Question

1．如圖1是“研究物體速度變化和測(cè)量平均速度”的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)你完成以下實(shí)驗(yàn)步驟．
（1）提出問題：小車在斜面上自由地下滑，它速度是否變化？如何變化呢？
（2）猜想與假設(shè)：
①全程的速度一樣；
②上半程的速度比下半程的速度快；
③下半程的速度比上半程的速度快．
（3）制定方案：分別測(cè)量出上半程、下半程和全程的距離，再測(cè)量出小車通過上半程、下半程和全程的時(shí)間，最后計(jì)算出速度．
（4）實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)：
實(shí)驗(yàn)器材：斜面、小車、鐘表、刻度尺、金屬板．
實(shí)驗(yàn)步驟：①用刻度尺測(cè)出測(cè)出上半程S₁、下半程S₂和全程S；
②讓小車從斜面上自由下滑，在上半程處用金屬板擋住小車，測(cè)出小車在上半程的時(shí)間t₁．再次讓小車從斜面上自由下滑，在斜面末端處用金屬板擋住小車，測(cè)出小車在全程的時(shí)間t．
③計(jì)算出下半程的時(shí)間t₂，上半程、下半程和全程的速度υ₁、υ₂、υ．
④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：（計(jì)算并填寫下表數(shù)據(jù)）

被測(cè)內(nèi)容	時(shí)間（s）	距離（m）	平均速度（m/s）
上半程		0.4
下半程
全程	5	0.8

（注：圖2中鐘表的分度值為1s）
（5）分析與論證：①在相同的路程上所用的時(shí)間不相等，中點(diǎn)處的速度小于終點(diǎn)處的速度大于全程的平均速度．（選填“小于”、“等于”或“大于”）
②小車在下滑過程中，速度越來越快．

Answer 1

分析 根據(jù)科學(xué)探究的幾個(gè)環(huán)節(jié)分析回答：
（1）提出問題；（2）猜想與假設(shè)；（3）制定實(shí)驗(yàn)方案；
（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)．選擇實(shí)驗(yàn)器材：除了斜面、小車、計(jì)時(shí)器外，還需要測(cè)量長(zhǎng)度的刻度尺，為了計(jì)時(shí)方便在斜面末端和中點(diǎn)加上金屬片．
實(shí)驗(yàn)步驟：①用刻度尺測(cè)出測(cè)出上半程S₁、下半程S₂和全程S；②讓小車從斜面上自由下滑，在上半程處用金屬板擋住小車，測(cè)出小車在上半程的時(shí)間t₁．再次讓小車從斜面上自由下滑，在斜面末端處用金屬板擋住小車，測(cè)出小車在全程的時(shí)間t．
③計(jì)算出下半程的時(shí)間t₂，上半程、下半程和全程的速度υ₁、υ₂、υ．
數(shù)據(jù)處理，從圖中讀出上半程、下半程、全程的長(zhǎng)度及所用時(shí)間，利用速度公式求各自的平均速度，計(jì)入表格．
（5）比較分析．因?yàn)樵谙嗤�的路程上所用的時(shí)間不等，得出中點(diǎn)處的速度、終點(diǎn)處的速度和全程的平均速度的大小關(guān)系．

解答 解：
（2）猜想與假設(shè)：下半程的速度比上半程的速度快．
（3）制定實(shí)驗(yàn)方案．
（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)．選擇實(shí)驗(yàn)器材：除了斜面、小車、計(jì)時(shí)器外，還需要刻度尺、金屬板．
實(shí)驗(yàn)步驟：①用刻度尺測(cè)出測(cè)出上半程S₁、下半程S₂和全程S；
②讓小車從斜面上自由下滑，在上半程處用金屬板擋住小車，測(cè)出小車在上半程的時(shí)間t₁．再次讓小車從斜面上自由下滑，在斜面末端處用金屬板擋住小車，測(cè)出小車在全程的時(shí)間t．
③計(jì)算出下半程的時(shí)間t₂，上半程、下半程和全程的速度υ₁、υ₂、υ．
由圖可知，上半程s₁=40cm=0.4m，下半程s₂=40cm=0.4m，上半程所用時(shí)間t₁=3s，全程用的時(shí)間t=5s，則下半程用的時(shí)間t₂=2s，
v₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{0.4m}{3s}$≈0.13m/s；
v₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{0.4m}{2s}$0.2m/s；
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{0.8m}{5s}$=0.16m/s．
如下表．
（5）比較分析．因?yàn)樵谙嗤�的路程上所用的時(shí)間不等，得出中點(diǎn)處的速度小于終點(diǎn)處的速度大于全程的平均速度．
由表中數(shù)據(jù)的出結(jié)論：小車下滑過程中速度越來越快．
故答案為：
（2）猜想與假設(shè)；
（4）刻度尺；金屬擋板；
①全程S；
④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表

被測(cè)內(nèi)容	時(shí)間（s）	距離（m）	平均速度（m/s）
上半程	3		0.13
下半程	2	0.4	0.2
全程			0.16

（5）①小于；大于；②越來越快．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了速度的計(jì)算，以及學(xué)生對(duì)探究實(shí)驗(yàn)七環(huán)節(jié)的了解與掌握，涉及到實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．