1 物理实验课上,某实验小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟(显示时间的格式是“时:分:秒”)测量小车的平均速度。如图甲所示,图中显示的是测量过程中小车在A、B、C三个位置的情形及其对应的时刻。

甲
【基础设问】
(1)该实验的测量原理是;对于速度的测量是(填“直接”或“间接”)测量。
(2)本实验的研究对象是;本实验中用到的测量工具是。
(3)实验中,应该使斜面的坡度适当(填“大一些”或“小一些”),目的是。
(4)实验中金属挡板的作用是。
(5)在计算A到C过程中小车的平均速度时,采用以下两种方法。
方法1:$v_{AC}=\frac{s_{AC}}{t_{AC}}$。
方法2:$v_{AC}=(\frac{s_{AB}}{t_{AB}}+\frac{s_{BC}}{t_{BC}})÷2$。
以上两种方法中正确的是(填“方法1”或“方法2”)。
(6)图中带刻度的斜面的分度值为cm,$s_{AB}=$cm,$t_{AB}=$s,则$v_{AB}=$m/s。
(7)实验中应多次测量,目的是,每次测量必须让小车从斜面的由静止开始下滑。
(8)分析可知,小车在AC段的平均速度为$v_{AC}$,AB段的平均速度为$v_{AB}$,BC段的平均速度为$v_{BC}$,它们的大小关系为。
【能力设问】
(9)①实验中,若小车过了A位置后才开始计时,则测量出的AB段的平均速度会(填“偏大”或“偏小”)。
②若小车过了B位置才停止计时,则测量出的AB段的平均速度会(填“偏大”或“偏小”)。
③若小车还没到达C位置就停止计时,则测量出的AC段的平均速度会(填“偏大”或“偏小”)。
(10)▶图像分析 下面四幅图中能正确反映出该小车在斜面上下滑过程中速度和时间关系的是。

(11)如图乙所示,能大致描述小车从A点到C点运动情况的$s-t$图像是(填序号)。

乙
(12)小组成员小丽测出斜面上A位置到斜面上C位置的距离$s$和小车通过的时间$t$,如图丙所示,利用测量的数据计算出的平均速度与小车的实际平均速度相比(填“偏大”“偏小”或“不变”),理由是。

丙
(13)同组的小明为了测量小车在BC段的平均速度,在B位置由静止释放小车,测出小车下滑到C位置的距离和时间来计算BC段的平均速度,这种测量方法正确吗?为什么?若不正确,请写出正确的测量方法。



【拓展设问】
(14)▶横向拓展 同组的小华想用图甲所示的实验装置探究小车从斜面上下滑时运动的快慢与哪些因素有关。他对影响小车下滑快慢的因素有如下猜想:
猜想一:与斜面的高度有关。
猜想二:与斜面的长度有关。
为了验证猜想一,他设计的方案是将小车分别从同一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。请对小华这一探究作出评价,指出他存在的问题:

1.(1)$v=\frac{s}{t}$ 间接
(2)小车 刻度尺和数字钟
(3)小一些 便于测量时间
(4)控制小车运动的终点在同一位置
(5)方法1
(6)1 40.0 5 0.08
(7)减小测量误差 同一位置
(8)$v_{AB} ＜ v_{AC} ＜ v_{BC}$
(9)①偏大 ②偏小 ③偏大
(10)C
(11)③
(12)偏大 测量的距离s偏大
(13)不正确,所测时间不是运动过程中BC段的时间,小车从A位置运动到C位置的过程中,通过B位置的速度不为零。正确的测量方法:应先测出$s_{AB}$和$t_{AB}$,再测出$s_{AC}$和$t_{AC}$,则$v_{BC} = \frac{s_{AC}-s_{AB}}{t_{AC}-t_{AB}}$
(14)改变斜面高度时,没有控制斜面的长度相同
【解析】
(9)①若小车过了A位置后才开始计时,测量时间将会比实际时间偏小,计算出的平均速度会偏大。②若小车过了B位置才停止计时,测量时间将会比实际时间大,计算出的平均速度会小。③若小车还没到达C位置就停止计时,测量时间将会比实际时间小,计算出的平均速度会偏大。
(10)小车下滑的速度越来越大,故选C。
(14)根据控制变量思想可知,研究下滑快慢与斜面的高度的关系时,应控制斜面的长度相同,而实验中斜面长度不同,即没有控制变量,不能得出正确的结论。