实验名称：测量小车运动的速度
实验原理：
实验器材：小车、、、长木板、小木块、金属片
实验装置：

实验数据处理：
1. 小车通过全程的时间为 $ t_1 $,通过上半段路程用的时间为 $ t_2 $,小车通过下半段路程用的时间 $ t_3 = $。
2. 全程的平均速度 $ v_1 = $。
上半段路程的平均速度 $ v_2 = $。
下半段路程的平均速度 $ v_3 = $。

实验原理：$ v=\frac{s}{t} $；实验器材：秒表、刻度尺；实验数据处理：1. $ t_1 - t_2 $；2. $ \frac{s_1}{t_1} $；$ \frac{s_2}{t_2} $；$ \frac{s_1 - s_2}{t_1 - t_2} $

【典型例题】测量小车运动的速度的实验装置如图甲所示。实验时让小车从斜面的 $ A $ 点由静止滑下,分别测出小车到达 $ B $ 点和 $ C $ 点的时间,即可求出小车在不同路段的平均速度。

(1) 实验原理是。
(2) 为了完成实验,需要的测量仪器是和。
(3) 实验时,为了使小车在斜面上运动的时间长些,便于测量时间,应(选填“增大”或“减小”)斜面的坡度。
(4) 小车从 $ A $ 点运动到 $ B $ 点所用时间 $ t_{AB} = $$ s $,小车在 $ AC $ 段的平均速度 $ v_{AC} = $$ m/s $。小车运动的速度(选填“越来越大”“越来越小”或“不变”)。
(5) 某物理小组进行测量平均速度的实验如图乙所示,小车从斜面上方的位置由静止释放,沿斜面向下运动,小东用刻度尺和秒表测量此过程中小车的平均速度。
① 测量斜面顶端 $ D $ 点到斜面底端 $ E $ 点之间的距离记为 $ s $；
② 让小车从顶端滑到底端,测出时间 $ t $；
③ 计算小车运动的平均速度为 $ v $。
利用测量的数据计算出的平均速度比真实的平均速度(选填“大”或“小”)。如果测出小车长为 $ l $,那么平均速度的表达式应该是。

思路导引
(3) 为了便于测量小车运动的时间,应该减小斜面的坡度,使小车的速度小一些,这样小车在斜面上的运动时间会长些。(4) 由题图甲可知,小车从 $ A $ 点运动到 $ B $ 点所用时间 $ t_{AB} = 3 s $,$ AC $ 段的距离 $ s_{AC} = 80.0 cm = 0.8 m $,小车从 $ A $ 点运动到 $ C $ 点所用时间 $ t_{AC} = 5 s $,则小车通过 $ AC $ 段的平均速度 $ v_{AC} = \frac{s_{AC}}{t_{AC}} = \frac{0.8 m}{5 s } = 0.16 m/s $。由题图甲可知,小车通过 $ BC $ 段的时间 $ t_{BC} = 2 s $,$ AB $ 段与 $ BC $ 段路程相等,小车通过 $ BC $ 段所用时间短,说明小车运动速度越来越大。(5) 利用测量的数据计算出的平均速度比真实的平均速度大,是因为路程 $ s $ 包含了小车的车长,故路程的测量值偏大,如果测出小车长为 $ l $,那么小车通过的路程等于斜面的全长减去小车的长,即小车运动的距离 $ s' = s - l $；小车的平均速度 $ v = \frac{s'}{t} = \frac{s - l}{t} $。
答案
(1) $ v = \frac{s}{t} $ (2) 刻度尺 秒表 (3) 减小 (4) 3 0.16 越来越大 (5) 大 $ v = \frac{s - l}{t} $
关键点拨
在测量速度时,由于斜面的长度是固定不变的,故测量时误差较小；斜面的坡度越大、长度越短,小车运动到底端所用的时间越短,越不易计时,其时间误差就会越大；为了减小时间误差,应该减小斜面坡度,并适当增加斜面长度。