第四节 测量：物体运动的速度（教学设计）物理新教材沪科版八年级全一册

该初中物理教学设计聚焦“测量物体运动的速度”，通过汽车速度表、限速牌及小明骑车下坡情境导入，连接刻度尺、秒表使用与速度公式，引导学生科学验证速度变化，构建知识脉络。 以完整分组实验为核心，学生亲历探究流程培养科学探究能力，通过误差分析与光电计时器拓展体现科学思维，结合高铁时刻表落实科学态度与责任，提升学生实验素养，助力教师高效开展探究教学。

第四节 测量：物体运动的速度（教学设计） 年级 八年级全一册 学科 物理 教师 课题 第四节 测量：物体运动的速度 教学 目标 物理观念 1. 明确测量平均速度的实验原理 ； 2. 能熟练使用刻度尺测量路程、使用秒表测量时间，正确计算全程、上半段的平均速度； 3. 通过对比小车全程与上半段的速度大小，判断小车的变速直线运动状态。 科学思维 1. 体会转换思想：速度无法直接测量，通过测量路程与时间间接计算； 2. 通过对比全程与半程的平均速度，推理小车下滑速度逐渐加快的运动规律； 3. 能分析计时、测距的误差来源，掌握减小误差的对应方法。 科学探究 1. 完整完成斜面小车分组实验：组装器材、测量记录、多次测量求平均值； 2. 能独立设计实验数据表格，规范处理实验数据； 3. 了解光电计时器精准测速的拓展方案，认识现代测量技术的优势。 科学态度 与责任 1. 规范实验操作，树立安全实验意识，爱护木板、小车等实验器材； 2. 坚持实验数据如实记录，不篡改数据，培养严谨的实证精神； 3. 结合高铁列车时刻表计算平均速度，感受物理知识在生活中的应用价值。 教材 分析 本节是一节完整的实验探究课，是长度、时间测量技能与速度公式的综合应用。本节课以 “小车沿斜面下滑” 为载体，让学生亲历提出问题、设计实验、操作测量、数据处理、分析论证、评估交流的完整探究流程，既巩固了平均速度的概念，又培养了实验操作与数据处理能力，是初中物理第一个完整的定量分组实验，对学生实验素养的培育具有奠基作用。 学情分析 1. 知识基础：学生已经掌握了刻度尺、秒表的使用方法，理解了速度公式与平均速度的概念，但缺乏将两个测量技能结合完成完整实验的实操经验。 2. 能力特点：学生动手操作兴趣浓厚，但小组配合不熟练，容易出现释放小车与计时不同步的问题；对实验误差的分析能力较弱，对实验设计的逻辑理解不深。 3. 易错点：计时起点与小车释放不同步；路程测量未做到 “车头对车头”；误认为下半程平均速度可通过中点静止释放测量；混淆平均速度与速度的平均值。 教学重点 1. 测平均速度的实验原理与完整操作流程； 2. 刻度尺与秒表的协同测量，平均速度的计算； 3. 分析小车下滑过程的速度变化规律。 教学难点 1. 同步释放小车与启动秒表，减小计时误差； 2. 通过全程、上半段速度的对比，论证小车做加速运动； 3. 频闪照片、列车时刻表等综合题型的平均速度计算。 教学 器材 分组实验器材：长木板、木块、小车、金属挡板、刻度尺、秒表； 演示拓展器材：光电计时器一套； 多媒体课件（含实验操作示意图、典例习题、高铁时刻表素材） 教师活动 学生活动 导入新课 【情境引入】展示汽车速度表与公路限速牌图片，提问：汽车速度表显示的是什么速度？公路上的限速数值有什么含义？ 【提出问题】小明骑车下坡时，感觉车越往下速度越快。仅凭感觉判断可靠吗？我们能不能用实验来科学测量并验证物体运动的速度变化？ 引入课题：今天我们就通过实验，学习测量物体运动的平均速度，探究小车下滑的速度变化规律。 结合生活经验思考速度表与限速牌的含义；带着 “如何验证速度变化” 的问题进入实验探究，明确本节课的实验任务。 学习新课 实验探究：测量小车沿斜面运动的平均速度 1. 实验基础：目的、原理与器材 明确实验目的：学会测量平均速度，探究小车下滑的速度变化规律。 讲解实验原理：。说明这是间接测量法 —— 速度无法直接测量，我们通过测量路程和时间，再用公式计算出速度。 介绍实验器材：小车、长木板、木块、挡板、刻度尺、秒表。 强调关键注意点：斜面坡度不宜过大，否则小车运动太快、时间太短，计时误差大；坡度也不宜过小，否则小车变速运动不明显。 2. 实验步骤讲解 分步讲解规范操作流程： ①搭建斜面：用木块将长木板一端垫高，形成坡度较小的斜面； ②测总路程：用刻度尺测量顶端标记处到底端挡板的距离，记为； ③测总时间：小车从顶端静止释放，同时启动秒表，小车撞击挡板时立即停表，记录总时间； ④测上半段：将挡板移到斜面中点，测量上半段路程，重复释放操作，记录时间； ⑤多次测量：保持坡度不变，重复实验 3 次，减小偶然误差； ⑥计算对比：分别计算全程和上半段的平均速度，比较大小关系。 补充操作要点：路程测量要 “车头对车头、车尾对车尾”；小车必须从同一位置由静止释放；金属挡板要与斜面垂直。 3. 分组实验 组织学生分组实验，巡视指导，提醒学生分工合作，如实记录数据，填写实验表格。 4. 实验结论与分析 引导各组汇报数据，共同分析： 对比计算结果，发现全程的平均速度大于上半段的平均速度。 得出结论：小车沿斜面下滑过程中速度越来越快，做加速（变速）直线运动。 5. 交流讨论：误差分析 引导学生讨论：实验中哪些因素会造成误差？ 归纳误差来源：①人为反应时间导致计时误差；②刻度尺估读与标记定位的路程误差；③小车释放初速度不为零的误差。 总结减小误差的方法：①多次测量取平均值；②适当减小斜面坡度，延长运动时间；③使用光电计时器等精密仪器。 【易错辨析】提问：能不能让小车从中点静止释放，来测量下半程的平均速度？为什么？ 讲解：不正确，因为小车滑到中点时已有速度，从中点静止释放测得的不是下半程的真实时间，下半程时间应通过总时间减上半段时间得到。 6. 知识拓展 ①光电计时器：介绍工作原理 —— 遮挡光源自动计时，可消除人为反应误差，精度达毫秒级。 ②超声波测距：讲解原理，介绍其在倒车雷达、智能机器人中的应用。 【典例分析 例 1】结合实验装置图，完成坡度选择、运动类型判断、速度计算、误差分析的综合填空。 【典例分析 例 2】结合位置传感器测速图像，分析平均速度大小比较、误差判断、超声波距离计算与运动类型判断。 明确实验目的，理解间接测量法的实验原理；认识实验器材，理解斜面坡度的控制要求。 熟记实验操作步骤，掌握操作要点与注意事项；知道实验的控制变量要求。 分组完成实验，分工协作，规范操作，如实记录实验数据。 汇报实验数据，共同分析数据规律，得出小车做加速运动的结论。 思考并讨论误差来源，理解对应减小误差的方法；辨析下半程测量的易错点，明确正确的测量逻辑。 了解先进测速技术的原理与应用，拓展科技视野；完成两道典例练习，巩固实验相关知识与解题方法。 课 堂 练 习 1．小明利用图中的实验装置测量小车沿斜面下滑的平均速度，为了正确测量下半程的平均速度vBC，下列方法最好的是（　　） A．小车从B点由静止释放，测出B到C所用的时间tBC与路程sBC，计算得到vBC B．小车从A点由静止释放，经过B点开始计时，到达C点后测得时间tBC，再测量路程sBC，计算得到vBC C．不测量，利用已有数据求得tBC=tAC﹣tAB，sBC=sAC﹣sAB，再计算得到vBC 【答案】C 【解析】A．小车在下滑过程中，到达B点的速度并不为零，所以让小车从B点由静止释放，到达C点的时间，并不等于下半段的时间，故计算得到vBC结果不准确，故A不符合题意； B．小车从A点由静止释放，到达B点时是运动的，则从B点计时不容易实现，所以BC段测量的时间不准确，计算得出vBC结果不准确，故B不符合题意； C．不测量，利用已有数据求得小车通过下半程的时间tBC=tAC﹣tAB，下半程的路程sBC=sAC﹣sAB，这种计算得出的时间和路程都很准确，因此再计算得到vBC结果也比较准确，故C符合题意。 故选C。 2．如图所示是“测量平均速度”的实验装置。实验中让小车从斜面的A点（80cm处）由静止开始下滑到C点，测出小车到达B点（40cm处）的时间为1.6s。则下列有关说法正确的是（　　） A．为了方便测量时间，斜面倾角应该大一些 B．小车在这个过程中做匀速直线运动 C．小车AB段的平均速度小于AC段的平均速度 D．小车AB段的平均速度为25m/s 【答案】C 【解析】A．测量时间时，如果斜面倾角太大，小车下滑太快，时间太短，不易测量；倾角小一些，时间长一些，更方便测量时间，故A错误； B．小车沿斜面下滑时做加速直线运动，不是匀速直线运动，故B错误； C小车从A到C是加速运动，速度越来越大。AB段是从A到B的过程，AC段是从A到C的过程，由于小车在AC段的后半段（BC段）速度比AB段的速度大，根据平均速度的定义（平均速度等于总路程除以总时间），所以小车AB段的平均速度小于AC段的平均速度。故C正确； D．A到B路程80cm-40cm=40cm 时间为1.6s，则 故D错误。 故选 C。 3．某物体从地面上某一点出发沿直线运动，其s－t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该物体在2～4s内做匀速直线运动 B．4～6s内该物体通过的路程为15m C．该物体在4～6s内的速度大于0～2s内的速度 D．物体在0～6s内的平均速度为3.75 m/s 【答案】C 【解析】A．由图知，物体在2~4s 路程不变，是静止状态，故A错误； B． 由图知，4~6s 内物体通过的路程为 15m-5m=10m，故B错误； C． 由图知，该物体在0～2s内的速度 在4～6 s内的速度，故C正确； D． 由图知，物体在0～6s内的平均速度，故D错误。 故选C。 4．在测量纸锥下落速度的实验中，小强用每隔拍照一次的照相机，拍得如图所示的照片。下列说法正确的是（　　） A．纸锥从E到F下落的平均速度是 B．纸锥运动的时间 C．纸锥从A到F下落的速度一直变大 D．若换成锥角更小的纸锥，从相同的高度下落，其平均速度减小 【答案】A 【分析】本题考查速度公式的应用及对物体运动状态的分析 【解析】A.由图可知，E到F的距离s=105.0cm−80.0cm=25.0cm=0.25m，时间t=0.25s，根据，可得平均速度v=1m/s，故A正确； B.相机每隔0.25s拍照一次，AB、CD间隔都是1个时间间隔，所以，故B错误； C.由图可知，从D点至F点，在相同时间间隔内，通过的路程s相同，速度相等，所以纸锥从A到F下落的速度先变大后不变，故C错误； D.锥角更小的纸锥，下落时受到的空气阻力更小，从相同高度下落，所用时间更短，根据，路程s相同，时间t越短，平均速度v越大，故D错误。 故选A。 5．用“频闪摄影”可记录物体运动。如图所示是甲、乙两个网球运动时，每隔相同时间拍摄的不同位置的照片。由照片可知，________（甲/乙）球速度越来越快，________（甲/乙）球的运动的时间长。 【答案】 乙 甲 【解析】[1]“频闪摄影”两个球每隔相同时间拍摄的不同位置的照片，根据，乙图象，相邻两个小球的间隔越来越大，说明该小球速度越来越快。 [2]由图知，甲球运动了5个时间间隔，乙球运动了3个时间间隔，所以甲球的运动的时间长。 6．图是甲、乙两车同时从同一地点沿同一直线做匀速直线运动的s-t图像。由图可知，甲车运动的速度为___________m/s，其物理意义是___________；运动4秒钟后，甲、乙两车的距离为___________m。 【答案】 2.5 甲车每秒通过的路程为2.5m 5 【解析】[1][2]由s-t图像，甲、乙都在做匀速直线运动。由可得 其物理意义为：甲车每秒通过的路程为2.5m。 [3]从图中可以看出，甲乙从同一出发点运动4s后，甲的路程为，乙的路程为，则甲、乙两车的距离为 7．如图是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片，若频闪照相机每隔闪拍一次，分析照片可知：小球从A点到F点在做_________直线运动（选填“匀速”或“变速”），判断的依据是_________，小球从B点到F点的平均速度为_________。 【答案】 变速 在相等的时间内通过的路程是不相等的 0.3 【解析】[1]频闪照相机每隔0.1s拍一次，说明相邻两点的时间间隔相等。观察照片中各段的间距：AB、BC、CD等，发现相等时间内通过的路程不相等，因此小球做变速直线运动。 [2]由图可知，在相等的时间内物体通过的路程越来越大，说明物体运动越来越快，即速度越来越大，故判断的依据是在相等的时间内通过的路程是不相等的。 [3]从B到F，由图中刻度尺可量出BF间的距离为 小球运动的时间 则小球的平均速度为 8．在探究小车下坡速度变化的实验中，为了测量小车运动过程中下半程的平均速度v2，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间t2，则计算出小车运动过程中下半程的速度v2偏______ （选填“大”或“小”）。 【答案】小 【解析】实验时小车从A点由静止释放，运动到B点时速度不为零，而从B点由静止释放速度为零，运动到C点用时较长，根据可知计算出小车运动过程中下半程的速度v2偏小。 9．小明同学在填写“测量小球运动的速度”实验报告中遇到了一些问题，请你帮他将报告内容补充完整。 【实验目的】：测量小球运动的速度 【实验原理】： (1)填写实验原理_________ 。 【实验器材】：小球、水平桌面、刻度尺、频闪照相机 【实验步骤】： (2)①一小球在水平桌面上沿直线运动，如图是根据频闪照相机拍摄的照片记录的小球运动轨迹，频闪照相机每两次闪光之间的时间间隔相等。 ②分别测出小球通过的路程：sAB＝ __________ cm，sBC＝31.10cm，sCD＝19.70cm；记录这三段路程所对应的时间：tAB＝1.0s，tBC＝1.0s，tCD＝1.0s。 ③分别计算小球通过这三段路程的平均速度。 【实验结论】： (3)小球在AD段的平均速度为：vAD＝ _________ cm/s（保留小数点后一位）。 (4)vAB_____ vCD（选填“＞”“＜”或“＝”），小球在水平桌面上做 _______ （选填“匀速”或“变速”）运动。 【答案】(1)；(2)42.40；(3)31.1；(4)＞ 变速 【解析】（1）本实验需要测量小球运动的路程、所用时间，利用速度公式来计算平均速度，实验原理是 （2）由图知刻度尺的分度值为0.1cm，A点在零刻度线处，B点对应刻度为42.40cm，则 （3） 小球在AD段的平均速度为 （4），， 则 由 可知， 小球在水平桌面上做变速运动。 10．如图所示是“速度的测量”的实验装置，实验时让小车从斜面的A点由静止滑下，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可求出不同路段小车的速度。 (1)实验原理是__________； (2)实验时，应使斜面的坡度__________（选填“大”或“小”）些，这样便于测量__________； (3)小车在AC段的平均速度__________m/s； (4)如果不小心让小车过了A点才开始计时，则所测AC段的平均速度会__________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (5)小车在斜面上运动情况最接近下列的哪个图像__________。 【答案】(1)；(2)小 时间；(3)0.16；(4)偏大；(5)乙 【解析】（1）测量速度的实验原理是，用刻度尺测量路程，用秒表测量时间。 （2）[1][2]为了使小车在斜面上运动的时间长一些，便于准确的测量时间，应使小车缓慢运动，因此应减小斜面的倾斜角度。 （3）由图可知，刻度尺的分度值是1cm，AC段的路程为 所用的时间为 小车在AC段的平均速度为 （4）小车过了A点才开始计时，导致测量的时间偏小，由可知，AC段的平均速度会偏大。 （5）由图可知， 运动相同的距离，所用的时间越来越少，由速度公式可知，速度越来越大，说明小车在做加速运动，故乙图符合题意。 11．周末早上，小明去公园散步。从家出发后，他手机上的运动应用程序开始记录数据，步行10 min到达公园，在公园散步30 min后，手机上的运动应用程序记录的数据如图所示。（设小明步行的速度不变，且每走一步的距离不变）求： (1)小明走一步的距离。 (2)小明步行的速度。 (3)小明从公园以2.5m/s的速度匀速跑步回家需要的时间。 【答案】(1)0.6m；(2)1.1m/s；(3)264s 【解析】（1）小明步行的总路程 小明走一步的距离 （2）小明步行的总时间 小明步行的速度 （3）小明跑步回家过程中运动的路程 小明匀速跑步回家需要的时间 板 书 设 计 第四节 测量：物体运动的速度 一、实验探究 1．实验原理：（间接测量法） 2．实验器材：斜面、小车、刻度尺、秒表、挡板 3．实验步骤：搭斜面 → 测路程 → 测时间 → 多次测量 → 计算比较 二、实验结论 小车沿斜面下滑做加速（变速）直线运动 三、误差与改进 1．误差来源：计时反应、路程估读、释放操作 2．减小方法：多次测量、放缓坡度、精密仪器 四、拓展 光电计时器、超声波测距 课 堂 小 结 作业布置 1. 基础作业：完成课后配套练习； 2. 实践作业：设计实验测量自己正常步行 100 米的平均速度，写出实验步骤与结果； 3. 书面作业：整理本节课内容，完成完整的实验报告。 教学反思 亮点：本节课以完整的分组实验为核心，让学生在动手操作中落实测量技能，深化对平均速度的理解；注重实验逻辑与误差分析，不仅教操作，更教实验思维；结合生活与科技素材，兼顾了知识应用与视野拓展。 不足：分组实验的课堂节奏较难把控，部分小组操作不熟练，耗时较长；少数学生对实验设计的逻辑理解不深，只停留在按步骤操作的层面；下半程平均速度的测量误区仍有学生理解不到位。 改进：课前布置实验预习任务，让学生提前熟悉步骤；实验前明确小组分工，提升操作效率；增加针对易错点的辨析练习，结合错题强化正确的实验逻辑。 学科网（北京）股份有限公司2/2 学科网（北京）股份有限公司 $