Question

15．如圖是小凱同學小組探究“測量物體運動的平均速度”的實驗裝置圖．
（1）該實驗的原理是v=$\frac{s}{t}$．[用公式表示]
（2）實驗步驟如下：
①把小車放在斜面頂端，金屬片放在斜面底端，用刻度尺測量出小車到金屬片的距離s₁：
②用停表測量出小車從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時間t₁；
③將金屬片移至斜面的中部，測出小車到金屬片的距離s₂；
④測出小車從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時間t₂．
（3）數據記錄及分析論證：

實驗次數	路程s（m）	運動時間t（s）	平均速度v（m/s）
1	s1=1.0	t1=5	v1=0.2
2	s2=0.5	t2=3	v2=0.17

①計算兩次運動的平均速度：v₁=0.2m/s；v₂=0.17m/s．
②造成小車兩次運動的平均速度不一樣的原因是第一組實驗是全程的平均速度，第二組實驗是前半段的平均速度，而小車做變速運動，所以兩次平均速度不同．
③利用上述數據，小車在整段路程中，后半段的平均速度是0.25m/s．
（4）實驗評估：
①斜面的一端用木塊墊起，使它保持很小的坡度，其目的是減慢小車的下滑速度，減小測量時間所產生的誤差．
②小旋利用同樣的器材，按照同樣的原理及步驟進行實驗，但測得的數據卻與小凱小組的不同，其原因可能是小旋實驗時斜面的坡度與小凱的不同，即斜面傾角不同．

Answer 1

分析 （1）在測平均速度實驗中所采用的是一種間接測量法，原理是速度的計算公式；
（2）測平均速度的實驗中，需要用刻度尺測路程，用秒表測運動時間，
（3）①從表中數據可知小車通過的路程和所用時間，根據v=$\frac{s}{t}$求出小車的平均速度；
②根據表格中的數據即可比較小車運動速度變化，從而判斷出小車的運動情況；
③先計算出小車下半段的運動路程和運動時間，根據速度公式v=$\frac{s}{t}$計算下半程的平均速度；
（4）①斜面坡度越小，小車速度變化越慢，小車運動時間越長，越方便時間的測量．
②實驗過程中，斜面的坡度不同，小車運動的快慢不同，測量的數據不同．

解答 解：（1）本實驗測量平均速度采用的是一種間接測量法，通過測量小車通過的路程和所用的時間，然后根據速度公式計算平均速度，所以這個實驗的原理是v=$\frac{s}{t}$；
（2）實驗中需要用停表測量出從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時間t₁；
（3）①由表中數據可知，小車通過的全程路程為s₁=1.0m，所用的時間為t₁=5s，
則小車通過全程的平均速度：v₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{1.0m}{5s}$=0.2m/s；
由表中數據可知，小車通過上半段的路程為s₂=0.5m，所用的時間為t₂=3s，
則小車通過上半段的平均速度：v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.5m}{3s}$≈0.17m/s；
②第一組實驗是全程的平均速度，第二組實驗是前半段的平均速度，而小車做變速運動，所以兩次平均速度不同；
③由表中數據可知，小車通過的下半段的路程為s₃=1.0m-0.5m=0.5m，所用的時間為t₃=t₁-t₂=0.5s-0.3s=0.2s，
則小車通過下半段的平均速度：v₃=$\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}}$=$\frac{0.5m}{2s}$=0.25m/s；
（4）①斜面的一端用木塊墊起，使斜面的坡度較小，減慢小車的下滑速度，減小測量時間所產生的誤差；
②小旋利用同樣的器材，按照同樣的原理及步驟進行實驗，若小旋實驗時斜面的坡度與小凱的不同，即斜面傾角不同，則小車的運動快慢不同，測得的數據卻與小凱小組的不同．
故答案為：（1）v=$\frac{s}{t}$；
（2）②從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時間t₁；
（3）①0.2；0.17；
②第一組實驗是全程的平均速度，第二組實驗是前半段的平均速度，而小車做變速運動，所以兩次平均速度不同；
③0.25；
（4）①減慢小車的下滑速度，減小測量時間所產生的誤差．
②小旋實驗時斜面的坡度與小凱的不同，即斜面傾角不同．

點評 本題為平均速度測量實驗，主要考查器材的選擇、實驗原理，速度的計算，實驗中應注意的問題等知識，考查比較全面；計算平均速度時，一定學會讀出路程和對應的時間，按平均速度的定義代入v=$\frac{s}{t}$算出平均速度．