資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第4節(jié) 速度的測(cè)量（教學(xué)設(shè)計(jì)）
年級(jí) 八年級(jí) 授課時(shí)間
課題 第4節(jié) 速度的測(cè)量
教學(xué) 目標(biāo) 1. 能用刻度尺測(cè)出物體運(yùn)動(dòng)的路程，能用停表測(cè)出物體通過(guò)這段路程所用的時(shí)間，根據(jù)公式v=s/t計(jì)算出物體在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均速度。 2. 了解用位置傳感器測(cè)量速度的方法。
教材 分析 本節(jié)是學(xué)生第一次分組實(shí)驗(yàn)課。教師通過(guò)這節(jié)的教學(xué)，不僅要讓學(xué)生學(xué)會(huì)用刻度尺和停表測(cè)出小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)的平均速度，而且又讓學(xué)生知道平均速度的數(shù)值在不同的時(shí)間內(nèi)或不同的路程段中其大小會(huì)不同。講平均速度或計(jì)算平均速度時(shí)，必須強(qiáng)調(diào)是物體在哪一段時(shí)間內(nèi)或哪一段路程中的平均速度，否則是沒(méi)有任何意義的。學(xué)生通過(guò)親身參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體會(huì)利用物理公式間接測(cè)定物理量的科學(xué)方法。由于本節(jié)是學(xué)生的第一次分組實(shí)驗(yàn)課，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)室的使用規(guī)則，讓學(xué)生養(yǎng)成遵守實(shí)驗(yàn)室要求、注意安全等習(xí)慣。
學(xué)情 分析 本節(jié)是學(xué)生的第一次分組實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生通過(guò)親身參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體會(huì)利用物理公式間接測(cè)量物理量的科學(xué)方法。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)室的使用規(guī)則，讓學(xué)生養(yǎng)成遵守實(shí)驗(yàn)要求、注意安全等習(xí)慣。
教學(xué)重點(diǎn) 測(cè)量平均速度。
教學(xué)難點(diǎn) 用位置傳感器測(cè)量速度的方法。
教學(xué) 器材 長(zhǎng)木板、小車(chē)、刻度尺、停表、金屬片； ppt、包含視頻資料：《測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的平均速度》、《用位置傳感器測(cè)量速度》、《超聲波測(cè)速》等。
教學(xué)過(guò)程
教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng)
導(dǎo)入新課 公路上有許多速度監(jiān)測(cè)設(shè)備，其中一種測(cè)速設(shè)備采用的是區(qū)間測(cè)速的方法（如圖），即通過(guò)測(cè)算車(chē)輛在兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的平均速度，判斷車(chē)輛在該路段是否超速。這種測(cè)速設(shè)備是如何測(cè)算出車(chē)輛的平均速度的 從公式v=s/t可知，測(cè)算平均速度一般需要測(cè)量路程和時(shí)間兩個(gè)物理量。在公路一段固定距離的路段兩端分別放置一個(gè)攝像頭，當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)這兩個(gè)攝像頭時(shí)都會(huì)被拍照。系統(tǒng)根據(jù)這兩張照片的拍攝時(shí)刻就能算出車(chē)輛通過(guò)這段距離的時(shí)間，從而算出車(chē)輛的平均速度。這就是區(qū)間測(cè)速的原理。 請(qǐng)你想一想：應(yīng)該怎樣測(cè)量物體的速度 下面我們來(lái)實(shí)際測(cè)量一個(gè)沿斜面下滑的小車(chē)的平均速度。 思考問(wèn)題，進(jìn)入情景.
學(xué)習(xí)新課 一、測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)的平均速度 1. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 【提出問(wèn)題】測(cè)量小車(chē)的平均速度，實(shí)驗(yàn)原理是什么？需要測(cè)量哪些物理量？需要哪些測(cè)量?jī)x器？ 【總結(jié)】在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)： （1）我們可以用刻度尺測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)的路程s，用秒表測(cè)量小車(chē)通過(guò)這段路程所用的時(shí)間t，依據(jù)公式v= s/t，就可以算出小車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均速度。 我們可以將長(zhǎng)木板的一端用木塊墊起，搭建一個(gè)斜面，使它保持很小的坡度。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，小車(chē)可在這個(gè)斜面上運(yùn)動(dòng)。 （2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河每潭瘸吆屯１頊y(cè)小車(chē)的平均速度。 （3）實(shí)驗(yàn)原理：v＝，需要測(cè)量的物理量是路程s和時(shí)間t。 （4）實(shí)驗(yàn)器材：斜面、木塊、小車(chē)、刻度尺、停表、金屬擋板等。 【提問(wèn)】你能說(shuō)出各個(gè)器材的作用嗎？學(xué)生討論發(fā)言，教師進(jìn)行補(bǔ)充。 【總結(jié)】在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行概括總結(jié) （5）實(shí)驗(yàn)器材的作用 ①斜面的作用：使小車(chē)能夠自由下滑。 ②刻度尺的作用：測(cè)量小車(chē)通過(guò)的路程。使用刻度尺前要觀察刻度尺的零刻度線、量程和分度值，使用時(shí)要“會(huì)放”、“會(huì)讀”、“會(huì)記”。 ③停表的作用：測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。會(huì)讀停表的示數(shù)：示數(shù)=小表盤(pán)示數(shù)（min）+大表盤(pán)示數(shù)（s），根據(jù)小表盤(pán)分針是否過(guò)半加30s。 ④金屬片的作用：讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，便于測(cè)量時(shí)間。 （6）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 【提問(wèn)】搭建斜面時(shí)，對(duì)斜面的坡度有什么要求？ ①搭建斜面時(shí)，坡度不能太小也不能太大。斜面的坡度太小，小車(chē)可能達(dá)不到底部；斜面的坡度太大，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度大，時(shí)間短，導(dǎo)致測(cè)量難度大、實(shí)驗(yàn)誤差大。 ②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，斜面的傾斜程度不能變。 ③測(cè)量小車(chē)下滑路程時(shí)，起點(diǎn)從車(chē)頭算起，終點(diǎn)也應(yīng)該是車(chē)頭。 2. 實(shí)驗(yàn)步驟 （1）如圖，將長(zhǎng)木板的一端用小木塊墊起，形成一個(gè)坡度很小的斜面； （2）將小車(chē)放在斜面頂端，金屬片放在斜面底端，用刻度尺測(cè)出小車(chē)要通過(guò)的路程s1，把和后面測(cè)得的數(shù)據(jù)填入實(shí)驗(yàn)記錄表格中； （3）用停表測(cè)量小車(chē)從斜面頂端滑下到撞擊金屬片的時(shí)間t1； （4）根據(jù)測(cè)得的s1、t1，利用公式v1= s1/t1算出小車(chē)通過(guò)斜面全程的平均速度v1。 （5）將金屬片移至斜面的中部，測(cè)出小車(chē)到金屬片的距離s2； （6）測(cè)出小車(chē)從斜面頂端滑過(guò)斜面上半段s2所用的時(shí)間t2，算出小車(chē)通過(guò)上半段路程的平均速度v2。 （7）實(shí)驗(yàn)記錄表格 路程s/cm時(shí)間t/s平均速度v/（cm·s-1）s1= t1= v1= s2= t2= v2=
【提出問(wèn)題】怎樣得到下半段的平均速度？ 【講解】我們可以通過(guò)計(jì)算得到小車(chē)在下半段的平均速度。方法是：根據(jù)前兩次實(shí)驗(yàn)，可計(jì)算出小車(chē)通過(guò)下半段的路程：s3=s1-s2，計(jì)算出通過(guò)下半段路程所用時(shí)間：t3=t1-t2，根據(jù)公式v3＝s3/ t3算出小車(chē)通過(guò)下半段的平均速度v3。 3. 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) （1）做好小組內(nèi)人員的分工，一位同學(xué)操作小車(chē)，一位同學(xué)操作停表，一位同學(xué)記錄數(shù)據(jù)，要分工明確，并協(xié)調(diào)好。 （2）在正式實(shí)驗(yàn)前，鼓勵(lì)學(xué)生先練習(xí)用停表計(jì)時(shí)，方法是：先將小車(chē)放于斜面頂端，將金屬片置于斜面底端，并開(kāi)始倒計(jì)時(shí)：“5、4、3、2、1、0”，讀到“0”時(shí)操作小車(chē)的同學(xué)釋放小車(chē)，負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)的同學(xué)同時(shí)啟動(dòng)停表計(jì)時(shí)，當(dāng)聽(tīng)到小車(chē)撞擊金屬片的聲音時(shí)，學(xué)生立即按下停表，并報(bào)出數(shù)值。應(yīng)讓學(xué)生練習(xí)幾次，熟練以后會(huì)使測(cè)量的結(jié)果更準(zhǔn)確些。 （3）教師巡視指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題，給予輔導(dǎo)，糾正錯(cuò)誤操作。 4. 分析論證 展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（可將幾組學(xué)生計(jì)算好的實(shí)驗(yàn)表格投影展示出來(lái)） 路程s/cm時(shí)間t/s平均速度v/（cm·s-1）s1= 70t1=2.5 v1=28 s2=35 t2=1.6 v2=22
（1）計(jì)算全程、上半段的平均速度： 全程的平均速度 v＝==28cm/s 上半段的平均速度 v＝==22cm/s （2）計(jì)算下半段的平均速度 下半段路程 s3=35cm，小車(chē)通過(guò)下半段路程所用時(shí)間 t3=t1-t2=2.5s-1.6s=0.9s，下半段的平均速度 v3＝==39cm/s （3）三次平均速度的大小依次是v3＞v1＞v2。 （4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ①小車(chē)沿斜面下滑做加速直線運(yùn)動(dòng)。 ②各段路程的平均速度不相等。所以講平均速度或計(jì)算平均速度時(shí)，必須強(qiáng)調(diào)是物體在哪一段時(shí)間內(nèi)或哪一段路程中的平均速度。 5. 交流與評(píng)估 （1）實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是測(cè)時(shí)間。小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，小車(chē)撞擊金屬片的同時(shí)停止計(jì)時(shí)。正式實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)該多練習(xí)幾次，熟練之后會(huì)使測(cè)量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。 （2）斜面墊起的一端不要太高，也不要太低（過(guò)高會(huì)使小車(chē)速度過(guò)大，不易記錄時(shí)間，過(guò)低時(shí)可能會(huì)使測(cè)出的平均速度太接近）。 （3）誤差分析（實(shí)驗(yàn)誤差主要來(lái)自于時(shí)間測(cè)量的誤差） ①當(dāng)小車(chē)過(guò)了起始位置才開(kāi)始計(jì)時(shí)或小車(chē)未達(dá)終點(diǎn)就停止計(jì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間偏小，平均速度偏大； ②當(dāng)小車(chē)到達(dá)終點(diǎn)后才停止計(jì)時(shí)或小車(chē)未開(kāi)始運(yùn)動(dòng)提前計(jì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間偏大，平均速度偏小； ③小車(chē)沒(méi)有從靜止開(kāi)始下滑，所測(cè)平均速度偏大。 【想想議議】某同學(xué)想測(cè)出小車(chē)在下半段路程的平均速度，提出可以把不車(chē)從斜面的中部開(kāi)始釋放，進(jìn)行測(cè)量。這樣測(cè)得的平均速度與上面的實(shí)驗(yàn)中小車(chē)在下半路程的平均速度是否相等 說(shuō)明原因。 【分析】小車(chē)在下滑過(guò)程中，到達(dá)中部的速度并不為零，所以讓小車(chē)從中部由靜止釋放，到達(dá)底端的時(shí)間，并不等于下半程的時(shí)間，這樣測(cè)得的平均速度與上面的實(shí)驗(yàn)中小車(chē)在下半路程的平均速度不相等。 【播放視頻】——《測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)的平均速度》 【例題1】如圖是“測(cè)量小車(chē)平均速度”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)讓小車(chē)從斜面的A點(diǎn)由靜止滑下，分別測(cè)出小車(chē)到達(dá)B、C點(diǎn)的時(shí)間，即可求出不同路段的平均速度。 （1）小車(chē)所放的斜面應(yīng)保持較_____的坡度，這樣小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間會(huì)______（選填“長(zhǎng)”或“短”）些，便于測(cè)量時(shí)間。 （2）小車(chē)從斜面頂端運(yùn)動(dòng)到底端的過(guò)程中，小車(chē)做的是_____（選填“勻速”或“變速”）直線運(yùn)動(dòng)。 （3）小車(chē)在AC段的平均速度vAC＝_____m/s。 （4）若小車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)后才開(kāi)始計(jì)時(shí)，vAC的測(cè)量值與真實(shí)值相比會(huì)_____（選填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）小，長(zhǎng)；（2）變速；（3）0.16；（4）偏大. 【解析】（1）斜面越陡，小車(chē)運(yùn)動(dòng)得越快，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，測(cè)量誤差較大，故實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量使斜面保持較小的坡度，這樣小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間會(huì)長(zhǎng)些，便于測(cè)量時(shí)間。 （2）小車(chē)在斜面上全程加速下滑，速度越來(lái)越快，做的是變速直線運(yùn)動(dòng)。 （3）小車(chē)在AC段所用時(shí)間tAC＝09:25:20-09:25:15=5s AC段運(yùn)動(dòng)的路程sAC＝80cm=0.8m 小車(chē)在AC段的平均速度 （4）若小車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)后才開(kāi)始計(jì)時(shí)，則測(cè)得AC段的時(shí)間偏小，由v=s/t可知， 的測(cè)量值與真實(shí)值相比會(huì)偏大。 討論所提問(wèn)題，自由發(fā)言。了解實(shí)驗(yàn)原理、器材及需要測(cè)量的物理量。 討論實(shí)驗(yàn)器材的作用，回答并相互補(bǔ)充。 會(huì)正確使用刻度尺、停表。 了解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。 討論回答并測(cè)量全程、上半段平均速度的方法。 討論并回答，計(jì)算下半段的平均速度的方法。 進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。注意要分工明確，并協(xié)調(diào)好。 進(jìn)行分析論證，計(jì)算三個(gè)路段的平均速度。 分析論證，歸納出小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度的變化規(guī)律。 進(jìn)行交流與評(píng)估，分析誤差 產(chǎn)生的主要原因。 討論并回答。 觀看視頻《測(cè)量物體的平均速度》，了解該實(shí)驗(yàn)規(guī)范操作的完整過(guò)程。 做例題1，掌握測(cè)量平均速度的方法，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集和處理等。
學(xué)習(xí)新課 二、拓展實(shí)驗(yàn)：用傳感器測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度 1. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹竣贉y(cè)量小車(chē)在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度；②測(cè)量人的手掌移動(dòng)時(shí)速度的變化情況。 【實(shí)驗(yàn)器材】位置傳感器、小車(chē)、斜面、計(jì)算機(jī)等。 【實(shí)驗(yàn)原理】如圖所示，A為可在斜面上自由移動(dòng)的小車(chē)，B為固定在斜面一端的傳感器。傳感器利用超聲波可以測(cè)出在不同時(shí)刻小車(chē)與它的距離，然后計(jì)算機(jī)再根據(jù)時(shí)間就可以算出運(yùn)動(dòng)的小車(chē)在不同位置時(shí)的速度。 如果將傳感器放置在合適的位置，實(shí)驗(yàn)者面對(duì)傳感器，前后行走，就可以在計(jì)算機(jī)屏幕上觀察實(shí)驗(yàn)者行走的速度。 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 （1）調(diào)節(jié)傳感器的位置，使傳感器的激光對(duì)準(zhǔn)小車(chē)，讓小車(chē)從斜面上滑下，觀察計(jì)算機(jī)顯示速度波形的變化情況。 （2）將手掌放在位置傳感器前，來(lái)回移動(dòng)手掌，觀察計(jì)算機(jī)顯示速度波形的變化情況。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 通過(guò)速度變化圖像，我們發(fā)現(xiàn)小車(chē)的速度不斷變大，后減為零。通過(guò)速度變化圖像，我們發(fā)現(xiàn)手掌移動(dòng)的速度在不斷變化。 【分析論證】傳感器測(cè)距離配合計(jì)算機(jī)測(cè)速的優(yōu)點(diǎn)： ① 位移傳感器可自動(dòng)測(cè)出各時(shí)刻的距離； ② 計(jì)算機(jī)可以根據(jù)距離和對(duì)應(yīng)時(shí)間信息，自動(dòng)算出速度； ③ 計(jì)算機(jī)可以直接顯示出速度～時(shí)間圖像。 【播放視頻】——《用位置傳感器測(cè)量速度》 【例題2】小明同學(xué)用如圖甲的裝置研究小車(chē)在斜面上的運(yùn)動(dòng)。他將小車(chē)從坡頂A處?kù)o止釋放，測(cè)出小車(chē)從A滑到坡底C處的時(shí)間t1＝2.5s再次將小車(chē)從A處?kù)o止釋放，測(cè)出小車(chē)從A滑到中點(diǎn)B處的時(shí)間t2＝1.8s。 （1）通過(guò)小明的測(cè)量數(shù)據(jù)可以判斷，小車(chē)在前半程的平均速度______全程的平均速度（“大于”、“等于”或“小于”） ； （2）小明想測(cè)量小車(chē)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中后半段的平均速度，他應(yīng)該將小車(chē)從______處?kù)o止釋放，并在B處開(kāi)始計(jì)時(shí)，在C處停止計(jì)時(shí)（選填“A”或“B”）； （3）物體運(yùn)動(dòng)的情況還可以通過(guò)另一種辦法即時(shí)測(cè)定、顯現(xiàn)出來(lái)。位置傳感器利用超聲波測(cè)出不同時(shí)刻小車(chē)與它的距離，計(jì)算機(jī)就可以算出小車(chē)在不同位置的速度（如乙圖）。屏幕圖象如丙圖，橫軸為時(shí)間，縱軸為速度，通過(guò)圖象可以看出，t=2.5s時(shí)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度為_(kāi)_____ m/s；小車(chē)在斜面上滑下時(shí)做______（選填“勻速直線”或“加速直線”）運(yùn)動(dòng)。 【答案】（1）小于；（2）A，小；（3）0.8，加速直線。 【詳解】（1）前半程AB段的時(shí)間為1.8s，則速度為 vAB＝= 全程的平均速度vAC＝= 可見(jiàn)vAB＜vAC，即小車(chē)在前半程的平均速度小于全程的平均速度。 （2）測(cè)量小車(chē)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中后半段的平均速度，他應(yīng)該將小車(chē)從A處?kù)o止釋放，并在B處開(kāi)始計(jì)時(shí)，在C處停止計(jì)時(shí)。 （3）由圖像可知t=2.5s時(shí)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度為0.8m/s；小車(chē)在斜面上滑下時(shí)速度逐漸變大，做加速直線運(yùn)動(dòng)． 了解用位置傳感器測(cè)量速度的原理。 觀看或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。了解用位置傳感器測(cè)量速度的原理。 歸納結(jié)論。 觀看視頻，了解用位置傳感器測(cè)量速度的完整過(guò)程。 做題，會(huì)利用位置傳感器測(cè)出小車(chē)在不同位置的速度，會(huì)處理數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論。
學(xué)習(xí)新課 三、超聲波測(cè)距、測(cè)速 1. 超聲波測(cè)距 讓學(xué)生閱讀課本P29“科學(xué)世界——超聲波測(cè)距”，了解測(cè)距的原理。 【講解】如圖所示，發(fā)射器向被測(cè)物發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。超聲波傳播過(guò)程中遇到被測(cè)物會(huì)被反射，接收器收到反射波就停止計(jì)時(shí)。根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t及超聲波傳播的速度v，儀器就能自動(dòng)計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)與被測(cè)物之間的距離 s=vt/2。 如果被測(cè)物是運(yùn)動(dòng)的物體，超聲波測(cè)量?jī)x還可測(cè)出物體移動(dòng)的速度。 2. 超聲波測(cè)速 （1）區(qū)間測(cè)速 “區(qū)間測(cè)速”目前在全國(guó)大部分高速路實(shí)行。原理就是在兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝監(jiān)控和測(cè)速探頭，測(cè)出一輛車(chē)通過(guò)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間，再根據(jù)兩點(diǎn)間的距離算出該車(chē)在這一區(qū)間路段的平均車(chē)速，如果這個(gè)平均車(chē)速超過(guò)了該路段的最高限速，即被判為超速。 （2）測(cè)速儀（定點(diǎn)測(cè)速） 如圖所示是在高速公路上常見(jiàn)的測(cè)速裝置，其主要部分是一個(gè)測(cè)速儀。其原理如下圖所示，汽車(chē)向測(cè)速儀的方向勻速駛來(lái)，測(cè)速儀向汽車(chē)發(fā)出兩次短促的（超聲波）信號(hào)，超聲波信號(hào)遇見(jiàn)汽車(chē)前面板，反射回測(cè)速儀。測(cè)速儀根據(jù)汽車(chē)在兩次遇到信號(hào)之間所通過(guò)的路程及所用的時(shí)間，由速度公式v=s/t可得出汽車(chē)的平均速度。 【播放視頻】——《超聲波測(cè)距、測(cè)速》 【例題3】高速公路實(shí)現(xiàn)“區(qū)間測(cè)速”全覆蓋。就是測(cè)算出汽車(chē)在某一區(qū)間行駛的平均速度，如果超過(guò)了該路段的最高限速，即被判為超速。若監(jiān)測(cè)點(diǎn)A、B相距15km，全程限速，一輛轎車(chē)通過(guò)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間如圖所示。求： （1）轎車(chē)通過(guò)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所用的時(shí)間為_(kāi)_____； （2）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，采用“區(qū)間測(cè)速”，這輛轎車(chē)在該路段會(huì)不會(huì)被判超速？ （3）若要確保通過(guò)AB路段區(qū)間測(cè)速不會(huì)被判超速，則通過(guò)AB路段時(shí)間最短用時(shí)多少s？ 【答案】（1）10min；（2）不會(huì)；（3）450s. 【詳解】（1）轎車(chē)通過(guò)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所用的時(shí)間為 t=10h41min-10h31min=10min=h/6 （2）速度為 所以這輛轎車(chē)在該路段不會(huì)被判超速。 （3）確保通過(guò)AB路段區(qū)間測(cè)速不會(huì)被判超速，此時(shí)最大速度 v′=120km/h，則通過(guò)AB路段時(shí)間最短時(shí)間 閱讀課本P29 “科學(xué)世界—超聲波測(cè)距”，了解測(cè)距的原理。 了解區(qū)間測(cè)速的原理。 了解測(cè)速儀的原理。 做例題3，加深對(duì)區(qū)間測(cè)速原理的理解，進(jìn)一步理解平均速度的概念。
課 堂 練 習(xí) 課 堂 練 習(xí) 1．在測(cè)量平均速度的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（　　） A．測(cè)量小車(chē)下半程的平均速度時(shí)，要讓小車(chē)從斜面中點(diǎn)由靜止下滑 B．當(dāng)啟動(dòng)停表后再把小車(chē)放開(kāi)，觀察到它撞擊金屬片時(shí)立即停止，讀出的就是小車(chē)運(yùn)動(dòng)用的時(shí)間 C．小車(chē)在全程的平均速度不等于上半程的平均速度和下半程的平均速度的平均值 D．用刻度尺測(cè)出的斜面長(zhǎng)就是小車(chē)通過(guò)的路程 【答案】C。 【解析】A．測(cè)小車(chē)下半程的平均速度時(shí)，應(yīng)讓小車(chē)從斜面起點(diǎn)由靜止下滑。故A錯(cuò)誤； B．實(shí)驗(yàn)中啟動(dòng)停表和放開(kāi)小車(chē)應(yīng)該在同一時(shí)刻。故B錯(cuò)誤； C．小車(chē)在全程的平均速度應(yīng)用總路程除以對(duì)應(yīng)的總時(shí)間，而不是上半程平均速度和下半程平均速度的平均值。故C正確； D．小車(chē)通過(guò)的路程應(yīng)該是斜面長(zhǎng)減去車(chē)身長(zhǎng)。故D錯(cuò)誤。 故選C。 2. 在如圖所示的斜面上測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)的平均速度，讓小車(chē)從斜面的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，分別測(cè)出小車(chē)到達(dá)B點(diǎn)和C點(diǎn)的時(shí)間，即可測(cè)出不同階段的平均速度。對(duì)上述實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)處理正確的是（　　） A．圖中AB段的路程sAB＝50.0cm B．如果測(cè)得AC段的時(shí)間tAC＝2.5s，則AC段的平均速度vAC=32.0cm/s C．在測(cè)量小車(chē)到達(dá)B的時(shí)間時(shí)，如果小車(chē)過(guò)了B點(diǎn)才停止計(jì)時(shí)，測(cè)得AB段的平均速度vAB會(huì)偏大 D．為了測(cè)量小車(chē)在BC段的平均速度vBC，可以將小車(chē)從B點(diǎn)靜止釋放 【答案】B。 【解析】A．由圖知，刻度尺的分度值是1cm，所以圖中AB段的路程為40.0cm，故A錯(cuò)誤； B．AC段的平均速度為 ＝32cm/s， 故B正確； C．在測(cè)量小車(chē)到達(dá)B的時(shí)間時(shí)，如果小車(chē)過(guò)了B點(diǎn)才停止計(jì)時(shí)，測(cè)得時(shí)間偏大，根據(jù)公式v=s/t得到速度偏小，故C錯(cuò)誤； D．將小車(chē)從B點(diǎn)靜止釋放小車(chē)在B點(diǎn)瞬時(shí)速度為零，但小車(chē)從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)到達(dá)B點(diǎn)具有一定初速度，所以為了測(cè)量小車(chē)在BC段的平均速度vBC ，不能將小車(chē)從B點(diǎn)靜止釋放，故D錯(cuò)誤。 所以選B. 3．測(cè)一小車(chē)從斜面頂端滑到底端的平均速度。 （1）實(shí)驗(yàn)中要使斜面保持較小的坡度，原因是：_________； （2）為了測(cè)量小車(chē)從斜面頂端下滑到撞擊底端金屬片的時(shí)間t，在正式測(cè)量前，要多練習(xí)幾次，目的是__________，測(cè)出來(lái)的時(shí)間如圖所示，示數(shù)為_(kāi)________； （3）某一同學(xué)首先測(cè)出圖中的距離s后，再測(cè)出小車(chē)從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)所需時(shí)間t，則上述測(cè)量中，_______的測(cè)量有誤，原因是：__________； 【答案】（1）便于測(cè)量時(shí)間；（2）減小誤差，10s；（3）路程；小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離等于s減去小車(chē)的長(zhǎng)度. 【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜面的坡度應(yīng)很小，減小小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度，便于計(jì)時(shí)，提高測(cè)量的精確度。 （2）測(cè)小車(chē)從斜面項(xiàng)端滑到底端所用的時(shí)間時(shí)前先練習(xí)幾次，目的是熟悉測(cè)量過(guò)程，減小測(cè)量時(shí)間的誤差；圖中停表的分針為0，秒針為10s，此時(shí)的示數(shù)為10s。 （3）由圖可知，測(cè)量的路程有錯(cuò)誤，因?yàn)樾≤?chē)運(yùn)動(dòng)的距離等于s減去小車(chē)的長(zhǎng)度，即小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離比s小。 4．一小球從A點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的頻閃照片如圖，若頻閃照相機(jī)每隔 閃拍一次。可知小球從A點(diǎn)到F點(diǎn)做的是_______運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)到F點(diǎn)的平均速度為_(kāi)____。 【答案】變速直線，0.125m/s。 【詳解】小球從A運(yùn)動(dòng)到F，在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程不同，做的是變速直線運(yùn)動(dòng)。在這過(guò)程中所用時(shí)間 t=5×0.2s=1s 通過(guò)的路程 s=12.50cm=0.125m 則此過(guò)程的平均速度v=s /t"=0.125m /1s= 0.125m/s 5. 如圖是“區(qū)間測(cè)速”示意圖。若監(jiān)測(cè)點(diǎn)A、B相距30km；一輛轎車(chē)通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)A的速度為100km/h，通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)B的速度為110km/h，通過(guò)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間如圖所示，該路段最高限速120km/h。 （1）原來(lái)檢測(cè)的方法是監(jiān)控探頭判斷通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)的車(chē)速。如果按原來(lái)的方法，該轎車(chē)通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)A、B時(shí)______判為超速；（選填“會(huì)”或“不會(huì)”） （2）這輛轎車(chē)在這個(gè)區(qū)間測(cè)速路段的平均車(chē)速是________，采用“區(qū)間測(cè)速”，這輛轎車(chē)_______超速。（選填“是”或“不是”） 【答案】（1）不會(huì)；（2）150km/h，是。 【詳解】（1）因?yàn)檗I車(chē)通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)A的速度為100km/h，小于該路段最高限速120km/h，所以過(guò)A監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)沒(méi)有超速，轎車(chē)通過(guò)通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)B的速度為110km/h，小于該路段最高限速120km/h，所以過(guò)B監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)也沒(méi)有超速。 （2）由圖可知，轎車(chē)的行駛時(shí)間 t=10：43-10：31=12min=0.2h 則轎車(chē)的平均速度 該轎車(chē)超速。 6. 小海同學(xué)用圖1所示的裝置研究小車(chē)在斜面上的運(yùn)動(dòng)；他將小車(chē)從A處?kù)o止釋放，用秒表測(cè)出小車(chē)從A處滑到C處的時(shí)間t1＝2.5s；再次將小車(chē)從A處?kù)o止釋放，測(cè)出小車(chē)從A處滑到中點(diǎn)B處的時(shí)間t2＝1.7s； （1）通過(guò)小海的測(cè)量數(shù)據(jù)可以判斷，小車(chē)在AB段的平均速度 （選填“大于”、“小于”或“等于”）AC段的平均速度；測(cè)量時(shí)如果不小心讓小車(chē)過(guò)了C處才停止計(jì)時(shí)，則所測(cè)BC段的平均速度會(huì) （選填“偏大”、“偏小”或“不變”）； （2）本實(shí)驗(yàn)還可以利用位置傳感器通過(guò)超聲波測(cè)出小車(chē)的實(shí)時(shí)距離，再用計(jì)算機(jī)算出運(yùn)動(dòng)速度，如圖2所示；假設(shè)位置傳感器發(fā)射的超聲波信號(hào)經(jīng)0.01秒反射回來(lái)并被接收，此時(shí)超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，則傳感器與小車(chē)間的距離是 m；小車(chē)從A處滑到C處的過(guò)程，位置傳感器的屏幕圖像如圖3所示，由圖像可知，小車(chē)沿斜面下滑時(shí)做 （選填“勻速”或“變速”）運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C處的速度為 m/s。 【答案】 小于 偏小 1.7 變速 1.5 【詳解】（1）該實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量路程，所以實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具是刻度尺；已知AC段的時(shí)間t1＝2.5s，AB段的時(shí)間t2＝1.7s，由題知B是AC段的中點(diǎn)，設(shè)一半路程為s，則前半程AB段平均速度為 全程AC段的平均速度為 由上述分析可知小車(chē)在前半程的平均速度小于全程的平均速度，測(cè)量時(shí)如果不小心讓小車(chē)過(guò)了C處才停止計(jì)時(shí)，測(cè)量時(shí)間偏大，根據(jù)速度公式可知所測(cè)BC段的平均速度會(huì)偏小。 （2）傳感器與小車(chē)間的距離為 由圖像可知，隨著時(shí)間增加，速度逐漸增加，可以看出小車(chē)在斜面上滑下時(shí)是加速運(yùn)動(dòng)；已知小車(chē)從A處滑到坡底C處的時(shí)間為2.5s，由圖可知，當(dāng)t＝2.5s時(shí)，小車(chē)的速度為1.5m/s，即小車(chē)到達(dá)C處的速度為1.5m/s。
板 書(shū) 設(shè) 計(jì) 第4節(jié) 速度的測(cè)量 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)會(huì)用刻度尺和停表測(cè)小車(chē)的平均速度 2. 實(shí)驗(yàn)原理：v＝ 3. 實(shí)驗(yàn)器材：斜面、木塊、小車(chē)、刻度尺、停表、金屬片。 4. 實(shí)驗(yàn)步驟： 用刻度尺分別測(cè)出全程和上半段的路程s1和s2，用停表分別測(cè)出所用的時(shí)間t1和t2，用v＝求出（計(jì)算）各段的平均速度。 5. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格 路程(m)運(yùn)動(dòng)時(shí)間(s)平均速度(m/s)s1=t1=v1=s2=t2=v2=s3= s1 -s2t3= t1- t2V3=
6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小車(chē)在各段的平均速度不相等，沿斜面下滑速度越來(lái)越大。 7. 測(cè)速的一些方法：用位置傳感器測(cè)速、超聲波測(cè)速、區(qū)間測(cè)速等。
課 堂 小 結(jié) 第4節(jié) 速度的測(cè)量
作 業(yè)
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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