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【典型例题4】小明在水上游乐场游玩时，感觉从滑道上冲下来非常刺激。他想知道物体从斜面上下滑时的速度会怎样变化，于是利用带有刻度的斜面、秒表、小车完成测量小车的平均速度的实验，如图所示。
(1)该实验的原理是
(2)该实验用到了金属挡板，以下不属于金属挡板作用的是
A.使斜面保持一定的坡度
B.让小车在一定的位置停下来
(3)实验时为了使运动时间延长，便于测量时间，斜面坡度应较
(4)图中上半段的路程$s_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{cm}$；测得小车在上半段运动的时间$t_2=2\ \mathrm{s}$，则上半段的平均速度$v_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$。
(5)实验中，对于如何获取下半程$s_3$的平均速度$v_3$，下列方法最好的是
A.小车从B点由静止释放，测出B到C之间的路程$s_3$和运动的时间$t_3$，计算得到$v_3$
B.小车从A点由静止释放，经过B点开始计时，到达C点后测得时间$t_3$，再测量B到C之间的路程$s_3$，计算得到$v_3$
C.不测量，利用全程和上半程的路程$s_1、s_2$，时间$t_1、t_2$，求得$t_3=t_1-t_2$，$s_3=s_1-s_2$，再计算得到$v_3$
思路导引 (1)实验原理为$v=\frac{s}{t}$。
(2)在斜面上放置金属挡板，小车可以在放置金属挡板的位置停下来；使斜面保持一定的坡度不是金属挡板的作用，故选A。
(3)斜面坡度越大，小车沿斜面向下运动得越快，运动的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，斜面坡度应小些。
(4)题图中刻度尺的分度值为1 cm，上半段的路程$s_2=80.0\ \mathrm{cm}-40.0\ \mathrm{cm}=40.0\ \mathrm{cm}=0.4\ \mathrm{m}$；上半段的平均速度$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{0.4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$。
(5)小车在下滑过程中，到达B点的速度并不为0，所以让小车从B点由静止释放到达C点的时间并不等于下半程的运动时间，计算得到的结果不正确，故A不符合题意。可以在经过B点时开始计时，但在运动中开始计时，计时误差比较大，计算结果不准确，故B不符合题意。不测量，利用已有数据求得$t_3=t_1-t_2$，$s_3=s_1-s_2$，再计算得到$v_3$，结果比较准确，故C符合题意。
过B点时开始计时，但在运动中开始计时，计时误差比较大，计算结果不准确，故B不符合题意。不测量，利用已有数据求得$t_3=t_1-t_2$，$s_3=s_1-s_2$，再计算得到$v_3$，结果比较准确，故C符合题意。
答案 (1)$v=\frac{s}{t}$ (2)A (3)小 (4)40.0 0.2 (5)C
(1)该实验的原理是
$v=\frac{s}{t}$
。(2)该实验用到了金属挡板，以下不属于金属挡板作用的是
A
。A.使斜面保持一定的坡度
B.让小车在一定的位置停下来
(3)实验时为了使运动时间延长，便于测量时间，斜面坡度应较
小
（选填“大”或“小”）。(4)图中上半段的路程$s_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{cm}$；测得小车在上半段运动的时间$t_2=2\ \mathrm{s}$，则上半段的平均速度$v_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{m/s}$。
(5)实验中，对于如何获取下半程$s_3$的平均速度$v_3$，下列方法最好的是
C
（填选项字母）。A.小车从B点由静止释放，测出B到C之间的路程$s_3$和运动的时间$t_3$，计算得到$v_3$
B.小车从A点由静止释放，经过B点开始计时，到达C点后测得时间$t_3$，再测量B到C之间的路程$s_3$，计算得到$v_3$
C.不测量，利用全程和上半程的路程$s_1、s_2$，时间$t_1、t_2$，求得$t_3=t_1-t_2$，$s_3=s_1-s_2$，再计算得到$v_3$
思路导引 (1)实验原理为$v=\frac{s}{t}$。
(2)在斜面上放置金属挡板，小车可以在放置金属挡板的位置停下来；使斜面保持一定的坡度不是金属挡板的作用，故选A。
(3)斜面坡度越大，小车沿斜面向下运动得越快，运动的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，斜面坡度应小些。
(4)题图中刻度尺的分度值为1 cm，上半段的路程$s_2=80.0\ \mathrm{cm}-40.0\ \mathrm{cm}=40.0\ \mathrm{cm}=0.4\ \mathrm{m}$；上半段的平均速度$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{0.4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$。
(5)小车在下滑过程中，到达B点的速度并不为0，所以让小车从B点由静止释放到达C点的时间并不等于下半程的运动时间，计算得到的结果不正确，故A不符合题意。可以在经过B点时开始计时，但在运动中开始计时，计时误差比较大，计算结果不准确，故B不符合题意。不测量，利用已有数据求得$t_3=t_1-t_2$，$s_3=s_1-s_2$，再计算得到$v_3$，结果比较准确，故C符合题意。
过B点时开始计时，但在运动中开始计时，计时误差比较大，计算结果不准确，故B不符合题意。不测量，利用已有数据求得$t_3=t_1-t_2$，$s_3=s_1-s_2$，再计算得到$v_3$，结果比较准确，故C符合题意。
答案 (1)$v=\frac{s}{t}$ (2)A (3)小 (4)40.0 0.2 (5)C
答案
(1)$v=\frac{s}{t}$ (2)A (3)小 (4)40.0 0.2 (5)C
解析
【分析】
本题是测量小车平均速度的实验题，需结合实验原理、器材作用、操作要求、数据处理等知识点逐一分析：
1. 第(1)问：测量平均速度的核心是计算速度，速度的定义式是实验原理；
2. 第(2)问：金属挡板的作用是让小车在固定位置停下，便于测量路程，需区分其与斜面坡度设置的不同；
3. 第(3)问：斜面坡度影响小车运动速度，坡度小则运动时间长，方便计时；
4. 第(4)问：根据刻度尺读数确定路程，结合已知时间，利用速度公式计算平均速度；
5. 第(5)问：下半程的时间和路程需通过全程与上半程的量推导，避免计时误差和速度突变的影响。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验，需测量小车运动的路程和时间，根据速度公式 $ v=\frac{s}{t} $ 计算平均速度，因此实验原理为 $ v=\frac{s}{t} $；
(2) 金属挡板的作用是使小车在同一位置停下，便于准确测量小车运动的路程；使斜面保持一定坡度是斜面的设置要求，不属于金属挡板的作用，故选A；
(3) 斜面坡度越大，小车沿斜面向下运动越快，运动时间越短，计时误差越大；为延长运动时间、便于测量时间，斜面坡度应较小；
(4) 刻度尺分度值为1cm，A点对应刻度为80.0cm，B点对应刻度为40.0cm，因此上半段路程 $ s_2=80.0\ \mathrm{cm}-40.0\ \mathrm{cm}=40.0\ \mathrm{cm}=0.4\ \mathrm{m} $；已知上半段时间 $ t_2=2\ \mathrm{s} $，则平均速度 $ v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{0.4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s} $；
(5) 分析选项：A选项，小车在B点有速度，从B点静止释放测得的时间不是下半程真实时间，错误；B选项，运动中计时误差大，不准确；C选项，利用全程和上半程的路程、时间推导下半程的量，结果更准确，故选C。
【答案】
(1)$ v=\frac{s}{t} $ (2)A (3)小 (4)40.0；0.2 (5)C
【知识点】
平均速度测量，速度公式应用，刻度尺读数
【点评】
本题为初中物理基础实验题，全面考查测量平均速度的实验原理、器材作用、操作规范和数据处理，是学生需掌握的核心实验内容，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题是测量小车平均速度的实验题，需结合实验原理、器材作用、操作要求、数据处理等知识点逐一分析：
1. 第(1)问：测量平均速度的核心是计算速度，速度的定义式是实验原理；
2. 第(2)问：金属挡板的作用是让小车在固定位置停下，便于测量路程，需区分其与斜面坡度设置的不同；
3. 第(3)问：斜面坡度影响小车运动速度，坡度小则运动时间长，方便计时；
4. 第(4)问：根据刻度尺读数确定路程，结合已知时间，利用速度公式计算平均速度；
5. 第(5)问：下半程的时间和路程需通过全程与上半程的量推导，避免计时误差和速度突变的影响。
【解析】
(1) 测量平均速度的实验，需测量小车运动的路程和时间，根据速度公式 $ v=\frac{s}{t} $ 计算平均速度，因此实验原理为 $ v=\frac{s}{t} $；
(2) 金属挡板的作用是使小车在同一位置停下，便于准确测量小车运动的路程；使斜面保持一定坡度是斜面的设置要求，不属于金属挡板的作用，故选A；
(3) 斜面坡度越大，小车沿斜面向下运动越快，运动时间越短，计时误差越大；为延长运动时间、便于测量时间，斜面坡度应较小；
(4) 刻度尺分度值为1cm，A点对应刻度为80.0cm，B点对应刻度为40.0cm，因此上半段路程 $ s_2=80.0\ \mathrm{cm}-40.0\ \mathrm{cm}=40.0\ \mathrm{cm}=0.4\ \mathrm{m} $；已知上半段时间 $ t_2=2\ \mathrm{s} $，则平均速度 $ v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{0.4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s} $；
(5) 分析选项：A选项，小车在B点有速度，从B点静止释放测得的时间不是下半程真实时间，错误；B选项，运动中计时误差大，不准确；C选项，利用全程和上半程的路程、时间推导下半程的量，结果更准确，故选C。
【答案】
(1)$ v=\frac{s}{t} $ (2)A (3)小 (4)40.0；0.2 (5)C
【知识点】
平均速度测量，速度公式应用，刻度尺读数
【点评】
本题为初中物理基础实验题，全面考查测量平均速度的实验原理、器材作用、操作规范和数据处理，是学生需掌握的核心实验内容，难度适中。
【难度系数】
0.7
