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第4节 速度的测量
第一章 机械运动
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
测量小车运动的速度
用传感器测量物体运动的速度
知识点
测量小车运动的速度
知1－讲
1
1. 提出问题 如图1，小车沿斜面下滑时，速度是如何变化的？
知1－讲
思想方法
间接测量法：将一个不易测量的量转换为若干个可直接测量的量加以测量，再根据由定义或规律导出的关系式进行计算，从而间接获得测量结果的测量方法，称为间接测量法。平均速度的测量利用的就是间接测量法。
知1－讲
2. 猜想与假设
小车开始静止，后来运动，据此猜想小车速度越来越快。
在猜想时，应该先想后猜，也就是猜的要有依据，不能胡乱猜。
知1－讲
3. 实验方案
(1)实验原理：v=。
(2)测量工具：
①用刻度尺测量小车运动的路程。
②用秒表测量小车通过这段路程所用的时间。
知1－讲
(3)设计实验：根据问题(目的)确定解决方案。
问题(目的) 解决方案
如何粗略判 断速度变化 如图2，把整个运动分为上、下两个运动阶段，分别测量
平均速度，然后
比较速度的变化
知1－讲
如何测量小车在每个阶段运动的路程和时间 ①一只手松开小车时，另一只手立即按动秒表启动按钮，开始计时；
②小车到达预定终点时，撞击金属板发声，停止计时；
③为了保证上、下两个运动阶段在同一个运动过程中，测量小车在下半段所用的时间时，应该让小车从上半段的上端开始运动，即上、下半段测量中小车从同一位置由静止释放
知1－讲
如何设计实验记录表格 ①实验中，需要记录s、t，计算v，所以在表格的一行需要记录或计算三个数据；
②整个运动分为两个阶段，对于每个阶段，都需要记录或计算三个数据。
知1－讲
特别提醒
在测量平均速度时，不是直接测量出速度；而是先测量出s、t，再通过v=计算得到速度。
知1－讲
4. 实验数据
s/m t/s v/(m·s－1)
上半段 s1=0.3 t1=0.5 v1=0.6
全程 s2=0.6 t2=0.8 v2=0.75
下半段 s3=0.3 t3=0.3 v3=1.0
知1－讲
5. 实验结论 小车在斜面上下滑的过程中，它的运动速度越来越大，小车做的是变速直线运动。
知1－讲
6. 评估交流
(1)为了方便计时，斜面的坡度要比较小、斜面要长一些。
(2)每次实验，小车应从斜面顶端由静止释放。
(3)金属板的作用：
①确定小车结束运动的位置。
②确定小车结束运动的时刻，听见撞击声停止计时。
知1－讲
(4)不当操作对测量结果的影响。
不当操作 影响物理量 测量结果v=
斜面不平整，小车做曲线运动 测量路程s 偏小 测量速度偏小
小车行驶后，开始 计时 测量时间t 偏小 测量速度偏大
小车停止运动一段时间后，才停止计时 测量时间t 偏大 测量速度
偏小
知1－讲
方法技巧
测量平均速度时分析误差的步骤：
(1)在操作过程中，确定测量的s、t 是偏大还是偏小。
(2)结合公式v=，分析测量的速度是偏大还是偏小。
知1－练
例 1
【母题 教材P28 图1.4-2 】小华在“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
三处时电子秒表的示数。
知1－练
解题秘方：平均速度的测量和分析都是围绕公式v= 进行的。
知1－练
(1)该实验是根据公式______进行速度计算的。
(2)为了方便计时，应使斜面的坡度较______ (填“大”或“小”)。
v=
小
(3)请根据图中信息回答：sAB=______cm；tBC=______s；vAB=______m/s；vBC= ______m/s。
知1－练
解析：sAB=100.0 cm－60.0 cm=40.0 cm，sBC=60.0 cm－10.0 cm=50.0 cm，tAB=2 s，tBC=1 s，AB 段的平均速度vAB===20 cm/s=0.2 m/s，BC 段的平均速度vBC= ==50 cm/s=0.5 m/s。
40.0
1
0.2
0.5
(4)由实验看出，小车在下滑过程中速度越来越 ______，做_________运动。
知1－练
大
变速直线
(5)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______(填“大”或“小”)。
知1－练
解析：如果小车过了A点才开始计时，会导致测得的时间小于小车通过该段路程s所用的时间t，路程s 准确，时间t 偏小，由公式v= 知，测得的平均速度会偏大。
大
知1－练
1. 如图所示的是“测量平均速度”的实验装置。实验中让小车从斜面的A 点(80 cm 处)由静止开始下滑到C 点，测出小车到达B 点(40 cm处)的时间为1.6 s。
知1－练
则下列有关说法正确的是(　　)
A. 小车在AB 段的平均速度为25 m/s
B. 为了方便测量时间，斜面倾角应该大一些
C. 小车在AB 段的平均速度小于在AC 段的平均速度
D. 测量小车从A 点运动到C 点的过程中BC段的平均速度，应将小车从B 点由静止释放
C
知2－讲
知识点
用传感器测量物体运动的速度
2
1. 设计实验
(1) 实验目的：①测量小车在斜面上运动的速度。②测量人的手掌移动时速度的变化情况。
(2)实验器材：位置传感器、小车、斜面、计算机等。
知2－讲
(3)实验原理：如图4 甲所示，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。计算机把在不同时刻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、减小的还是不变的。
知2－讲
2. 进行实验
(1)调节传感器的位置，使传感器对准小车，让小车从斜面上滑下，观察计算机显示速度波形的变化情况(如图乙)。
(2)将手掌放在位置传感器前，来回移动手掌，观察计算机显示速度波形的变化情况。
知2－讲
3. 实验结论
通过速度变化图像(图乙)，我们发现小车的速度先不断变大，后减为零；通过速度变化图像，我们发现手掌移动的速度在不断变化。
知2－讲
拓展延伸
传感器测距离配合计算机测速的优点：
(1)位置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。
知2－练
【母题 教材P28 图1.4-3】 物体运动的情况可以通过传感器即时测量，呈现出来。位置传感器利用超声波测出在不同时刻小车与它的距离，计算机再根据时间就可以算出运动的
小车在不同位置时的速
度(如图5 甲)。
例2
知2－练
屏幕图像如图乙，横轴为时间，纵轴为速度，通过图像可以看出，t=2.5 s 时小车的运动速度为______m/s；小车在斜面上滑下时做
___________ (填“匀
速直线”或“加速直
线”)运动。
0.8
加速直线
知2－练
解析：由图像可知，t=2.5 s 时小车的运动速度为0 .8 m/s；小车在斜面上滑下时速度逐渐变大，做加速直线运动。
知2－练
2.[中考·毕节] 小明用玩具汽车测量平均速度，让汽车在斜面上沿直线下滑，位置传感器每隔0.2 s 记录一次汽车的位置，如图所示。
知2－练
由图可知，汽车从A 点运动到C 点的路程为______cm，BD 段的平均速度为______ m/s，汽车由A 点运动到D 点的过程，不是做匀速直线运动，理由是______________
______________ 。
2.10
0.1
相同的时间内通
过的路程不相等
速度的测量
测量平
均速度
原理
v=
实验设计及改进
实验误差分析

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