13.在“测量小车运动的速度”的实验中,某同学设计了图9所示的实验装置,小车从斜面顶端由静止滑下,图中方框内是小车到达A、B、C三点时电子秒表显示的时间(格式为“时:分:秒”)。

(1)该实验测小车的平均速度的原理是$\boldsymbol{v=\dfrac{s}{t}}$(用公式表示)。
(2)实验中使用的斜面的坡度应(选填“较小”或“较大”),其目的是让小车下滑的时间(选填“长”或“短”)一些,这样能减小时间测量的误差。
(3)当斜面坡度一定时,为了减小误差,可以采取的措施是。
(4)实验前必须学会熟练使用电子秒表,如果小车过了A点后才开始计时,那么会使所测AC段的平均速度$v_{AC}$偏(选填“大”或“小”)。小车在下滑过程中做(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(5)若路程$s_2$正好是全部路程的一半,则小车通过上半段路程的平均速度$v_{AB}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$。
(1)该实验测小车的平均速度的原理是$\boldsymbol{v=\dfrac{s}{t}}$(用公式表示)。
(2)实验中使用的斜面的坡度应(选填“较小”或“较大”),其目的是让小车下滑的时间(选填“长”或“短”)一些,这样能减小时间测量的误差。
(3)当斜面坡度一定时,为了减小误差,可以采取的措施是。
(4)实验前必须学会熟练使用电子秒表,如果小车过了A点后才开始计时,那么会使所测AC段的平均速度$v_{AC}$偏(选填“大”或“小”)。小车在下滑过程中做(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(5)若路程$s_2$正好是全部路程的一半,则小车通过上半段路程的平均速度$v_{AB}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$。
答案
13.(1) 实验测小车的平均速度的原理是$v=\dfrac{s}{t}$。
(2) 实验中使用的斜面的坡度应较小,目的是让小车下滑的时间长一些,减小时间测量的误差。
(3) 当斜面坡度一定时,为了减小误差,可以采取的措施是多次测量取平均值。
(4) 小车过了A点后才开始计时,所测AC段的平均速度$v_{AC}$偏大,小车在下滑过程中做变速直线运动。
(5) 小车通过上半段路程的平均速度$v_{AB}=0.15\ \mathrm{m/s}$。
解析
【分析】
本题围绕“测量小车运动的速度”实验展开,需结合平均速度公式、实验操作要点、误差分析等知识点解题:
1. 平均速度的测量原理是速度的定义式$v=\frac{s}{t}$,这是实验的核心依据;
2. 斜面坡度的选择:坡度越小,小车下滑速度越慢,运动时间越长,便于准确测量时间,减小时间测量误差;
3. 减小实验误差的方法:除调整坡度外,多次测量取平均值是常用的减小误差的措施;
4. 计时误差分析:小车过A点才开始计时,测得的AC段时间偏小,根据$v=\frac{s}{t}$,路程准确时,时间偏小会导致平均速度偏大;小车下滑时速度逐渐增大,做变速直线运动;
5. 速度计算:先确定AB段的路程和时间,AB段路程为总路程的一半,总路程$s_1=90\ \mathrm{cm}$,故$s_{AB}=45\ \mathrm{cm}=0.45\ \mathrm{m}$,时间$t_{AB}=10:35:03 -10:35:00=3\ \mathrm{s}$,代入公式计算得平均速度。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是速度的定义式:$\boldsymbol{v=\dfrac{s}{t}}$;
(2) 实验中斜面坡度应选较小,因为坡度越小,小车下滑速度越慢,下滑时间长,便于准确测量时间,减小时间测量的误差;
(3) 当斜面坡度一定时,为减小误差,可采取的措施是:多次测量取平均值;
(4) 小车过了A点后才开始计时,测得的AC段时间偏小,由$v=\frac{s}{t}$可知,路程$s_{AC}$准确,时间$t$偏小,会使所测$v_{AC}$偏大;小车下滑过程中速度逐渐变化,做变速直线运动;
(5) 由题意,$s_{AB}=\frac{1}{2}s_1=\frac{1}{2}×90\ \mathrm{cm}=45\ \mathrm{cm}=0.45\ \mathrm{m}$,小车通过AB段的时间$t_{AB}=10:35:03 -10:35:00=3\ \mathrm{s}$,则$v_{AB}=\frac{s_{AB}}{t_{AB}}=\frac{0.45\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{s}}=0.15\ \mathrm{m/s}$。
【答案】
13.(1) $v=\dfrac{s}{t}$
(2) 较小;长
(3) 多次测量取平均值
(4) 大;变速
(5) $0.15\ \mathrm{m/s}$

【知识点】
平均速度测量、速度公式应用、实验误差分析
【点评】
本题是初中物理基础实验题,考查测量小车平均速度的核心知识点,涵盖实验原理、操作要点、误差分析及速度计算,难度适中,需学生熟练掌握实验的各个环节。
【难度系数】
0.3
本题围绕“测量小车运动的速度”实验展开,需结合平均速度公式、实验操作要点、误差分析等知识点解题:
1. 平均速度的测量原理是速度的定义式$v=\frac{s}{t}$,这是实验的核心依据;
2. 斜面坡度的选择:坡度越小,小车下滑速度越慢,运动时间越长,便于准确测量时间,减小时间测量误差;
3. 减小实验误差的方法:除调整坡度外,多次测量取平均值是常用的减小误差的措施;
4. 计时误差分析:小车过A点才开始计时,测得的AC段时间偏小,根据$v=\frac{s}{t}$,路程准确时,时间偏小会导致平均速度偏大;小车下滑时速度逐渐增大,做变速直线运动;
5. 速度计算:先确定AB段的路程和时间,AB段路程为总路程的一半,总路程$s_1=90\ \mathrm{cm}$,故$s_{AB}=45\ \mathrm{cm}=0.45\ \mathrm{m}$,时间$t_{AB}=10:35:03 -10:35:00=3\ \mathrm{s}$,代入公式计算得平均速度。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验原理是速度的定义式:$\boldsymbol{v=\dfrac{s}{t}}$;
(2) 实验中斜面坡度应选较小,因为坡度越小,小车下滑速度越慢,下滑时间长,便于准确测量时间,减小时间测量的误差;
(3) 当斜面坡度一定时,为减小误差,可采取的措施是:多次测量取平均值;
(4) 小车过了A点后才开始计时,测得的AC段时间偏小,由$v=\frac{s}{t}$可知,路程$s_{AC}$准确,时间$t$偏小,会使所测$v_{AC}$偏大;小车下滑过程中速度逐渐变化,做变速直线运动;
(5) 由题意,$s_{AB}=\frac{1}{2}s_1=\frac{1}{2}×90\ \mathrm{cm}=45\ \mathrm{cm}=0.45\ \mathrm{m}$,小车通过AB段的时间$t_{AB}=10:35:03 -10:35:00=3\ \mathrm{s}$,则$v_{AB}=\frac{s_{AB}}{t_{AB}}=\frac{0.45\ \mathrm{m}}{3\ \mathrm{s}}=0.15\ \mathrm{m/s}$。
【答案】
13.(1) $v=\dfrac{s}{t}$
(2) 较小;长
(3) 多次测量取平均值
(4) 大;变速
(5) $0.15\ \mathrm{m/s}$
【知识点】
平均速度测量、速度公式应用、实验误差分析
【点评】
本题是初中物理基础实验题,考查测量小车平均速度的核心知识点,涵盖实验原理、操作要点、误差分析及速度计算,难度适中,需学生熟练掌握实验的各个环节。
【难度系数】
0.3
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