1.4 测量:物体运动的速度 导学案-2026-2027学年物理八年级上册沪科版
2026-09-14
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摘要:
该初中物理导学案聚焦“测量物体运动的速度”,核心内容为平均速度测量实验原理、器材使用、完整步骤及小车斜面运动规律。课堂导入结合小车下滑等生活变速运动实例,引导学生通过分段测量平均速度探究速度变化,搭建从运动描述到定量测量的学习支架。
此资料以科学探究为主线,涵盖实验设计、数据采集、误差分析等完整流程,培养学生科学探究能力。强调实验严谨性与数据支撑,渗透科学态度与责任,通过迷你实验室拓展测量方法,例题与达标检测结合,助力学生深化物理观念,提升科学思维,高效掌握实验技能。
内容正文:
沪科版八年级上学期物理第一章《运动的世界》第四节测量:物体运动的速度 导学案
一、学习素养目标
1.知识与技能:知道测量平均速度的实验原理;熟练掌握刻度尺、秒表的使用方法;学会规范完成“测量小车平均速度”实验,能准确记录数据、计算平均速度;知道小车沿斜面下滑的运动速度变化规律。
2.过程与方法:通过分组实验探究,完整经历科学实验流程,学会自主设计实验、采集数据、处理数据、分析误差,提升实验探究与操作能力。
3.情感态度与价值观:体会物理实验严谨性,理解实验数据对物理规律的支撑作用,养成规范操作、严谨记录、主动反思误差的科学探究习惯。提高实验完全意识,避免损坏实验器材,保护实验环境。
二、学习重难点
重点:测量平均速度的实验原理、实验器材、完整实验步骤;全程、上半程、下半程平均速度的计算与对比。
难点:实验操作细节把控;实验误差的成因分析与改进方法;小车斜面运动速度变化规律的推理总结。
三、思维导图
四、课堂探究
【新课导入】生活中小车沿斜面下滑、雨滴下落、跑步冲刺等运动,大多是变速运动,速度时刻变化。要探究物体运动的速度是否改变,需要将整个运动分段研究,测量出各段物体运动的平均速度,再进行比较。我们可以利用平均速度公式,通过测量物体运动的路程和对应时间,间接测算出变速运动的平均速度。本节课我们通过实验,学习如何精准测量物体运动的速度,探究小车下滑的运动规律。
【新课讲授】
1、【实验目的】测量小车沿斜面运动的平均速度。
2、实验原理: 。
3、实验器材:刻度尺、停表、斜面、小车、金属片、木块。 实验装置如图所示。
【注】金属片作用:防止小车下滑;便于 ;刻度尺:测量物体运动的路程;停表:测量物体运动的时间。
3、实验步骤
(1)组装器材:用木块将长木板一端垫高,制成坡度较小、较平缓的斜面(减缓小车下滑速度,方便计时,减小时间测量误差)。
(2)标记测量点:标记斜面顶端A、斜面中点B、斜面底端C,用刻度尺分别测出全程路程sAC、上半程路程sAB,计算得出下半程路程sBC=sAC-sAB。
(3)测量全程数据:将小车从A点由静止释放,用秒表记录小车从A滑到C的时间tAC,重复实验2~3次,减小误差。将测量结果记录在表格中。
(4)测量上半程数据:将小车从A点静止释放,记录小车从A滑到B的时间tAB。
(5)计算下半程数据:下半程时间tBC=tAC-tAB,不能单独测量。
(6)某一次测量数据记录表
路程
运动时间
平均速度
sAC=70cm
tAC=2.5s
vAC= cm/s
sAB=35cm
tAB=1.6s
vAB= cm/s
sBC=sAC-sAB=70cm-35cm=35cm
tBC=tAC-tAB=2.5s-1.6s=0.9s
vBC= cm/s
(7)数据计算:根据公式分别计算全程平均速度vAC=28cm/s、上半程平均速度vAB=22cm/s、下半程平均速度vBC=39cm/s。
(8)实验结论:小车在斜面上做变速直线运动,在不同的路段上小车的平均速度的大小不同,小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。三段速度关系:vBC>vAC>vAB。
(9)误差分析
①小车运动后才开始计时(或者小车未到达终点停止计时),导致时间的测量值 ,最终速度的测量值 ;
②小车未开始运动就提前计时(或者小车过了终点才停止计时),导致时间的测量值 ,最终速度的测量值 。
③斜面坡度要适宜:斜面坡度过大,会导致小车下滑速度过快,难以精确测量时间;
斜面坡度过小,会导致小车下滑速度变化不明显,各段平均速度差异较小。实验时斜面调节的坡度不同,平均速度的测量值就不同。
(10)关键操作注意事项:
①小车必须由静止释放,不能用力推送,否则初始速度偏大,实验数据无效。
②每次测量需重新从同一位置静止释放,保证实验变量唯一。小车通过斜面下半段路程和对应的运动时间不是测出的,而是通过测量数据计算出来的。
【迷你实验室】用光电计时器测量速度
如图所示,当做直线运动的小车刚遮挡第一个光源射出的光线时,光电计时器开始计时;遮挡第二个光源射出的光线时,光电计时器停止计时。从光电计时器中读出小车通过两个光源的时间,再测量两个光源的距离(即小车在该段时间内运动的路程),根据速度公式就可算出小车通过这段路程的平均速度了。
【例题】如图所示,小明为测量小车在斜面上运动的平均速度,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点的运动时间,即可测出不同阶段的平均速度。
(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)在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了A点才开始计时,则测得小车在AB段的平均速度会偏 (选填“大”“小”);
(3)测得小车从A点滑到B点的时间为1.6s,则小车在AB段的平均速度为 m/s;
(4)为测量小车运动过程中下半程的平均速度,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,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度,他的做法会使测出的下半程的平均速度偏 (选填“大”“小”)。
【答案】(1)秒表(停表) (2)大 (3)0.25 (4)小
【解析】(1)根据平均速度的公式可知分别用刻度尺测量物体运动的路程和停表测量物体运动的时间。
(2)如果小车过了A点才开始计时,则测得的时间偏小,由可知AB段的平均速度偏大。
(3)由图可知,AB段的路程为sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm,时间为tAB=1.6s,AB段的平均速度为
。
(4)若让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,所测的时间不是运动过程中下半程的时间,小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0,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,这样导致下半程BC段的时间增大,由可知BC段的平均速度偏小。
五、课堂小结
1.测平均速度核心原理:,核心测量量:路程s、时间t;
2.实验关键:斜面平缓、静止释放、多次测量减小误差;
3.小车斜面下滑做加速直线运动,下半程平均速度最大,上半程最小;
4.平均速度是总路程与总时间的比值,不等于速度的平均值。
5.实验结论:小车沿斜面下滑过程中,速度越来越大,做变速直线运动;三段速度关系:vBC>vAC>vAB。
六、达标检测
一、填空题
1.测量物体平均速度的实验原理是__________。实验中为了减小时间测量误差,应使斜面坡度较________(选填“大”或“小”)。小车沿斜面下滑的过程中,速度逐渐________,做________直线运动。
2.(2024·北京)如图所示为一个水滴下落过程的示意图,水滴由A位置下落到B位置,A、B之间的距离为 cm,所用的时间为0.2s,依据公式v= 可计算出这个过程中水滴下落的平均速度为 cm/s。
二、选择题
1.关于本实验的操作,下列说法正确的是( )
A. 斜面坡度越大越好 B. 小车需要用力推送下滑
C. 小车必须从静止释放 D. 无需多次测量实验数据
2.小车斜面下滑全程平均速度、上半程、下半程速度关系正确的是( )
A. v上>v全>v下 B. v下>v全>v上 C. v上=v全=v下 D. v全>v下>v上
3.(2024·新疆)如图所示为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩后,鱼漂从露出水面的长度为6cm竖直向下运动到露出水面的长度为2cm的过程,所用时间为0.4s,则该运动过程鱼漂的平均速度为( )
A.5cm/s B.10cm/s C.15cm/s D.20cm/s
4.(2024·四川乐山)如图所示,记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时,相同时间内通过的路程。根据图片信息下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车都做匀速直线运动
B.甲、乙两车都做变速直线运动
C.10~20s内,甲、乙两车平均速度相等
D.20~30s内,甲、乙两车平均速度相等
三、实验探究题
1.(2024·吉林)如图是“测量物体运动的平均速度”实验装置。
(1)为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持很 的坡度。
(2)B为AC中点,sAC=1m,两次实验小车都从A点由静止下滑,到达C点所用时间为2.8s,到达B点所用时间为2s,则小车通过AB段的平均速度为 m/s。
(3)由实验可得:小车在下滑过程中速度越来越 。
2.(2024·山东青岛)小明用图甲所示的实验装置,研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(1)实验中使斜面保持较小的坡度,是为了便于测量 。
(2)AC段距离为80cm,B为AC中点,测得小车从A点运动到B点的时间为1.4s,从A点运动到C点的时间为2.0s,根据以上数据可以判断vAB vBC。(选填“>”“<”“=”)
(3)为使测量更准确、数据更直观,用位置传感器进行实验,得到的v-t图像与图乙中
相似。
四、计算题
1.某次实验中,小车全程路程80cm,下滑总时间5s,上半程路程40cm,用时3s。求:小车全程的平均速度和下半程的平均速度。
【达标检测参考答案】
一、1. 小 变大 变速 2.20.0 100
二、1.C 2.B 3.B 4.D
三、1. 平缓 0.25 快 2. 时间 < C
四、1.解:s全=80cm=0.8m,t全=5s。。
s下=40cm=0.4m,t下=5s-3s=2s,
答:全程平均速度为0.16m/s,下半程平均速度为0.2m/s。
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