Question

19．某物理興趣小組用頻閃照相的方法（每隔相等時間拍攝一張照片）研究小物塊沿斜面向下做直線運動的有關問題．下圖是他們某次實驗時拍攝的頻閃照片．
（1）下列四個圖象中，一定不能反映小物塊運動情況的是C．

（2）要使小物塊在斜面上運動的平均速度增大，可采用的方法有增大斜面傾角θ（寫出一種即可）．
（3）只用秒表和刻度尺也可測出小物塊沿斜面向下做直線運動某段距離的平均速度，為了減小測量誤差，斜面的斜角θ應較�。ㄟx填“較大”或“較小”）些．
（4）若把小物塊某次沿斜面向下做直線運動的距離AC分成相等兩段AB和BC，且已知物塊在這兩段的平均速度分別為v₁和v₂，則AC段的平均速度為$\frac{2{v}_{1}{v}_{2}}{{v}_{1}+{v}_{2}}$．（表達式中的字母符號只能含有v₁、v₂）

Answer 1

分析 （1）首先分析小車的運動情況，再明確圖象各物理量之間的函數關系，然后根據圖象特點進行判斷；
（2）路程一定，要使小車的平均速度變大，由速度公式v=$\frac{s}{t}$可知就要減少下滑時間，可從下列方法考慮：增大斜面角度、或在更光滑的斜面上實驗；
（3）實驗中斜面傾角越小，小車速度變化越慢，小車運動時間越長，便于時間的測量；
（4）由速度公式的變形公式求出物體的運動時間，然后求出總路程與總時間，最后求出整個路程的平均速度．

解答 解：
（1）由圖可知，小物塊做加速直線運動，AB兩圖是v-t圖象，是加速運動圖象，C圖是s-t圖象是勻速直線運動圖象，D圖是s-t圖象是加速直線運動，一定不能反映小物塊運動情況的是C；
（2）增大斜面角度或減小斜面和物塊接觸面間的粗糙程度，減少下滑時間，由速度公式v=$\frac{s}{t}$可知，在路程一定時，可以增大小車平均速度；
（3）實驗中使用的斜面的坡度較小，其目的是便于測量時間；
（4）設總路程是2s，則前一半與后一半路程都是s，
根據v=$\frac{s}{t}$可知，
前一半路程的運動時間：t₁=$\frac{s}{{v}_{1}}$，
后一半路程的運動時間：t₂=$\frac{s}{{v}_{2}}$，
整個路程的平均速度：v=$\frac{2s}{{t}_{1}+{t}_{2}}$=$\frac{2s}{\frac{s}{{v}_{1}}+\frac{s}{{v}_{2}}}$=$\frac{2{v}_{1}{v}_{2}}{{v}_{1}+{v}_{2}}$．
故答案為：（1）C；（2）增大斜面傾角θ；（3）較��；（4）$\frac{2{v}_{1}{v}_{2}}{{v}_{1}+{v}_{2}}$．

點評 本題為測量物體平均速度、探究物體運動情況的實驗題，其中，計算平均速度，要用總路程除以總時間，要掌握實驗中減小誤差的方法及測量下半段路程時間的方法，這是本題的難點．