初中沪科版第四节 科学探究：速度的变化教学课件ppt

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平均速度的测量探究速度的变化
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？
从身边的问题出发：如图1 所示，100 m 跑的赛场上，每个同学都拼尽全力奔跑。不知道你思考过没有，对于每一个跑步的同学，在100 m 跑的过程中，刚开始20 m与最后20 m 冲刺或者中间任意20 m 路程内的平均速度是否一样？不一样的话哪个速度大？怎样知道每个人在每一段路程中的平均速度呢？
发现问题由生活经验可知，运动员在整个比赛过程中速度是不断变化的。这个发现会激发我们探究每段路程平均速度的兴趣。
猜想与假设：小车从斜面顶端滑下，速度可能是越来越大，也可能是保持不变。设计实验与制订计划：要探究小车在斜面上的速度变化，可以把斜面分为上半段和下半段，分别用刻度尺和停表测出小车通过斜面上半段、下半段、全程的路程及对应的时间，如图2 所示，求出小车在各段路程内的平均速度。
进行实验与收集证据1. 用小木块把长木板垫起，坡度不要太大，把金属片固定在斜面底端，把小车放在斜面顶端，用手使其静止，用刻度尺测出小车前端到金属片的距离s，把结果记入表格。
分析解释斜面坡度的要求：若斜面坡度太低，从斜面顶端由静止释放小车，小车可能不会运动；若斜面坡度太高，静止释放时小车运动到斜面底端用时较少，时间不易测出；为了既让小车运动，又方便测量小车运动的时间，斜面的坡度应适中且较低。
2. 松手后小车从斜面顶端由静止滑下，用停表记录小车从斜面顶端到撞击金属片所用的时间t，把结果记入表格。3. 把金属片移动到斜面中点，测出斜面上半段的长度s1，测出小车从斜面顶端运动到中点所用的时间t1，填入表格。4. 测出s2、t2，分别计算小车在全程、上半段和下半段的平均速度v、v1、v2，把结果填入表格。
分析与论证：小车沿斜面滑下的过程中， 它的运动速度越来越_______，可知小车在斜面上做的是 ___________运动。
思维拓展平均速度测量中的误差分析：(1)测量长度的刻度尺精确度低，对实验结果造成误差。(2)测量时间时存在误差，因此也会造成实验误差。
小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图3 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 三处时电子表的示数（数字分别表示“时：分：秒”）。（1）小车从A 运动到B 所用时间为 ______s，运动的路程为______m，速度为______ m/s。
（2）小车从B 到C 的平均速度为____ m/s。小车在从A 到C 整个过程中做_____ （填“匀速”或“变速”）直线运动。（3）为了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。他的做法正确吗？ ________，理由是。__________________________________________________________________________________________
让小车从B 点由静止释放，到达C 点的时间，并不等于从A 点释放经过下半程的时间
测量平均速度实验的依据和步骤
如图4 甲是某兴趣小组测量平均速度的实验，图乙是教师的改进实验：将一小块含铁小重物（涂黑部分）密封在灌满水的长直玻璃管内。当长直玻璃管竖直后，迅速移去玻璃管顶端的小磁铁，小重物开始下落，分别测得小重物到达15 cm、30 cm、45 cm 处所用的时间，实验数据如下表：
（3）与甲实验相比，乙实验具有能保证物体做直线运动、便于观察实验过程等优点，但还有继续改进之处，你的改进建议是___________________________________（写出一点即可）。
思路导引(1)根据平均速度的计算公式，在路程不变时，要增大平均速度，可以减少铅笔下落时间，即使斜面坡度偏大。(2)方法一计算平均速度是用总路程除以总时间，正确；方法二求的是速度的平均值，错误。(3)乙实验中的物体下落时间短，如果增加玻璃管的长度，可以增加下落时间，便于测量。
(1)设计实验：运动物体运动时间过短，导致测量时间偏差较大。(2) 测量过程：①停表计时开始和结束的时间不准确；②刻度尺和停表的读数问题。知识重现：平均速度不是速度的平均值，平均速度等于路程与时间的比值。
某课外兴趣小组的同学们为了研究蜗牛的运动情况，将蜗牛放在刻度尺上让其沿刻度尺爬行，并每隔10 s 拍摄记录蜗牛的位置，拼成如图5 所示的图片。同学们依据此图片获得的数据见下表：
根据上表中的数据，你可以得出蜗牛是做 _________运动，蜗牛在整个50 s 内的平均速度是 ________mm/s。
根据图表信息中的路程和时间数据分析物体的运动情况
思路导引：相邻两张照片的路程相减，得出每隔10 s 蜗牛通过的路程。若相同，则蜗牛可能做匀速直线运动；若不同，则蜗牛一定做变速直线运动。
[中考·山西] 为了保障学生安全，交警在育才中学校门前的街道，设置了限速30 km/h 的标志牌。有家长反映，经常有车辆超速。在没有安装测速仪的情况下，请你设计实验方案，测量校门前行驶车辆的平均速度是否超速。（1）实验器材： ____________________；
（2）实验步骤：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________；
（3）实验结论：__________________________________________ 。
若v ＞ 30 km/h 则超速，若v ≤ 30 km/h 则不超速
2. 确定实验方案。选定两点A、B，测出A、B 之间的距离s；再确定汽车经过A、B 两点所用时间。注意：A 和B 之间距离要尽可能大一些，从而减小时间测量上的误差。
根据测量平均速度的实验原理设计实验(1) 设计流程实验原理→ 测量物理量→测量工具→ 选择器材→实验步骤。(2) 注意事项
①实验步骤：是解决问题的具体做法，实验步骤具有顺序性，不可前后颠倒，实验步骤要有条理，按1、2、3……步骤展开。②实验记录表格：实验记录表格包含的内容应与实验所测的物理量相联系，一般包括实验次数、所测的物理量、需要计算的物理量等。