2.3 速度的测量（教学课件）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

该初中物理课件聚焦“速度的测量”核心知识点，涵盖实验测量、雷达测速、频闪摄影及s-t图像描述运动。通过上海洋山深水港集装箱自动上升情境导入，衔接机械运动知识，搭建从具体现象到公式应用再到图像分析的学习支架。 其亮点在于以学生实验为核心，结合雷达测速、频闪摄影等实例，通过s-t/v-t图像处理数据，培养科学探究与科学思维能力。含动画及视频讲解辅助理解，学生能提升实验操作与数据分析能力，教师可借助丰富实例及结构化内容提高教学效率。

物理八年级上册 沪科版五•四学制 第2章 机械运动 第3节 速度的测量 学习目标——本节主要内容和行文逻辑 1.通过节首图展示的集装箱码头上集装箱自动上升的情境，引出速度测量的相关问题。 2. 通过实验，会使用刻度尺和电子秒表测量物体的速度，感受基于物理公式间接测量物理量的方法。 3. 经历用图像处理实验数据的过程，体验用多种方式描述和记录物体的运动。 教学重难点 教学难点 教学重点 速度的测量。 用图像形式描述运动快慢。 课堂引入 集装箱上升的速度有多大？ 如图所示，上海洋山深水港的超大型自动化集装箱码头现场空无一人。一个个集装箱被平稳地吊起，由无人驾驶的导引车井然有序地自动“派送”。 知识点一 速度的测量 知识点一：速度的测量 1.学生实验—测量物体运动的速度 【实验原理与方案】 要测量钩码上升的速度，需要测量钩码通过的路程s和通过这段路程所用的时间t，再利用公式 v= s/t 即可计算出钩码速度v的大小。 【实验装置与方法】 本实验要用到刻度尺、电子秒表、电动机、细线、钩码和铁架台等。搭建如图所示的实验装置。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。 知识点一：速度的测量 1.学生实验—测量物体运动的速度 【实验操作和数据收集】 （1）刻度尺紧靠立柱，平行于细线放置。在刻度尺上每隔10cm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记录一次时间。 过程 路程s/cm 时间t/s 速度v/（m·s-1） O→A 10 A→B 10 B→C 10 C→D 10 D→E 10 数据记录表 知识点一：速度的测量 1.学生实验—测量物体运动的速度 【数据处理】将相关测量数据填入表中，并求出钩码上升的速度。 【交流讨论】 （1）根据所得数据，描述钩码的运动情况。 （2） 在实验中，如果一接通电动机电源就开始计时，会对实验造成什么影响？ （1）根据所得数据可知，钩码近似做匀速直线运动。 （2） 在实验中，如果一接通电动机电源就开始计时，会使测量的速度值偏小。因为刚接通电动机电源时，电动机的速度从小变大，若进行计时，会使测量时间变大，使测量的速度偏小。 知识点一：速度的测量 2. 雷达测速 （1）区间测速 “区间测速”，就是在两监测点安装监控和测速探头，测出一辆车通过两个监测点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的最高限速，即被判为超速。 知识点一：速度的测量 2. 雷达测速 （2）测速仪（定点测速） 如图所示是在高速公路上常见的测速装置，其主要部分是一个测速仪。其原理如图所示，汽车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（电磁波）信号，电磁波信号遇见汽车前面板，反射回测速仪。 测速仪根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间，由速度公式v=s/t可得出汽车的平均速度。 测速仪 知识点一：速度的测量 2. 雷达测速 动画讲解——《超声波测速》 知识点一：速度的测量 3. 频闪摄影 频闪摄影又被称为连闪摄影，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0.02s闪亮一次，底片就记录下这时物体的位置。 如图所示，苹果从A处下落到D处各段所用的时间是 tAB= tBC= tCD=0.02s tAD=0.02s×3=0.06s 可以计算苹果在各段的平均速度： 苹果在全程的平均速度： 因为s1< s2< s3，t1= t2= t3 。所以苹果下落的速度是越来越大。 知识点一：速度的测量 3. 频闪摄影 动画讲解——《频闪照相》 知识点一：速度的测量 【例题1】“测量钩码匀速上升的速度”中，如图所示： （1）需要测量钩码___________________和上升的时间，实验原理：______。 （2）请按正确的顺序排列以下实验步骤： ________________。 A．启动电动机 B．计算得出物体的速度 C．搭建铁架台和电动机 D．刻度尺平行并贴近细线放置 E. 钩码经过标记点O时，开始计时 CDAEB v=s/t 钩码上升的路程 知识点一：速度的测量 【解析】要测量钩码匀速上升的速度，根据速度的定义，速度等于路程除以时间，所以需要测量钩码上升的路程和上升的时间。 实验原理是速度的计算公式：v=s/t（其中v表示速度，s表示路程，t表示时间）。 根据实验，首先要搭建铁架台和固定装置，刻度尺平行于细线放置，启动电动机，钩码经过标记点O处标记时开始计时，到达上端标记处停止计时，测出上下标记之间的时间和路程，计算出物体运动的速度，故合理的实验步骤为CDAEB。 知识点一：速度的测量 【例题2】某位同学做了测量钩码运动速度的实验，表记录了钩码到达部分标记线所用的时间。求钩码在BC段的速度是多大？ 过程 时间t/s O→A 3.25 O→B 6.46 O→C 9.60 BC段的路程为s=10cm，所用的时间为 t=9.60s-6.46s=3.14s 钩码在BC段的速度为 v 【解析】 知识点二 用s-t图像描述运动 知识点二：用s-t 图像描述运动 1.匀速直线运动的s-t图像 某位同学做了测量钩码运动速度的实验，表记录了钩码到达各标记线所用的时间。 （1）根据表中的数据，在s-t图中标出遗漏的数据点 。 （2）观察数据点的分布特征，将它们用光滑的线连起来。 知识点二：用s-t 图像描述运动 1.匀速直线运动的s-t图像 观察数据点的分布特征，将它们用光滑的线连起来。发现图线为一条倾斜的直线，说明物体通过的路程与时间成正比，物体做匀速直线运动。 如图甲所示，匀速直线运动的图像是一条过原点O的倾斜直线。实验中记录的数据点个数是有限的，而通过数据点得到的图线由无数个点组成。我们可从图像上的任意一点知道物体通过的路程和对应的运动时间，从而得到物体运动的速度。 乙图线为平行于时间轴的直线，说明物体静止。 知识点二：用s-t 图像描述运动 2.匀速直线运动的v-t图像 如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示速度，甲图线为平行于时间轴的直线，随着时间的增加速度不变，说明物体做匀速直线运动。 乙图线为过坐标原点的倾斜直线，随时间的增加，速度增大，表明物体做加速运动。在v-t图像中，0~ t0时间内物体通过的距离对应着图线与t轴构成的阴影面积。 知识点二：用s-t 图像描述运动 2.匀速直线运动的v-t图像 在速度—时间（v-t）图象中，同一坐标系，截距越大，速度越大。如图所示，随时间的增加速度不变，表示物体做 匀速直线运动，且v。 知识点二：用s-t 图像描述运动 3. s-t 或 v-t 图像的应用 （1）读出任一时间内物体通过的路程或通过一段路程所用的时间 根据如图所示的图像，物体甲在5s内通过的路程为____m. 20 （2）求出做匀速直线运动物体的速度，比较运动的快慢情况 v＝4m/s v＝1m/s v 知识点二：用s-t 图像描述运动 （3）在同一坐标系中比较运动的快慢 时间相同 t=t2时，比较路程： 因为s2＞s1，所以A物体运动的快。 路程相同s=s1时，比较时间： 因为t1＜t2，所以A物体运动的快。 （4）在不同坐标系中比较运动的快慢 v＝0.4m/s v＝0.1m/s 因为v所以甲运动的快. 3. s-t 或 v-t 图像的应用 知识点二：用s-t 图像描述运动 视频讲解——《匀速直线运动的s-t图像》 3. s-t 或 v-t 图像的应用 【例题3】甲、乙两小车在直线跑道上的运动s-t图象如图所示，由图象可知（ ） A．甲、乙两车都做匀速直线运动 B．甲车的速度为10m/s，乙车的速度为2m/s C．经过6s，甲、乙两车相距2m D．经过5s，甲、乙两车通过的路程均为10m C 知识点二：用s-t 图像描述运动 【解析】A．乙的路程和时间的图象是一条过原点的射线，路程和时间的比值——速度是一个定值，乙做匀速运动；甲的图象是一条平行于时间轴的直线，随着时间的变化，路程不变，甲处于静止状态，故A错误； B．因为甲是静止的，运动速度为0，故B错误； C．经过6s，甲在10.0m处；乙在6s内运动的路程是12m，所以甲和乙相距的距离为12m-10.0m=2m，故C正确； D．由图象可知：乙在5s内运动的路程是10m，甲静止，通过的路程为0m，故D错误。 故选C。 知识点二：用s-t 图像描述运动 【例题4】小明用遥控器控制甲、乙两小车分别经P点向Q点做直线运动，P、Q是同一直线上相距10m的两点，甲、乙的s-t图像分别如图（a）、（b）所示。若甲比乙早4秒通过Q点，则（     ） A．甲比乙早1秒经过P点 B．乙比甲早1秒经过P点 C．甲比乙早2秒经过P点 D．乙比甲早2秒经过P点 C 知识点二：用s-t 图像描述运动 【解析】根据s-t图像数据可知，乙车的速度为 乙通过P、Q两点的时间为 从图中可知，甲车通过P、Q两点的时间为3s。如果两车同时从P点出发，则甲比乙早2s通过Q点，由题意知，现在甲比乙早4s通过Q点，则甲车通过P点的时间比乙车早2s，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 知识点二：用s-t 图像描述运动 课堂小结 课堂小结 速度的测量 【实验原理与方案】v= s/t 【实验装置与方法】刻度尺、电子秒表、电动机、 细线、钩码和铁架台等. 【实验操作和数据收集】 【数据处理】 【交流讨论】 ●s-t图像：是一条过原点O的倾斜直线， 说明物体做匀速直线运动. ●v-t 图像：为平行于时间轴的直线，随着时间 的增加速度不变，说明物体做匀速直线运动。 s-t图像 测量运动 的速度 课堂练习 课堂练习 1. 某小组同学为了测量钩码匀速上升的速度，搭建如图所示的实验装置进行实验。 （1）实验时，除了需要测量钩码上升时通过的路程，还要用_______（测量工具名称）测量通过这段路程所用的时间，再利用公式_________计算； （2）起始点没有从零刻度线而是从标记线O开始的原因是：________。 v=s/t 钩码刚开始运动时不是做匀速直线运动 秒表 课堂练习 【解析】要测量钩码匀速上升的速度，除了用刻度尺测量路程s，还需要用秒表（或停表）测量时间t，再利用公式v=s/t计算速度。 （2）钩码刚开始运动时，由于受到多种因素影响，如电动机启动时不稳定等因素，不是做匀速直线运动，为了减小实验误差，测量其匀速上升阶段的速度，所以起始点不从零刻度线而是从标记线O开始。 课堂练习 2. 某小组同学测量物体运动速度的装置如图所示。 （1）测量速度的原理是________； （2）某同学用秒表记录了钩码从O点出发到达A、B、C、D、E五处的每一段的累计时间，分别为：3.67s，6.17s，8.67s，11.17s，13.67s。该同学测量的数据中13.67s为________段的运动时间，B→C段钩码速度为________m/s。 v=s/t 过程 O→A段 O→B段 O→C段 O→D段 O→E段 累计距离（cm） 10 20 30 40 50 累计时间（s）           0.04 O→E 课堂练习 【解析】（1）通过小车运动的路程与时间利用v=s/t可计算小车的平均速度，故测量速度的原理是v=s/t。 （2）秒表记录的是时刻，13.67s为到达E点的时刻，等于从起始位置到达E点的所用的时间，即O→E段的运动时间。 到达B、C点的时刻分别为6.17s，8.67s， 则B→C段钩码运动时间为 路程 B→C段钩码运动速度 课堂练习 3．小阳用图所示的实验器材测量平均速度。实验中让小车从斜面顶端静止释放，分别测出小车车头从顶端到金属片的路程和时间。为了便于精确测量时间，调整斜面呈较______的坡度（选填“大”或“小”），可延长小车运动时间，小车通过全程s1的平均速度为v1，通过上半段路程s2的平均速度为v2，则v1______v2；小阳还想探究不同质量的物体从斜面上滑到底端的平均速度是否相同，他应该让质量______（选填：“相同”或“不同”）的小车，从同一斜面的______（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下，通过测量小车到达斜面底端所用的______来比较平均速度。 时间 小 ＞ 不同 相同 课堂练习 【解析】实验中应该降低斜面的坡度，使小车运动缓慢，则运动的时间更长，便于用秒表计时，测量的时间更准确，所以应选择坡度较小的斜面。 小车沿斜面做加速直线运动，所以上半段路程的平均速度最小，下半段路程的平均速度最大，整个路程的平均速度居中，则v1、v2的大小关系是v1˃v2 平均速度的大小与路程和时间有关，想探究不同质量的物体从斜面上滑到底端的平均速度是否相同，根据控制变量法，应该让质量不同的小车，从同一斜面的相同高度由静止滑下，通过测量小车到达斜面底端所用的时间来比较平均速度，若所用时间相同，则平均速度相同。 （c）甲纸带上从a点到c点和乙纸带上从d点到f点所用时间是_____的，距离是___________的；（均选填“相同”或“不相同”） （d）比较甲乙两条纸带的打点情况，甲纸带测的物体的运动情况是__________的（选填“加速”或“匀速”），乙纸带的运动情况是_______（选填“加速”或“匀速”），理由是 _______________ 。 课堂练习 4. 打点计时器1秒钟上下振动50次，如图所示是用打点计时器测甲乙两个物体运动时打出的两条纸带。 （a）甲纸带上从a到f点的时间间隔为______秒，乙纸带上从a点到f点的时间间隔为______秒； （b）从甲乙两条纸带上看，做匀速直线运动的_____纸带；（选填“甲”或“乙”） 见解析 0.1 0.1 乙 相同 不同 加速 匀速 课堂练习 【解析】（a）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0.02s。 甲纸带上从a到f点之间有5个时间间隔，则时间为t甲=0.02×5s= 0.1s 乙纸带上从a点到f点之间有5个时间间隔，则时间也为0.1s。 （b）乙纸带上每两个点间的距离相同，间隔时间相同，由v=s/t可知，乙做匀速直线运动。 （c）甲纸带上从a点到c点和乙纸带上从d点到f点所用时间是相同的，因为a点到c点和从d点到f点间的时间间隔均为2个时间间隔。 从a到f点，甲乙的路程相同，时间相同，说明平均速度相同，甲做加速运动，乙做匀速运动，所以甲开始的速度小于乙的速度，即甲纸带上从a点到c点的速度小于乙纸带上从d点到f点的速度，因此甲纸带上从a点到c点经过的路程小于乙纸带上从d点到f点经过的路程。 （d）由图可知，每两点间时间间隔相同，甲每两点间的距离逐渐变大，所以甲做加速运动，乙每两点的距离相同，所以做匀速运动。 课堂练习 5. 甲、乙两物体，同时由同一地点沿同一直线反方向运动。已知甲、乙的s-t图像如图所示。甲物体运动的速度为______m/s，以甲为参照物，乙是______的（选填“运动”或“静止”）；经过6秒，此时甲、乙之间的距离为______m。 0.9 0.1 运动 课堂练习 【解析】由图像可知，甲、乙均做匀速直线运动，甲6s内运动了0.6m，则甲物体运动的速度为 甲、乙两物体，同时由同一地点沿同一直线反方向运动，以甲为参照物，乙的相对位置改变，是运动的。 由图像可知，乙6s内运动了0.3m，由于甲、乙两物体是同时由同一地点沿同一直线反方向运动，所以经过6秒，此时甲、乙之间的距离为s'=0.6m+0.3m=0.9m = 课堂练习 6. 高速公路实现“区间测速”全覆盖。就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度，如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距15km，全程限速，一辆轿车通过两个监测点的时间如图所示。求： （1）通过计算说明，采用“区间测速”，这辆轿车在该路段会不会被判超速？ （2）若要确保通过AB路段区间测速不会被判超速，则通过AB路段时间最短用时多少s？ 课堂练习 （1）通过计算说明，采用“区间测速”，这辆轿车在该路段会不会被判超速？ （2）若要确保通过AB路段区间测速不会被判超速，则通过AB路段时间最短用时多少s？ （2）确保通过AB路段区间测速不会被判超速，此时最大速度v′=120km/h，则通过AB路段时间最短时间 = 0.125h=450s （1）轿车通过两个监测点所用的时间为 t=10h41min-10h31min=10min=h/6 速度为 所以这辆轿车在该路段不会被判超速。 = 90km/h＜120km/h 【解析】 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练一练” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.45.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $