速度的测量
测量平均速度 · 让小车从斜面顶端由静止滑下,分段量出路程和时间
公式值,不是实测
先猜小车从斜面滑下,下半段的平均速度比上半段大还是小?
先选一个,再看结论和实验。
结论下半段更快。小车一路加速,同样长的路,后半段用时更短。
第 1 镜 · 装斜面 斜面长 1.20 m、坡度 8°,小车停在顶端,用刻度尺量出斜面长。
设定斜面长度和坡度,然后点播放,看小车从顶端由静止滑下。
要点 · 记忆点
机械运动平均速度等于总路程除以总时间,不是几个速度加起来除以几。
公式 v = s / t
路程用刻度尺量,时间用停表量,单位分别是 m 和 s,算出的平均速度单位是 m/s。s 和 t 需要对应同一段路。
下半段平均速度更大
小车沿斜面下滑,速度越来越快。下半段的平均速度大于上半段,两者也都不同于全程的平均速度。
下半段不用单独测
下半段的路程和时间,用全程减去上半段得到。小车过了中点还在加速,从中点重新释放测的就不是原来那一段了。
坡度别贪大
坡度越小,小车滑得越慢,人手按停表才跟得上,计时误差也小。
易错释放时顺手推了一下,小车有了初速度,同样的路程用时变短,测出的平均速度偏大。
观察什么
小车越滑越快,速度读数一直增大。状态读数告诉你它正在上半段还是下半段。
状态栏给出全程、上半段、下半段的平均速度。换几组参数,下半段一直比上半段大。
坡度变大,三段时间都变短,下半段仍然快于上半段。
这个实验在说明什么
这一页要回答的是平均速度怎么算:小车在斜面上越滑越快,究竟拿哪段路程、哪段时间来除。全程、上半段、下半段分开量,三个数各不相同,才是这里要看的东西。
可调的只有斜面长度和坡度,每次都从顶端由静止释放,让路程和时间对应同一段运动;坡度调小不是为了慢,而是让人手按停表跟得上,计时误差更小。
结论只在无摩擦、无初速度的设定下成立,页内读数是公式值;真实木板有摩擦、按表有反应延迟,时间会偏长。平均速度是总路程除以总时间,不是几段速度加起来再平均。
讲给家长听
合上这一页,说说为什么下半段不能从中点重新释放来测。
卡住了?看一眼
重新释放时小车从静止开始,测到的不是原来那一段的运动;下半段的路程和时间要用全程减去上半段。
斜面按无摩擦计算,g 取 9.8 m/s²,读数是公式值,不是实测。真实实验里木板有摩擦,按停表有反应延迟,测出的时间会偏长。教材:人教社电子课本 · 物理八上。