Question

16．小明在“測量小車的平均速度”的實驗中，設計了如圖所示的實驗裝置：小車從帶刻度的斜面頂端由靜止下滑，圖中的圓圈是小車到達A、B、C三處時電子表的顯示（數字分別表示“小時：分：秒”）

（1）該實驗測小車平均速度的實驗原理是：v=$\frac{s}{t}$．
（2）實驗中使用的斜面的坡度應該選擇較小的．（填“較小”或“較大”）
（3）實驗前必須學會熟練使用電子表，如果讓小車過了A點才開始計時，則會使所測AC段的平均速度偏大 （填“大”或“小”）；
（4）若AB段的路程正好是全部路程的一半，小車通過AB段的平均速度是0.2 m/s．小車通過AC段的平均速度是0.24 m/s．可以看出小車在做變速 （勻速/變速）直線運動．

Answer 1

分析 （1）公式v=$\frac{s}{t}$既能用于勻速直線運動求速度，又能用于變速直線運動求平均速度；
（2）若要計時方便，應使所用的時間長些；
（3）如果讓小車過了A點后才開始計時，計時過晚，使所計時間偏小；
（4）根據圖中刻度尺上的刻度，停表上的時間，可知下半段、全程的距離和所用時間，利用實驗原理求出速度的大小．

解答 解：
（1）該實驗測小車平均速度的實驗原理是v=$\frac{s}{t}$；
（2）斜面坡度越大，小車沿斜面向下加速運動越快，過某點的時間會越短，計時會越困難，所以為使計時方便，斜面坡度應較小；
（3）如果讓小車的車尾過了A點才開始計時，計時晚，所計時間偏小，由公式v=$\frac{s}{t}$可知，算出的速度偏大；
（4）根據圖示可知，上半段所用的時間t_AB=3s，路程s_AB=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×120cm=60cm=0.6m，
全程所用的時間：t_AC=5s，路程s_AC=s=120cm=1.2m，
所以上半段路程的平均速度v_AB=$\frac{{s}_{AB}}{{t}_{AB}}$=$\frac{0.6m}{3s}$=0.2m/s；
v_AC=$\frac{{s}_{AC}}{{t}_{AC}}$=$\frac{1.2m}{5s}$=0.24m/s，
因為小車在全程的平均速度與上半段的平均速度不同，所以小車在下滑過程中做變速直線運動．
故答案為：（1）v=$\frac{s}{t}$；（2）較小；（3）大；（4）0.2；0.24；變速．

點評 “測小車的平均速度”的實驗，一定學會讀出路程和時間，按平均速度的定義代入v=$\frac{s}{t}$算出平均速度．