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/ 让教学更有效 精品教案 | 物理学科
2.3　物体运动的速度
【知识要求】
1.知道匀速直线运动和平均速度的概念。
2.经历实验，测量物体运动的速度。
【教学重难点】
1.学会用刻度尺和秒表测量物体运动的速度。
2.匀速直线运动的理解和平均速度的计算。
刻度尺、秒表、小木块、长木板、挡片、小车
在日常生活、生产实践和科学实验中，常常需要对某些物体的速度进行测量。物理学中研究问题总是从最简单的情况着手。因此，我们选取一个简单的实验进行探究。
一、匀速直线运动
从人们开始通过实验研究运动起，速度一直是一个重要的测量对象。物理学中研究问题总是从最简单的情况着手，教师引导学生观看课本图2-3-2，归纳：
1.定义：在物理学中，一个物体沿着直线运动，在任意相同的时间内，通过的路程始终相等，这样的运动叫作匀速直线运动。
2.特征：（1）运动的路线是直线；（2）运动的快慢保持不变。
3.图像特点：s－t图像是过原点的直线，v－t图像是与时间轴平行的直线。
例题讲解：
【例1】关于匀速直线运动的速度公式v＝，下列说法正确的是（　　）
A.速度与路程成正比
B.速度与路程成正比，与时间成反比
C.速度与时间成反比
D.速度与路程、时间无关
【解析】做匀速直线运动的物体，其速度大小不变，是一个定值，与路程、时间均无关。
【答案】D
【妙记锦囊】匀速直线运动的特征是：①运动的路线是直线；②运动方向和运动快慢不变；③任意相等时间内通过的路程都相等。
二、变速直线运动
教师引导学生思考：生活中的匀速直线运动非常少，很多运动都不是匀速直线运动，那么它们的速度怎样测量和计算呢？
1.变速直线运动：物体沿直线运动时，其速度大小经常发生变化，即在相等的时间内物体通过的路程并不相等，这样的运动叫作变速直线运动。
2.平均速度：做变速直线运动的物体，通过的路程与通过这段路程所用时间的比值，叫作物体通过这段路程的平均速度。
3.平均速度的计算公式：＝。
例题讲解：
【例2】小汽车在平直公路上运动时的路程—时间图像如下图所示，则小汽车的运动情况是（　　）
A.在第一个10s内以10m/s的速度做匀速运动
B.在第二个10s内速度大小不变
C.在第三个10s内前进了300m
D.在前30s内的平均速度为15m/s
【解析】由图像可知，在第一个10s内，小汽车的s－t图像是一条过原点的斜线，表示小汽车做匀速直线运动，故A正确。在第二个10s内小汽车的s－t图像是一条曲线，表示小汽车做变速直线运动，故B错误。在第三个10s内小汽车的s－t图像是一条平行于横轴的直线，说明小汽车静止，故C错误。在前30s内小汽车的平均速度v＝＝＝10m/s，故D错误。
【答案】A
三、实验：测量物体运动的平均速度
根据＝可知，如果测出物体运动的路程s和通过这段路程的时间t，就可以计算出物体在这段时间内的平均速度。
1.实验原理：＝。
2.实验器材：小车、刻度尺、秒表、小木块、长木板、挡片。
3.设计实验：
（1）斜面保持很小的坡度：便于测量时间。
（2）挡片的作用：确定小车运动的终点；准确测量时间。
数据记录表格：
实验次序 1 2 3
路程s/cm
时间t/s
平均速度/（m·s－1）
　　4.实验步骤：
（1）组装实验装置：将长木板的一端用小木块垫起来，使它保持较小的坡度，选取小车为研究对象。
（2）测量小车在斜面上运动全程的平均速度。把小车放在斜面顶端，挡片放在斜面底端，释放小车，同时启动秒表，小车撞击挡片时，停止计时，读出小车从斜面顶端滑到挡片位置的时间t1；用刻度尺测出小车运动路程s1。重复3次实验，将数据记录在表格中。
（3）根据＝计算小车运动全程的平均速度。
（4）测量小车在斜面上前半程运动的平均速度。将挡片移至斜面中部，测出小车从斜面顶端滑下到撞击挡片所用的时间t2；用刻度尺测出小车运动路程s2。测量3次并把数据记录在表格中，计算小车在斜面上前半程运动的平均速度。
（5）测量完毕，整理器材。
实验中，在斜面顶端固定一个位移传感器，可实时测量传感器到小车的距离。若传感器每秒测量25次，计算机将自动计算出每个0.04s内的平均速度，并标在坐标系上，用光滑曲线连接。从图像可看出速度随时间的变化情况。
例题讲解：
【例3】在“测平均速度”的实验中（如下图所示），让小车从斜面的A点由静止开始下滑，测出小车到达B点的时间为2s，则AB段的路程sAB＝　　　　cm。小车在AB段的平均速度为　　　　m/s。如果在某次测量中小车过了B点才停止计时，测得AB段的平均速度vAB会偏　　　　。
【解析】小车运动距离sAB＝80.0cm－40.0cm＝40.0cm，tAB＝2s，小车通过AB段的平均速度＝＝＝20.0cm/s＝0.2m/s；如果让小车过了B点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由公式＝可知，平均速度会偏小。
【答案】40.0　0.2　小
3　物体运动的速度
　物体运动
的速度
　　在本节课中，学生第一次运用描点法画图像，所以横坐标和纵坐标上的物理量的含义一定要讲清楚。通过画图像，可培养学生实事求是的科学态度和严谨认真的科学精神。在计算小车的速度时，结果要求用小数表示，且保留一位或两位小数，并强调用分数表示的要扣分。学生对速度公式的理解和变速直线运动的计算这两个知识点的掌握不是很好，特别是后者，计算时容易张冠李戴。这一节涉及的运动图像，虽然教材没有要求，但还是需要讲；由于学生没有学习正比例函数图像，所以掌握起来有一定难度。

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