内容正文:
2025-2026学年物理人教版八年级上册 第一章 机械运动
第4节 速度的测量(预习讲义)
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学习目标
1. 知道测量速度的基本原理是 。
2. 会根据实验需要选择合适的测量工具(如刻度尺、停表等)。
3. 初步学会用刻度尺和停表测量物体运动的路程和时间,并能利用公式 计算物体的平均速度。
4. 了解在测量平均速度的实验中,如何减小实验误差。
5. 体验科学探究的过程,培养严谨的科学态度和实事求是的精神。
知识点梳理及其讲解
知识点一:测量速度的原理
1. 核心原理:由速度公式 可知,要测量物体的速度,必须测量出物体运动的路程 (s) 和通过这段路程所用的时间 (t),然后利用公式计算出速度 (v)。
讲解:速度是描述物体运动快慢的物理量。它等于单位时间内物体通过的路程。因此,只要我们能准确地测出物体运动的路程和完成这段路程所花费的时间,就可以通过除法运算得到速度。这是一种间接测量的方法。
2. 公式中各物理量及单位:
(1) —— 速度,单位:米每秒 (m/s),常用单位还有千米每小时 (km/h)
(2) —— 路程,单位:米 (m),常用单位还有千米 (km)
(3) —— 时间,单位:秒 (s),常用单位还有小时 (h)
(4) 单位换算(预习了解):1 m/s = 3.6 km/h (此换算关系在后续学习中会详细讲解,预习阶段可先记住)
知识点二:测量工具
要测量路程和时间,需要用到相应的测量工具。
1. 测量路程 (s) 的工具:
(1) 常用工具:刻度尺(如直尺、卷尺等)。
(2) 使用刻度尺的注意事项(复习回顾):
· 观察刻度尺的量程和分度值。
· 刻度尺要放正,有刻度的一边要紧靠被测物体。
· 读数时,视线要与尺面垂直。
· 记录结果时,要包括数字和单位。
(3) 特殊情况:如果测量的是曲线运动的路程(如沿跑道跑一圈),可以用棉线与被测路径重合,再将棉线拉直后用刻度尺测量。
2. 测量时间 (t) 的工具:
(1) 常用工具:停表(秒表)。
(2) 停表的使用:
· 了解停表的基本构造:通常有两个表盘(大盘和小盘),分别对应不同的计时精度。
· 启动:按下启动按钮。
· 停止:再次按下该按钮。
· 归零:按下归零按钮。
(3) 读数:根据指针在不同表盘上的位置读取分和秒,并相加得到总时间。(具体读数方法可结合实物或图示学习)
知识点三:实验:测量物体运动的平均速度
(以测量小车在斜面上滑下的平均速度为例)
1. 实验目的:练习用刻度尺和停表测量小车运动的平均速度。
2. 实验原理:
3. 实验器材:斜面、小车、刻度尺、停表、金属片(或挡板)。
4. 实验步骤(简要):
(1) 调整斜面:将斜面调整到一个合适的坡度,使小车能沿斜面下滑,且运动时间不宜过短,方便计时。
(2) 测量路程:
· 用刻度尺测出小车车头(或某一固定点)从斜面顶端A运动到斜面底端B(或某一中间位置C)的距离s。例如,测量全程AB的距离 ,测量上半段AC的距离 ,则下半段CB的距离 。
(3) 测量时间:
· 将小车放在斜面顶端A,金属片放在斜面底端B。
· 用停表测量小车从A点由静止释放,滑到B点撞击金属片所用的时间 。
· 同样,可测量小车从A点滑到C点所用的时间 ,则小车通过下半段CB所用的时间 。
(4) 计算速度:
· 根据公式 计算小车通过全程AB的平均速度 。
· 根据公式 计算小车通过上半段AC的平均速度 。
· 根据公式 计算小车通过下半段CB的平均速度 。
5. 数据记录表格(示例):
路程
路程s/m
时间t/s
平均速度v/(m·s⁻¹)
AB段
AC段
CB段
6. 注意事项:
(1) 斜面坡度不宜过大,以免小车运动过快,时间测量误差过大。
(2) 小车每次都应从同一位置由静止释放,保证初速度相同。
(3) 计时开始与小车释放要同步,计时结束与小车撞击金属片要同步,可由两人配合或练习熟练操作。
(4) 读数时要正视刻度,减小读数误差。
(5) 为减小误差,可进行多次测量取平均值。
知识点总结
1. 测量速度的核心:依据公式 ,测出路程s和时间t,即可计算速度v。
2. 测量工具:
(1) 路程s:刻度尺(注意量程、分度值、正确使用和读数)。
(2) 时间t:停表(注意正确操作和读数)。
3. 平均速度的测量:
(1) 实验目的是练习测量平均速度。
(2) 关键是准确测量路程和对应的时间。
(3) 要注意实验操作的规范和减小误差的方法。
4. 单位:速度的基本单位是米每秒 (m/s),常用单位还有千米每小时 (km/h)。
巩固练习
一、单项选择题
1.以下是李华同学整理的关于第一章的部分笔记,正确的是( )
A.误差就是实验中产生的错误
B.只要测量的方法正确就可以消除误差
C.平均速度表示的是物体在每时每刻的速度
D.刻度尺读数时,视线要正对刻度线
2.甲、乙两物体都做匀速直线运动,它们路程之比是1:2,它们通过时间之比是3:2,则甲、乙两物体的速度之比是( )
A.2:1 B.1:1 C.1:3 D.4:1
3.一辆汽车从甲地驶往乙地,共用了一个小时的时间,前20min内的平均速度是30km/h,后40min内的平均速度是60km/h,则该汽车在这1h内的平均速度是( )
A.35km/h B.50km/h C.45km/h D.40km/h
4.为响应“绿色出行”的号召,三个好朋友决定选择不同的低碳环保的方式去上学.小张骑电动车以20km/h的速度平稳前进;小王以3m/s的速度跑步前进;小李蹬骑山地自行车全力前进,他每分钟通过的路程为0.36km.则下列判断正确的是( )
A.小张速度最大 B.小王速度最大
C.小李速度最大 D.三人速度一样大
5.某物体从地面上某一点出发沿直线运动,其图象如图所示,对物体的运动情况进行分析,所得结论错误的是( )
A.物体在6s内运动的路程为15m
B.以地面为参照物,物体在2~4s内静止的
C.物体在前2s内和后2s内的速度相等
D.物体在6s内的平均速度为2.5m/s
6.如图是相向而行的甲、乙两物体的s-t图象,下列说法正确的是( )
A.相遇时两物体通过的路程均为100m
B.甲、乙是同时出发的
C.甲的运动速度为10m/s
D.0-30s内甲乙都做匀速直线运动
7.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
8.如图是相向而行的甲、乙两物体的s﹣t图象,下列说法正确的是( )
A.相遇时两物体通过的路程均为100m
B.0﹣30s内甲、乙均做匀速直线运动
C.甲、乙是同时出发的
D.甲的运动速度为10m/s
二、填空题
9.甲、乙、丙三辆小车同时、同地向东运动,它们运动的图象如图所示,由图象可知:经过5秒,甲乙两车相距 米,运动速度相同的两个小车是 ,若以乙车为参照物,丙车向 运动.(选填“东”或“西”)
10.小刚从家中出发到达胜利广场后,沿原路返回家中。其中一半路程步行,一半路程骑自行车。路程与时间图像如图所示,则步行的是图中 段,小刚骑车的速度是 m/s。
11.我们常用“频闪照片”来研究物体的运动.如图所示,记录了甲、乙两个运动小球每隔0.05秒的不同位置.根据底片可以判断 (“甲”或“乙”)球做匀速直线运动,若乙球第1个球与第4个球相距60cm,则乙球在这段时间内的平均速度是 m/s.
12.已知甲、乙两物体都做匀速直线运动,甲、乙通过的路程之比为1∶2,所用的时间之为2∶3,则甲、乙两物体运动的速度之比为 ;已知甲以v=108km/h的速度匀速行驶30s,则通过的路程为 m。
13.一个做匀速直线运动的物体,其速度随时间变化的图象如图a所示,在t0时刻该图象所围成的阴影部分的面积所表示的物理量是 。现在有甲、乙两个物体由静止开始运动,它们运动时速度随时间变化的图象如图b所示。在t0时刻,甲通过的路程 (填“大于”、“小于”或“等于”)乙通过的路程。
14.甲、乙两小车同时同地向东做匀速直线运动,它们的s-t图象如图所示,5s时两车相距 m,以甲车为参照物,乙车向 运动。
三、实验探究题
15.小明在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图的实验装置:小车从带刻度(分度值为1cm)的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别是“小时∶分∶秒”)
(1)该实验是根据公式 进行测量的;
(2)实验中为了方便计时,应使斜面坡度较 (填“大、小”),目的是 ;
(3)请根据图中所给信息回答:sAB= cm,tBC= s,vAC= m/s;
(4)实验中小车做 (填“匀速”或“变速”)运动;
(5)必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度偏 (填“大、小”)。
16.实验小组用如图甲所示的装置“测量物体运动的平均速度”。
(1)根据实验原理 ,实验中需要测量的物理量有路程和时间。
(2)现有的实验器材有小车、金属片、带有刻度的长木板和木块,还缺少的实验器材是 ,其中金属片的作用是使小车可以及时停下,便于准确测量小车运动的时间。
(3)组装器材时,将带有刻度的长木板一端用木块垫起来,使它保持 (选填“较大”或“较小”)的坡度;这是为了准确测量 (选填“路程”或“时间”)。
(4)实验中如果小车还没放开就已开始计时,则测得的平均速度跟真实值相比偏 。
(5)实验结束后小明调整装置利用如图乙所示的位置传感器测出不同时刻小车与它的距离,计算机就可以计算出小车在不同位置的速度。屏幕图像如图丙所示,横轴为时间,通过图像可以看出小车在斜面上滑下时是 (选填“匀速”或“加速”)运动的;小车到达坡底时的速度为 m/s。
17.小明同学想测量一辆小车的平均速度,设计了如图所示的实验装置。让小车从斜面顶端由静止下滑,当小车前端经过A点时开始计时,t=6s时小车前端经过C点。AB段距离为80cm,AC段距离为160cm。请回答问题:
(1)该实验测量原理是 。
(2)小车通过BC段的平均速度为 m/s。
(3)下列图像中能正确反映小车在斜面上运动情况的是 。
(4)小丽认为应将木块平移到B位置下方进行实验。为了使测量结果更加准确,你认为木块放在 (选填“A”或“B”)位置下方更合适,理由是 。
(5)小明发现公路旁每隔一段距离就立着一个标记公里数的里程碑,他想利用里程碑估测自行车的行驶速度。测量步骤如下:①从某一地点出发,并按下计时器开始计时,记下里程碑上的数值s1、计时器上的时刻t1;③到达另一个里程碑,记下里程碑上的数值s2、计时器上的时刻t2。则自行车在这两个里程碑之间路段行驶的平均速度v= (用题中物理量符号表示)。
18.小明在“测量小车的平均速度”实验中,使小车从带刻度尺的斜面上由静止下滑,如图所示。
(1)该实验的原理是 ;
(2)小车在AC段平均速度 m/s;
(3)如果不小心让小车过了A点才开始计时,则所测AC段的平均速度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)由实验看出,小车下滑过程中是在做 直线运动(选填“变速”或“匀速”),下列图象中能正确反映小车在斜面上运动情况的是图 ;
A. B. C. D.
(5)小球在AC段运动过程中,经过时间中点时的速度为,经过路程AC中点时的速度为,则 (选填“”“”或“”);
(6)实验完成后,学习小组分别得到了小车全程的运动速度,上半段路程的平均速度为和下半程的平均速度。根据学过的运动学知识可知道、、从大到小依次是: ;
(7)小明进一步实验测得小车斜面上运动时,前半程平均速度为,后半程平均速度为,则小车全程平均速度 (用字母和表示)。
参考答案
1.D
2.C
3.B
4.C
5.C
6.C
7.B
8.D
9.10;甲和丙;西
10.AB;6m/s
11.甲;4
12.3∶4;900
13.路程;小于
14.0.5;西
15.(1)
(2)小;便于计时
(3)40.0;1;0.3
(4)变速
(5)大
16.(1)
(2)秒表
(3)较小;时间
(4)小
(5)加速;0.8
17.(1)
(2)0.4
(3)C
(4)A;斜面坡度较小,小车运动时间较长,便于测量时间,故木块放在A位置更合适
(5)
18.;0.03;偏大;变速;B;<;>>;
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