1.4 速度的测量 教学设计 2026—2027学年物理人教版八年级上册

第4节　速度的测量 课题 第4节　速度的测量 课型 新授课 课时 1课时 教材版本 人教版《物理》八年级上册 教材分析 本节在速度概念基础上，引导学生通过实验测量物体的平均速度。教材以“测量小车在斜面上运动的速度”为主线，讲解实验目的、器材、原理与步骤，并拓展位置传感器测速与超声波测距等现代测速方法，让学生在动手操作与数据处理中深化对速度测量原理和方法的理解。 学情分析 八年级学生对速度概念已初步了解，但对速度测量的具体方法与原理还缺乏实践经验。教学中注重实验引导，让学生亲身参与设计、测量与数据处理，并结合生活测速实例激发兴趣，关注个体差异、分层指导。 核心素养目标 物理观念：理解平均速度的概念，掌握测量物体平均速度的原理与公式，知道速度与路程、时间的关系。 科学思维：能运用平均速度公式分析实验数据，理解误差来源与数据处理方法，提升逻辑推理能力。 科学探究：设计并完成测量斜面小车平均速度的实验，记录数据、分析结果，了解传感器与超声波测速方法。 科学态度与责任：养成严谨实验、重视安全的态度，体会速度测量在生产生活中的应用价值。 教学重点 掌握测量物体平均速度的原理、实验步骤与数据处理方法。 教学难点 误差分析与数据处理；理解超声波测速、区间测速等现代测速原理。 教学过程 【环节一：情境导入（4~5分钟）】 【教师活动】播放区间测速或汽车测速视频，提问：公路上如何判断车辆是否超速？引出速度测量，启发思考实验室中如何测量物体的运动速度。 区间测速交通标志 【学生活动】观看视频，思考区间测速原理，交流实验室测量速度的方法。 【设计意图】以生活测速导入，激发兴趣，自然引出速度测量主题。 【环节二：测量小车运动的速度（10~11分钟）】 【教师活动】讲解实验目的与器材，引导学生明确测量路程与时间的工具。 实验目的：练习使用刻度尺和停表测平均速度，加深对平均速度的理解。 实验器材：斜面、小车、刻度尺、停表、金属片。 斜面小车平均速度测量装置 做变速直线运动的物体，若在某段时间内通过的路程为 s，所用时间为 t，则该段时间（或这段路程）内的平均速度用公式表示。 平均速度公式：v＝。 斜面分段测量示意图 实验步骤：1.使斜面保持很小坡度，金属片放斜面底端，测全程路程 s1；2.测小车从斜面顶端滑到金属片的时间 t1，算全程平均速度 v1；3.将金属片移至 AC 中点 B，测上半段路程 s2 与时间 t2，求平均速度 v2；4.求下半段路程 s3、时间 t3，求出平均速度 v3。 平均速度实验数据记录表 实验结论：小车沿斜面滑下时速度变化，下滑过程中速度越来越快。 【实验操作】路程要从车头量到车头或车尾量到车尾，坡度适中，计时用停表减小误差，金属挡片与斜面垂直。 带时刻的小车斜面测量 【典例精讲】例1：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。 （1）AB段距离为＿＿＿cm；小车在AC段的平均速度为＿＿＿m/s； （2）小明进一步测得小车在前半程的平均速度为v₁、后半程平均速度为v₂，则小车全程平均速度＿＿＿。 【答案】（1）40.0；0.3；（2）全程平均速度用总路程与总时间之比表示。 【学生活动】明确测量原理，分组完成小车平均速度实验并记录数据。 【知识点】测量平均速度：，测路程与时间，注意控制变量。 【设计意图】通过分组实验与数据记录，掌握平均速度测量方法。 【环节三：用传感器测量运动速度（7~8分钟）】 【教师活动】介绍位置传感器测速原理：超声波测距并计算小车不同位置的速度，计算机显示速度随时间的变化图像。 传感器测速与速度时间图像 实验过程：1.调节传感器使激光对准小车，小车从斜面滑下，观察速度波形；2.用手掌在传感器前来回移动，观察波形变化。 【读取图像】横轴时间、纵轴速度，图线上升表示加速，下降表示减速，水平表示匀速。 【典例精讲】例2：（1）如图甲所示实验，原理是＿＿＿；（2）小红将小车从B点静止下滑测BC段平均速度，此方法＿＿＿，理由是＿＿＿；（3）为便于测量时间，下列不可行的是＿＿＿；（4）如图乙利用位置传感器记录，图像显示小车做＿＿＿运动，2s时的速度为＿＿＿m/s。 【答案】（1）；（2）不可行，所测时间不是小车在下半程的时间；（3）D；（4）加速；0.4。 【学生活动】了解传感器测速原理，观察速度图像的变化，完成例2。 【知识点】现代测速：位置传感器通过超声波测距求速度，可观察速度变化。 【设计意图】通过现代测速方法，拓宽实验与图像分析视野。 【环节四：科学世界·超声波测距（8~9分钟）】 【教师活动】讲解超声波的特点与测距原理，结合测速仪、区间测速引导联系生活实例。 超声波特点：超声在空气中传播速度约 340m/s，指向性强，常用于距离测量、汽车倒车防撞等。 超声波测距原理示意 超声波测距原理：发射器发出超声波并开始计时，遇被测物反射后被接收器接收停止计时，由声速与时间计算距离，还能测出运动物体移动速度。 区间测速原理 测速方法：测速仪（定点测速）向车辆发出两次超声波信号，根据两次信号间路程与时间求平均速度；区间测速通过两监测点间平均速度判断是否超速。 【平均速度】平均速度表示运动全程的快慢，不是各段速度的算术平均，易错点：误用“各段速度相加取平均”。 【生活测速】超声波还用于倒车雷达、测水深等，测速仪是交警常用的定点测速装置。 测速仪两次超声波测速 【典例精讲】例3：汽车匀速驶向测速仪，测速仪向汽车发出两次超声波信号，第一次接收用时0.5s，第二次接收用时0.3s，两次信号时间间隔0.9s，超声波速度340m/s。求：（1）汽车第一次接受信号时距测速仪多远？（2）两次信号间隔行驶距离？（3）汽车速度多少m/s？ 【答案】（1）85m；（2）34m；（3）42.5m/s。 【设计意图】结合超声波与测速生活应用，深化对测速原理的理解。 【学生活动】了解超声波测距、测速仪与区间测速原理，完成例3。 【环节五：当堂检测（8~9分钟）】 【教师活动】组织完成当堂检测，巡视讲评，针对实验原理、数据处理与误差分析。 1．测平均速度实验中，小车从斜面A点静止下滑，经B到C，下列说法正确的是（　　） A．AB段距离4.0dm　　B．AB段平均速度0.2m/s　　C．小车做匀速直线运动　　D．AB段平均速度比AC段小 【解答】D。 2．如果测得的运动时间比真实值偏大，则测出的平均速度将（　　） A．偏大　　B．偏小　　C．不变　　D．不能确定 【解答】B。 3．关于测平均速度实验，下列说正确的是（　　） A．以斜面为参照物小车静止　　B．AB段平均速度0.2m/s　　C．小车做匀速直线运动　　D．过了A点后计时，AC段平均速度偏大 【解答】D。 4．测平均速度的实验原理是＿＿＿；为便于测量时间应＿＿＿（选填增大或减小）斜面倾角；小车通过下半段时间为＿＿＿；下半段平均速度＿＿＿整段平均速度。 【解答】；减小；t₁−t₂；大于。 5．频闪照相机每隔0.2s闪拍，小球沿直线运动。分析：小球在做＿＿＿运动；BD段平均速度＿＿＿BF段平均速度；＿＿＿两点间平均速度最大；反映该运动的速度-时间图像是＿＿＿。 【解答】变速；小于；E—F；C。 【学生活动】完成当堂检测，巩固平均速度测量与数据处理。 【知识点】综合：平均速度测量、误差分析、图像分析。 【设计意图】检测覆盖实验原理、数据处理与图像分析，巩固重难点。 【环节六：课堂小结（3~4分钟）】 【教师活动】小结平均速度测量原理、实验步骤、注意事项与现代测速方法，布置课后练习。 【学生活动】回顾知识结构，整理实验数据，完成课后作业。 【知识点】本课主线：测量原理→实验操作→数据处理→现代测速应用。 【设计意图】以测量平均速度为主线，构建知识框架。 板书设计 测量平均速度 实验操作 全程、上半程、下半程分段测速 下滑加速、速度逐渐增大 注意事项：坡度适中、时间准确 现代测速方法 位置传感器（超声波） 超声波测距、测速仪、区间测速 第4节　速度的测量 学科网（北京）股份有限公司 $