初中物理变速运动与平均速度实验题

（一）测量平均速度

某同学跑八百米，使用电子表计时，刚开始起跑时示数如图甲，跑到400m处示数如图乙，跑完800m时示数如图丙。

（1）该实验的原理是 　                　；

（2）他前400m的平均速度是 　                　；

（3）他前400m的平均速度 　                　后400m的平均速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（二）在探究“凸透镜成像规律”的实验中

（1）当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是 　                　cm；

（2）若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向 　                　移动（选填“左”或“右”），除了要将光源移动以外，还需要将光屏 　                　凸透镜（选填“靠近”或“远离”）。

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　　 $\mathit{mm}$。

（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　　 $m/s$。

“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。如图所示，甲、乙两图是同一辆玩具小车两次不同运动的频闪照片，频闪灯的闪光时间间隔为 $1s$，图中数字的单位为 $\mathit{cm}$。根据照片记录的小车位置，回答下列问题：

（1）甲图中小车做　　直线运动，乙图中小车做　　直线运动（选填“加速”、“匀速”或“减速” $)$；

（2）甲图中小车的平均速度是　　 $m/s$，乙图中小车前 $2s$内的平均速度是　　 $m/s$；

（3）物体的运动情况常常可以用图象来描述，图丙中能反映甲图小车运动情况的是　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$

某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中，让小球从斜面 $A$点由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，照片如图所示：

（1）依据照片可判断，小球在做　     　（选填“加速”、“减速”或“匀速”）运动；

（2）如果频闪照相机每隔 $0.2s$拍摄一次，并测得 $s_{\mathit{AB}}=5\mathit{cm}$， $s_{\mathit{BC}}=15\mathit{cm}$，则小球在 $\mathit{BC}$段的平均速度为　      　 $m/s$，小球在 $\mathit{AC}$段的平均速度为　     　 $m/s$；

（3）如图所示，能说明小球在斜面上运动情况的图象是　        　；

（4）小球在 $\mathit{AD}$段运动过程中，经过时间 $t_{\mathit{AD}}$中点时的速度为 $v_1$，经过路程 $s_{\mathit{AD}}$中点时的速度为 $v_2$，则 $v_1$　      　 $v_2$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$”）。

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， $s_1=0.9m$， $s_2=0.4m$，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 $s_3$上的平均速度是　　 $m/s$。

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 $t_1=2.5s$；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 $t_2=1.8s$。

（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　　 $m/s$。

小明同学为研究小木块在足够长斜面上的运动规律，每次都使小木块从斜面上 $O$点静止释放，沿斜面向下运动，利用秒表和刻度尺测出其运动时间和通过的路程，记录的数据如下表。

从 $O$点开始计时的时间 $t/s$	0	1	2	3	4	5
从 $O$点开始的路程 $s/m$	0	0.3	1.2	2.7	4.8

（1）通过分析上表数据可知：物块通过的路程与　　成正比，表达式为： $s=$　　；

（2）根据表格中的数据，物块自 $O$点开始计时的 $5s$时间内通过的路程为　　；

（3）小明通过查阅资料知道，满足上述路程表达式的运动是一种由静止开始的匀加速运动（即在相同的时间内速度的增加量总是相同的运动），而且表达式中系数是一个恒量，这个恒量在不同情况下是不同的。在上面实验中，你可以通过改变实验装置中的哪个方面因素来增大这个系数？　　。（只需填一种方法即可）

2018年，江西省将全面实现义务教育均衡发展，其中有一项督导工作就是检查实验报告。以下是小璟同学做“测量小车的平均速度”时的实验报告（摘要）。请你将其报告中的问题补充完整。

【实验目的】测量小车的平均速度

【实验原理】　　

【实验器材】小车、　　、　　、斜面、金属挡板、长方体木块

【实验装置】如图所示

【实验数据】如表所示

测量的物理量	$\mathit{AB}$段	$\mathit{BC}$段	$\mathit{AC}$段
路程 $s/\mathit{cm}$	45	56	101
时间 $t/s$	3.0	2.8	5.8
平均速度 $v/(\mathit{cm}·s^{-2})$			17.4

【实验分析】

（1）小车全程是做　　运动。（选填“匀速”或“变速” $)$

（2）实验时，为了使小车在斜面上运动的时间长些，应　　斜面的坡度。（选填“增大”或“减小” $)$

斜面在生活生产中常见，在物理实验中也常用，以下物理实验都用到了斜面。

（1）利用斜面测平均速度，如图甲所示。若让质量不同的小车从斜面顶端由静止开始滑下，则它们撞击金属片时的速度　　（填“相同”或“不同” $)$；若增大斜面坡度，小车从斜面顶端由静止开始滑下，则撞击金属片时的速度　　（填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

（2）利用斜面研究阻力对物体运动的影响，如图乙所示。小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等不同的表面上前进不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功。假设在毛巾、木板、平板玻璃面上小车克服阻力做的功分别为 $W_1$、 $W_2$、 $W_3$，请，比较它们的大小： $W_1$　　 $W_2$　　 $W_3$．假设小车滑到绝对光滑的表面上，那么小车克服阻力做的功为　　，此时小车做　　运动。

（3）利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关，如图丙所示。让小车 $A$从斜面的某一高度由静止开始滑下，在水平面上碰到物体 $B$后，将 $B$推出一段距离。若 $B$被推得越远，说明小车 $A$具有的动能越　　，小车 $A$下滑时的高度越　　、重力势能越　　。

某兴趣小组的同学用斜面、小车、长刻度尺、录像机等，研究“斜面上运动的物体，运动路程和通过这段路程所用时间的关系”，如图甲所示。在斜面一侧沿斜面方向固定一长刻度尺，刻度为0的位置在上方，并将该位置作为释放小车的位置。打开录像机的录像功能，并面向刻度尺录像。通过播放视频可以确定小车在不同时刻的位置。

（1）视频显示，小车从0刻度处运动到 $0.20m$刻度处，用时 $1s$，该过程小车的平均速度是　　 $m/s$。

（2）通过视频查找出小车5次的位置，小车从开始运动到各个位置的路程 $s$和对应时间 $t$如下表所示，表中第三行数据作为对应时间的平方。

$s/m$	0	0.05	0.20	0.45	0.80
$t/s$	0	0.50	1.00	1.50	2.00
$t^2/s^2$	0	0.25	1.00	2.25	4.00

①根据表中数据，在坐标纸上做出小车运动的 $s-t^2$图象。

②经分析可得，小车在斜面上从静止开始运动时，小车运动的路程 $s$与时间的平方 $t^2$的关系式是　　。

简单机械为我们解决问题带来很多方便，下面我们就利用它探究我们学习中的疑惑。

（1）小华小组测小车的平均速度如图甲所示；

①请根据图中所给的信息回答：s _AB＝ 　     　cm，t _BC＝ 　    　s。

②让小车从A点自由滑下，经B点到C点，则v _AB 　 　v _AC（选填"＝"、"＜"或"＞"）。

（2）课外实验小组林琳同学安装了如图乙装置想探究阻力对物体运动的影响，做了三次实验。通过三次实验林琳小组总结出小车在毛巾、棉布、木板表面受到的阻力不同，速度减小得快慢不同，分析出如果物体受到的阻力为零，速度就不会改变。从而理解了牛顿第一定律是经过 　     　（A．实验 B．实验加推理概括）得出的定律。

（3）林琳小组完成上述实验后添加了一个木块和两个质量不同的小球，又利用装置丙探究影响动能大小的因素，在此实验中是通过观察 　                 　判断动能大小的。试想如果实验所用的木板绝对光滑，她的实验 　    　（选填"能"或"不能"）成功。

（4）上述三个力学实验中均用到了物理学中的同一种简单机械是 　     　；举出一个日常生活中利用此机械的实例： 　       　。

在"测量物体运动的速度"的实验中，小龙和小柳测量小明跑40m的速度。

（1）小龙和小柳用 　 　（填一种测量工具）在室外测出40m的路程。

（2）小柳担任计时员，他用 　 　（填一种测量工具）测量小明跑步的时间，他应站在 　    　处（选填"起点"或"40m"）。

（3）小龙担任发令员，发令后，小明跑完40m的路程，小柳计时如图所示，由图可知，小明跑40m所用的时间为 　     　s。

（4）小明跑40m的速度是 　      　m/s。

如图是某实验小组“测量小车平均速度”的情形，如图所示，小车从位置开始沿直线运动到位置，所用的时间为，则小车从到通过的总路程为　　，这段时间内小车运动的平均速度是　　。

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）　　。

张刚同学在完成"测量物体运动的平均速度"后，还想用如图所示实验装置探究从斜面下滑物体运动的快慢与哪些因素有关。他对小车下滑快慢的因素进行如下猜想：

猜想一，与斜面的高度有关：猜想二，与斜面的长度有关。

"测量物体运动的平均速度"实验的原理是 　 　。为了验证猜想一，他设计的方案是将小车分别从斜面上不同高度处由静止释放，测出下滑时间。通过测量，发现每次下滑的时间不同，于是得出猜想一是正确的。

请对张刚这一探究作出评价，指出他存在的问题是： 　 　。