2.3 测量物体运动的速度 课件- 2023-2024学年物理教科版八年级上册

3.测量物体运动的速度 情境思考 学习目标 龟兔赛跑中谁跑得快?如何比较? 1.知道匀速直线运动和变速直线运动的定义和特征。 2.记住平均速度的概念,会用平均速度公式计算简单问题。 3.记住测量速度的原理和方法,知道处理误差的方法。 一、匀速直线运动 在物理学中,一个物体沿着　 　运动,在任意相同时间内,通过的路程始终　 　,这样的运动叫做匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的运动,是速度　 　的运动。  二、平均速度 在实际生活中,常见物体运动的快慢是经常变化的。很多情况下我们不需要精确地考察每一个时刻的运动,此时可以利用速度公式计算物体运动的速度,其表示的是物体通过某段路程 (或在某一段时间内)的　 　,叫做平均速度。  [注意] 平均速度不是速度的平均值,而是某段路程或某段时间内的平均快慢程度。 直线 相等 不变 平均快慢程度 想一想:这一现象说明了什么? 探究点一　测量气泡的速度 答案:可以更清楚地观察气泡。 议一议 1.如果气泡在竖直的玻璃管内运动速度很大,对速度的测量有什么影响? 答案:气泡的运动速度很大,用时较短,时间的测量误差较大,造成速度误差较大。 2.如何调节气泡在玻璃管中运动的速度? 答案:调节气泡的大小来控制气泡的速度。 讨论交流 1.在实验中,选取多大的气泡较好? 答案:实验中为了控制气泡运动的速度,要选择较大的气泡;但是选取的气泡的直径不能太大,气泡直径越大,记录气泡的位置误差越大,故选取的气泡直径约为5 mm即可。 2.在实验中,倒转玻璃管后为什么不要马上用停表计时,而要“观察气泡在管内运动,从某一位置开始计时”? 答案:倒转玻璃管,气泡开始运动,但尚不稳定,待稳定后开始计时,更容易探究气泡的运动 规律。 [典例1] 一物理实验小组在探究气泡的运动规律时,在内径约为1 cm,长为 60 cm 的玻璃管中注入煤油,管内留一个小气泡后封住开口。将玻璃管翻转后竖直放置,观察气泡的运动情况。 (1)实验小组的同学在讨论如何测量气泡从O点运动到10 cm、20 cm、30 cm和40 cm 处所用的时间,甲同学的方案是将玻璃管翻转竖直放置后立即计时,如图甲所示;乙同学的方案是将玻璃管翻转竖直放置后,等气泡运动上升一定距离开始计时,如图乙所示。你同意　 　同学的方案。  (2)按照正确的方案,测得的数据如下表所示,负责记录的同学漏记一次的时间,请你为他填上。 乙 15 从O点开始的 路程s/cm 0 10 20 30 40 从O点开始计 时的时间t/s 0 5 10 　 　  20 (3)以路程s为纵坐标、时间t为横坐标,在图丙中画出气泡运动的s-t图像。 答案:(3)如图所示 (4)气泡在10 cm到40 cm区间的速度是　 　m/s。  0.02 测量气泡速度的注意事项 1.为便于测量应让气泡的运动速度慢一些更好。 2.玻璃管倒置后,让气泡趋于稳定后,便于计时。 3.实验所用的玻璃管不能太短,否则气泡运动时间太短,不便于测量气泡运动的时间和路程,实验误差大。 4.若实验中所用气泡的大小不同,测得的气泡运动速度也不同,则不应求速度的平均值,求速度的平均值没有意义。 [变式1] (2022菏泽校级月考)小明利用约80 cm长的玻璃管,探究“气泡的速度”的实验。 (1)实验中所需要的测量工具有　 　、　 　。  (2)本实验原理:　 　。  (3)实验操作:小明将注满水(留有一个小气泡)两端密封的玻璃管,倒转过来,要保持玻璃管竖直,观察气泡在管内的运动,并收集数据。 刻度尺 停表 (4)小明根据所收集的数据,绘制气泡的运动图像如图所示,根据图像把小明收集到的数据填入下表。 时间/s 0 2 4 6 8 10 路程/cm 0           由此可知气泡　 　。  10 20 30 40 50 以5 cm/s的速度做匀速直线运动 想一想:一个物体沿直线运动,第1 s运动1 m,第2 s运动 1 m,第3 s运动1 m,在这3 s内物体是否做匀速直线运动?为什么? 探究点二　平均速度的计算 答案:不一定做匀速直线运动。因为不能确定在每一秒的前0.5 s和后0.5 s,甚至每个0.1 s, 0.01 s通过的路程都相等,故不一定做匀速直线运动。 议一议:平均速度能否精确表示物体在每个时刻的运动情况? 答案:平均速度不能精确表示物体在每个时刻的运动情况,只能粗略表示物体通过某段路程或者某段时间内运动的平均快慢。 讨论交流:“求平均速度就是计算几个速度的平均值”的说法正确吗?该如何求平均速度? 答案:不正确;计算平均速度必须用物体通过的路程比通过这段路程所用时间。 [典例2] 钢球沿25 m长的斜面滚下后,又在水平地面上滚动了35 m的距离才停止。钢球在斜面和地面上滚动时间分别是5 s和10 s,则钢球在斜面上的平均速度是　 　m/s,在水平地面上的平均速度是　 　m/s,在整个路程上的平均速度是　 　m/s。  5 3.5 4 正确理解平均速度 (1)如果说一个物体的平均速度,必须指出物体是在哪段时间内或在哪段路程内的平均速度。 [变式2] 某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像,如图所示。根据图像可以判断( ) A.0～5 s内,小车的平均速度是0.4 m/s B.0～7 s内,小车的平均速度是1.5 m/s C.2 s～5 s内,小车的平均速度是1 m/s D.5 s～7 s内,小车的平均速度是1 m/s A 3.测量物体运动的速度 1.(2022巴中月考)下列哪个运动可以看作是匀速直线运动(　　) A.钟表指针匀速转动 B.百米赛跑运动员在整个比赛过程中的运动 C.汽车在平直公路上行驶 D.火车在某段直轨道上快慢不变地运动 2.(2022成都月考)一个物体做匀速直线运动,10 s行驶了200 m,那么它前5 s内的速度是 (　　) A.10 m/s B.20 m/s C.25 m/s D.5 m/s 3.成成同学测量了四个小球的运动情况,把四个小球运动的距离s和所用时间t在坐标系中描点,得到了如图所示甲、乙、丙、丁四个点,这四个小球中平均速度相同的是(　　) A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.乙和丁 D B B 4.甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A.2 s～4 s内乙做匀速直线运动 B.4 s时甲、乙两物体的速度相等 C.0～4 s内乙的平均速度为2 m/s D.3 s时甲在乙的前方 5.一物体做直线运动,第2 s内的路程是4 m,第3 s内的路程是6 m,第4 s内的路程是8 m,这个物体是做　　 　　运动。  6.(2022德阳期中)某人通过手机软件测得40 min行走6 000步,路程约4 km。据此估计他行走的平均速度为　　　　km/h,一步的长度为　　　　cm(保留一位小数)。  C 变速直线 6 66.7 7.如表所示为小明用手机app软件记录自己某一次的运动数据。分析该表可知,他本次跑步时间为　　　　min,通过的路程为　　　　km,每跑一步的平均长度为　　　　m。  15 2.025 总步数:2 250步 步频:150步/min 时速:8.1 km/h 消耗:124大卡 0.9 8.如图甲所示,在“研究充水玻璃管中气泡的运动规律”实验中: (1)下表为小明同学在实验中测得的数据,请你根据他所测得的数据在图乙中画出s-t图像。 从O点开始的路程s/cm 0 10 20 30 40 50 从O点开始计时的时间t/s 0 1 2 3 4 5 (2)数据分析:气泡上升一段路程后,运动的路程和时间之间近似成　　　　(选填“正比”或“反比”)关系,运动速度可以看成是　　　 　(选填“不变”或“变化”)的。因此,气泡的运动可以看成是　　　　 　运动。  正比 不变 匀速直线 9.如图所示,轿车从某地往南宁方向匀速行驶。当到达A地时,车内的钟表显示为10时15分;到达B地时,钟表显示为10时45分。求: (1)轿车从A地到B地用多少小时。 (2)轿车从A地到B地的速度。 (3)若轿车仍以该速度继续匀速行驶,从B地到达南宁需要多长时间。 答案:(1)0.5 h　(2)100 km/h (3)0.7 h 谢谢观赏！ 21 v= (2)在利用公式v=计算平均速度时,一定要注意s与t之间的对应关系;s一定是物体在时间t内通过的路程,t一定是物体通过路程s所用的时间,包括物体在运动过程中间歇的时间。 答案:(1)如图所示 $$