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沪科版八年级物理（2024） 第一章 运动的世界
第四节 测量：物体运动的速度 （教学设计）
【课题】第四节 测量：物体运动的速度
【学习目标】
1.能完成“测量物体运动的速度”的实验，能正确使用刻度尺、秒表获取实验数据，并算出物体运动的速度，能完成实验报告。
2.能用证据支持或否定自己的观点。
【学习重点】
能完成“测量物体运动的速度”的实验，能正确使用刻度尺、秒表获取实验数据，并算出物体运动的速度，能完成实验报告。
【学习难点】
能利用获取的实验数据计算出物体运动的速度。
【实验器材】
小车、长木板、挡板、木块、刻度尺、秒表（学生分组实验）。
【新课导入】
学校将举行运动会。
南南正在进行100m赛跑的赛前训练，一旁观看的同学议论开了:有同学说南南在中间一段路程(约在30～70m内)的速度几乎没变;有同学则认为在这段路程中，南南的速度明显变化了。
怎样判断物体运动的速度是否发生变化
要探究物体运动的速度是否改变，需要将整个运动分段研究，测量出各段物体运动的平均速度，再进行比较。那么如何测量物体运动的平均速度呢？
【板书课题】 第四节 测量：物体运动的速度
知识点一 测量运动员100m赛跑的速度
【实验目的】 测量在100 m 赛跑过程中运动员的速度
【实验原理】
【实验器材】卷尺、秒表
【实验设计】
以南南同学百米赛跑为例，将他要跑的100m 路程分为三段，用卷尺测量出距起点30 m、70 m 、100 m 的位置，并用小旗做好标记，起跑后，用秒表分别测量出南南同学在前30 m、中间40 m 和后30 m 所用的时间（每个标记处有一位计时的同学，三位同学分别在南南同学冲过前一个小旗时开始计时，在他冲过面前的小旗时停止计时）。
【实验数据记录】
按设计进行实验，并把读取的测量数据填入表格中， 计算出南南在各段路程中的平均速度，也填入表格中。
【实验结论】
南南同学在100 m 赛跑过程中，不同路程段上的平均速度不同，运动速度是变化的，前段最慢，中间最快，后段较快。
知识点二 测量小车沿斜面运动的平均速度
【实验目的】
测量小车沿斜面运动的平均速度。
【实验器材】
小车、长木板、挡板、木块、刻度尺、秒表。
【实验原理与设计】
实验装置如图所示。测量小车沿斜面运动的路程和所用时间，根据速度公式，可计算小车运动的平均速度。
【实验步骤】
（1）将长木板的一端垫高做成斜面，使小车在斜面上释放后能向下运动。
（2）标记小车从斜面上释放时前端的位置，将挡板（ 作用：便于测量小车运动时间）放置在斜面底端。
（3）用刻度尺测量标记处到挡板的距离s1 ，将测量结果记录在表格中。
（4）将小车从标记处由静止开始释放，用秒表测量小车从标记处向下运动到撞击挡板所用的时间t1 ，将测量结果记录到表格中，并计算小车通过路程s1 的平均速度。
【播放视频】测量小车沿斜面运动的平均速度。
测量数据记录表
路程 运动时间 平均速度
S1=70cm t1=2.5s V1=28cm/s
S2=35cm t2=1.6s V2=22cm/s
S3=S1-s2=70cm-35cm=35cm t3=t1-t2=2.5s-1.6s=0.9s V3=39cm/s
【实验结论】
小车在斜面上做变速直线运动，在不同路程段上的平均速度不同，小车从斜面顶端运动到斜面底端的过程中速度越来越大。
【交流讨论】
（1）测量误差分析：
①若小车到达终点后没有及时停止计时，即测量的运动时间t偏大，s 测量正确，则计算得到的平均速度会偏小； ②若小车开始运动后没有及时开始计时，即测量的运动时间t 偏小，那么计算得到的平均速度会偏大。
（2）斜面坡度要适宜：
①斜面坡度过大，会导致小车下滑速度过快，难以精确测量时间; ②斜面坡度过小，会导致小车下滑速度变化不明显，各段平均速度差异较小。
（3）各组同学测的量结果不相同原因：
①实验时斜面调节的坡度不同（或选取小车通过的路程不同）;
②使用秒表的熟练程度不同，运动时间的测量误差相差较大。
注意：
1.测量小车沿斜面运动速度实验的关键是时间的测量，小车开始运动的同时开始计时，小车撞击挡板的同时停止计时。
2.实验时要进行多次测量，以减小实验过程中时间测量的误差，使测量数据更可靠更准确。
3.实验中要保证每次都从同一标记处由静止释放小车。小车通过斜面下半段路程和对应的运动时间不是测出的，而是通过测量数据计算出来的。
【拓展实验】用光电计时器测量速度
如图所示，当做直线运动的小车刚遮挡第一个光源射出的光线时，光电计时器开始计时;遮挡第二个光源射出的光线时，光电计时器停止计时。从光电计时器中读出小车通过两个光源的时间，再测量两个光源的距离(即小车在该段时间内运动的路程)，根据速度公式就可算出小车通过这段路程的平均速度了。
【课堂练习】
【例题1】（2025年四川南充中考题）用图甲所示装置测量“小车运动的平均速度”，每次实验小车都从斜面顶端自由释放，金属片可置于斜面的任意位置，用刻度尺测量路程，停表测量时间，图乙是第5次记录的时间。下表是实验中收集的数据。
实验次数 1 2 3 4 5
路程s/cm 20 40 60 80 100
时间t/s 2.0 2.8 3.5 4.0
（1）表格空白处的时间为________s ；
（2）根据上表数据，可判断小车在斜面下滑的过程中做 __________直线运动；
（3）利用表格中数据，计算小车在第5次实验的平均速度为_______m/s （保留两位小数）。
【答案】（1）4.4 （2）变（或加）速 （3）0.23
【解析】（1）由图乙可知秒表小表盘的分度值是0.5min，指针指在0和0.5min刻度线之间，大表盘的分度值是0.1s，指针指在4.4s刻度线处。秒表显示的时间是4.4s ，所以表格空白处的时间为4.4s .
（2）分析表格数据可知，小车从斜面下滑后，第一个20m所用的时间为2.0s ，第二个20m所用的时间为0.8s，第三个20m所用的时间为0.7s，第四个20m 所用的时间为0.5s，第五个20m所用的时间为0.4s ，则可以得出通过相同的路程，所用的时间越来越短，即小车运动得越来越快，所以小车在斜面下滑的过程中做变速（或加速）直线运动。
（3）小车在第5次实验的平均速度为v=s/t=100cm/4.4s=1m/4.4s≈0.23m/s .
【例题2】（江西中考题）以下是小璟同学做“测量小车的平均速度”时的实验报告（摘要）。请你将其报告中的问题补充完整。
【实验目的】测量小车的平均速度。
【实验原理】 ____________。
【实验器材】 小车、________、______、斜面、金属挡板、长方体木块。
【实验装置】
【实验数据】如表所示。
测量的物理量 AB段 BC段 AC段
路程s/cm 45 56 101
时间t/s 3.0 2.8 5.8
平均速度v/（cm/s） __________ _________ 17.4
【实验分析】（1）小车全程做______（选填“匀速”或“变速”）运动.
（2）斜面底部用金属挡板挡住，其目的是便于测量_____________。
（3）如果不小心让小车过了A点才开始计时，则所测AC段的平均速度会______（选填“偏大”或“偏小”）.
（4）实验中测量小车在不同路程上的平均速度，目的是___（填字母序号）.
A.求速度的平均值，减小实验误差
B.探究小车从斜面上滑下时速度变化的规律
【答案】【实验原理】 【实验器材】刻度尺 秒表 【实验数据】15.0 20.0 【实验分析】（1）变速 （2）小车运动时间 （3） 偏大 （4） B
【解析】测量小车平均速度实验的实验原理是；
实验需要的器材有：小车、刻度尺、秒表、斜面、金属挡板、长方体木块等。
小车在AB段、BC段运动的平均速度分别为
【实验分析】（1）由表中实验数据计算知，AB段的速度小于BC 段的速度，故小车做变速运动。
（2）斜面底部用金属挡板挡住，小车运动到斜面底端撞击金属挡板发出响声，便于测量小车运动的时间。
（3）实验时，如果不小心让小车过了A 点才开始计时，所测小车通过AC段的运动时间偏小，根据速度公式计算出小车通过AC 段的平均速度偏大.
4）实验中测量小车在不同路程上的平均速度，目的是探究小车从斜面上滑下时速度变化的规律，而不是求速度的平均值减小实验误差。
【例题3】（河南中考题）在图示的斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。
（1）图中AB段的路程sAB=____cm,如果测得时间tAB=1.6s,则AB段的平均速度vAB=_____cm/s.
（2）在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段平均速度vAB会偏____。
（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:____________________________________________________。
【答案】（1）40.0 25 （2）小 （3）不正确 小车从A到C过程中通过B点时的速度不为0
【解析】（1）由图可知，AB段的路程sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm，AB的平均速度vAB=sAB/tAB=40.0cm/1.6s=25cm/s.
（2）在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得的时间tAB偏大，根据速度公式计算出的小车在AB段的平均速度vAB会偏小。
（3）该同学的做法不正确；因为小车从A到C过程中通过B点时的速度不为0（或小车通过AC段的时间与通过AB段的时间之差才是小车通过下半程BC段的时间)。
【例题4】(2026年山东济宁中考一模题)如图所示小明用光电计时器测量速度，当做直线运动的小车刚遮挡第一个光源射出的光线时，光电计时器开始计时;遮挡第二个光源射出的光线时，光电计时器停止计时，已知小车车身长度为0.15m，两光线的间距为0.30m，光电计时器显示的数据为0.5s，则小车通过这段路程的平均速度是_______m/s;以小车为参照物，计时器是_______(选填“静止”或“运动”)的。
【答案】0.6 运动
【解析】做直线运动的小车车头刚遮挡第一个光源射出的光线时，光电计时器开始计时;小车车头遮挡第二个光源射出的光线时，光电计时器停止计时。车头通过两光源间距s所用时间t=0.5s，小车通过这段路程的平均速度是为 ；
以小车为参照物，光电计时器的位置发生改变，光电计时器是运动的。
【课后作业】作业： 1～5题。

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