专题23 测量物体平均速度实验问题 （原卷版+解析版）--【夺分宝典】力学知识体系必考重点亮点难点（专练）

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专题23 测量物体平均速度实验问题
1.（2023四川广元） 某物理兴趣小组用如图所示的实验装置“测量小车运动的平均速度”。实验中，他们将小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端A点静止释放，并同时按下电子停表开始计时，图中圆圈内显示了小车位于A、B、C三点的时刻（数字分别表示“时：分：秒”）。

（1）由图中的实验数据可知，小车下滑过程中做_______运动（选填“减速”“匀速”或“加速”）；
（2）根据图中信息，小车在下滑过程中BC段的平均速度大小是_______cm/s；
（3）如果在A点时，先释放小车，后按下停表开始计时，B、C两点都准确计时，则会使所测AB段的平均速度______（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。
【答案】（1）加速 （2） 50.0 （3）偏大
【解析】（1）由图可知AB段的路程为
sAB=10.00dm-6.00cm=4.00dm=40.0cm
AB段的时间为tAB=2s，AB段的平均速度为
BC段的路程为
sBC=6.00dm-1.00dm=5.00dm=50.0cm
BC段的时间为tBC=1s，则BC段的平均速度为
因为
vBC>vAB
所以小车下滑过程中做加速运动。
（2）由（1）可知小车在下滑过程中BC段的平均速度大小是50.0cm/s。
（3）如果在A点时，先释放小车，后按下停表开始计时，则计时晚了，时间变短，会使所测AB段的平均速度vAB偏大
2．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______直线运动（选填“匀速”或“变速”），其理由是______；
（2）小球从A点到F点共运动了______cm的路程；
（3）小球从C点运动到E点的平均速度______（填“大于”、“小于”或“等于”）小球从A点运动到F点的平均速度；
（4）下图中四个速度随时间的关系图象，能反映出该小球运动的图象是______。（选填图中的选项字母）
【答案】（1）变速 相同时间内通过的路程不相等 （2）12.50 （3）大于（4） C
【解析】（1）由图知道，小球相同时间内通过的路程不相等，所以，小球在做变速直线运动。
（2）由图知道，刻度尺的分度值是1mm，故小球从A点到F点共运动的路程为12.50cm。
（3）由图知道，小球从C点运动到E点的路程
sCE＝8.00cm﹣2.00cm＝6.00cm
小球从C点运动到E点的时间
tCE＝2×0.2s＝0.4s
则小球从C点运动到E点的平均速度
从A点运动到F点的路程
sAF＝12.50cm
从A点运动到F点的时间
tAF＝5×0.2s＝1s
从A点运动到F点的平均速度
所以，小球从C点运动到E点的平均速度大于小球从A点运动到F点的平均速度。
（4）由图知道，小球从A点沿直线运动到F点的过程中，在相同的时间内，通过的路程越来越远，所以小球的运动速度越来越大，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
3．如图，小明在测量小车运动的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可算出小车在各段的平均速度。
（1）若测得时间，则段的平均速度vAB______cm/s；
（2）如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速度会偏______；
（3）实验中应多次测量，每次测量时必须让小车从______由静止开始下滑；
（4）vAB______vAC（填“>”、“”、“”、“
【解析】（1）由图14知，小球在相同时间内通过的路程越来越大，说明小球在做加速运动；而加速运动反映了小球的运动状态不断变化，所以小球受力不平衡。（2）由得小球在BC段的平均速度为，显然；CD段的路程为。（3）由图像知，小球在斜面上的速度与时间t成正比关系，且比值大小为，因此经过2s后，小球通过E点时的速度为。（4）因为小球一直在做加速运动，所以小球经过路程中点时所用时间一定大于，可见小球的速度为时，小球还没到达路程的中点，也即是说，先有后有，所以有。
10.在“测量平均速度”的实验中，装置如图所示，将小车从斜面上端A点由静止释放到达B点，用电子表记录小车的运动时间，图中方框内的数字是电子表的显示（数字分别表示“小时：分：秒”）。
（1）该实验的原理是 ；
（2）小车在下落的过程中，受 （选填“平衡力”或“非平衡力”）作用，全程的平均速度是 km/h；
（3）小车通过上半程的平均速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）小车通过下半程的平均速度；
（4）实验时应保持斜面的倾角较 （选填“大”或“小”），这样做的目的是为了便于测量 。
（5）如果在实验中，先释放了小车，才开始计时，那么测得的平均速度会 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）v＝；（2）非平衡力；0.72；（3）小于；（4）小；时间；（5）偏大。
【解析】（1）测量平均速度，需要测量路程及对应的时间，该实验的原理是v＝；
（2）由题意可知，小车是由静止状态变为运动状态，而且运动过程中没有维持匀速直线运动。所以小车不是处于平衡状态，故小车不是受平衡力的作用；
由图示知，小车通过的全部路程为0.5m+0.5m＝1.0m，
所用的时间为5秒，所以小车全程的平均速度为v＝＝＝0.2m/s＝0.72km/h；
（3）由图示知，上半程和下半程的路程都是0.5m，但通过上半程所用的时间为3s，下半程所用时间为2s，所以小车通过上半程的平均速度小于小车通过下半程的平均速度；
（4）为了便于测量时间并减小测量时间造成的误差，实验时应保持斜面的倾角较小，这样小车在斜面上运动的时间较长，测出的时间误差较小。
（5）如果先释放了小车，才开始计时，所测的时间偏小，小车运动的路程不变，由v＝可知，会使所测的平均速度偏大。
路程（m）
运动时间（s）
平均速度（m/s）
经过某点时的速度（m/s）