登录
5.某实验小组在“测量物体运动的速度”的实验中，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)如果频闪照相机每隔0.2 s拍摄一次，并测得$s_{AB}=5\ \mathrm{cm},s_{BC}=15\ \mathrm{cm}$，则小球在AC段的平均速度为
(2)小球在AD段运动过程中，经过时间$t_{AD}$中点时的速度为$v_1$，经过路程$s_{AD}$中点时的速度为$v_2$，则$v_1$
(1)如果频闪照相机每隔0.2 s拍摄一次，并测得$s_{AB}=5\ \mathrm{cm},s_{BC}=15\ \mathrm{cm}$，则小球在AC段的平均速度为
0.5
m/s。(2)小球在AD段运动过程中，经过时间$t_{AD}$中点时的速度为$v_1$，经过路程$s_{AD}$中点时的速度为$v_2$，则$v_1$
＜
（选填“＞”“＜”或“=”）$v_2$。答案
5.(1)0.5 (2)＜
解析
【分析】
解决本题需掌握平均速度的计算方法，以及变速直线运动的速度变化规律：计算平均速度时，需用总路程除以总时间；对于加速运动，速度随时间增大，可通过路程与时间的关系分析时间中点和路程中点的速度大小。
【解析】
(1) 计算AC段平均速度：
AC段总路程：$s_{AC}=s_{AB}+s_{BC}=5\ \mathrm{cm}+15\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}=0.2\ \mathrm{m}$；
AC段总时间：频闪间隔为0.2s，A到B、B到C各为1个时间间隔，故$t_{AC}=0.2\ \mathrm{s}+0.2\ \mathrm{s}=0.4\ \mathrm{s}$；
根据平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，得AC段平均速度：$v_{AC}=\frac{s_{AC}}{t_{AC}}=\frac{0.2\ \mathrm{m}}{0.4\ \mathrm{s}}=0.5\ \mathrm{m/s}$。
(2) 分析AD段的速度：
由图可知，小球从A到D，相同时间内通过的路程越来越大，说明小球做加速直线运动，速度随时间逐渐增大。
加速运动中，前半段路程的平均速度小于后半段路程的平均速度，因此前半段路程所用时间大于后半段路程所用时间，即时间中点（$t_{AD}/2$）对应的时刻早于路程中点（$s_{AD}/2$）对应的时刻，此时速度$v_1$小于路程中点的速度$v_2$，故$v_1＜v_2$。
【答案】
(1)0.5；(2)＜
【知识点】
平均速度计算、变速直线运动、速度比较
【点评】
本题结合实验考查平均速度计算和变速运动的速度分析，需掌握平均速度的定义，理解加速运动的速度变化特点，属于基础实验题。
【难度系数】
0.5
解决本题需掌握平均速度的计算方法，以及变速直线运动的速度变化规律：计算平均速度时，需用总路程除以总时间；对于加速运动，速度随时间增大，可通过路程与时间的关系分析时间中点和路程中点的速度大小。
【解析】
(1) 计算AC段平均速度：
AC段总路程：$s_{AC}=s_{AB}+s_{BC}=5\ \mathrm{cm}+15\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}=0.2\ \mathrm{m}$；
AC段总时间：频闪间隔为0.2s，A到B、B到C各为1个时间间隔，故$t_{AC}=0.2\ \mathrm{s}+0.2\ \mathrm{s}=0.4\ \mathrm{s}$；
根据平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，得AC段平均速度：$v_{AC}=\frac{s_{AC}}{t_{AC}}=\frac{0.2\ \mathrm{m}}{0.4\ \mathrm{s}}=0.5\ \mathrm{m/s}$。
(2) 分析AD段的速度：
由图可知，小球从A到D，相同时间内通过的路程越来越大，说明小球做加速直线运动，速度随时间逐渐增大。
加速运动中，前半段路程的平均速度小于后半段路程的平均速度，因此前半段路程所用时间大于后半段路程所用时间，即时间中点（$t_{AD}/2$）对应的时刻早于路程中点（$s_{AD}/2$）对应的时刻，此时速度$v_1$小于路程中点的速度$v_2$，故$v_1＜v_2$。
【答案】
(1)0.5；(2)＜
【知识点】
平均速度计算、变速直线运动、速度比较
【点评】
本题结合实验考查平均速度计算和变速运动的速度分析，需掌握平均速度的定义，理解加速运动的速度变化特点，属于基础实验题。
【难度系数】
0.5
6. 小明同学用如图甲所示的装置探究小车在斜面上的运动。他将小车从坡顶A处由静止释放，测出小车从A处滑到坡底C处的时间$ t_1 = 2.6 \, \mathrm{s} $；再次将小车从A处由静止释放，测出小车从A处滑到中点B处的时间$ t_2 = 1.8 \, \mathrm{s} $。
(1)通过小明的测量数据可以判断，小车在前半程的平均速度
(2)小明想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度，他应该将小车从
(3)物体运动的情况还可以通过另一种方法即时测定、显现出来。位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离，计算机就可以算出小车在不同位置的速度，并绘制出速度—时间图像（如图乙所示）。由图像可得出小车在斜面上滑下时是
(1)通过小明的测量数据可以判断，小车在前半程的平均速度
小于
（选填“大于”“等于”或“小于”）全程的平均速度。(2)小明想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度，他应该将小车从
A
（选填“A”或“B”）处由静止释放。(3)物体运动的情况还可以通过另一种方法即时测定、显现出来。位置传感器利用超声波测出不同时刻小车与它的距离，计算机就可以算出小车在不同位置的速度，并绘制出速度—时间图像（如图乙所示）。由图像可得出小车在斜面上滑下时是
加速
（选填“匀速”或“加速”）运动的；小车到达坡底时的速度为0.832
m/s。答案
6.(1)小于 (2)A (3)加速 0.832
解析
【分析】
要解决这三个问题，需结合平均速度公式、实验设计逻辑以及速度-时间图像的特点分析：
1. 比较前半程和全程的平均速度，需利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，分别计算两者的平均速度，通过路程与时间的比值判断大小；
2. 测量后半段的平均速度，需保证小车从A处释放，才能准确获取后半段的运动时间，若从B释放，初速度不为零，不符合实验要求；
3. 观察v-t图像，若速度随时间增大则为加速运动，从图像中读取小车到达坡底对应的速度即可。
【解析】
(1) 设全程AC的路程为$s$，则前半程AB的路程为$\frac{s}{2}$。
前半程的平均速度：$v_{前}=\frac{\frac{s}{2}}{t_2}=\frac{s}{2×1.8s}=\frac{s}{3.6s}$；
全程的平均速度：$v_{全}=\frac{s}{t_1}=\frac{s}{2.6s}$；
因为$\frac{s}{3.6s}＜\frac{s}{2.6s}$，所以前半程的平均速度小于全程的平均速度。
(2) 测量小车后半段（BC段）的平均速度时，需将小车从A处由静止释放，这样小车从B到C的时间为总时间减去前半程时间，才能准确测量BC段的运动时间；若从B处释放，小车初速度不为零，无法正确测量后半段的平均速度，故填A。
(3) 由图乙的v-t图像可知，小车的速度随时间增加而增大，因此小车做加速运动；从图像中读取，小车到达坡底时的速度为0.832 m/s。
【答案】
(1)小于；(2)A；(3)加速；0.832
【知识点】
平均速度、变速直线运动、v-t图像
【点评】
本题结合小车下滑实验，考查平均速度计算、实验设计合理性及v-t图像分析，属于基础题，重点考查学生对平均速度概念和图像信息的理解应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决这三个问题，需结合平均速度公式、实验设计逻辑以及速度-时间图像的特点分析：
1. 比较前半程和全程的平均速度，需利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，分别计算两者的平均速度，通过路程与时间的比值判断大小；
2. 测量后半段的平均速度，需保证小车从A处释放，才能准确获取后半段的运动时间，若从B释放，初速度不为零，不符合实验要求；
3. 观察v-t图像，若速度随时间增大则为加速运动，从图像中读取小车到达坡底对应的速度即可。
【解析】
(1) 设全程AC的路程为$s$，则前半程AB的路程为$\frac{s}{2}$。
前半程的平均速度：$v_{前}=\frac{\frac{s}{2}}{t_2}=\frac{s}{2×1.8s}=\frac{s}{3.6s}$；
全程的平均速度：$v_{全}=\frac{s}{t_1}=\frac{s}{2.6s}$；
因为$\frac{s}{3.6s}＜\frac{s}{2.6s}$，所以前半程的平均速度小于全程的平均速度。
(2) 测量小车后半段（BC段）的平均速度时，需将小车从A处由静止释放，这样小车从B到C的时间为总时间减去前半程时间，才能准确测量BC段的运动时间；若从B处释放，小车初速度不为零，无法正确测量后半段的平均速度，故填A。
(3) 由图乙的v-t图像可知，小车的速度随时间增加而增大，因此小车做加速运动；从图像中读取，小车到达坡底时的速度为0.832 m/s。
【答案】
(1)小于；(2)A；(3)加速；0.832
【知识点】
平均速度、变速直线运动、v-t图像
【点评】
本题结合小车下滑实验，考查平均速度计算、实验设计合理性及v-t图像分析，属于基础题，重点考查学生对平均速度概念和图像信息的理解应用能力。
【难度系数】
0.5
7.[核心素养·科学探究]某班同学进行“探究纸锥从某一高度下落到地面过程中的平均速度大小是否与纸锥锥角大小有关”的实验:取两张同样的圆形纸,分别剪去两个大小不等的扇形(如图甲所示),再将它们做成如图乙所示的两个锥角不等的纸锥。
甲 乙
(1)选用的主要实验器材:秒表、
(2)为了比较纸锥下落的快慢,可将两个纸锥按图乙中
(3)小明所在的兴趣小组制作了一个纸锥进行实验,用频闪照相机拍摄到如图丙所示的照片,已知照相机每隔0.2 s曝光一次。根据照片可以判断纸锥在OB段下落的速度变化情况是
丙
甲 乙
(1)选用的主要实验器材:秒表、
刻度尺
。(2)为了比较纸锥下落的快慢,可将两个纸锥按图乙中
A
(选填“A”或“B”)所示的位置由静止释放,比较落至地面的时间
。(3)小明所在的兴趣小组制作了一个纸锥进行实验,用频闪照相机拍摄到如图丙所示的照片,已知照相机每隔0.2 s曝光一次。根据照片可以判断纸锥在OB段下落的速度变化情况是
先变大后不变
(选填“不变”“一直变大”或“先变大后不变”)。若测得AB间的实际距离为24 cm,则纸锥在AB间的速度为0.6
m/s。丙
答案
7.(1)刻度尺
(2)A 时间
(3)先变大后不变 0.6
(2)A 时间
(3)先变大后不变 0.6
解析
【分析】
本题围绕探究纸锥下落平均速度与锥角关系的实验展开，需结合测量平均速度的实验原理、控制变量法、频闪照片的特点来解题。首先，测量平均速度需要路程和时间，对应器材需明确；比较下落快慢时要控制下落高度相同；分析频闪照片时，通过相同时间内的路程变化判断速度变化，再利用速度公式计算。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是$v=\frac{s}{t}$，实验中需要测量路程和时间，时间用秒表测量，路程需用刻度尺测量，因此选用的主要实验器材除秒表外，还需刻度尺。
(2) 比较纸锥下落快慢时，要控制纸锥从同一高度下落，图乙中A位置是两纸锥顶端对齐，能保证下落高度相同，应选择A位置释放；此时通过比较纸锥落至地面的时间，时间短的下落更快。
(3) 频闪照相机每隔0.2s曝光一次，即相邻两次曝光的时间间隔相同。观察丙图，纸锥相邻曝光点的距离先变大，说明相同时间内通过的路程变大，速度变大；后续相邻曝光点距离不变，说明速度不变，因此OB段速度先变大后不变。AB间实际距离$s=24cm=0.24m$，AB间的时间间隔为$2×0.2s=0.4s$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}=\frac{0.24m}{0.4s}=0.6m/s$。
【答案】
7.(1)刻度尺
(2)A 时间
(3)先变大后不变 0.6
【知识点】
测量平均速度、控制变量法、速度的计算
【点评】
本题属于基础实验题，考查测量平均速度的实验器材、控制变量法的应用、频闪照片分析速度变化及速度计算，核心是掌握实验原理和方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕探究纸锥下落平均速度与锥角关系的实验展开，需结合测量平均速度的实验原理、控制变量法、频闪照片的特点来解题。首先，测量平均速度需要路程和时间，对应器材需明确；比较下落快慢时要控制下落高度相同；分析频闪照片时，通过相同时间内的路程变化判断速度变化，再利用速度公式计算。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是$v=\frac{s}{t}$，实验中需要测量路程和时间，时间用秒表测量，路程需用刻度尺测量，因此选用的主要实验器材除秒表外，还需刻度尺。
(2) 比较纸锥下落快慢时，要控制纸锥从同一高度下落，图乙中A位置是两纸锥顶端对齐，能保证下落高度相同，应选择A位置释放；此时通过比较纸锥落至地面的时间，时间短的下落更快。
(3) 频闪照相机每隔0.2s曝光一次，即相邻两次曝光的时间间隔相同。观察丙图，纸锥相邻曝光点的距离先变大，说明相同时间内通过的路程变大，速度变大；后续相邻曝光点距离不变，说明速度不变，因此OB段速度先变大后不变。AB间实际距离$s=24cm=0.24m$，AB间的时间间隔为$2×0.2s=0.4s$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}=\frac{0.24m}{0.4s}=0.6m/s$。
【答案】
7.(1)刻度尺
(2)A 时间
(3)先变大后不变 0.6
【知识点】
测量平均速度、控制变量法、速度的计算
【点评】
本题属于基础实验题，考查测量平均速度的实验器材、控制变量法的应用、频闪照片分析速度变化及速度计算，核心是掌握实验原理和方法，难度适中。
【难度系数】
0.6
