Question

7．如圖所示，這是小明設(shè)計(jì)的“測平均速度的實(shí)驗(yàn)”裝置，
（1）利用這個(gè)裝置測小車在斜面上做變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度．這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理是v=$\frac{s}{t}$，實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量是斜面長度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間．
（2）確定計(jì)時(shí)的電子表后，為了方便時(shí)間測量，你在實(shí)驗(yàn)中又選擇的器材是金屬片，為了減小時(shí)間測量誤差對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，你的做法是減緩斜面傾斜程度．
（3）如圖，若秒表每格為1s，該次實(shí)驗(yàn)中，小車通過全程的平均速度v=0.12m/s，實(shí)驗(yàn)中小車通過上半路程的平均速度小于小車通過下半路程的平均速度．（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）小明認(rèn)為，測出小車t時(shí)間內(nèi)在斜面上通過的路程s，也可以計(jì)算其平均速度．請對小明實(shí)驗(yàn)方案的不足作出評估路程不容易準(zhǔn)確測出．

Answer 1

分析 （1）測量小車在斜面上的平均速度，需要測量斜面長度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（2）為減小測量誤差，應(yīng)該使測量的時(shí)間盡可能精確；
（3）從圖中秒表讀出小車通過全程所用時(shí)間和小車運(yùn)動(dòng)距離，利用速度公式求小車通過全程的平均速度；求出前半程、后半程所用的時(shí)間，利用速度公式求前半程和后半程的平均速度，進(jìn)行比較；
（4）從實(shí)驗(yàn)過程的可操作性方面進(jìn)行評估．

解答 解：
（1）本實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是v=$\frac{s}{t}$，需要測量斜面長和運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（2）為了方便測量，實(shí)驗(yàn)器材可以添加一塊金屬片，先后豎立在斜面的中點(diǎn)和最下端，當(dāng)聽到小車撞擊金屬片時(shí)記下時(shí)間；同時(shí)，減緩斜面的傾斜程度，使小車在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長，便于準(zhǔn)確測量時(shí)間；
（3）小車運(yùn)動(dòng)距離s₁=60cm=0.6m，t=5s，
小車通過全程的平均速度：
v=$\frac{{s}_{1}}{t}$=$\frac{0.6m}{5s}$=0.12m/s；
（4）前半程：s₂=0.3m，t₂=3s，
前半程的平均速度：
v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.3m}{3s}$=0.1m/s；
后半程s₃=0.3m，t₃=t-t₂=5s-3s=2s，
v₃=$\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}}$=$\frac{0.3m}{2s}$=0.15m/s，
所以小車通過上半路程的平均速度小于小車通過下半路程的平均速度；
（4）如果確定時(shí)間t，然后測量小車在t時(shí)間通過的路程，可能遇到兩種情況：小車運(yùn)動(dòng)到最下端時(shí)，所用時(shí)間小于t；小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間剛好是t時(shí)，到達(dá)的位置不易確定．總之，小車通過的路程不容易測量，導(dǎo)致平均速度的結(jié)果存在較大誤差．
故答案為：
（1）v=$\frac{s}{t}$；斜面長度，運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（2）金屬片；減緩斜面傾斜程度；
（3）0.12；小于；
（4）路程不容易準(zhǔn)確測出．

點(diǎn)評 本題是一道基礎(chǔ)題，知道測平均速度的原理、由圖示求出小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與小車的路程、熟練應(yīng)用平均速度公式是正確解題的關(guān)鍵，對實(shí)驗(yàn)方案的評估是需要提高的能力．