測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度
【目的和要求】
觀察做變速運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)特征，理解平均速度的物理意義。
【儀器和器材】
節(jié)拍器（全班共用），鋼棒2根（直徑8毫米，長(zhǎng)80厘米一100厘米，或用細(xì)木棒代替），高、低支架各1個(gè)，鋼球（直徑19毫米左右），墊塊，紅粉筆，刻度尺。
【實(shí)驗(yàn)方法】
1．安裝實(shí)驗(yàn)器材。將兩根鋼棒的兩端分別插入高、低支架的兩孔中，然后將支架平放在實(shí)驗(yàn)桌上，當(dāng)鋼球放在高端兩棒之間時(shí)，鋼球會(huì)沿兩棒滾下，如圖19－1所示。
2．訓(xùn)練反應(yīng)能力。教師首先調(diào)節(jié)節(jié)拍器每?jī)纱雾懧曋g（每拍）的時(shí)間間隔為1秒。讓學(xué)生一只手在高端兩棒之間擋住鋼球，并隨著節(jié)拍器的響聲數(shù)5、4、3、2、1，數(shù)到0時(shí)放手讓小球滾下并接下去數(shù)1、2、3、……如此重復(fù)幾次，直到學(xué)生基本上能按上述要求與節(jié)拍器響聲同步為止。
教師然后調(diào)節(jié)節(jié)拍器每?jī)纱雾懧曋g的時(shí)間間隔為0．75秒。按上述要求重復(fù)訓(xùn)練幾次，要求學(xué)生能基本上達(dá)到與節(jié)拍器響聲同步反應(yīng)。這對(duì)于今后做其他實(shí)驗(yàn)是有益的。
3．調(diào)節(jié)小球滾動(dòng)的快慢。用墊塊調(diào)整支架的高度，使鋼球滾到接近低端時(shí)節(jié)拍數(shù)為整數(shù)，例如第8拍，并在該拍時(shí)鋼球經(jīng)過的位置用粉筆做一個(gè)記號(hào)。
4．觀察小球運(yùn)動(dòng)情況�？煽吹叫∏蜓貎砂粼綕L越快，開始時(shí)速度為0，滾到末端時(shí)速度最大。按方法2中的要求重新數(shù)著拍子并讓小球從0拍開始滾下，在第4拍時(shí)小球經(jīng)過的位置用粉筆做個(gè)記號(hào)。當(dāng)小球在8拍內(nèi)滾完全程時(shí)，比較第0拍至第4拍間小球運(yùn)動(dòng)的路程和第4拍至第8拍間小球運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng)短，可發(fā)現(xiàn)在相同的時(shí)間內(nèi)，后半段的路程較長(zhǎng)，說明小球在做變速直線運(yùn)動(dòng)。
5．測(cè)量變速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和路程。將節(jié)拍器每拍的時(shí)間間隔定為1秒，用刻度尺測(cè)量小球在第0拍至第4拍間的路程以及第4拍至第8拍間的路程，連同兩段路程相應(yīng)的時(shí)間，填入表1．9－1中。
6．節(jié)拍器每拍的時(shí)間間隔仍為1秒，記下第5拍時(shí)小球經(jīng)過的位置。用刻度尺測(cè)量小球在第0拍至第5拍間運(yùn)動(dòng)的路程以及第5拍至第8拍間運(yùn)動(dòng)的路程，連同兩段路程相應(yīng)的時(shí)間，填入表1．9－1中。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)第一段路程
節(jié)拍數(shù)時(shí)間（秒）路程（厘米）平均速度（厘米/秒）
第二段路程全程平均速度（厘米/秒）
節(jié)拍數(shù)時(shí)間（秒）路程（厘米）平均速度（厘米/秒）
7．節(jié)拍器每拍的時(shí)間間隔改為0．75秒。重新用墊塊調(diào)整支架的高度，調(diào)節(jié)小球滾動(dòng)的快慢，使鋼球滾到接近低端時(shí)仍為8拍，用粉筆記下第8拍的位置。然后讓小球從高端滾下，記下小球在第4拍時(shí)所經(jīng)過的位置，用刻度尺測(cè)量小球前4拍和后4拍所經(jīng)過的路程，連同相應(yīng)的節(jié)拍數(shù)和時(shí)間填入上表中。
8．同方法7，記下小球從高端滾下時(shí)數(shù)8拍所經(jīng)過的位置，用刻度尺測(cè)量小球前6拍和后2拍所經(jīng)過的路程，連同相應(yīng)的節(jié)拍數(shù)和時(shí)間填入上表中。
9．計(jì)算平均速度，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
由平均速度公式 計(jì)算出上表中各段路程的平均速度和全程的平均速度。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：
�。�1）變速直線運(yùn)動(dòng)中，各段路程的平均速度并不相等，而且它們也不等于全程的平均速度。
（2）物體的運(yùn)動(dòng)情況變化時(shí)，各段路程的平均速度和全程的平均速度也發(fā)生變化。物體經(jīng)過某段路程的平均速度反映了該物體在這段路程上的運(yùn)動(dòng)快慢情況。
【注意事項(xiàng)】
1．實(shí)驗(yàn)中每次要從同一位置讓小球自由滾下。
2．若無現(xiàn)成儀器，可以自制，也可用斜面小車代替。用書本將斜面木板一端支起，改變書本的厚度可改變斜面的傾角，即改變小車運(yùn)動(dòng)的快慢。
3．若用電子秒表或機(jī)械秒表安排兩人一組做實(shí)驗(yàn)，效果會(huì)更好。
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