2.5平均速度的测量课件(39页)2025-2026学年八年级物理上册北师大版(2024)

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2.5平均速度的测量课件(39页)2025-2026学年八年级物理上册北师大版(2024)

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幻灯片 1:封面
标题:2.5 平均速度的测量
副标题:用实验探究运动的平均快慢
背景图:一张实验室场景图,展示学生正在用卷尺测量路程、用停表记录时间的实验过程,旁边摆放着小车、斜面等实验器材,突出实验主题。
幻灯片 2:目录
实验目的
实验原理
实验器材
实验步骤
数据记录与处理
误差分析与减小方法
实验注意事项
实验拓展与应用
课堂练习与巩固
课堂小结
幻灯片 3:实验目的
核心目标:通过实验操作,学会测量物体在某段路程中的平均速度,加深对平均速度概念的理解。明确实验的核心任务,让学生清楚实验要达成的主要目标。
能力培养:掌握使用刻度尺(或卷尺)测量路程、用停表测量时间的基本技能,提高实验操作能力和数据处理能力。强调实验对技能提升的作用,培养学生的动手能力。
探究意识:通过实验探究,体会测量平均速度的实际意义,理解平均速度在描述变速运动中的作用,培养科学探究精神。激发学生的探究兴趣,让学生认识到实验的价值。
幻灯片 4:实验原理
理论依据:实验基于平均速度的定义,即平均速度等于物体通过的总路程与通过这段路程所用总时间的比值,计算公式为\( v_{??????}=\frac{s_{???}}{t_{???}} \)。明确实验原理与理论知识的联系,说明测量的科学性。
原理应用:在实验中,只要准确测量出物体运动的总路程\( s_{???} \)和对应的总时间\( t_{???} \),代入公式即可计算出平均速度。解释原理在实验中的具体应用,让学生明白实验的操作逻辑。
公式变形:若已知平均速度和总时间,可利用变形公式\( s_{???}=v_{??????}\times t_{???} \)计算总路程;若已知总路程和平均速度,可利用\( t_{???}=\frac{s_{???}}{v_{??????}} \)计算总时间,为实验数据的验证提供思路。简要介绍变形公式的应用,拓展实验思路。
幻灯片 5:实验器材 - 基础测量工具
长度测量工具:卷尺(用于测量较长路程,如操场跑道、斜面长度等)、刻度尺(精度更高,用于测量较短路程,如小车运动的距离等),确保能准确测量不同范围的路程。展示卷尺和刻度尺的实物图片,说明其量程和分度值。
时间测量工具:停表(或秒表),分为机械停表和电子停表,电子停表精度更高,测量更方便,能精确记录物体运动的时间。展示两种停表的图片,介绍其使用方法和读数方式。
辅助工具:标记物(如小旗帜、粉笔等,用于标记运动的起点和终点)、记录本和笔(用于记录实验数据)。说明辅助工具的作用,确保实验顺利进行。
幻灯片 6:实验器材 - 实验对象与装置
实验对象:根据实验需求选择合适的研究对象,如斜面小车(通过斜面下滑,运动过程可控)、步行的同学(贴近生活,便于观察)、滚动的小球(运动轨迹稳定)等。展示不同实验对象的图片,分析其特点和适用场景。
斜面装置:若以小车为研究对象,需用到斜面、小车、挡板(用于阻挡小车,标记终点)。斜面可调节倾斜程度,改变小车运动速度,挡板能让计时更准确。展示斜面装置的组装图,说明各部件的作用。
其他装置:若测量步行或跑步的平均速度,可选择平直的路面作为实验场地;测量自行车的平均速度,需确保路面安全、平整。介绍不同实验对象对应的实验场地要求,保障实验的可行性。
幻灯片 7:实验步骤 - 准备阶段
选择实验对象和场地:根据实际条件选择合适的实验对象(如小车、同学等)和实验场地,确保场地安全、宽敞,适合进行测量。以斜面小车实验为例,选择合适长度和倾斜度的斜面,固定在水平桌面上。
确定起点和终点:在实验场地用标记物明确标记运动的起点和终点,确保两次测量的起点和终点一致,减少误差。对于斜面小车实验,在斜面顶端标记起点,底端放置挡板作为终点。
检查实验器材:检查卷尺、刻度尺的刻度是否清晰,停表是否正常工作,确保测量工具完好无损,测量数据准确可靠。演示检查器材的方法,培养学生良好的实验习惯。
幻灯片 8:实验步骤 - 测量阶段(以斜面小车为例)
测量路程:用刻度尺测量斜面起点到终点(挡板处)的距离,即小车运动的总路程\( s_{???} \),记录数据时要估读到分度值的下一位,并注明单位(如厘米或米)。展示测量路程的操作图片,强调读数的准确性。
测量时间:让小车从斜面起点由静止释放,同时按下停表开始计时;当小车到达终点撞击挡板时,立即按下停表停止计时,记录所用的总时间\( t_{???} \)。展示计时的操作要点,说明计时与小车运动的同步性。
重复测量:为减小实验误差,按照上述步骤重复测量 2 - 3 次,记录每次的路程和时间数据,确保实验结果的可靠性。强调重复测量的重要性,培养学生严谨的实验态度。
幻灯片 9:实验步骤 - 测量阶段(以步行为例)
测量路程:用卷尺在平直路面上测量一段合适的距离作为总路程\( s_{???} \),如 50 米或 100 米,在起点和终点做好标记。展示测量路程的场景,说明卷尺的正确使用方法。
测量时间:一名同学站在起点,听到 “开始” 指令后从起点步行出发,同时另一名同学用停表开始计时;当步行的同学到达终点时,计时同学停止计时,记录总时间\( t_{???} \)。展示步行测量的场景,强调计时的准确性。
多次实验:更换不同的同学或改变路程长度,重复实验多次,记录多组数据,以便进行对比分析。通过多次实验,让学生更全面地了解平均速度的测量方法。
幻灯片 10:数据记录与处理 - 设计记录表
表格内容:设计规范的数据记录表,包含实验次数、实验对象、总路程\( s_{???} \)(单位:m)、总时间\( t_{???} \)(单位:s)、平均速度\( v_{??????} \)(单位:m/s)、备注(如实验条件、异常情况等)等栏目。展示数据记录表样表,方便学生记录数据。
记录要求:记录数据时要实事求是,准确填写测量值,不得随意涂改;若出现异常数据,应在备注栏注明原因,便于后续分析。强调数据记录的真实性和规范性。
幻灯片 11:数据记录与处理 - 计算与分析
计算平均速度:根据公式\( v_{??????}=\frac{s_{???}}{t_{???}} \),分别计算每次实验的平均速度,计算过程要清晰,保留合适的小数位数(一般保留两位小数)。以斜面小车实验数据为例,展示计算过程,如某次实验中\( s_{???}=1.20m \),\( t_{???}=2.5s \),则\( v_{??????}=\frac{1.20m}{2.5s}=0.48m/s \)。
求平均值:将多次实验的平均速度相加,再除以实验次数,得到最终的平均速度值,以减小偶然误差。例如,三次实验的平均速度分别为 0.48m/s、0.50m/s、0.47m/s,则平均值为\( \frac{0.48 + 0.50 + 0.47}{3}\approx0.48m/s \)。
数据对比:对比不同实验对象或不同实验条件下的平均速度数据,分析差异原因,如斜面倾斜度不同对小车平均速度的影响、步行速度与跑步速度的差异等。通过数据对比,培养学生的数据分析能力。
幻灯片 12:误差分析与减小方法 - 误差来源
路程测量误差:卷尺或刻度尺的分度值限制导致读数误差;测量时起点和终点标记不准确;物体运动轨迹与测量方向不一致(如曲线运动按直线测量)等。举例说明路程测量中可能产生误差的具体情况,让学生了解误差来源。
时间测量误差:停表操作时的反应时间误差(开始计时延迟或停止计时延迟);实验对象到达终点的判断不准确;停表本身的精度误差等。分析时间测量误差的产生原因,强调人为操作误差的影响。
实验对象因素:实验对象运动不稳定,如小车在斜面上滑行时偏离轨道、步行时速度忽快忽慢等,导致测量的时间不准确。说明实验对象自身因素对误差的影响。
幻灯片 13:误差分析与减小方法 - 减小措施
优化测量工具:选择精度更高的测量工具,如用分度值为 1mm 的刻度尺测量路程,用电子停表测量时间,减少工具本身的误差。说明不同精度工具对误差的影响,合理选择测量工具。
规范实验操作:测量路程时,确保刻度尺或卷尺与运动轨迹平行,读数时视线与刻度线垂直;测量时间时,多人配合计时,取多次计时的平均值,减少反应时间误差。强调规范操作的重要性,演示正确的操作方法。
增加实验次数:多次重复实验,取平均速度的平均值作为最终结果,能有效减小偶然误差,提高实验的准确性。解释多次实验减小误差的原理,让学生养成多次实验的习惯。
幻灯片 14:实验注意事项 - 安全注意事项
场地安全:选择安全的实验场地,避免在交通繁忙、地面湿滑或有障碍物的地方进行实验,防止摔倒或碰撞事故。以步行或自行车测量为例,强调在封闭场地或无车辆干扰的路面进行实验。
器材使用安全:使用斜面时,确保斜面固定牢固,防止倾斜过程中滑倒;小车运动时,避免用手接触运动中的小车,防止被撞伤;使用停表等工具时,轻拿轻放,避免损坏。列举器材使用中的安全要点,保障实验安全。
人员配合安全:多人合作实验时,要明确分工,协调配合,如计时员和操作员要做好沟通,避免因配合不当导致意外发生。强调团队合作中的安全意识。
幻灯片 15:实验注意事项 - 操作规范事项
统一标准:实验过程中,起点和终点的标记要清晰、统一,每次测量都以相同的标记为准,确保路程测量的一致性。说明统一标准对实验结果准确性的影响。
同步操作:测量时间时,要做到释放实验对象与开始计时同步,实验对象到达终点与停止计时同步,减少时间测量误差。演示同步操作的方法,让学生掌握操作技巧。
如实记录:严格按照测量数据记录,不编造数据,不随意修改数据,若出现异常数据,应分析原因并重新测量,保证实验数据的真实性。培养学生实事求是的科学态度。
幻灯片 16:实验拓展与应用 - 不同场景测量
测量交通工具的平均速度:如测量自行车、公交车在一段路程中的平均速度,通过实际测量了解不同交通工具的运动快慢,将实验与生活结合。介绍测量交通工具平均速度的方法和注意事项。
测量不同运动状态的平均速度:如测量同学快走、慢跑、跳绳时的平均速度,对比不同运动状态下平均速度的差异,理解运动强度与平均速度的关系。举例说明不同运动状态的测量特点。
利用传感器测量:介绍先进的测量技术,如利用运动传感器、GPS 定位等设备测量平均速度,了解科技发展对测量方法的改进,拓展学生的视野。展示传感器测量的设备图片,简要说明其工作原理。
幻灯片 17:课堂练习与巩固 - 实验操作题
某同学用斜面和小车测量平均速度,实验数据如下表所示,请计算每次实验的平均速度并求出平均值。
| 实验次数 | 总路程\( s_{???} \)/m | 总时间\( t_{???} \)/s | 平均速度\( v_{??????} \)/(m?s??) |
|----------|----------------------|----------------------|----------------------------------|
| 1 | 1.50 | 3.0 | ____ |
| 2 | 1.50 | 2.8 | ____ |
| 3 | 1.50 | 3.2 | ____ |
| 平均值 | - | - | ____ |
在测量步行平均速度的实验中,若测量的路程为 80 米,测量的时间为 100 秒,则步行的平均速度是____m/s;若实际路程是 82 米,测量时误记为 80 米,则测量的平均速度比实际平均速度____(选填 “偏大” 或 “偏小”)。
幻灯片 18:课堂练习与巩固 - 实验分析题
某同学在测量小车平均速度的实验中,发现每次测量的平均速度都略有不同,分析产生这种差异的原因可能有哪些?
为什么在测量平均速度的实验中要进行多次测量并求平均值?请结合误差知识进行解释。
幻灯片 19:课堂小结
实验回顾:总结平均速度测量实验的目的、原理、器材和步骤,梳理实验的核心内容,帮助学生形成完整的实验认知。
技能总结:回顾测量路程和时间的方法,强调实验操作的规范性和数据记录的真实性,巩固实验技能。
误差与改进:总结实验误差的来源和减小方法,培养学生的误差分析能力和实验改进意识。
应用拓展:强调平均速度测量在生活和科技中的应用,让学生认识到实验的实际意义,激发进一步探究的兴趣。
2024北师大版物理八年级上册
2.5平均速度的测量
第二章 机械运动
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
知道测量平均速度的实验原理
1
学习目标
拓展实验:用传感器和计算机测量平均速度
3
2
会根据实验的需要选用适当的工具测量长度和时间
1. 平均速度的公式及各字母的含义?
2. 如果想测量一个物体的平均速度,需要测量哪些物理量?需要什么测量工具?
如果想测量一个物体的平均速度,根据????=?????????可知:需要测量路程s和时间t,分别用刻度尺、停表测量。
?
计算平均速度的公式 ????=?????????,其中v表示平均速度,s表示路程,t表示通过这段路程所用时间。
?
知识准备
学生实验
实验1 测量小球下落的平均速度
课本P60图2.5-1描述的是小球下落过程中每隔0.05s的位置变化情况。请读出小球在AB、BC?、CD、DE、EF?段的下落距离,计算出小球在每一段的平均速度,将数据记录在表2.5-1中。
学习处理数据
表2.5-1?测量小球下落的平均速度
?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}运动过程
AB
BC
CD
DE
EF
路程s/m
时间t/s
平均速度v/(m/s)
学生实验
交流讨论
表2.5-1?测量小球下落的平均速度
?
分析上表中的数据,你可以得出小球下落运动有哪些特点?将你的观点与同学交流。
实验1 测量小球下落的平均速度
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}运动过程
AB
BC
CD
DE
EF
路程s/m
时间t/s
平均速度v/(m/s)
学生实验
实验2 测量小车运动的平均速度
实验器材:斜面带有刻度的长木板、小木块、挡板、小车、停表
1、设计实验
学生实验
实验2 测量小车运动的平均速度
组装器材
1、设计实验
将长木板的一端用小木块垫起,形成一个坡度很小的斜面,如下图所示。
注意: 斜面的一端用木块垫起,使它保持比较小的坡度(目的是使小车由静止释
放后下滑的速度适当,并且不会从斜面上滑落)。使小车从静止释放,测
量的是小车前端到金属片的距离。
学生实验
实验2 测量小车运动的平均速度
设计记录实验数据表格
1、设计实验
表2.5-2?测量小车运动的平均速度
?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}路程s/m
0.3
0.6
0.9
时间t/s
平均速度v/(m/s)
学生实验
实验2 测量小车运动的平均速度
2、进行实验
如上图所示,将贴有刻度尺的木板搭成一个适当角度的斜面,然后从斜面顶部零刻度处将小车由静止释放,并同时用秒表开始计时,在表2.5-2中记录小车沿斜面向?下运动到30cm 刻度处时所用的时间。
仿照上述步骤,将同一小车在同一斜面的零刻度处由静止释放,依次记录小车沿斜面向下运动到60cm 和90cm?刻度处所用的时间。
学生实验
实验2 测量小车运动的平均速度
2、讨论交流
表2.5-2?测量小车运动的平均速度
?
① 计算出小车在每一段路程中运动的平均速度填写在上表中,并以此判断小车沿斜面运动的速度变化情况,你得到了什么规律?
②比较一下各小组实验中斜面的倾斜角度是否相同。倾斜角度不同时,你所发现的规律还成立吗?倾斜角度会影响小车的速度变化规律吗?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}路程s/m
0.3
0.6
0.9
时间t/s
平均速度v/(m/s)
视频演示——《测量物体运动的平均速度》
学生实验
科学窗
拓展实验 借助传感器和计算机测量平均速度
1、实验器材与装置
光电门1
光电门2
挡光片
接计算机
接计算机
小车
科学窗
拓展实验 借助传感器和计算机测量平均速度
2、实验步骤
光电门1
光电门2
挡光片
接计算机
接计算机
小车
①将斜面轨道调整至适当的角度,把两个与计算机相连的光电门传感器固定在斜面轨道上,在小车上安装挡光片;
②让小车从斜面轨道顶端滑下,使小车上的挡光片依次通过两个光电门,借助光电门传感器和计算机自动、迅速地记录下小车在两个光电门之间的运动时间;进而精准地计算出小车在这段路程内运动的平均速度。

实践活动
活动主题1 测量人正常行走、竞走或跑步的平均速度
1、活动器材:停表或手表、卷尺、小红旗。
2、活动地点:操场。
3、活动人员:每个实验小组至少5人
4、活动过程:
(1)如图2.5-4所示,在操场上,测出60m?的路程,每隔20m?做一个记号。
(2)选出3位同学做计时员,分别站在20m?、40m?、60m 处。
(3)选1名发令员,当他手中的小红旗落下时选手开始运动,计时员开始计时。
实践活动
(4)选手可以分别采用正常行走、竞走或跑步的形式通过60m 的路程。
(5)分别记录选手运动到20 m 、40 m 、60 m处所用的时间,计算出选手在每一段路程的平均速度,将实验数据填在表2.5-3中。
(6)组内同学交换角色,重复实验。
4、活动过程:
活动主题1 测量人正常行走、竞走或跑步的平均速度
0
20
40
60 m
实践活动
4、活动过程:
表2.5-3?测量平均速度
?
5、讨论交流:
通过实地测量,对本实验提出改进意见和建议,并与大家交流你的想法。
活动主题1 测量人正常行走、竞走或跑步的平均速度
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}路程s/m
20
40
60
时间t/s
平均速度v/(m/s)
实践活动
活动主题2 估测骑自行车行进的平均速度
(2)如果没有刻度尺和停表,我们该如何测量骑自行车行进的速度呢?你能尝试进行估测吗?请你设计实验方案。
1、设计方案
2、小组合作,实际测量。
(1)成立活动小组,在小组讨论的基础上设计方案。
3、交流测量结果,提出改进措施。
现代测速方法
1.车速表测速:可以显示汽车行驶的瞬时速度。
2.雷达测速:测速雷达可测量马路上行驶车辆的瞬时速度,从而判断其是否超速。
手持式测速雷达
车载式测速雷达
拓展阅读
3.激光测速:采用激光反射测距的原理,相较于雷达测速,它的有效测量距离更远,测速精度更高。
手持激光测速仪
拓展阅读
现代测速方法
1
2
3
4
5
6
7
1.[2025年1月西安期末]为了探究小球自由下落时的运动,某物理实验小组的同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次,拍下小球下落时的运动状态,如图甲所示。
(1)照相机每隔0.2 s曝光一次,则小球从A运动到E所用时间为________s。
(2)若测得小球在C、E两位置间的实际运动距离为42.0 cm,则在CE过程中,小球下落的平均速度为__________m/s。
0.8
1
2
3
4
5
6
7
1.05
(3)根据图甲可以看出小球在下落过程中做________(填“匀速”或“变速”)直线运动。图乙所示的四个速度-时间的关系图像中能反映出该小球下落运动的是________(填字母)。
变速
1
2
3
4
5
6
7
C
2. (原创题)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,图中圈内是小车到达A、B、C三处时电子表的示数(数字分别表示“小时:分:秒”)。
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5
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7
【实验思路】
(1)完成下面的实验思路导图。
1
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7
距离
刻度尺
时间
机械停表
【实验过程】
(2)实验中斜面的坡度应略________(填“大”或“小”)一些,这是为了减小测量________(填“路程”或“时间”)的误差。
(3)请根据图中信息回答:sAB=________cm;tBC=________s;vBC=________m/s。
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2
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7

时间 
45.0
1
0.45
(4)由实验可以看出,小车通过上半程的平均速度vAB、下半程的平均速度vBC、全程的平均速度vAC的大小关系是vAB______vAC______vBC(两空均填“>”“<”或“=”)。小车在下滑过程中速度越来越________。
(5)如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度vAB′会偏________。
1
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7
<
<


3.为测量同学完成30 m步行的速度,由5位同学组成了小组,测量如图所示。
(1)测量原理是____________,测量主要工具是________和________;
1
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7
刻度尺
停表
(2)同学们互换角色,进行了测量,数据表格如表,请补充记录项目的一处空白。
测量步行平均速度实验记录表
s/m
t/s
__________
10
?
?
20
?
?
30
?
?
v/(m/s)
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4.[2025年1月南通期末改编]无风的天气,小虹和同学一起用机械停表和刻度尺测量乒乓球下落的平均速度,他们让乒乓球从三楼由静止竖直落到地面。对于实验有关的操作和分析,说法正确的是(  )
①该实验很简单,不必注意操作的安全②选择量程为1米的刻度尺来测量路程③使用停表前,要先观察停表是否调零
④所测速度不能表示乒乓球每一时刻的快慢
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.只有②④
C
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6
7
2星题 情境应用
5.在“测量物体运动的平均速度”实验中,实验装置如图甲所示。
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路程
运动时间
平均速度
sAB=0.45 m
tAB=3.0 s
vAB=0.15 m/s
sAC=0.90 m
tAC=4.5 s
vAC=______m/s
(1)测量平均速度的原理是____________;
【实验过程】
(2)装置改进:实验中,小组同学发现小车通过AB段路程的时间过短,不便于测量时间,为了解决这一问题,可以只将木块向________(填“左”或“右”)适当移动;
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【数据分析】
(3)改进后,进行实验并记录数据在表格中,计算出小车通过AC段的平均速度是______m/s,小车通过BC段的平均速度是______m/s;
【交流反思】
(4)若按照图乙所示方式测量小车通过AC段的平均速度,则测量结果比小车的实际速度偏________(填“大”或“小”);
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0.2
0.3

【拓展实验】
(5)如图丙所示的测量长度的工具叫滚尺,小明想利用滚尺测量自己的步行速度。滚尺主要由计数器和滚轮组成,滚轮是由塑料轮毂和橡胶轮组成,将滚轮沿被测路径滚动时,通过滚轮滚动的圈数可以得出路径长度。推动滚尺,同时计时,测出步行滚轮的圈数为n,所用时间为t。已知该滚尺滚轮直径为D,则小明步行的平均速度v=__________ (用题中的字母表示)。
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6.[2025年1月南京期末]小明在内径约为0.8 cm、长为90 cm的玻璃管中注水近满,上端留一小段空气柱,再用橡皮塞塞住管口,将玻璃管翻转后竖直放置,观察气泡的运动情况,如图甲所示。从计时开始,每隔10 cm记录一下时间,实验数据如表所示。
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路程s/cm
0
10
20
30
40
50
时间t/s
0
2
4
6
8
10
(1)气泡上升过程中,若以气泡为参照物,玻璃管口的塞子是________(填“运动”或“静止”)的;
(2)请你根据所测数据在图乙中画出第6秒气泡的位置,并在图丙中画出v?t图像;
(3)分析可知,气泡做
____________运动,气泡在
0~8 s内的平均速度为
______m/s。
运动
如图所示。
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匀速直线
0.05
7. (新器材)光电门是物理实验中用来测量时间的一种常用设备。如图所示,某同学用光电门测量小车沿斜面向下运动的速度,小车上安装有遮光板,A、B是安装在斜面上的不同位置的两个光电门。
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7
3星题 思维提升
(1)若小车上的遮光板宽度为d,当小车
通过光电门时,计时器记录的时间为t,
则小车通过光电门的速度v=________。
(2)若已知遮光板宽度d=1 cm,让小车从斜面顶端以一定的初速度开始沿斜面向下运动,两光电门计时器记录的时间分别为tA=0.01 s, tB=0.005 s,则小车通过A、B两位置的速度分别为vA=__________m/s,vB=________m/s。
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2
平均速度的测量
实践活动
测量小车的平均速度
测量原理和测量的物理量
①测量原理:
②测量的物理量:长度s、时间t
测量球下落的平均速度
①实验器材:刻度尺、频闪照相机
②结论:小车在斜面上做加速直线运动.
①实验器材:刻度尺、停表、小车、斜面等
②结论:小车在斜面上做加速直线运动
拓展实验
借助传感器和计算机测量平均速度
①测量人正常行走、竞走或跑步的平均速度
②估测骑自行车行进的平均速度
????=?????????
?
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