人教版八年级上册第一章 机械运动第4节 测量平均速度优质学案

人教版 八年级  第一章  机械运动

  第4节 《测量平均速度》导学案

【学习目标】

1.通过实验探究，学会使用秒表和刻度尺正确测量时间、距离，并求平均速度，加深对平均速度的理解。 

2.通过实验激发学习兴趣，培养认真仔细的科学态度，正确、实事求是记录数据的作风。 

【学习重点】:在实验中测量小车的平均速度。

【学习难点】:如何准确的测量出小车的运动时间。

【自主预习】

1．使用刻度尺测量长度时，都要首先了解它的__量程和分度值_,读数时，一定要有一位__估读__值。

2.使用停表： ①停表的使用：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。

②停表的读数：使用停表前应观察秒表的分度值、量程和零刻线。

小盘：通常有30刻度（甲图）和60刻度型(乙图).30刻度型则每格代表0.5分钟,60刻度型每格则代表0.25分钟。大盘：大盘每圈代表30s,共60个大刻度,每两个大刻度之间有5个小刻度,所以每格大刻度代表0.5s,每格小刻度代表0.1s,这也是停表精确度为0.1s的原因。

读数结果为：小盘的分钟数+大盘的秒读数.先读小盘的读数,它的单位是分钟,看上面的示数可知每分钟分为前半分钟和后半分钟,要注意看它是指向哪半分钟.接着读大盘的读数,它的单位是秒,如果是前半分钟就则读0-30s,若为后半分钟读31-60s。每次读完后要_归零。实验前先多练习几次停表的使用。

。               

         甲                               乙

【合作探究】

探究一：实验  测量物体运动的平均速度

1.实验目的：用刻度尺和停表测小车的平均速度。

2.实验原理： v＝.

3.测量的物理量:路程s和时间t。实验时用刻度尺 测出小车通过的路程，用停表测出小车通过这段路程所用的时间，用公式v=s/t 计算出小车在这段路车的平均速度。

4．实验装置图：

5.实验器材：长木板、木块、小车、刻度尺、停表、金属片

（1）斜面的作用：使小车获得运动的动力。

（2）刻度尺的作用:是测量小车通过的路程。

（3）停表的作用:测量小车运动的时间。

（4）金属片的作用：便于测量时间和让小车停止运动

6. 注意事项：

(1)搭建斜面时，使小车从斜面顶端静止释放，可加速下滑即可，坡度不能太小也不能太大。斜面的坡度太小,小车达不到底部;斜面的坡度太大,记录时间不准确,导致实验误差大.

（2）小车从斜面滑下时，一定要做直线运动，否则测量的路程比实际路程要小，影响实验结果。

（3）实验过程中，斜面的倾斜程度不能变。

（4）测量小车下滑路程时，起点从车头（或车尾）算起，终点也应该是车头（或车尾）。

7.实验步骤： 

 (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、t1，利用公式算出小车通过斜面全程的平均速度v1。

(4)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。

(6) 计算出小车在斜面后半段的距离 s3＝s1－s2，后半段路程S3所用时间 t3= t1-t2，得到小车在斜面后半段路程的平均速度v3.

8.实验数据：

9实验结论：

（1）小车沿斜面下滑,运动越来越快，小车做变速运动。（填“匀速”或“变速”）。

（2）各段路程的平均速度并不相等,上半段的平均速度最小，下半段的平均速度最大，全程的平均速度处在两者之间:v下>v全>v上.

(3)结果表明：物体做变速运动的平均速度的大小与 路程和时间有关。

探究二：扩展性实验——位置传感器

用超声波位置传感器配合计算机自动测量并显示速度。

物体运动的情况还可以通过另外一种办法即时测定、显现出来。如图所示，A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的位置传感器。位置传感器B利用超声波可以测出不同时刻小车A与它的距离，这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。

计算机把在不同时间测出的运动物体的速度显示在屏幕上（横轴为时间，纵轴为速度），我们就可以直观地看出物体的速度是增大的、减小的不是不变的。

【尝试实验】用如图所示的装置，做下面的实验：

1．测量小车在斜面上运动的速度。

2．测量人行走的速度变化。将位置传感器B放置在合适的位置，实验者面对传感器B，前后行走，在计算机屏幕上观察行走速度的变化情况。

3.传感器测距离配合计算机测速的优点：

① 位移传感器可自动测出各时刻的距离；

② 计算机可以根据距离和对应时间信息，自动算出速度;

③ 计算机可以直接显示出速度——时间图像。

探究三：科学世界

【读一读】

阅读课本P24“科学世界——超声波测距”,了解测距的原理.

超声波测距的原理如图所示：

1．超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波传播时碰到障碍物会被反射。接收器收到反射波就停止计时，根据计时器记录的时间，仪器自动算出发射点与障碍物之间的距离。

2．如果障碍物是运动的物体，超声波测量仪可以根据算出的障碍物移动的距离，再根据两次自动发射超声波的时间，算出物体移动的速度。

【精讲点拨】

1．实验成功的关键是测时间。小车开始运动的同时开始计时，小车撞金属片的同时停止计时。正式实验之前应该多练习几次，熟练之后会使测量数据更准确。

2．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。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除以通过这段路程所用的时间.

【归纳整理】

【当堂练习】

 1.（2019  西湖区校级模拟）如图所示，一个钢球从光滑固定斜面的A点静止释放，相继经过B、C两点，AB＝BC，（忽略空气阻力的影响），则下列分析正确的是（　　）

A．小钢球下滑过程中做匀速直线运动    B．小钢球在AB、BC两段内运动的平均速度相等 

C．小钢球所受重力在A、B、C不相等    D．小钢球在AB段运动的时间比在BC段运动的时间长

【答案】D。

【解析】A、斜面光滑，忽略空气阻力的影响，整个过程能量守恒，小钢球具有的机械能不变，重力势能转化为动能，速度变大；故A错误；

B、小钢球从A处由静止滚下，高度减小，重力势能减小，速度增大（速度越来越大），动能增大，故B错误；

C、重力与质量有关，物体质量不变，重力不变，小钢球所受重力在A、B、C相等，故C错误；

D、小刚球做加速运动，小钢球在AB段运动的时间比在BC段运动的时间长，故D正确；

2.（2019眉山）为了督促司机遵守限速规定，交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示，汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次超声波信号，第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s，第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.4s。若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s，超声波的速度是340m/s，下列说法中正确的是（　　）

A．汽车接收到第一次信号时，距测速仪170m

B．汽车两次接收到信号时位置相距34m

C．在该测速区内，汽车的速度是18.9m/s

D．在该测速区内，汽车的速度是20m/s

【答案】D

【解析】从本题的叙述可知，第一次发出的超声波在0.25s时与汽车相遇，第二次发出的超声波在0.2s时与汽车相遇。所以：S1=vt1=340m/s╳0.25s=85m（所以A选项错）

S1=vt2=340m/s╳0.2s=68m

即超声波第一次与汽车相遇时，汽车距测速仪85m；第二次发出的超声波与汽车相遇时，汽车距测速仪68m，所以在这段时间内汽车行驶的路程为：s车=85m-68m=17m（所以B选项错）

接下来，关键是找到汽车第一次与超声波相遇和第二次与超声波相遇中间隔了多少时间。

根据题干叙述可知，测速仪每隔0.9s发一次超声波，第一次发出的超声经0.25s与汽车相遇，说明汽车与第一次的超声波相遇时，再等0.65s，测速仪发出第二次超声波。第二次超声波发出后，经0.2s与汽车相遇。所以汽车与第一次超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇所用的时间为：t车=0.65s+0.2s=0.85s

所以：所以本题的答案选D。

3.（2020  黔西南州）.如图甲所示，小明参加高山速降滑雪运动，滑雪板板尾从A点开始加速下滑并越过C点。

小明通过AB段与通过AC段的平均速度的关系为vAB______vAC（选填“<”“>”或“=”）；

【答案】). <  

【解析】(]由于小明做加速运动，速度越来越大，那么小明通过AB段的平均速度小于通过AC段的平均速度，即。

4.（2020 济宁市）小明在探究速度的变化时，拍摄了两个小球运动过程的频闪照片，如图所示，闪光时间间隔为1s，图上数字为闪光时刻编号，请根据图中信息回答下列问题。

(1)不可能做匀速直线运动的是小球       （选填“A”或“B”)；

(2)小球A和B在第1s至第6s这段时间间隔内的平均速度应为：VA     VB(选填“=”“>”或“<”)。

【答案】    (1). A    (2). >

【解析】（1）由图可知，在相同的时刻内A球的路程越来越大，所以A球做的是变速直线运动，不可能做匀速直线运动。

（2）由图可知，小球A和B在第1s至第6s这段时间间隔内的路程为sA>sB，由可知，小球A和B在第1s至第6s这段时间间隔内的平均速度应为vA>vB。

5.（2020枣庄）某实验小组在“测量物体运动的平均速度”实验中，让小球从斜面A点由静止开始滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，照片如图所示，

(1)依据照片可判断，小球在做______（选填“加速”、“减速”或“匀速”）运动；

(2)如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次，并测得sAB=5cm，sBC=15 cm，则小球在BC段的平均速度为______m/s，小球在AC段的平均速度为______m/s；

(3)如图所示，能说明小球在斜面上运动情况的图像是______；

(4)小球在AD段运动过程中，经过时间tAD中点时的速度为v1，经过路程sAD中点时的速度为v2，则v1______v2（选填“>”、“<”或“= ”）。

【答案】    (1). 加速    (2). 0.75  ；  (3). 0.50   ； (4). C   ； (5). <。

【解析】(1)由照片可知，在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动。

(2)如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次，并测得sAB=5cm，sBC=15 cm，则小球在BC段的平均速度为:

(3)AC段的距离:

AC段所用的时间:

则小球在AC段的平均速度:

(4) [1]由图可知，中小球在做加速运动。图A中随着时间增加，速度在减小，不符合题意；图B中随着时间增加，速度不变，不符合题意；图C中随着时间增加，速度在增大，符合题意；图D中随着时间增加，速度先减小后增大，不符合题意。故能说明小球在斜面上运动情况的图像是C。

(5)由照片可知，在相同时间，小球运动距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动。即小球的速度越来越大，则时间tAD中点未到达路程sAD中点，则v1<v2

【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。