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17. 实验考法 创新实验「2025辽宁营口期中，★☆☆」(16分)小雪同学用图甲所示的装置研究小车在斜面上的运动,让小车从带有刻度的斜面上的A点由静止开始下滑,测出不同阶段的平均速度。
(1)实验中还需要的测量工具是
(2)实验时小雪同学发现小车运动时间太短,为了更方便计时,应将支撑木块适当
(3)测出小车从A点滑到C点的时间$ t_{AC}=2.5\ \mathrm{s} $,则小车在AC段的平均速度$ v_{AC}= $
(4)想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,小雪应该将小车从
(5)如果保持此斜面的坡度不变,增大AC的长度,再次测得的平均速度$ v_{AC} $
(6)如果过了A点后才开始计时,B、C点计时均准确,则会影响$ v_{AB}、v_{BC}、v_{AC} $三者中的
(7)另一同学调整斜面坡度利用位置传感器获得小车实时位置,再用计算机算出速度,如图乙所示。小车从A点由静止滑到C点过程的速度-时间图像如图丙所示。由图丙可知,小车沿斜面下滑时做
(1)实验中还需要的测量工具是
秒表
。(2)实验时小雪同学发现小车运动时间太短,为了更方便计时,应将支撑木块适当
向右
（选填“向右”或“向左”）移动。(3)测出小车从A点滑到C点的时间$ t_{AC}=2.5\ \mathrm{s} $,则小车在AC段的平均速度$ v_{AC}= $
0.32
m/s。(4)想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,小雪应该将小车从
A
（选填“A”或“B”）点静止释放。(5)如果保持此斜面的坡度不变,增大AC的长度,再次测得的平均速度$ v_{AC} $
变大
（选填“变大”“不变”或“变小”）。(6)如果过了A点后才开始计时,B、C点计时均准确,则会影响$ v_{AB}、v_{BC}、v_{AC} $三者中的
2
（选填“1”“2”或“3”）个。(7)另一同学调整斜面坡度利用位置传感器获得小车实时位置,再用计算机算出速度,如图乙所示。小车从A点由静止滑到C点过程的速度-时间图像如图丙所示。由图丙可知,小车沿斜面下滑时做
变速
（选填“匀速”或“变速”）运动,到达中点B时的速度大于
（选填“大于”“等于”或“小于”）$ \frac{1}{2}v_0 $。答案
17.答案 (1)秒表 (2)向右 (3)0.32 (4)A (5)变大 (6)2 (7)变速 大于
解析 (1)本实验需要测量小车运动的路程和时间,所以还需要秒表;(2)为了便于测量时间,应使斜面的坡度小一些,故应将支撑木块适当向右移动;(3)由图甲可知,小车在AC段运动的路程为 $ s_{AC}=80.0\ \mathrm{cm}=0.800\ \mathrm{m} $,小车在AC段的平均速度为 $ v_{AC}=\frac{s_{AC}}{t_{AC}}=\frac{0.800\ \mathrm{m}}{2.5\ \mathrm{s}}=0.32\ \mathrm{m/s} $;(4)后半段的平均速度是指小车从A到C这个过程的后半段路程的平均速度,所以必须从A点由静止释放小车;(5)由于小车在斜面上做加速运动,若保持斜面坡度不变,增大AC的长度,则所测AC段的平均速度变大;(6)如果过了A点后才开始计时,B、C点计时均准确,则会影响测得的AB、AC段的运动时间,不会影响测得的BC段的运动时间,所以会影响 $ v_{AB}、v_{AC} $ 两个平均速度;(7)如图丙为小车的速度随时间变化的图像,由图像可知,小车的速度越来越大,小车沿斜面做加速运动,即变速运动;由于小车做加速运动,小车在后半段时间所运动的路程大于前半段时间所运动的路程,则中点B在后半段时间所运动的路程中,由图丙知,时间中点对应的速度为 $ \frac{1}{2}v_0 $,则到达中点B时的速度大于 $ \frac{1}{2}v_0 $。
解析 (1)本实验需要测量小车运动的路程和时间,所以还需要秒表;(2)为了便于测量时间,应使斜面的坡度小一些,故应将支撑木块适当向右移动;(3)由图甲可知,小车在AC段运动的路程为 $ s_{AC}=80.0\ \mathrm{cm}=0.800\ \mathrm{m} $,小车在AC段的平均速度为 $ v_{AC}=\frac{s_{AC}}{t_{AC}}=\frac{0.800\ \mathrm{m}}{2.5\ \mathrm{s}}=0.32\ \mathrm{m/s} $;(4)后半段的平均速度是指小车从A到C这个过程的后半段路程的平均速度,所以必须从A点由静止释放小车;(5)由于小车在斜面上做加速运动,若保持斜面坡度不变,增大AC的长度,则所测AC段的平均速度变大;(6)如果过了A点后才开始计时,B、C点计时均准确,则会影响测得的AB、AC段的运动时间,不会影响测得的BC段的运动时间,所以会影响 $ v_{AB}、v_{AC} $ 两个平均速度;(7)如图丙为小车的速度随时间变化的图像,由图像可知,小车的速度越来越大,小车沿斜面做加速运动,即变速运动;由于小车做加速运动,小车在后半段时间所运动的路程大于前半段时间所运动的路程,则中点B在后半段时间所运动的路程中,由图丙知,时间中点对应的速度为 $ \frac{1}{2}v_0 $,则到达中点B时的速度大于 $ \frac{1}{2}v_0 $。
解析
【分析】
本题围绕“测量小车在斜面上的平均速度”实验展开，需结合实验原理（$v=\frac{s}{t}$）、实验操作要点、平均速度计算、变速运动判断及速度-时间图像分析逐一解决问题：
1. 实验需测量路程和时间，已有刻度尺，需补充测时间的工具；
2. 小车运动时间短，需减小斜面坡度延长运动时间，需调整支撑木块方向；
3. 计算平均速度需确定AC段路程，结合已知时间用公式计算；
4. 测量后半段平均速度，需保证小车从A点释放以对应后半段路程；
5. 小车在斜面做加速运动，斜面坡度不变时，路程越长平均速度越大；
6. 计时误差仅影响A点时间，需分析各段时间测量情况；
7. 速度-时间图像速度随时间增大，说明是变速运动，结合加速运动特点分析路程中点与时间中点的速度关系。
【解析】
(1) 本实验原理为$v=\frac{s}{t}$，需测量小车运动的路程和时间，已有刻度尺测路程，因此还需要测量时间的工具秒表。
(2) 小车运动时间太短，为方便计时，需减小斜面坡度使小车运动变慢、时间变长，应将支撑木块适当向右移动（向右移动时，斜面支撑点右移，坡度减小）。
(3) 由图甲可知，AC段路程$s_{AC}=80.0\ \mathrm{cm}=0.800\ \mathrm{m}$，已知$t_{AC}=2.5\ \mathrm{s}$，根据平均速度公式：$v_{AC}=\frac{s_{AC}}{t_{AC}}=\frac{0.800\ \mathrm{m}}{2.5\ \mathrm{s}}=0.32\ \mathrm{m/s}$。
(4) 测量后半段平均速度，需保证小车从A点由静止释放，才能准确对应BC段为后半段路程，因此应将小车从A点静止释放。
(5) 小车在斜面上做加速运动，保持斜面坡度不变，增大AC长度时，小车加速效果更明显，因此AC段平均速度变大。
(6) 若过A点后才开始计时，B、C点计时准确，则AB段、AC段的时间测量偏小，BC段时间准确，因此会影响$v_{AB}$、$v_{AC}$，共2个平均速度。
(7) 由图丙速度-时间图像可知，小车速度随时间逐渐增大，因此做变速运动；小车加速运动，相同时间内路程越来越大，到达路程中点B时所用时间小于总时间的一半，时间中点对应速度为$\frac{1}{2}v_0$，因此到达中点B时的速度大于$\frac{1}{2}v_0$。
【答案】
(1)秒表 (2)向右 (3)0.32 (4)A (5)变大 (6)2 (7)变速；大于
【知识点】
平均速度的测量；变速运动；速度-时间图像
【点评】
本题是结合实验操作、计算与图像分析的综合实验题，全面考查“测量小车平均速度”实验的原理、操作要点、误差分析及运动类型判断，需掌握实验核心逻辑与图像分析能力，是实验题的典型题型。
【难度系数】
0.3
本题围绕“测量小车在斜面上的平均速度”实验展开，需结合实验原理（$v=\frac{s}{t}$）、实验操作要点、平均速度计算、变速运动判断及速度-时间图像分析逐一解决问题：
1. 实验需测量路程和时间，已有刻度尺，需补充测时间的工具；
2. 小车运动时间短，需减小斜面坡度延长运动时间，需调整支撑木块方向；
3. 计算平均速度需确定AC段路程，结合已知时间用公式计算；
4. 测量后半段平均速度，需保证小车从A点释放以对应后半段路程；
5. 小车在斜面做加速运动，斜面坡度不变时，路程越长平均速度越大；
6. 计时误差仅影响A点时间，需分析各段时间测量情况；
7. 速度-时间图像速度随时间增大，说明是变速运动，结合加速运动特点分析路程中点与时间中点的速度关系。
【解析】
(1) 本实验原理为$v=\frac{s}{t}$，需测量小车运动的路程和时间，已有刻度尺测路程，因此还需要测量时间的工具秒表。
(2) 小车运动时间太短，为方便计时，需减小斜面坡度使小车运动变慢、时间变长，应将支撑木块适当向右移动（向右移动时，斜面支撑点右移，坡度减小）。
(3) 由图甲可知，AC段路程$s_{AC}=80.0\ \mathrm{cm}=0.800\ \mathrm{m}$，已知$t_{AC}=2.5\ \mathrm{s}$，根据平均速度公式：$v_{AC}=\frac{s_{AC}}{t_{AC}}=\frac{0.800\ \mathrm{m}}{2.5\ \mathrm{s}}=0.32\ \mathrm{m/s}$。
(4) 测量后半段平均速度，需保证小车从A点由静止释放，才能准确对应BC段为后半段路程，因此应将小车从A点静止释放。
(5) 小车在斜面上做加速运动，保持斜面坡度不变，增大AC长度时，小车加速效果更明显，因此AC段平均速度变大。
(6) 若过A点后才开始计时，B、C点计时准确，则AB段、AC段的时间测量偏小，BC段时间准确，因此会影响$v_{AB}$、$v_{AC}$，共2个平均速度。
(7) 由图丙速度-时间图像可知，小车速度随时间逐渐增大，因此做变速运动；小车加速运动，相同时间内路程越来越大，到达路程中点B时所用时间小于总时间的一半，时间中点对应速度为$\frac{1}{2}v_0$，因此到达中点B时的速度大于$\frac{1}{2}v_0$。
【答案】
(1)秒表 (2)向右 (3)0.32 (4)A (5)变大 (6)2 (7)变速；大于
【知识点】
平均速度的测量；变速运动；速度-时间图像
【点评】
本题是结合实验操作、计算与图像分析的综合实验题，全面考查“测量小车平均速度”实验的原理、操作要点、误差分析及运动类型判断，需掌握实验核心逻辑与图像分析能力，是实验题的典型题型。
【难度系数】
0.3
