第3节 速度的测量(导学案)物理沪科版(五四学制)2024八年级上册
2025-11-24
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 速度的测量 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 测量物体运动的平均速度 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.35 MB |
| 发布时间 | 2025-11-24 |
| 更新时间 | 2025-09-12 |
| 作者 | 周 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-09-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53878410.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第3节 速度的测量 (导学案)
【学习目标】
1. 学会测量物体运动所经历的时间或路程,计算物体的运动速度。
2. 通过实验会测量数据,会正确记录数据。
3. 在探究实验过程中,知道在收集证据、测量数据过程中应操作规范,实事求是,要有严谨客观的科学态度。
【学习重点】
能完成“测量物体运动的速度”的实验,能正确使用刻度尺、秒表获取实验数据。
【学习难点】能利用获取的实验数据计算出物体的速度。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
一、测量原理
计算公式
根据速度的计算公式,要测量物体运动的速度,就需要测量出物体运动的路程以及通过这段路程所用的时间,然后将路程除以时间即可得到速度。
二、实验器材
通常会用到以下器材:
(1)标尺:用于测量物体运动的路程。例如在测量小车在斜面上运动的路程时,用刻度尺准确测量出斜面的长度或小车在某段时间内通过的具体路段长度。
(2)电子秒表:用来记录物体运动所经过的时间。比如当小车从斜面顶端开始下滑的瞬间启动停表计时,到小车到达斜面底端时停止停表,停表所显示的时间就是小车在斜面上运动的时间。
(3)电动机:电动机稳定运行时,能够通过细线带动钩码缓慢平稳地竖直上升。
(4)钩码、铁架台和细线:作为研究对象,其在斜面上或其他设定的直线轨道上运动,以便测量其速度。
三、实验步骤
1. 组装器材:(1)刻度尺紧靠立柱,平行于细线放置。在刻度尺上每隔10 cm贴一条标记线。
(2)打开电动机,当钩码经过标记线O处开始计时,此后钩码每经过一个标记线测量路程,记录下钩码运动的总时间。
2. 计算速度:根据速度公式,将测量得到的路程和时间的值代入公式中,即可计算出小车在斜面上运动的速度。
【课堂探究】
活动1:速度测量原理与实验方案设计
一、出示教材图2-3-2,要求学生小组阅读教材“实验原理与方案”,提炼核心信息:
1. 目标物:钩码
2. 可测量量:(路程)、(时间)
3. 公式:
4. 提问:
1. 若钩码整个过程中速度不稳定,能否测得准确速度?——需“匀速”或“平均速度”概念。
1. 怎样让电动机输出尽量稳定?——稳压电源、预热空转、细线足够细等。
生成板书:
“测:测、测→代入”
二、搭建实验装置
1. 观察实物装置:铁架台、电动机、细线、钩码、刻度尺、秒表、标记线。
2. 演示正确安装要点:
(1)刻度尺平行于细线,零刻度与钩码起始位置对齐。
(2)标记线每隔10 cm粘贴,确保清晰可见。
(3)秒表校零,两个学生分工:计时者与读数者。
【例题1】(2024秋•上海普陀区期中)请完成以下“测量物体做匀速直线运动的速度”的实验报告:
实验原理: 。
实验器材:刻度尺、电子秒表、电动机、细线、钩码和铁架台(器材装配如图所示)。
实验步骤:
1.刻度尺紧靠铁架台立柱,平行于细线放置。在刻度尺上贴若干标记线;
2.打开图中的实验装置,从钩码经过图中 号标记线开始计时,每经过一个标记线记录一次时间,直到 号标记线停止计时;
……
4.本实验多次测量的目的是: 。
【答案】实验原理:v;实验步骤:2.2;7;4.减小测量误差。
【解析】实验原理是v;
实验步骤2.钩码从下面2号标记向上远动,所以图中从2号标记线开始计时;到上面的7号标记处钩码停止远动,即直到7号标记线停止。
步骤4本次实验多次测量是防止电动机从2号标记线起动电动机时和秒表计不同步及钩码经过每一个标记线时和秒表计时不同步产生的误差,多次时间的目的时减少测量误差。
探究二 实验数据处理、匀速判断与图像绘制
一、实验与数据采集
① 刻度尺加标记;② 电动机预热;③ 钩码经过线瞬间按下秒表;④ 每过一标记读一次;⑤ 在表2-3-1填写数据。
二、数据处理与匀速判断
实时统计5组实验数据,展示平均值并计算各段速度:
示例:
:,,
: ……
板书:各段大致相等→可认为钩码匀速上升。
师生讨论:为何数值并非完全相等?引导学生认识随机误差、操作误差及人为反应时间。
三、s-t图像绘制
教师出示坐标模板(横轴,纵轴),现场用电脑演示将实验数据点标到图上。
引导学生观察:
· 数据点分布近似一条斜直线;
· 用直尺光滑连线→得到图像。
强调:
1. 通过原点;2) 斜率。
P点的物理意义——“当时,钩码离点0.75 m”。
进一步:斜率求得,与实验平均速度一致,相互验证。
【例题2】为了“探究小车沿斜面下滑时速度的变化”给你提供了如图所示的装置。
(1)实验依据的原理是 ;
(2)要完成该探究实验,需用的测量工具有 和 ;
(3)实验中为了方便计时,应使斜面坡度较 (填“陡”或“缓”)些;
(4)若图中停表的每格为1s,小车通过全程的平均速度为 m/s,
小车沿斜面下滑的过程中,速度的变化情况是 ;
(5)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,小明想测量小车在整个运动过程中后半程的平均速度,他应该将小车从 (填“A”或“B”)处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时。
【答案】 刻度尺 秒表 缓 0.12 越来越快 A
【详解】(1)[1]“探究小车沿斜面下滑时速度的变化”的实验原理是。
(2)[2][3]需用的测量工具有测量路程的工具刻度尺和测量小车运动时间的秒表。
(3)[4]实验中为了方便计时,应尽量让小车在斜面上运动的时间长,故应减慢小车的下滑速度,使斜面的坡度较缓。
(4)[5][6]由图可知
小车通过前半段路程的平均速度为
小车通过全程的平均速度为
比较v1、v2可知小车沿斜面下滑的过程中,速度越来越快。
(5)[7]测量小车在整个运动过程中后半程的平均速度,其运动的起点必须是A点,计时的起点是B点。
【归纳整理】 第3节 速度的测量
【课堂练习】
1.(2024秋•上海闵行区期中)在测量小车的平均速度时,如果测量的运动时间比其真实值偏大,则测出的平均速度将会( )
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.不能确定
【答案】B
【解析】测量过程中,如果时间的测量值偏大,由公式v得,距离不变,时间偏大,会造成平均速度偏小。故选:B。
2.(2024秋•上海嘉定区期中)小球从左向右运动,用频闪相机每隔相等时间曝光一次,拍摄小球的运动轨迹,下列记录的运动情况中,小球可能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】物体在相等的时间内通过的路程都相等,物体做匀速运动;物体在相等的时间内通过的路程不相等,物体做变速运动。由A图知,小球在相等时间内通过的路程相同,且小球做直线运动,所以小球做匀速直线运动;又由BCD图知,小球在相等的时间内通过的路程都不相等,所以BCD图的小球做变速直线运动;故A正确,BCD错误。
故选:A。
3.(2024秋•山东济南期中)“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法,下列选项是小明利用每秒闪光10次的照相装置分别拍摄到的四个小球的频闪照片(黑点表示物体的像),其中表示小球可能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由图知,ABCD中,只有B中相邻两点间的距离相等且沿直线运动,则B做匀速直线运动,故ACD错误,B正确。
故选:B。
4.(2025•广西)小明在校运会100m赛跑中勇夺冠军,成绩是12.5s。他的平均速度是( )
A.1.25m/s B.8m/s C.80m/s D.100m/s
【答案】B
【解析】小明的平均速度:v8m/s。
故选:B。
5.(2024秋•上海嘉定区月考)如图是对几个物体的运动情况作出的相应的图象。其中物体做匀速直线运动的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】B
【解析】由匀变速直线运动的概念知道,路程与时间成正比,速度的大小不随时间改变,所以②③正确,故选B。故选:B。
6.(2024秋•上海期中)如图所示,小明在“测平均速度”的实验中,使小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )
A.AB段距离为6dm
B.AB段平均速度为0.2cm/s
C.小车从A到C做匀速直线运动
D.若小车过A后才开始计时,测出AC段平均速度将偏大
【答案】D
【解析】A、由图示可知,AB段距离sAB=10.00dm﹣6.00dm=4.00dm,故A错误;
B、小车在AB段的路程sAB=4.00dm=40.0cm,所用时间tAC=2s,
平均速度vAB20.0cm/s,故B错误;
C、小车在斜面上运动的速度越来越快,因此小车在这个过程中做加速运动,故C错误;
D、如果小车过了A点才开始计时,计时会晚一些,测量的时间会偏小一些,根据速度公式可知,在路程不变时,时间偏小,测得的平均速度会偏大,故D正确。故选:D。
6.(2024秋•上海虹口区期中)如图所示是甲、乙两车在同一平直公路上的运动情况,以下分析正确的是( )
A.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
B.在20~30s的时间内,甲车的平均速度比乙车的大
C.在0~40s的时间内,甲车的平均速度小于乙车
D.在0~40s的时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等
【答案】D
【解析】由图可知甲车在相同时间内通过的路程相同,说明甲车做匀速直线运动,则甲车的速度为:v甲30m/s;
A、由图可知在30~40s内乙车的平均速度为:v乙45m/s,甲车的速度为30m/s,
由上述可知在30~40s内甲车的平均速度比乙车的小,因此并不是每段相同时间内,甲车的平均速度都比乙车的大,故A错误;
B、已知甲车的速度v甲=30m/s;
20~30s内乙车的平均速度为:v乙′30m/s,
则在20~30s的时间内,甲车的平均速度等于乙车的,故B错误;
CD、由图可知0~40s内甲、乙两车通过的路程相同,所用时间相同,根据v可知甲、乙两车的平均速度相同,故C错误,D正确。
故选:D。
7.(2024•上海黄浦区模拟)甲、乙两物体同时同地沿同一直线做匀速直线运动,它们的s﹣t图象为图所示a、b、c三条图线中的两条,运动4秒甲、乙间的距离15米,则( )
A.甲、乙运动方向一定相同
B.甲、乙运动方向一定相反
C.若甲的s﹣t图为c,则乙的s﹣t图一定为b
D.若甲的s﹣t图为a,则乙的s﹣t图一定为c
【答案】D
【解析】由题知,甲、乙两物体同时同地沿同一直线做匀速直线运动,运动4s,甲、乙间的距离15m,
由图象知,sa=20m,sb=10m,sc=5m,
①若运动方向相同,sab=20m﹣10m=10m;sbc=10m﹣5m=5m;sac=20m﹣5m=15m,所以a、c可能是甲和乙的图线;
若甲的s﹣t图为c,则乙的s﹣t图一定为a,故C错误;
若甲的s﹣t图为a,则乙的s﹣t图一定为c,故D正确;
②若运动方向相反,sab=20m+10m=30m,sbc=10m+5m=15m;sac=20m+5m=25m,所以b、c可能是甲和乙的图线;
由①②可知,甲和乙的运动方向可能相同也可能相反,故AB错误。
故选:D。
8.(2024秋•湖南长沙期中)在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。对上述实验,数据处理正确的是( )
A.图中AB段的路程sAB=50.0cm
B.如果测得AC段的时间tAC=2.5s,则AC段的平均速度vAC=32.0cm/s
C.小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏大
D.为了测量小车在BC段的平均速度vBC,可以将小车从B点静止释放
【答案】B
【解析】A、由图知,图中AB段的路程sAB=80.0cm﹣40.0cm=40.0cm,故A错误;
B、已知测得AC段的时间tAC=2.5s,由图可知sAC=80.0cm,则AC段的平均速度:vAC32.0cm/s,故B正确;
C、如果让小车过了B点才停止计时,会导致时间的测量结果偏大,由v知,测得AB段的平均速度vAB会偏小,故C错误;
D、如果将小车从B点静止释放,则所测时间不是运动过程中下半程的时间,小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间,因此测量小车在BC段的平均速度vBC,不可以将小车从B点静止释放,故D错误。
故选:B。
9.(2024秋•北京东城区期中)“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。摄影在暗室中进行,闪光灯每隔一定的时间闪亮一次,底片就记录下这时物体的位置。如图所示,是甲、乙两个网球同时同位置出发,从左(a)向右(b)沿直线运动时的频闪照片,则下列说法正确的是( )
A.以乙球为参照,甲球向右运动 B.从a到b,甲、乙两球运动的时间比是3:2
C.从a到b,甲、乙两球平均速度之比为3:5 D.乙球可能做匀速直线运动
【答案】C
【解析】A、若以乙球为参照物,甲球的位置发生了改变,乙向右运动速度大于甲,所以甲是向左运动的,故A错误;
B、设闪光灯每隔时间t闪亮一次,则甲球运动的时间为5t,乙球运动的时间为3t,甲、乙两球运动的时间比是5:3,故B错误;
C、两球运动的路程相同,根据v可知从a到b,甲、乙两球平均速度之比为:3:5,故C正确;
D、图乙,乙球在相等的时间内通过的路程不同,且在相同的时间里,通过的路程越来越长,即速度是越来越大,乙球做变速运动,故D错误。
故选:C。
10.(2025•黑龙江绥化中考真题)如图,一物块从A处运动到B处所用的时间为0.4s,通过的路程为 cm,从A到B的平均速度为 m/s。
【答案】6.00;0.15。
【解析】根据图示可知,刻度尺的分度值为0.1cm,sAB=6.00cm;
从A到B的平均速度:vAB15cm/s=0.15m/s。
11.(2024秋•上海浦东新区月考)如图是一位摄影爱好者用频闪摄影技术拍摄的一张照片,清晰地记录了网球被击出后某一段的运动轨迹,已知此次摄影的闪光频率(每秒钟得到影像的次数)为100Hz,网球的直径约为6cm。现将一条刻度尺放在照片上来估测网球的运动速度。由图可知,网球从A位置运动到B位置所用的时间是 s,网球在AB段运动的平均速度约为 m/s。
【答案】0.04 20
【解析】根据题意可得,网球从A位置运动到B位置所用的时间:ts=0.04s,
由图知,刻度尺的分度值为1mm,照片中一个网球占据刻度尺的3个小格,即照片中网球的直径为0.30cm,
照片中网球从A位置运动到B位置通过的路程为4.00cm,
已知网球的实际直径约为6cm,设网球实际通过的路程为s,
由比例关系可得:,
解得s=80.00cm=0.8m,
则网球在AB段运动的平均速度:v20m/s。
12.(2025•陕西中考真题)小明每天坚持跑步,若他在周长为400米的跑道上跑了3圈,用时10分钟。则本次跑步的平均速度为 m/s,他在跑步过程中相对操场旁边的大树是 (选填“运动”或“静止”)的。
【答案】2;运动。
【解析】小明在周长为400米的跑道上跑了3圈,通过的路程为1200m,用时10分钟,合600s,
本次跑步的平均速度。
他在跑步过程中相对操场旁边的大树位置在不断地发生变化,故他相对于大树是运动的。
13.(2024秋•上海普陀区期中)打点计时器是测量 的工具(填写物理量的名称).通电时,振针每秒钟上下振动50次,每打两个点的时间间隔是 秒,甲、乙两位同学用打点计时器拉出的纸带分别如图(甲)、(乙)所示,其中乙同学纸带中从A点到G点经历的时间为 秒,通过比较可以知道, 同学拉纸带较快(选填“甲”或“乙”)。
【答案】时间 0.02 0.12 甲
【解析】(1)打点计时器是测量时间的工具;
(2)通电时,振针每秒钟上下振动50次,每打两个点的时间间隔是s=0.02s,
由图乙知,A、G两点有6个时间间隔,从A点到G点经历的时间为6×0.02s=0.12s;
(3)因为相邻两点间的时间间隔相同,从甲、乙两条纸带的间隔距离可知,甲纸带上相邻两点间的距离比乙纸带相邻两点间的距离大,说明甲同学纸带拉得快些。
14.(2024秋•上海长宁区期末)国庆阅兵方队迈着整齐的步伐通过天安门广场,队中的战士以身边战友为参照物,他是 (选填“运动”或“静止”)的。新型战机整齐地在方队上空飞越蓝天,说明战机比方队运动得 (选填“快”或“慢”)。某同学用图1所示的器材做了两次实验,分别在纸带上记录了如图2(a)和(b)所示的痕迹,从两纸带的数据可以看出 (选填“a”或“b”)图记录的小车做匀速直线运动,你判断的理由是: 。
【答案】静止;快;a;小车做直线运动且在相同的时间内通过的路程相等。
【解析】国庆阅兵方队迈着整齐的步伐通过天安门广场,队中的战士相对于身边战友的位置没有发生变化,是静止的;
新型战机整齐地在方队上空飞越蓝天,说明战机比方队运动得快,因为在相等的时间内飞机比方队通过的路程长;
从两纸带的数据可以看出a图记录的小车做匀速直线运动,判断的理由是:该小车做直线运动且在相同的时间内通过的路程相等。
15.(2024秋•上海金山区期中)某同学用打点计时器研究物体的运动情况。如图是计时器在纸带上打下的点,纸带运动情况如图所示,第一个打下的是a点,观察纸带上点分布状况,可以判断纸带在向 (选填“左”或“右”)做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动;如果计时器振针每秒振动50次,则纸带上相邻两点之间的时间间隔为 秒。a、c两点的时间间隔 e、g两点的时间间隔(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】左,加速,0.02,等于。
【解析】计时器在纸带上打下的点,纸带运动情况如图所示,第一个打下的是a点,说明纸带在向左运动,两点之间的距离逐渐变大,说明在相等的时间内通过的距离越来越大,所以该物体做加速运动。纸带上每两个点间隔时间相同,打点计时器1秒钟上下振动50次,则打点计时器每打两个点的时间间隔为 ,由图可知,a、c两点之间有2个时间间隔,e、g两点之间有2个时间间隔,所以它们之间的时间间隔相等。
16.(2025•四川南充中考真题)用图甲所示装置测量“小车运动的平均速度”,每次实验小车都从斜面顶端自由释放,金属片可置于斜面的任意位置,用刻度尺测量路程,停表测量时间,图乙是第5次记录的时间。下表是实验中收集的数据。
实验次数
1
2
3
4
5
路程s/cm
20
40
60
80
100
时间t/s
2.0
2.8
3.5
4.0
(1)表格空白处的时间为 s;
(2)根据上表数据,可判断小车在斜面下滑的过程中做 直线运动;
(3)利用表格中数据,计算小车在第5次实验的平均速度为 m/s(保留两位小数)。
【答案】4.4;加速;0.23。
【解析】(1)停表的读数为小刻盘和大刻盘之和,小刻盘的分度值为0.5min,表针在0与1之间,偏向0一侧,读数为0min;
大刻盘的分度值为0.1s,读数为4.4s,则停表的读数为4.4s;
(2)根据表格数据知,每次路程都增大20cm,而时间增大为0.8s、0.7s、0.5s、0.4s;即相同路程所用时间越来越短,因而速度越来越快,做加速直线运动;
(3)第5次实验的平均速度v0.23m/s。
17.(2024秋•上海闵行区期中)学习了“匀速直线运动”新课后,某小组同学通过查阅资料知道:做直线运动的物体,速度改变的运动称作“变速直线运动”。他们决定通过实验研究物体的直线运动情况。他们在玻璃管中装入液体,并在管中留一个气泡,观察并记录气泡的运动情况。实验前,先将玻璃管有气泡的一端向下倾斜,让气泡在玻璃管中向上缓慢运动,气泡运动过程中保持玻璃管的倾角不变。玻璃管旁放一把刻度尺,用钞表记录气泡通过某一位置的时间,用记号笔在玻璃管上标出此时气泡的位置。该小组同学两次实验记录的数据如图(a)、(b)所示,请分析他们的实验数据,判断气泡的运动情况。
①分析比较图(a)中物体在做 直线运动,根据图中的相关数据写出你的判断理由 。
②分析比较图(b)中物体在做 直线运动,根据图中的相关数据写出你的判断理由 。
【答案】①变速;通过相同的路程时,物体(气泡)运动所用时间越来越短;②变速;在相同的运动时间内,物体(气泡)运动所通过的路程越来越大。
【解析】①分析比较图(a)中的相关数据可得:经过相同的路程,所用的时间不同,且时间越来越少,即物体做变速运动;
②分析比较图(b)中的相关数据可得:在相同的运动时间内,物体(气泡)运动所通过的路程越来越大,即物体是做变速运动。
18.(2024秋•上海嘉定区期中)放学回家路上,小明发现骑自行车下坡滑行时会越来越快。为了研究物体从斜面上滑下时速度大小变化的规律,他用小车、带刻度的斜面、挡板等器材进行了实验。
测量的物理量
路程s/cm
时间t/s
平均速度v/(m•s﹣1)
AB段
40.0
3
0.13
BC段
40.0
2
vBC
(1)实验中,除了如图所示的器材以外,小明还需要的测量工具是 。
(2)小红建议实验时斜面的倾角要适当减小,这样做可以使小车在斜面上运动得 (选填“快”或“慢”)一些,其目的是减小测量 所带来的误差。
(3)小明正确采纳同学们合理建议后,进行实验得到上表所示的实验数据,可算出BC段的平均速度为 m/s;分析表格数据,我们可得出结论:物体在斜面上下滑过程中,速度 (选填“变大”“不变”或“变小”);若某同学由此计算AC的平均速度vAC,这种计算方法是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)若小明开始计时时小车已经过了A点,则测得小车在AC段的平均速度将 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)秒表;(2)慢;时间;(3)0.2;变大;错误;(4)偏大。
【解析】(1)本实验测量工具有刻度尺和停表,刻度尺用来测长度,秒表用来测量时间;
(2)实验时斜面的倾角要适当减小,这样做可以使小车在斜面上运动得慢一些,其目的是减小测量时间时所带来的误差;
(3)BC段路程s=40.0cm=0.4m;BC段时间t=2s;BC段的平均速度v0.2m/s;
物体在AB段平均速度为0.13m/s,在BC段平均速度为0.2m/s,说明物体在斜面下滑过程中,速度变大;
平均速度不是前后两段速度的平均值,题中列出的算式是错误的;由表格数据知AC段路程sAC=0.8m,tAC=5s,平均速度vAC0.16m/s;
(4)开始计时小车已经过了A点,测量的时间偏小,根据v路程不变,时间变小,速度变大,则测得小车在AC段的平均速度将偏大。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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第3节 速度的测量 (导学案)
【学习目标】
1. 学会测量物体运动所经历的时间或路程,计算物体的运动速度。
2. 通过实验会测量数据,会正确记录数据。
3. 在探究实验过程中,知道在收集证据、测量数据过程中应操作规范,实事求是,要有严谨客观的科学态度。
【学习重点】
能完成“测量物体运动的速度”的实验,能正确使用刻度尺、秒表获取实验数据。
【学习难点】能利用获取的实验数据计算出物体的速度。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
一、测量原理
计算公式
根据速度的计算公式,要测量物体运动的速度,就需要测量出物体运动的路程以及通过这段路程所用的时间,然后将路程除以时间即可得到速度。
二、实验器材
通常会用到以下器材:
(1)标尺:用于测量物体运动的路程。例如在测量小车在斜面上运动的路程时,用刻度尺准确测量出斜面的长度或小车在某段时间内通过的具体路段长度。
(2)电子秒表:用来记录物体运动所经过的时间。比如当小车从斜面顶端开始下滑的瞬间启动停表计时,到小车到达斜面底端时停止停表,停表所显示的时间就是小车在斜面上运动的时间。
(3)电动机:电动机稳定运行时,能够通过细线带动钩码缓慢平稳地竖直上升。
(4)钩码、铁架台和细线:作为研究对象,其在斜面上或其他设定的直线轨道上运动,以便测量其速度。
三、实验步骤
1. 组装器材:(1)刻度尺紧靠立柱,平行于细线放置。在刻度尺上每隔10 cm贴一条标记线。
(2)打开电动机,当钩码经过标记线O处开始计时,此后钩码每经过一个标记线测量路程,记录下钩码运动的总时间。
2. 计算速度:根据速度公式,将测量得到的路程和时间的值代入公式中,即可计算出小车在斜面上运动的速度。
【课堂探究】
活动1:速度测量原理与实验方案设计
一、出示教材图2-3-2,要求学生小组阅读教材“实验原理与方案”,提炼核心信息:
1. 目标物:钩码
2. 可测量量:(路程)、(时间)
3. 公式:
4. 提问:
1. 若钩码整个过程中速度不稳定,能否测得准确速度?——需“匀速”或“平均速度”概念。
1. 怎样让电动机输出尽量稳定?——稳压电源、预热空转、细线足够细等。
生成板书:
“测:测、测→代入”
二、搭建实验装置
1. 观察实物装置:铁架台、电动机、细线、钩码、刻度尺、秒表、标记线。
2. 演示正确安装要点:
(1)刻度尺平行于细线,零刻度与钩码起始位置对齐。
(2)标记线每隔10 cm粘贴,确保清晰可见。
(3)秒表校零,两个学生分工:计时者与读数者。
【例题1】(2024秋•上海普陀区期中)请完成以下“测量物体做匀速直线运动的速度”的实验报告:
实验原理: 。
实验器材:刻度尺、电子秒表、电动机、细线、钩码和铁架台(器材装配如图所示)。
实验步骤:
1.刻度尺紧靠铁架台立柱,平行于细线放置。在刻度尺上贴若干标记线;
2.打开图中的实验装置,从钩码经过图中 号标记线开始计时,每经过一个标记线记录一次时间,直到 号标记线停止计时;
……
4.本实验多次测量的目的是: 。
探究二 实验数据处理、匀速判断与图像绘制
一、实验与数据采集
① 刻度尺加标记;② 电动机预热;③ 钩码经过线瞬间按下秒表;④ 每过一标记读一次;⑤ 在表2-3-1填写数据。
二、数据处理与匀速判断
实时统计5组实验数据,展示平均值并计算各段速度:
示例:
:,,
: ……
板书:各段大致相等→可认为钩码匀速上升。
师生讨论:为何数值并非完全相等?引导学生认识随机误差、操作误差及人为反应时间。
三、s-t图像绘制
教师出示坐标模板(横轴,纵轴),现场用电脑演示将实验数据点标到图上。
引导学生观察:
· 数据点分布近似一条斜直线;
· 用直尺光滑连线→得到图像。
强调:
1. 通过原点;2) 斜率。
P点的物理意义——“当时,钩码离点0.75 m”。
进一步:斜率求得,与实验平均速度一致,相互验证。
【例题2】为了“探究小车沿斜面下滑时速度的变化”给你提供了如图所示的装置。
(1)实验依据的原理是 ;
(2)要完成该探究实验,需用的测量工具有 和 ;
(3)实验中为了方便计时,应使斜面坡度较 (填“陡”或“缓”)些;
(4)若图中停表的每格为1s,小车通过全程的平均速度为 m/s,
小车沿斜面下滑的过程中,速度的变化情况是 ;
(5)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,小明想测量小车在整个运动过程中后半程的平均速度,他应该将小车从 (填“A”或“B”)处静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时。
【归纳整理】 第3节 速度的测量
【课堂练习】
1.(2024秋•上海闵行区期中)在测量小车的平均速度时,如果测量的运动时间比其真实值偏大,则测出的平均速度将会( )
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.不能确定
2.(2024秋•上海嘉定区期中)小球从左向右运动,用频闪相机每隔相等时间曝光一次,拍摄小球的运动轨迹,下列记录的运动情况中,小球可能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
3.(2024秋•山东济南期中)“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法,下列选项是小明利用每秒闪光10次的照相装置分别拍摄到的四个小球的频闪照片(黑点表示物体的像),其中表示小球可能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025•广西)小明在校运会100m赛跑中勇夺冠军,成绩是12.5s。他的平均速度是( )
A.1.25m/s B.8m/s C.80m/s D.100m/s
5.(2024秋•上海嘉定区月考)如图是对几个物体的运动情况作出的相应的图象。其中物体做匀速直线运动的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
6.(2024秋•上海期中)如图所示,小明在“测平均速度”的实验中,使小车从斜面A点静止下滑,经过B点到达C点,图中已标出小车经过A、B、C三点对应时刻。下列说法中正确的是( )
A.AB段距离为6dm
B.AB段平均速度为0.2cm/s
C.小车从A到C做匀速直线运动
D.若小车过A后才开始计时,测出AC段平均速度将偏大
6.(2024秋•上海虹口区期中)如图所示是甲、乙两车在同一平直公路上的运动情况,以下分析正确的是( )
A.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
B.在20~30s的时间内,甲车的平均速度比乙车的大
C.在0~40s的时间内,甲车的平均速度小于乙车
D.在0~40s的时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等
7.(2024•上海黄浦区模拟)甲、乙两物体同时同地沿同一直线做匀速直线运动,它们的s﹣t图象为图所示a、b、c三条图线中的两条,运动4秒甲、乙间的距离15米,则( )
A.甲、乙运动方向一定相同
B.甲、乙运动方向一定相反
C.若甲的s﹣t图为c,则乙的s﹣t图一定为b
D.若甲的s﹣t图为a,则乙的s﹣t图一定为c
8.(2024秋•湖南长沙期中)在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。对上述实验,数据处理正确的是( )
A.图中AB段的路程sAB=50.0cm
B.如果测得AC段的时间tAC=2.5s,则AC段的平均速度vAC=32.0cm/s
C.小车过了B点才停止计时,测得AB段的平均速度vAB会偏大
D.为了测量小车在BC段的平均速度vBC,可以将小车从B点静止释放
9.(2024秋•北京东城区期中)“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法。摄影在暗室中进行,闪光灯每隔一定的时间闪亮一次,底片就记录下这时物体的位置。如图所示,是甲、乙两个网球同时同位置出发,从左(a)向右(b)沿直线运动时的频闪照片,则下列说法正确的是( )
A.以乙球为参照,甲球向右运动
B.从a到b,甲、乙两球运动的时间比是3:2
C.从a到b,甲、乙两球平均速度之比为3:5
D.乙球可能做匀速直线运动
10.(2025•黑龙江绥化中考真题)如图,一物块从A处运动到B处所用的时间为0.4s,通过的路程为 cm,从A到B的平均速度为 m/s。
11.(2024秋•上海浦东新区月考)如图是一位摄影爱好者用频闪摄影技术拍摄的一张照片,清晰地记录了网球被击出后某一段的运动轨迹,已知此次摄影的闪光频率(每秒钟得到影像的次数)为100Hz,网球的直径约为6cm。现将一条刻度尺放在照片上来估测网球的运动速度。由图可知,网球从A位置运动到B位置所用的时间是 s,网球在AB段运动的平均速度约为 m/s。
12.(2025•陕西中考真题)小明每天坚持跑步,若他在周长为400米的跑道上跑了3圈,用时10分钟。则本次跑步的平均速度为 m/s,他在跑步过程中相对操场旁边的大树是 (选填“运动”或“静止”)的。
13.(2024秋•上海普陀区期中)打点计时器是测量 的工具(填写物理量的名称).通电时,振针每秒钟上下振动50次,每打两个点的时间间隔是 秒,甲、乙两位同学用打点计时器拉出的纸带分别如图(甲)、(乙)所示,其中乙同学纸带中从A点到G点经历的时间为 秒,通过比较可以知道, 同学拉纸带较快(选填“甲”或“乙”)。
14.(2024秋•上海长宁区期末)国庆阅兵方队迈着整齐的步伐通过天安门广场,队中的战士以身边战友为参照物,他是 (选填“运动”或“静止”)的。新型战机整齐地在方队上空飞越蓝天,说明战机比方队运动得 (选填“快”或“慢”)。某同学用图1所示的器材做了两次实验,分别在纸带上记录了如图2(a)和(b)所示的痕迹,从两纸带的数据可以看出 (选填“a”或“b”)图记录的小车做匀速直线运动,你判断的理由是: 。
15.(2024秋•上海金山区期中)某同学用打点计时器研究物体的运动情况。如图是计时器在纸带上打下的点,纸带运动情况如图所示,第一个打下的是a点,观察纸带上点分布状况,可以判断纸带在向 (选填“左”或“右”)做 (选填“匀速”、“加速”或“减速”)运动;如果计时器振针每秒振动50次,则纸带上相邻两点之间的时间间隔为 秒。a、c两点的时间间隔 e、g两点的时间间隔(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
16.(2025•四川南充中考真题)用图甲所示装置测量“小车运动的平均速度”,每次实验小车都从斜面顶端自由释放,金属片可置于斜面的任意位置,用刻度尺测量路程,停表测量时间,图乙是第5次记录的时间。下表是实验中收集的数据。
实验次数
1
2
3
4
5
路程s/cm
20
40
60
80
100
时间t/s
2.0
2.8
3.5
4.0
(1)表格空白处的时间为 s;
(2)根据上表数据,可判断小车在斜面下滑的过程中做 直线运动;
(3)利用表格中数据,计算小车在第5次实验的平均速度为 m/s(保留两位小数)。
17.(2024秋•上海闵行区期中)学习了“匀速直线运动”新课后,某小组同学通过查阅资料知道:做直线运动的物体,速度改变的运动称作“变速直线运动”。他们决定通过实验研究物体的直线运动情况。他们在玻璃管中装入液体,并在管中留一个气泡,观察并记录气泡的运动情况。实验前,先将玻璃管有气泡的一端向下倾斜,让气泡在玻璃管中向上缓慢运动,气泡运动过程中保持玻璃管的倾角不变。玻璃管旁放一把刻度尺,用钞表记录气泡通过某一位置的时间,用记号笔在玻璃管上标出此时气泡的位置。该小组同学两次实验记录的数据如图(a)、(b)所示,请分析他们的实验数据,判断气泡的运动情况。
①分析比较图(a)中物体在做 直线运动,根据图中的相关数据写出你的判断理由 。
②分析比较图(b)中物体在做 直线运动,根据图中的相关数据写出你的判断理由 。
18.(2024秋•上海嘉定区期中)放学回家路上,小明发现骑自行车下坡滑行时会越来越快。为了研究物体从斜面上滑下时速度大小变化的规律,他用小车、带刻度的斜面、挡板等器材进行了实验。
测量的物理量
路程s/cm
时间t/s
平均速度v/(m•s﹣1)
AB段
40.0
3
0.13
BC段
40.0
2
vBC
(1)实验中,除了如图所示的器材以外,小明还需要的测量工具是 。
(2)小红建议实验时斜面的倾角要适当减小,这样做可以使小车在斜面上运动得 (选填“快”或“慢”)一些,其目的是减小测量 所带来的误差。
(3)小明正确采纳同学们合理建议后,进行实验得到上表所示的实验数据,可算出BC段的平均速度为 m/s;分析表格数据,我们可得出结论:物体在斜面上下滑过程中,速度 (选填“变大”“不变”或“变小”);若某同学由此计算AC的平均速度vAC,这种计算方法是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)若小明开始计时时小车已经过了A点,则测得小车在AC段的平均速度将 (选填“偏大”或“偏小”)。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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