的时间为:tBC=4.8s﹣2.4s=2s,
因此BC段时间小于AB段时间,由v=可知BC段的平均速度大于AB段的平均速度;即小车在斜面上做的是加速运动;
A.由图可知,随着时间增加,速度逐渐变小,说明是减速运动,故A不符合题意;
B.由图可知,随着时间增加,速度保持不变,说明是匀速运动,故B不符合题意;
C.由图可知,随着时间增加,速度逐渐增加,说明是加速运动,故C符合题意;
D.由图可知,随着时间增加,速度先减小后增加,故D不符合题意。
故选:C;
(5)若小车过了A点才开始计时,所测AC段的时间会偏大,AC段路程一定,由v=可知测得AC段的平均速度偏小。
故答案为:(1)刻度尺;秒表;(2)v=;(3)0.29;(4)增加;(5)C;(6)小。
【点评】本题考查了对平均速度实验的掌握,考查的细节较多,注意基本知识的运用,难度不大。
16.小林同学的“测量小车在倾斜木板上向下运动的平均速度”,其测量数据如表。
小车的位置
O
A
B
C
各点距O点距离s/cm
0
30.00
60.00
90.00
小车从O点运动到各点所用的时间t/s
0
1.4
2.0
2.4
(1)该实验的原理是 v= ,实验中用到的测量工具有 刻度尺 、 秒表 。
(2)小车从顶端到底端,做 变速 (填“匀速”或“变速”)直线运动,它在B点时的速度比在A点时 快 (填“快”或“慢”)。OB段运动的平均速度是 0.3 m/s。
【分析】(1)测量平均速度的实验原理是v=;由实验原理可知需要测量的物理量和所需的测量工具;
(2)从表格可知OA段和AB段的路程大小和用时大小,再根据v=可分析OA段和AB段的平均速度大小,即可知小车的运动状态和在B点时的速度与在A点时的速度大小;
从表格可知OB段的路程和用时,根据v=可求出OB段的平均速度。
【解答】解:(1)该实验的原理是v=;由实验原理可知需要测量路程和时间,因此实验中用到的测量工具是刻度尺和秒表;
(2)由表格可知,OA段路程与AB段路程相同,OA段用时1.4s,AB段用时:2.0s﹣1.4s=0.6s,
即AB段用时小于OA段用时,由v=可知,AB段平均速度大于OA段平均速度,即它在B点时的速度比在A点时快,由上述分析可知,小车从顶端到底端的速度在变化,做变速运动;
由表格可知OB段的路程:sOB=60.00cm=0.6000m,用时tOB=2.0s,
则OB段的平均速度:vOB===0.3m/s。
故答案为:(1)v=;刻度尺;秒表;(2)变速;快;0.3。
【点评】本题考查了探究小车在斜面上运动的平均速度,属于基础实验题,难度不大。
17.小明和小亮经常一起锻炼身体,在百米赛跑训练中,两人合作测量百米赛跑训练的平均速度。
(1)该实验的原理是 v= ,所需的测量工具为卷尺和 秒表 。
(2)测得小明百米赛跑训练的数据如表,分析数据可知:小明在百米赛跑训练中的速度变化特点是 速度先变大后变小 。
路程s/m
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
时刻t/s
2.0
3.6
5.0
6.2
7.3
8.3
9.4
10.6
11.9
13.3
(3)实验时如果小亮在终点听到枪声才开始计时,则测得的小明百米赛跑训练的平均速度 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
【分析】(1)“测量小车的平均速度”的实验原理:v=,据此可知该实验中需要测量的物理量;
(2)分析表格数据,比较通过相同路程所用时间,得出该运动员百米短跑中速度变化特点;
(3)终点计时的同学听到枪声时,运动员已经跑出了一段距离,导致所测时间偏小,根据速度公式分析解答。
【解答】解:(1)“测量小车的平均速度”的实验原理:v=,则该实验需要用刻度尺测量小车通过的路程,用秒表测量小车运动的时间,故该实验需要的测量工具为卷尺和秒表;
(2)由测量数据可知,运动员在每个10m距离中所用的时间先减小后增加,所以根据v=可知,速度先变大后变小;
(3)当终点计时的同学听到枪声,运动员已经跑出了一段距离,导致所测时间减小,计算出的速度偏大。
故答案为:(1)v=;秒表;(2)速度先变大后变小;(3)偏大。
【点评】本题考查了测量平均速度原理、速度的计算,还考查了学生分析实验数据得出结论的能力。
18.在一次科学探究活动中,小明要测量纸锥下落的速度,他用每隔相等时间拍照一次的
相机拍下如图所示的照片(相机说明书上的相关描述如下:“每秒拍照1次,像成在
同一底片上”),右侧为纸锥从E到F过程的放大图,请回答:
(1)EF段纸锥运动的路程是 20.0 cm,EF段纸锥下落的速度是 0.2 m/s;
(2)AF段纸锥下落的速度变化情况是: 先变大后不变 。
【分析】(1)根据图示读出路程的大小,然后根据速度公式求出速度的大小;
(2)在时间相同时,根据路程判定速度的大小变化。
【解答】解:(1)由图可知,刻度尺的分度值为1cm,E到F的路程为80.0cm﹣60.0cm=20.0cm=0.200m,
照相机每秒拍照1次,则EF之间的时间为t=1s,则纸锥下落的速度是v===0.2m/s。
(2)相邻的两个位置之间的时间相等,由图可知,从A到D纸锥下落的过程中,相邻两个位置之间的距离变大,从D到F纸锥下落的过程中,相邻两个位置之间的距离不变,根据v=可知,速度先变大后不变。
故答案为:(1)20.0;0.2;(2)先变大后不变。
【点评】本题通过纸锥下落考查了刻度尺的读数、速度的计算、速度大小的判定,难度不大,知道相邻两点间的时间相等是解题的关键
19.如图1为小明从车内后视镜观察到的情景,a、b、c以及小明所在汽车均为在平直公路上做匀速直线运动的汽车,其中汽车a和小明所在汽车的运动图像如图2所示。
(1)由图2可知汽车a的速度 小于 小明所在汽车的速度(选填“大于”、“小于”、“等于”)。一段时间后小明从车内后视镜观察到的情景可能是图3中的 乙、丁 (选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)。
(2)小明的爸爸倒车入库时,小明听到倒车雷达先后发出:“10米、8米、5米、2米”的声音,在这个过程中,超声波从雷达发出到反射回来所需要的时间逐渐 变小 (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
【分析】(1)在图2中,取一段相同的时间,比较小明所在汽车及汽车a在这段时间内的路程,路程越大、汽车的速度越大;据此分析一段时间后小明从车内后视镜观察到的情景;
(2)倒车时的警告声说明车与障碍物之间的距离越来越小,而超声波的速度在空气中保持不变,据此分析。
【解答】解:(1)在图2中,取一段相同的时间,比较小明所在汽车及汽车a在这段时间内的路程,发现小明所在汽车行驶的路程更大,因此说明a汽车的速度小于小明所在汽车的速度;
a汽车的速度小于小明所在汽车的速度,说明小明所乘车与a车之间的距离变大,镜中a车的像看上去应该越来越“小”,所以图乙和图丁都是符合的。
(2)倒车时的警告声说明车与障碍物之间的距离越来越小,而超声波的速度在空气中保持不变,因此所需要的时间就变小。
故答案为:(1)小于;(2)乙、丁;(3)变小。
【点评】本题考查速度公式的应用,是一道基础题。
20.小亮在用刻度尺做“长度的测量”实验:
(1)使用前首先应观察刻度尺的 量程 、分度值和零刻度线。
(2)甲图中,读数时视线正确的是 B (选填“A”“B”或“C”),刻度尺的分度值是 1 mm,物体的长度为 3.50 cm。
(3)一条纸带厚薄均匀,他把纸带紧密地环绕在圆柱形铅笔上,直至恰好能套进一个圆环内,如图乙所示,纸带环绕了n圈,则纸带厚度是 (D2﹣D1) (用D1、D2和n表示)。
【分析】(1)使用刻度尺前要观察其零刻度线是否磨损,量程和分度值;
(2)使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(3)由于受刻度尺分度值的影响,均匀纸带的厚度很难直接测量,可用利用圆环和铅笔直径的差值计算出多层纸带的厚度,然后再计算一层纸带的平均厚度,从而最大限度的减小测量误差。
【解答】解:(1)刻度尺在使用前要观察其零刻度线是否磨损、量程和分度值;
读数时视线应该与刻度尺的刻线相垂直,所以B方法是正确的;
(2)刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与0刻度线对齐,右侧读数为3.50cm,所以物体的长度为3.50cm;
(3)由于纸带的厚度太小,所以无法直接用刻度尺来进行测量,因此要用累积法来完成实验;可将纸带紧密绕在铅笔上,直到刚好套入圆环中,然后数出纸带的圈数n;n圈纸带的厚度为圆环内径与圆柱形铅笔的内径差的二分之一,即:(D2﹣D1)。
故答案为:(1)量程;(2)B;1;3.50;(3)(D2﹣D1)。
【点评】本题考查的是刻度尺的读数和对于特殊测量方法的了解,有一定的难度,知道内径指的是直径是关键。
21.在做“研究气泡的运动规律”实验时,小华取长70cm的细玻璃管注满水,管上标有均匀刻度,管中留5mm高的小气泡,将玻璃管反转后,观察气泡的运动情况,如图甲所示。
距离s/cm
0
10
20
30
40
50
时间t/s
0
1.8
3.6
5.4
7.2
9
(1)该实验用到的测量工具有 秒表 和 刻度尺 ;为便于测量时间,应设法使管内气泡运动得 慢 (选填“慢”或“快”)一些;
(2)根据实验数据和s﹣t图像可归纳出:气泡在0~50cm的过程中气泡运动的平均速度为 5.56 cm/s(小数点后保留两位有效数字),由图像可知,气泡做 匀速直线 运动。
【分析】(1)根据实验原理分析用到的测量工具;由速度公式可知当物体通过的路程相同时,速度越小,所用时间越长;
(2)①从表中找到气泡0~50cm所用的总时间,在利用平均速度进行计算即可;
②要判断气泡做什么运动,关键是看它在相等的时间内通过的路程如何变化。
【解答】解:(1)本实验的原理是v=,需要用秒表测量时间,用刻度尺测量气泡移动的距离;气泡运动的越慢,通过相同路程所用的时间越长,越便于测量时间,所以为便于测量时间,应设法使管内气泡运动得慢一些;
(2)①由表中数据可知,当气泡运动s=50cm=0.5m所用的时间为9s,
该过程的平均速度:v==≈5.56cm/s;
②由s﹣t图像可知,气泡在相同时间间隔内通过的路程相同,所以气泡做匀速直线运动。
故答案为:(1)秒表;刻度尺;慢;(2)5.56;匀速直线。
【点评】本题考查“探究充水玻璃管中气泡运动规律”的实验,难度不大。
22.如图所示,在“测量物体运动的平均速度”实验中。使斜面保持很小的坡度不变,让小车从A运动到C,分别测出小车通过前半程AB和后半程BC的路程及所用的时间,并根据测量数据作出了s﹣t图像。
(1)完成实验所需要的器材:斜面、小车、 刻度尺 和秒表;
(2)由图像可知,小车在BC段的平均速度为 0.5 m/s;
(3)假若斜面的倾斜角度变大,可能会使测量的结果不准确,导致计算速度的 时间 结果误差很大。
【分析】(1)由平均速度公式v=确定测量工具;
(2)已知小车在BC段运动的路程与运动时间,由平均速度公式v=可以求出小车在BC段的平均速度;
(3)根据时间的测量分析。
【解答】解:
(1)由平均速度公式v=知,实验中需要用刻度尺测量路程,用秒表测量时间;
(2)由图像数据可知,BC的总路程为100cm﹣50cm=50cm,用时4s﹣3s=1s;
BC 段的平均速度为:vBC===50cm/s=0.5m/s;
(3)若斜面的倾斜角度大,则小车的运动速度加快,可能会使测量时间的结果不准确,导致计算速度的结果误差很大。
故答案为:(1)刻度尺;(2)0.5;(3)时间。
【点评】本题考查了测量平均速度原理、速度的计算,考查了学生分析实验数据得出结论的能力。
23.小明做了“测量物体运动的平均速度”实验,如图所示:
(1)小球从A处沿斜面由静止开始滚下,频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程,如图所示,小球在做 加速 (选填“加速”“减速”或“匀速”)运动。
(2)实验数据如表所示,小球在BC段的平均速度为 1.8 m/s。CD段的路程为 1.5 m,比较AB与BC段平均速度,得vAB < vBC(选填“>”“<”或“=”)。
路程(m)
运动时间(s)
平均速度(m/s)
经过某点时的速度(m/s)
sAB=0.3m
tBC=0.5s
vAB=0.6m/s
vB=1.2m/s
sBC=0.9m
tBC=0.5s
vBC=
vC=2.4m/s
sCD=
tCD=0.5s
vCD=3m/s
vD=3.6m/s
【分析】(1)小球从A处沿斜面由静止开始滚下,根据频闪照相机记录的照片,可知小球在相同时间内通过的路程越来越长。
(2)据表中数据可知,BC段的距离为sBC=0.9m,小球在BC段的运动时间为tBC=0.5s,将数据代入速度公式求出小球在BC段的平均速度;
小球在CD段的平均速度为vCD=3m/s,小球在CD段的运动时间为tCD=0.5s,将数据代入速度公式求出CD段的路程;
由表中数据可知vAB=0.6m/s,再根据上面计算出的vBC的值,据此可比较AB与BC段平均速度的大小。
【解答】解:(1)小球从A处沿斜面由静止开始滚下,根据频闪照相机记录的照片,小球在相同时间内通过的路程越来越长,因此小球在做加速运动。
(2)据表中数据可知,BC段的距离为sBC=0.9m,小球在BC段的运动时间为tBC=0.5s,将数据代入速度公式求出小球在BC段的平均速度为
vBC===1.8m/s;
小球在CD段的平均速度为vCD=3m/s,小球在CD段的运动时间为tCD=0.5s,将数据代入速度公式求出CD段的路程为:
sCD=vCDtCD=3m/s×0.5s=1.5m;
因vAB=0.6m/s,vBC=1.8m/s,比较AB与BC段平均速度,得:
vAB<vBC。
故答案为:(1)加速;
(2)1.8;1.5;<。
【点评】此题考查了测量物体运动的平均速度、速度公式及其计算,属常规题型。
24.在学习刻度尺的使用时,老师让同学们使用刻度尺去测量物理课本的宽度。
(1)苏蕊蕊同学在测量过程中的情况如图所示,请指出她在测量中的两处错误:
错误1: 刻度尺没有沿着被测长度放置 ;
错误2: 读数时视线没有与尺面垂直 。
(2)在老师帮她纠正了错误后,她用同一把刻度尺对物理课本的宽度进行了5次测量,结果分别是:18.51cm、18.50cm、18.51cm、18.50cm、19.51cm。则她所用刻度尺的分度值是 0.1 cm;其中有一次她在读数时看错了刻度尺上的数字,这一次错误的结果应该是 19.51cm (填错误结果);排除错误的结果,她最后得到物理课本的宽度应该是 18.51 cm。
(3)有一把刻度尺是用金属材料制成的,这种金属材料受温度变化很明显,若在严冬季节用它测量物体长度时,其测量结果将 偏大 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【分析】(1)刻度尺使用时:①刻度尺要与被测部分对齐;②让刻度尺有刻度的一面紧贴被测部分,测量的始端与0刻度线对齐,如果0刻度线磨损,可以与其它整格刻线对齐,测量结果要减去前面的数值;③读数时视线要与尺面垂直;④读数时结果要估读到分度值的下一位;⑤记录数据要写单位;
(2)在进行读数时要估读到分度值的下一位,根据题目中给出的数据,找出分度值;
在一般实验中,减小误差的有效途径是多次测量求平均值,平均值在计算到比测量值多一位数字后再四舍五入,即平均值应保留与测量值相同的位数;把测量中的错误数据去掉;
(3)根据金属的热胀冷缩,判断出尺子本身的变化,再结合刻度值不变来进行分析。
【解答】解:(1)由图知:刻度尺的使用有以下错误:
刻度尺没有沿着被测长度放置;读数时视线没有与尺面垂直;刻度尺的刻线没有紧贴被测物体。
(2)由5次测量结果的倒数第二位可知,此刻度尺估读到mm的下一位,所以分度值为1mm=0.1cm;
测量数据19.51cm与其他个数值差距较大,是错误数据,应去掉;
减小误差的方法是多次测量求平均值;
物理课本的宽度最接近的真实值是:;
(3)由于金属的热胀冷缩,严冬季节,尺子实际长度收缩变小,而刻度依然是原来标注的刻度,所以用其测量物体的长度时,其测量结果会偏大。
故答案为:(1)刻度尺没有沿着被测长度放置;读数时视线没有与尺面垂直;(2)0.1;19.51cm;18.51;(3)偏大。
【点评】此题考查的是刻度尺的使用过程中存在的问题,在物理实验和日常生活中经常使用刻度尺,我们要熟练掌握其使用和读数方法。
25.如图甲所示,在“研究气泡的运动规律”的实验中:
(1)在研究气泡运动的快慢时,依据的物理原理是 v= ,需要的测量工具是 刻度尺 和 停表 。
(2)实验中,小明设计的操作方案是:等气泡运动一段路程到达0点后开始计时,并在玻璃管上以0点为起点每隔10cm处做一刻度标记,用秒表测出气泡从0点运动到每一个刻线标记处所用的时间(如图),如表为小明同学在实验中测得的数据,请你根据他所测得的数据在图乙中画出s﹣t图象。
从0点开始的路程s/cm
0
10
20
30
40
从0点开始计时的时间t/s
0
1
2
3
4
(3)实验中,使气泡在管内运动得较慢的目的是 便于测量时间 。
(4)根据表中的数据可知气泡上升过程是做 匀速直线运动 ,速度的大小为 0.1 m/s。
【分析】(1)根据速度的计算公式v=分析。
(2)将表一中的数据在s﹣t坐标系中描出各点,连接各点即可得到气泡运动的路程﹣时间图象。
(3)结合日常生活中的常识,即可知道哪种情况更便于测量气泡的运动时间和距离;从气泡的大小和玻璃管是否倾斜方面考虑;
(4)根据表格中的时间和路程的关系分析。
【解答】解:(1)根据速度的计算公式v=可知,判断气泡是否做匀速直线运动,需要用刻度尺测量出气泡运动的距离、用停表测量出时间;
(2)根据表中实验数据,在坐标系中描出相应的点,然后连接各点即为气泡运动的s﹣t图象,如图所示:
;
(3)要测量运动物体通过的路程和对应的时间。由于物体是动态的,由日常生活中的经验可知,物体运动的越慢,越易于测量。故应使气泡在管内运动得较慢;
(4)由表格中的数据可知,在相同的时间内通过的距离相同,所以运动速度可以看成是匀速运动,速度不变;
速度的大小为:v===0.1m/s。
故答案为:(1)v=;刻度尺;停表;(2)如图;(3)便于测量时间;(4)匀速直线运动;0.1。
【点评】此题考查到了运动与静止的相对性和用描点法画s﹣t图象,此题有一定难度。
26.请你补充完成《测量物体运动的平均速度》的实验报告:
实验目的:测量运动小车的全程的、上半段及下半段的平均速度
实验器材:长木板、小车、小木块、刻度尺、停表
实验步骤:
(1)实验步骤如下,请完成填空。
①将长木板的一端用木块垫起,形成一个坡度 较小 (填“较大”或“较小”)的斜面如图所示,这样做的好处是: 便于测量时间 ;
②把小车放在斜面顶端,金属片固定在斜面底端,用刻度尺测出车头到金属片的距离s1,用停表测出小车从斜面顶端滑下到底端撞击金属片的时间t1,并将s1、t1记录在表格中。
③将金属片移至斜面的中部固定,再把小车放在斜面顶端,测出小车到金属片的距离s2,测出小车从斜面顶端滑过上半路程s2所用时间t2,并将s2、t2记录在表格中。
(2)在某次测量的过程中,如果小车运动过了中点才停止计时,测得的前半段路程s2上的平均速度将偏 小 (填“大”、“小”)。
(3)如图中能够准确反应小车运动情况的是 C 。
【分析】本实验的目的是:测量运动小车的全程的、上半段及下半段的平均速度,但在实验操作中,测量的量分别是小车通过全程和上半段的路程及对应的时间;
因通过下半段起始点的速度不为0且运动时间较上半段时间短,通过下半段路程和对应的时间是通过上面测量的相关数据计算出的。
(1)①若要计时方便和准确,应使所用的时间长些。
(2)让小车过了中点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,平均速度会偏小;
(3)小车下滑过程做加速运动,找出符合题意的图象。
【解答】解:(1)①若要计时方便和准确,应使所用的时间长些,故应将长木板的一端用木块垫起,形成一个坡度较小的斜面;
(2)如果让小车过了中点才停止计时,则测得前半段路程所用的时间偏大,由公式v=知,测得前半段路程的平均速度会偏小;
(3)小车下滑过程做加速运动;
A、由图知,在s﹣t图象上,s不随时间t的变化而变化,则物体处于静止状态,故A不符合题意;
B、由图知,路程s与时间t成正比,则物体做匀速直线运动,故B不符合题意;
C、由图知,相同时间内通过的路程逐渐增加,即变大,说明物体做加速运动,故C符合题意;
D、由图知,在v﹣t图象上,速度v不发生变化,则物体做匀速直线运动,故D不符合题意。
故选:C。
故答案为:(1)①较小;便于测量时间;(2)小;(3)C。
【点评】本题测量物体运动的平均速度,考查实验的原理及操作过程、减小误差应注意的问题和设计实验记录表格的能力。需注意后半段的距离与时间不是直接测量出来的。
27.在“测量纸锥下落的平均速度”的活动中。将如图甲所示两个等大的圆纸片,裁去一个扇形,做成如图乙所示的A、B两个锥角不等的纸锥。
(1)为了选择合适的纸锥进行速度测量,要先比较A、B纸锥下落的快慢。将两个锥角不同的纸锥从同一高度同时释放,在如图乙、丙两个方案中,应该选择如图 乙 所示的位置下落,比较纸锥落地的先后即可;
(2)应选择其中后落地的纸锥进行测量速度实验,这是为了 减小测量时间的误差 ;
(3)若只有刻度尺和秒表,请你设计提出了两种测量速度的方案:
方案一:先选定一段时间,测量纸锥在这段时间内下落的距离。
方案二:先选定一段距离,测量纸锥通过这段距离所用的时间。
为了方便测量,你认为小华选用方案 方案二 比较合理;
(4)小芳所在的兴趣小组用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2s闪光一次。拍下照片如图丁所示,若测得这段时间纸锥下落实际距离为90cm,则下落过程中,纸锥的平均速度为 0.75 m/s;
(5)下列四个速度随时间变化的关系图象,能反映出图丁中纸锥下落运动的是 A 。
【分析】(1)为了比较纸锥下落的快慢,需使纸锥从同一高度落下,然后采用相同时间比距离,也可采用相同距离比时间的方法;
(2)为了便于测量速度,需要考虑时间尽量长一些,可以减小误差;
(3)要得到速度,需测量路程和时间,然后选择测量路程和时间所需的测量工具,通常采用控制距离相同,测量时间,这样操作更简便,误差较小;
(4)由图示照片求出纸锥在相等时间内的路程关系,根据相等时间内的路程关系判断物体的运动状态;应用速度公式计算速度的大小;
(5)先判断出物体速度随时间变化的关系,看哪个图像反映了这种变化关系。
【解答】解:(1)为了比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放,而图乙中两纸锥的下端高度相同,图丙中两纸锥的上端高度相同,而实验过程中是纸锥的下端先接触地面,故应选图乙的位置释放,然后记录下落至地面的时间,也可比较下落相同时间所经过的高度;
(2)应选择其中后落地的纸锥进行测量速度实验,这是为了使纸锥的运动时间更长,更容易测量时间,减小误差;
(3)测量速度实验中为了方便测量应采用控制下落高度相同,测量下落时间,方案二更合理;
(4)由图丁可知纸锥运动时间t=0.2s×6=1.2s,纸锥下落实际距离s=90cm,
则该过程中纸锥的速度v===75cm/s=0.75m/s。
(5)由图丁可知,纸锥在前0.6s的时间内通过的路程s越来越大,由v=知,纸锥的速度越来越大;在后0.6s时间内,相同时间通过的路程相同,故做匀速直线运动,所以在整个过程中纸锥先加速后匀速,图像A能反映纸锥下落的运动情况。
故答案为:(1)乙;(2)减小时间测量的误差;(3)方案二;(4)0.75m/s;(5)A。
【点评】在本实验的探究中,主要运用了控制变量的研究方法,同时还考查了运动快慢的比较,根据原理选择测量工具及测量的物理量,实验中要尽量的增大下落时间,减小测量误差。
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