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八年级物理上册第一章机械运动1.4测量平均速度精品练习(附解析新人教版)

专题1.4 测量平均速度
 
1.平均速度是描述变速直线运动的快慢,是表示运动物体在某一段时间内或某一段路程内的平均快慢程度的物理量。
2.测量物体平均速度使用的物理仪器有停表和刻度尺。使用停表测量时间,用刻度尺测量物体运动的路程,用公式V=s/t求出物体运动的平均速度。
3.体会设计实验、实验操作、记录数据、分析实验结果的总过程。
4.做物理实验时,要有认真仔细的科学态度,要实事求是测量和记录实验数据,要养成与他人交流合作的精神。
 
1.    测量平均速度:
(1)原理:V=s/t;
(2)测量工具:刻度尺 和秒表。
2.测量平均速度注意事项:
(1)一是斜面坡度不能过大或过小,过大则运动时间太短,增大时间测量误差,过小则小车可能不会运动,或变速运动不明显。
(2)要保证每次测量都从同一高度处由静止释放小车
(3)为避免实验的偶然性,实验中我们应多测量几次
(4)测小车通过的路程时,应从开始计时时的车头测量到计时结束的车头,而不是测量斜面的长度
(5)小车全程的平均速度v1,前半程的平均速度v2,后半程的平均速度v3之间的关系是v3>v1>v2. 
(6)下半程的平均速度等于半程路程除以全程时间与上半程时间之差。能够从中点由静止释放测下半程运动时间?不合理,因为所测时间不是运动过程中下半程所用的时间。或者,因为小车全程运动中通过中点的速度不为0.或者,小车通过全程所用的时间与上半程所用时间的差值才是下半程所用的时间。

【例题1】(2019贵州铜仁)小王在“测量小车的平均速度”的实验中,他已经从实验室借到的实验器材有:小车一辆、秒表一块、长木板一块、小木块一块。
 
(1)他为了完成该实验,还需要的实验器材有           。
(2)为了方便计时,应该使斜面的坡度          (选填“较大”或“较小”)
(3)    经测量,S1=0.9m,S2=0.4m,小车从斜面顶端由静止下滑的过程中,秒表记录如图所示,
则小车在S3上的平均速度是        m/s。
【答案】(1)刻度尺;(2)较小;(3)0.5。
【解析】(1)测量小车的平均速度需要用秒表测出时间,用刻度尺测出小车通过的距离,然后利用v=s/t计算;
用刻度尺测出小车通过的距离,题目中已经给出了秒表,因此还需要的实验器材是刻度尺;
(2)要计时方便,应使斜面的坡度较小一些,使小车在斜面上通过的时间更长。
(3)s1=0.9m,s2=0.4m,则s1=0.9m-0.4m=0.5m,
由图知,t3=1s,
 
【例题2】(2019湖北宜昌)小明同学用如图1的装置研究小车在斜面上的运动。他将小车从坡顶A处静止释放,测出小车从A滑到坡底C处的时间t1=2.6s;再次将小车从A处静止释放,测出小车从A滑到中点B处的时间t2=1.8s。
 
 (1)通过小明的测量数据可以判断,小车在前半程的平均速度     全程的平均速度。(选填:大于、等于、小于)
(2)小明想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从     处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时。(选填:A、B)
(3)物体运动的情况还可以通过另一种办法即时测定、显现出来。位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离,计算机就可以算出小车在不同位置的速度(如图2)。屏幕图象如图3所示,横轴为时间,纵轴为速度,通过图象可以看出小车在斜面上滑下时是     (选填:匀速、加速)运动的;小车到达坡底时的速度为     m/s。
【答案】(1)小于;(2)A;(3)加速;0.8。
【解析】(1)根据图象读出AB段和BC段的距离和时间,运用公式v求出AB段和BC段的平均速度,并进行比较。
设全程路程为L,则小车运动的距离sAC=L,sABL,
由题知,所用的时间tAC=2.6s,tAB=t2=1.8s,
则小车在前半程的平均速度:vAB;
小车运动全程的平均速度:vAC;
所以vAB<vAC,即AB段的平均速度小于全程的平均速度;
(2)测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从A处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时;
(3)匀速直线运动的v﹣t图象是一条平行于时间轴的直线,匀加速直线运动的v﹣t图象是一条向上倾斜的直线,减速直线运动的v﹣t图象是一条向下倾斜的直线。
匀加速直线运动的v﹣t图象是一条向上倾斜的直线,由图象可知,小车在斜面上滑下时是加速运动的;小车到达坡底时的时间是25s,对应的速度为0.8m/s。
 
一、填空题
1.(2018海南)如图所示是木块在水平面上运动时每隔相等时间曝光一次所得到的照片,曝光时间间隔为0.02s,木块从1位置到3位置运动的距离是  cm,木块从1位置到4位置运动的速度为  m/s。
 
【答案】3.60;0.9。
【解析】本题考查平均速度公式的应用,难度不大,关键是能从图中读出频闪的次数和通过的距离。
(1)由图知,刻度尺分度值为1mm,
则木块从1位置运动到3位置时距离为:6.20cm﹣2.60cm=3.60cm;
(3)由图知,木块从1位置运动到4位置时,频闪3次,所用时间为t=0.02s×3=0.06s,
木块运动的距离:s=8.00cm﹣2.60cm=5.40cm=0.054m,
则木块从1位置到4位置运动的平均速度:v= = =0.9m/s。
2.如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔0.2s闪拍一次,分析照片可知:小球从A点到F点共运动了      cm的路程,小球从B点到F点的平均速度为      m/s.
 
【答案】12.50;0.15.
【解析】(1)由照片可以看出,刻度尺的分度值为1mm,小球在A点的位置坐标为0cm,在F点的位置坐标是12.50cm,
则小球由A到F的路程为S1=12.50cm.
(2)小球由B运动到F所用时间t=0.2s×4=0.8s,通过的路程为S2=12.50cm﹣0.50cm=12.00cm,
则它的平均速度为V=S2/t=12.00cm/0.8s=15.0cm/s=0.150m/s.
二、选择题
3.(2017福建)小明同学用下列四种方法测定小球沿桌面滚动时的平均速度,其中你认为最好的是(  )
A.选定一段较长的路程,测定小球通过这段路程所用的时间。
B.选定一段较短的路程,测定小球通过这段路程所用的时间。
C.选定一段较长的时间,测定小球在这段时间内通过的路程。
D.选定一段较短的时间,测定小球在这段时间内通过的路程。
【答案】A
【解析】根据平均速度的公式 可知,测量平均速度需要测量路程和时间。从理论上讲,上述四种方法都能测定小球的平均速度,但要判定最好的测量方法,则要从是否易于操作和测量是否准确两个方面来考虑。首先分析是先选定路程再测时间,还是先选定时间再测路程。如果选定时间测路程,则要同时计时和确定小球在计时结束时的位置;如果选定路程测时间,则只需要计时即可。可见最好的方法是先选定路程再测时间,再考虑是选定较长的路程,还是较短的路程。路程较短,时间太短,测量的误差会较大,因此应选定较长的路程。即选项A正确。
4.在“测量物体运动的平均速度”实验中,当小车自斜面顶端滑下时开始计时,滑至斜面底端时停止计时.如图所示,此过程中小车的平均速度是(   )
 
A.10cm/s         B.9cm/s         C.8cm/s        D.7cm/s
【答案】B
【解析】当小车自斜面顶端滑下时开始计时,滑至斜面底端时停止计时.我们要找到这段时间内通过的路程s=45cm   
时间t=14h35min05s-14h35min=5s
根据v=s/t得到v=s/t=45cm/5s=9cm/s
三、实验题
5.(2018新疆)小明看到滑雪运动员从越陡的坡滑下时,越快滑到底端.对此他猜想:“物体离地高度一定时,斜面坡度越大,物体从静止开始滑到底端的平均速度也越大”.请你设计实验验证其猜想.
 
(1)实验所需的公式:          .
(2)实验器材:除了如图所示的器材,你还需要的测量工具有            .
(3)实验步骤(可用画图或文字表述):
【答案】见解析。
【解析】(1) .(2)刻度尺、停表.
(3)实验步骤(可用画图或文字表述):
①用木块作支撑物将长木板搭成斜面;
②用刻度尺测长木板(斜面)的长度;
③让小车从斜面的顶端自由释放,用秒表记下小车从顶端到底端的运动时间;
④改变斜面的坡度,重复第3步实验;
⑤再改变斜面的坡度,重复第3步实验;
⑥.由速度公式 求出小车的速度,比较速度与坡度的关系,得出实验结论。  
6.在图所示的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。
(l)图中AB段的路程SAB=____cm,如果测得时问 tAB=1.6s.则 AB 段的平均速度
VAB=____cm/s。
 
(2)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____。
(3)为了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。他的做法正确吗?_______,理由是:_______________________
【答案】(1)40, 25 (2)小
(3)不正确。因为小车从斜面顶端运动到底端时,从后半段一开始就有一定的速度,而将小车从中间位置开始释放时,后半段一开始的速度为零)
【解析】
(1)SAB=80cm-40cm=40cm,tAB=1.6s.
则 AB 段的平均速度 VAB=SAB/tAB=40cm/1.6s=25cm/s。
(2)根据V=S/t,s不变,t大,则V小。
(3)小车从斜面顶端运动到底端时,从后半段一开始就有一定的速度,而将小车从中间位置开始释放时,后半段一开始的速度为零),所以不正确。
7.物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时,想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度,设计了如图所示的实验装置;让小车从带有刻度(分度值为1cm)的斜面顶端由静止滑下,图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表的显示时间(圆圈里面的数字分别表示“小时∶分∶秒”),则
 
(1)该实验是根据公式______进行测量的;
(2)通过分析图中所给信息可以判断:小车从斜面顶端运动到底端的过程中______(选填“是”或“不是”)做匀速直线运动;
(3)小车在AB段运动的路程SAB是______dm;在BC段运动的平均速度vBC是______m/s;在AC段运动的平均速度vAC是______m/s;
(4)在实验前必须熟练使用电子表,如果小车到达C点还没有停止计时,则会使所测量的运动时间偏______.
【答案】(1)v=s/t   (2)不是   (3)4.00   0.5   0.3   (4)大
【解析】(1)计算速度的公式是v=s/t;
(2)由图知,小车沿直线下滑过程中,AB段距离较短,但所用时间较长;BC段距离较大,所用时间较少,所以小车不是做匀速直线运动;
(3)由图示:SAB=100.0cm-60.0cm=40.0cm=4.00dm;
SBC=60.00cm-10.00cm=50.00cm,tAC=3s,tBC=1s,
BC段的速度vBC=SBC/tBC=50cm/s=0.5m/s;
AC段的平均速度vAC=SAC/tAC=30cm/s=0.3m/s;
(4)根据v=s/tv,若小车到达C点后还没有停止计时,这样时间记录偏大,则会导致所测AC段的平均速度VAC偏小.
8.(2017大庆)如图所示为两个小球运动过程的频闪照片,闪光时间间隔为1s,图上数字为闪光时刻编号,请按提示描述这两个小球的运动,图中每一个小格的长度为0.2m.
 
(1)求出小球B在编号3至编号7这段时间间隔内的平均速度vB=______m/s;
(2)分别求出小球A在编号1至编号3这段时间间隔内的平均速度v1=______m/s;小球A在编号5至编号7这段时间间隔内的平均速度v2=______.(选填“变大”或“变小”)
(3)小球A在编号1至编号7这段时间间隔内的速度逐渐______(选填“变大”或“变小”).
【答案】(1)0.8 (2)0.5  (3)变大 (4)变大
【解析】(1)结合图可知,B球在编号3至编号7用时tB=4s,这段时间间隔内的通过的距离s=4.8m-1.6m=3.2m,
(1)所以平均速度vB=sB/tB=0.8m/s;
(2)在编号1至编号3这段时间内A球的路程sA1=1.4m-0.4m=1m,时间tA1=2s,所以A球的运动速度为v1=sA1/tA1=0.5m/s;
 在编号5至编号7这段时间内A球的路程sA2=5.8m-3.2m=2.6m,时间tA2=2s,所以A球的运动速度为
v2=sA2/tA2=1.3m/s;
(3)在相同的时刻内A球的路程越来越大,所以A球做的是变速直线运动,即小球A在编号1至编号7这段时间间隔内的速度逐渐变大.
9.(2018陕西)小新和同学一起用硬纸板搭建了图示的轨道,测量小球运动的平均速度。  
 
(1)根据实验的原理______,需要测量的物理量是小球运动的路程和所用的时间。
(2)他们先用钢卷尺对轨道的各段长度进行测量并分段做了标记,因______ 的测量误差较大,需多次测量。为保证小球每次通过A点的速度相同,必须用同一小球从左边斜面的______高度由静止释放。要使小球能够通过E点,释放小球的高度应______ 水平段BD的高度。
(3)从A点开始计时,用电子秒表分别测量小球经过B、C、D、E各点的时间,整理实验数据并记录在下表中。 分析表中数据可知,vBC_____vCD,这是因为小球在运动过程中受到摩擦作用;小球从A点运动到E点的过程中,在______点的速度最小。
(4)小球在BD段运动的平均速度为__ m/s(计算结果保留两位小数)。
【答案】(1)v=s/t(2)时间   同一   大于(3)>, D(4)0.74
【解析】(1)测量小球平均速度的原理:v=s/t;
(2)为保证小球每次通过A点的速度相同,必须用同一小球从左边斜面的同一高度由静止释放.
由于阻力的作用,要使小球能够通过E点,释放小球的高度应大于水平段BD的高度.
(3)根据表中数据可知,vBC大于vCD,由于BC在同一水平面,导致速度变小的原因是摩擦力的作用;
小球从A点运动到B点的过程中,将小球的动能转化为小球的重力势能,小球速度变小,而从B点到D点的过程中,由于阻力作用,小球的速度又逐渐变小,当小球从D点到E点的过程中,将重力势能转化为动能,小球的速度逐渐变大,因此D点的速度最小.
根据表中数据可知,sBD=50cm+50cm=100cm=1m;tBD=0.6s+0.75s=1.35s;
则vBD=sBD/tBD=1m/1.35s≈0.74m/s.
10.如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔0.2s闪拍一次,分析照片可知:小球从A点到F点共运动了      cm的路程,小球从B点到F点的平均速度为      m/s.
 
【答案】12.50;0.15.
【解析】(1)由照片可以看出,刻度尺的分度值为1mm,小球在A点的位置坐标为0cm,在F点的位置坐标是12.50cm,
则小球由A到F的路程为S1=12.50cm.
(2)小球由B运动到F所用时间t=0.2s×4=0.8s,通过的路程为S2=12.50cm﹣0.50cm=12.00cm,
则它的平均速度为V=S2/t=12.00cm/0.8s=15.0cm/s=0.150m/s.
11.(2019广西北部湾)在“测量物体运动的平均速度”实验中。
(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14所示,小球在做_______(选填“加速”、“减速”或“匀速”)运动,小球受力________(选填“平衡”或“不平衡”)。
 
(2)实验数据如下表所示,小球在BC段的平均速度为______m/s,CD段的路程为_______m,比较AB与BC段的平均速度得 _______ (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)
 
 
 
 

 
 
 
 

 
 
 
 

(3)为进一步探究小球在斜面上运动的速度与时间的关系,根据表中数据做出了 图像,如图15所示,假设斜面足够长,小球从A处滚下,经过2s到达E点(图14中未画出),则该小球经过E点时的速度为_________m/s。
 
(4)小球在运动过程中,经过路程 中点时的速度为 ,经过时间 中点时的速度为 ,则 _______ (选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)加速   不平衡  (2)1.8  1.5  <  (3)4.8  (4)>
【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 。
12.(2019江西)如图所示,是某同学设计的测量小车在固定斜面上运动的平均速度实验装置图。小车从带有适当刻度的斜面顶端由静止自由下滑,图中的圆圈是小车到达A,B两处时,电子时钟所显示的两个不同的时刻,则:
 
(1)由图可知,斜面上的刻度尺的最小分度值为  mm。
(2)该实验原理是  。
(3)在实验中,为了方便计时,应使斜面的倾角适当  (选填“大”或“小”)一些。
(4)由图可知:小车在A,B两点间运动的平均速度为  m/s。
【答案】(1)2;(2)v=s/t;(3)小;(4)0.03。
【解析】(1)由图知:刻度尺上一个大格是1cm,里面由有个小格,一个小格表示2mm;
(2)该实验是根据公式v=s/tv进行测量的;
(3)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。
(4)由图知:AC段的距离是sAB=9.00cm,AB所用时间为tAB=3s,
所以小车在AB段的平均速度为vAB= sAB/tAB =9.00cm/3s=3.00cm/s=0.03m/s。

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