1、第 4 节 测量平均速度整 体 设 计实验是物理教学的重要组成部分，实验教学是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径。新义务教育初中物理课程标准对本节内容的要求是：“通过实验测量物体运动的速度。 ”从科学探究的角度看，实验是科学探究的重要方式之一。实验教学具有多维的课程目标，除了学习知识、训练技能以外，物理实验还应该在发展实验能力、提高科学素养方面发挥重要作用。“测量平均速度”的学生实验。主要作用是让学生通过设计实验、收集和分析实验数据等自主活动来提高实验能力；同时让学生巩固平均速度的概念，练习用停表测量时间。教材选用了较易找到的斜面和较易操作的用刻度尺测量长度和用停表测量时间的方法
2、。三维目标 知识与技能1学会使用秒表和刻度尺正确测量时间、距离，并求平均速度，逐步培养学生学会写简单的实验报告。2加深对平均速度的理解，知道用平均速度描述变速直线运动的快慢，初步了解平均速度是表示运动物体在某一段时间内或某一段路程内的平均快慢程度的物理量。过程与方法1掌握使用物理仪器停表和刻度尺的基本技能。2体会设计实验、实验操作、记录数据、分析实验结果的总过程。情感、态度与价值观1通过实验激发学生的学习兴趣，培养学生认真仔细的科学态度，正确、实事求是测量和记录数据的良好作风。2培养学生与他人的合作精神。教学重点 使学生会用刻度尺和秒表测平均速度，加深对平均速度的理解。教学难点准确计时对学生实
3、验技巧要求较高。教学方法 实验探究法课时安排1 课时 课 前 准 备实验器材、文本、图片或音视频资料、自制 PPT 课件。 教 学 过 程导入新课情景导入教师演示让小车从斜面顶端滑到底端，学生观察，教师提出问题：小车从斜面上滑下，做的是什么运动？在物理学中，用什么描述变速运动物体的快慢程度？如何计算一个做变速运动的物体在运动时间内的平均速度？学生正确回答后，教师引出课题，这节课我们测量物体运动时的平均速度。问题导入 小明放学回家骑车行驶在斜坡上，感觉车越往下运动速度越快。小明想：车在斜坡上向下运动的速度究竟有没有变化呢？能否设计一个类似实验来研究呢？推进新课一、实验准备学生自学 要求学生阅读课
4、本第 23 页内容，然后教师要求学生明确该实验目的、实验原理、实验器材。交流总结：本节实验目的是练习用刻度尺和秒表测量变速运动物体的平均速度；实验依据的原理是t ，需要测量的是运动小车通过的路程和通过这段路程所用的时间。sv主要有下列实验器材：使用刻度尺前要观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值，使用时要“放好” “读对” “记全” 。使用停表前应观察秒表的分度值、量程和零刻线。使用秒表的方法：第一次按动启动，长短指针开始转动；第二次按动暂停，长短指针暂时停止转动；第三次按动回零，长短指针迅速回到零点。活动 带领学生练习用停表计时，教师将一小车放于斜面顶端，将金属片置于斜面底端，并开始数数：“5、
5、4、3、2、1、0” ；读到“0”时释放小车，学生迅速启动停表计时，当听到小车撞击金属片的声音时，学生立即按下停表。几位学生报数后，教师纠正可能出现的错误。Error!如图是机械停表、电子停表的实物照片，照片中机械停表短针刻度所标数字的单位是_，长针刻度所标数字的单位是_，停表所表示的时间是_；另外，照片中电子停表所显示的数字为“0：00.02.01” ，左起第一个数字表示的时间单位是_，第 2、3 个数字所表示的时间单位是_，第 4、5 个数字所表示的时间单位是_，照片中电子停表所表示的时间是_。答案：min s 10 s h min s 2.01 s二、学生分组实验要求强调 要求按图组装器
6、材，注意斜坡坡度较小，小车运动到底端所用的时间较长，越易计时。分组实验 按照下列步骤进行：1把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程 s1，把 s1 和后面测得的数据填入下表中。2用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间 t1。3根据测得的 s1、t 1，利用公式 v1 算出小车通过斜面全程的平均速度 v1。s1t14将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离 s2。5测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程 s2 所用的时间 t2，算出小车通过上半段路程的平均速度v2。路程 运动时间 平均速度s1 t1 v1s2 t2 v2教师辅导 教师巡视，随时发现学生
7、出现的问题，给予辅导，纠正错误操作。三、实验结果讨论数据展示 将几组学生填好的实验表格用实物投影展示出来，对比每组的实验数据，教师提出问题：通过实验求得的不同路程里的平均速度是否相等？讨论总结：做变速运动的同一物体，在各段路程的平均速度并不相等，平均速度描述的是做变速运动的物体，在 s 这段路程或在 t 这段时间内的平均快慢程度。严格地讲离开某段路程或某段时间，平均速度是没有意义的。不过，生活中我们所讲的某人步行速度是 1.1 m/s，高速公路上汽车速度是 30 m/s，这也是平均速度，是一般而论的，并不要求指定时间或路程。教师强调 求解物体通过某段路程的平均速度时，一定要用物体通过的这段路程
8、除以通过这段路程所用的时间，注意对应关系。四、实验报告填写实验报告 实验报告的主要内容包括：实验目的、实验原理、实验器材、简单的实验步骤、实验数据的记录(一般用表格呈现 )、实验结果。在实验报告的后面还可以提出问题并对本实验提出意见和建议，请同学们填写完整实验报告的内容。Error!小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度(分度值为 1 cm)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(数字分别表示“小时：分：秒”)(1)该实验是根据公式_进行速度计算的。(2)实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较_( 填“大”或“小”)。(3)
9、请根据图中信息回答 sAB_cm；t BC_s ；v AB_m/s；v BC_m/s。(4)由实验看出，小车在下滑过程速度越来越_，是在做 _运动。(5)实验前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 vAC偏_(选填“大”或“小”)。解析：(1)速度的计算公式 t ；sv(2)斜坡坡度越大，小车运动到底端所用的时间越短，越不易计时；(3)需要回答的四个问题涉及三个不同的物理量，且研究的对象也不同，应注意公式中物理量的意义；sAB 100.0 cm 60.0 cm40.0 cm，sBC60.0 cm 10.0 cm 50.0 cm ，tAB2
10、s，t BC1 s。AB 段的速度 vAB 20 cm/s0.2 m/s，BC 段的平均速度 vBC 50 cm/s0.5 sABtAB 40 cm2 s sBCtBC 50 cm1 sm/s。(4)vBCv AB，小车速度越来越大，是在做变速直线运动。(5)当小车过了 A 点后才开始计时，相当于缩短了小车通过相同的距离所用的时间，使速度值偏大。答案：(1)t (2)小 (3)40.0 1 0.2 0.5 (4)大 变速直线 (5)大svError!1关于平均速度，有以下几种说法，其中正确的是( )。A平均速度就是速度的平均值B平均速度是用来精确描述做变速直线运动物体快慢的C平均速度等于物体通
11、过一段路程跟通过这段路程所用时间的比值D平均速度是几个物体运动速度的平均值解析：平均速度是用来大致描述物体运动快慢的物理量，但平均速度与速度的平均 值根本不是一回事；因此 A 选项说平均速度就是速度的平均 值肯定是不对的； B 选项说平均速度是用来精确描述做变速直线运动的物体的快慢的说法也是不对的；C 选项说平均速度等于物体通过一段路程跟通过这段路程所用时间的比值， 这就是平均速度的定义，是对的；D 选项说平均速度是几个物体运动速度的平均值，也是不 对的。答案：C2有两个同学，用下面的方法来测量小钢球运动的平均速度。在水平桌面上的一条直线上标出A、B 、C 三个点，拿一根分度值为 1 mm 的
12、米尺紧靠直线， A、B 、C 三点在米尺上对应的读数如图所示。当小钢球贴着米尺运动经过 A、B、C 三点时，两同学用手表记下了小钢球经过 A、B、C 三点时对应的时刻，如图所示。则小钢球在通过 AB、BC 和 AC 各段路程中，平均速度分别为：vAB_；v BC_ ；v AC_。答案：0.03 m/s 0.02 m/s 0.024 m/s3教室的长度为 10 m，开班会时坐在后排的小刚走到讲台上去做演讲，他走到讲台大约需要_s。答案：710 都可以4小高参加学校田径队进行短跑训练，王老师为了帮他进一步提高成绩，对他的百米成绩进行了分析测试。在每隔 20 m 处安排了一个计时员，各计时员在发令员
13、鸣枪时起动秒表，跑经指定位置时按停秒表，他们的读数分别是 2.9 s、5.5 s、7.9 s、10.7 s、12.8 s。通过这些数据可知道：(1)小高跑 100 m 的平均速度是_；(2)小高在第_个 20 m 速度最快，平均速度是_；(3)小高在哪几个阶段的速度低于全程的平均速度？为了提高成绩，你对他有什么建议？答案：(1)7.8 m/s (2)5 9.5 m/s (3)第一、第二、第四个 20 m 建议：加强起跑和增强耐力的训练。5运动会进行 100 m 决赛时，同学们测量了运动员到达距离起点 20 m、80 m、100 m 时各自所用的时间。其中三名同学的时间如表格所示。20 m 处时
14、间 /s 80 m 处时间 /s 100 m 处时间 /s王小兵 2.3 8.9 12.2刘磊 2.4 8.3 11.8周伟 2.5 8.4 11.4算出这三位同学分别在 020 m、2080 m、80100 m 区间内的平均速度，设计表格将计算结果填入其中(不要求有计算过程 )。答案： 020 m 处平均速度(ms1 )20 80 m处平均速度(ms1 )80100 m 处平均速度(ms1 )王小兵 8.7 9.1 6.1刘磊 8.3 10.2 5.7周伟 8 10.2 6.76.小刚是班上有名的短跑运动员。有一天，大家为小刚跑步的速度是否比小玲骑自行车速度更快的事争论起来，大家吵着要在操场
15、上进行比赛。正在这时，小玲说，如果比赛时间足够长，我的速度肯定比小刚快；如果比赛的距离太短，我的速度可能比他的慢。(1)小玲所指的速度是什么速度？(2)请你设计一个比赛方案，来证明小玲判断的对错； (3)如果小刚与小玲因故不能同时到达比赛场地进行比赛，这场速度的比较还能进行吗？(4)以下两表是体育老师为小刚、小玲测试的成绩表，请你分析表中的数据，回答以下问题：表 1：小刚跑步的成绩表路程/m 10 20 50 80 120 160 200 240 300 400时间/s 2.8 5.1 8.6 11.5 18.8 30.3 45.2 58.5 82.5 122.5表 2：小玲骑自行车的成绩表路
16、程/m 10 20 50 80 120 160 200 240 300 400时间/s 5.0 7.5 10.0 15.0 26.0 34.2 42.0 50.0 62.0 82.0在 400 m 全程中，小刚和小玲的平均速度分别是多少？从表中可以看出，至少在多少路程内，小刚的平均速度比小玲的平均速度大？从表中可以看出，至少在多少秒以后，小玲的平均速度比小刚的平均速度大？我们把表格中两个相邻的数据之间的路程称为一个阶段。问：从起点开始，在哪一个路段小玲的速度第一次超过小刚在这个路段的速度？答案：(1)平均速度 (2)提示：人起跑速度快，如果比赛路程只有几米，自行车还没来得及加速，自行车的平均速
17、度就更小，人骑自行车比跑步更轻松，比赛路程长时，跑步的人平均速度小 (3)提示：分别记录两人运动的路程和所用的时间，求出平均速度 (4)3.3 m/s；4.9 m/s；160 m ；42 s；200240 m7某校探究学习研究小组，为了研究蚯蚓在粗糙面上爬得快，还是在光滑面上爬得快，他们用同一蚯蚓在相同的外界条件刺激下，分别让它在不同的表面上爬行，为了比较蚯蚓在不同表面上爬行的快慢，必须算出蚯蚓爬行的_。为了准确测出爬行的路程，在确定蚯蚓的爬行起点和终点时，他们应该选择蚯蚓的_(选填“头部 ”或“尾部”) 作为观察对象，在确定蚯蚓的爬行路径是弯曲的，为了测出它爬行的路程，除了使用棉线外，还需要
18、的测量器材是_。答案：速度 尾部 刻度尺8实验：测小车的平均速度。如图所示，斜面长 2.4 米，测得小车从斜面顶端运动到底端所用的时间是 6 秒。如果在斜面的中点装上金属片，测得小车从斜面顶端运动到金属片的时间为 4.8 秒。请将测量数据填入表中，并计算出小车通过全程的平均速度 v1 和通过上半段的平均速度 v2。路程(米) 运动时间(秒) 平均速度( 米/秒)s12.4 t1 v1s21.2 t2 v2小车从斜面顶端运动到底端过程中，小车做_( 选填“匀速”或“变速”) 运动。根据上表的数据，小车通过斜面下半段路程的平均速度是_米/秒。解析：测量小车的平均速度，要注意弄清楚每一段的路程和运
19、动时间。如 题图所示，观察可以知道，斜面长 2.4 米，测得小车从斜面 顶端运动到底端所用的时间 是 t16 秒。因为在斜面的中点装上金属片，测得小车从斜面顶端运动到金属片的时间为 t24.8 秒。由 测量数据，可以计算出小车通过全程的平均速度 v12.4米/6 秒0.4 米/秒，通过上半段的平均速度 v21.2 米/4.8 秒0.25 米/秒，由此可以知道小 车做变速直线运动，通过下半段的平均速度 v31.2 米/1.2 秒1 米/秒。路程(米) 运动时间(秒) 平均速度( 米/秒)s12.4 t16 v10.4s21.2 t24.8 v2 0.25答案：变速 1规律总结1测运动物体的平均速
20、度的方法：用停表测出物体在某段路程上运动的时间，用刻度尺测出这段时间内通过的路程，利用了 v 求出这段路程的平均速度。st2做变速运动的同一物体，在各段路程的平均速度并不相等，平均速度描述的是做变速运动的物体在 s 这段路程或在 t 这段时间内的平均快慢程度。 板 书 设 计第 4 节 测量平均速度测量平均速度实验原理：v ,实验器材：停表和刻度尺,实验过程,实验数据,实验结果st活 动 与 探 究探究 车在斜坡上向下运动的速度变化提出问题 小明放学回家骑车行驶在学校操场的斜坡上，不蹬车时，感觉车越往下运动速度越快。小明想：车在斜坡上向下运动的速度究竟有没有变化？实验器材 粉笔、停表、刻度尺、
21、皮球进行实验 先在斜坡的高处，用粉笔画一条起始线 A。在斜坡的底部，用粉笔画一条终点线 B。在 A 和 B 两点的中间，用粉笔画一条中间线 M。如图：在 A 处释放皮球，让它滚向 B 处。用秒表记下球从 A 处滚到 M 处所用的时间和球从 M 处滚到 B 处所用的时间；然后设计实验数据表格，算出每段路程中的平均速度。路程 /cm 时间 /s 速度/(ms 1 )AMMB实验结论 皮球沿斜坡滚下的速度变大，斜坡越陡皮球滚下的速度越大。测火车速度提出问题 国庆节期间，小芳和同学们乘火车从襄樊回重庆，当火车行至襄渝铁路大巴山冷水隧道前一段平直轨道时，小芳对其他同学说：“我们能否用手边的器材估测出火车
22、的速度？”进行实验 许多同学参加了测量，他们各自的做法如下：(1)小芳听到列车上广播：“前方 3 km 便是大巴山冷水隧道。 ”恰好此时火车鸣笛，小芳测得经 t 秒后听到从大巴山反射来的回声后说：“我已能算出火车的速度。 ”(2)坐在窗旁的小军不动声色，看着窗外每隔 100 m 的电线杆，并数着自己脉搏跳动的次数，数出每通过两根电线杆时自己脉搏跳动了 N 次，小军突然宣布：“ 我已测出火车的速度。 ”设小军自己平时每分钟脉搏跳动 n 次。(3)小强跑到列车驾驶室，回来后笑着说：“我已知道了火车的速度。 ”(4)小慧看着自己的手表，问了一下乘务员每根铁轨长 L，数出 t 秒内铁轨响了 N 次，小慧说自己的方法可以测火车的速度。实验方法交流小芳测量方法：v 声 tv 火车 t2s，v 火车 (m/s)；2s v声 tt 23 000 340tt 6 000 340tt小军的测量方法：脉搏跳动一次的时间为 ，则 v 火车 (N )s，得60 sn 60 snv 火车 (m/s)；sN60n 100n60N小强是通过看驾驶室里的速度显示表的示数知道火车速度的；小慧的测量方法是 v 火车 t(N1)L ，v 火车 。(N 1)Lt
