資源簡介

(共34張PPT)
第4節 速度的測量
第一章 機械運動
逐點
導講練
課堂小結
作業提升
課時講解
1
課時流程
2
測量小車運動的速度
用傳感器測量物體運動的速度
知識點
測量小車運動的速度
知1－講
1
1. 提出問題 如圖1，小車沿斜面下滑時，速度是如何變化的？
知1－講
思想方法
間接測量法：將一個不易測量的量轉換為若干個可直接測量的量加以測量，再根據由定義或規律導出的關系式進行計算，從而間接獲得測量結果的測量方法，稱為間接測量法。平均速度的測量利用的就是間接測量法。
知1－講
2. 猜想與假設
小車開始靜止，后來運動，據此猜想小車速度越來越快。
在猜想時，應該先想后猜，也就是猜的要有依據，不能胡亂猜。
知1－講
3. 實驗方案
(1)實驗原理：v=。
(2)測量工具：
①用刻度尺測量小車運動的路程。
②用秒表測量小車通過這段路程所用的時間。
知1－講
(3)設計實驗：根據問題(目的)確定解決方案。
問題(目的) 解決方案
如何粗略判 斷速度變化 如圖2，把整個運動分為上、下兩個運動階段，分別測量
平均速度，然后
比較速度的變化
知1－講
如何測量小車在每個階段運動的路程和時間 ①一只手松開小車時，另一只手立即按動秒表啟動按鈕，開始計時；
②小車到達預定終點時，撞擊金屬板發聲，停止計時；
③為了保證上、下兩個運動階段在同一個運動過程中，測量小車在下半段所用的時間時，應該讓小車從上半段的上端開始運動，即上、下半段測量中小車從同一位置由靜止釋放
知1－講
如何設計實驗記錄表格 ①實驗中，需要記錄s、t，計算v，所以在表格的一行需要記錄或計算三個數據；
②整個運動分為兩個階段，對于每個階段，都需要記錄或計算三個數據。
知1－講
特別提醒
在測量平均速度時，不是直接測量出速度；而是先測量出s、t，再通過v=計算得到速度。
知1－講
4. 實驗數據
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－講
5. 實驗結論 小車在斜面上下滑的過程中，它的運動速度越來越大，小車做的是變速直線運動。
知1－講
6. 評估交流
(1)為了方便計時，斜面的坡度要比較小、斜面要長一些。
(2)每次實驗，小車應從斜面頂端由靜止釋放。
(3)金屬板的作用：
①確定小車結束運動的位置。
②確定小車結束運動的時刻，聽見撞擊聲停止計時。
知1－講
(4)不當操作對測量結果的影響。
不當操作 影響物理量 測量結果v=
斜面不平整，小車做曲線運動 測量路程s 偏小 測量速度偏小
小車行駛后，開始 計時 測量時間t 偏小 測量速度偏大
小車停止運動一段時間后，才停止計時 測量時間t 偏大 測量速度
偏小
知1－講
方法技巧
測量平均速度時分析誤差的步驟：
(1)在操作過程中，確定測量的s、t 是偏大還是偏小。
(2)結合公式v=，分析測量的速度是偏大還是偏小。
知1－練
例 1
【母題 教材P28 圖1.4-2 】小華在“測小車的平均速度”的實驗中，設計了如圖3 所示的實驗裝置。小車從帶刻度(分度值為1 cm)的斜面
頂端由靜止下滑，
圖中的圓圈是小
車到達A、B、C
三處時電子秒表的示數。
知1－練
解題秘方：平均速度的測量和分析都是圍繞公式v= 進行的。
知1－練
(1)該實驗是根據公式______進行速度計算的。
(2)為了方便計時，應使斜面的坡度較______ (填“大”或“小”)。
v=
小
(3)請根據圖中信息回答：sAB=______cm；tBC=______s；vAB=______m/s；vBC= ______m/s。
知1－練
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)由實驗看出，小車在下滑過程中速度越來越 ______，做_________運動。
知1－練
大
變速直線
(5)如果讓小車過了A 點后才開始計時，則會使所測AC 段的平均速度vAC 偏______(填“大”或“小”)。
知1－練
解析：如果小車過了A點才開始計時，會導致測得的時間小于小車通過該段路程s所用的時間t，路程s 準確，時間t 偏小，由公式v= 知，測得的平均速度會偏大。
大
知1－練
1. 如圖所示的是“測量平均速度”的實驗裝置。實驗中讓小車從斜面的A 點(80 cm 處)由靜止開始下滑到C 點，測出小車到達B 點(40 cm處)的時間為1.6 s。
知1－練
則下列有關說法正確的是(　　)
A. 小車在AB 段的平均速度為25 m/s
B. 為了方便測量時間，斜面傾角應該大一些
C. 小車在AB 段的平均速度小于在AC 段的平均速度
D. 測量小車從A 點運動到C 點的過程中BC段的平均速度，應將小車從B 點由靜止釋放
C
知2－講
知識點
用傳感器測量物體運動的速度
2
1. 設計實驗
(1) 實驗目的：①測量小車在斜面上運動的速度。②測量人的手掌移動時速度的變化情況。
(2)實驗器材：位置傳感器、小車、斜面、計算機等。
知2－講
(3)實驗原理：如圖4 甲所示，位置傳感器B 利用超
聲波可以測出不同時刻小車A 與它的距離。這樣計算機就可以算出運動的小車在不同位置時的速度。計算機把在不同時刻測出的運動物體的速度
顯示在屏幕上(橫軸為時間，
縱軸為速度)，我們就可以
直觀地看出物體的速度是
增大的、減小的還是不變的。
知2－講
2. 進行實驗
(1)調節傳感器的位置，使傳感器對準小車，讓小車從斜面上滑下，觀察計算機顯示速度波形的變化情況(如圖乙)。
(2)將手掌放在位置傳感器前，來回移動手掌，觀察計算機顯示速度波形的變化情況。
知2－講
3. 實驗結論
通過速度變化圖像(圖乙)，我們發現小車的速度先不斷變大，后減為零；通過速度變化圖像，我們發現手掌移動的速度在不斷變化。
知2－講
拓展延伸
傳感器測距離配合計算機測速的優點：
(1)位置傳感器可自動測出各時刻的距離。
(2)計算機可以根據距離和對應時間信息，自動算出速度。
(3)計算機可以直接顯示出速度—時間圖像。
知2－練
【母題 教材P28 圖1.4-3】 物體運動的情況可以通過傳感器即時測量，呈現出來。位置傳感器利用超聲波測出在不同時刻小車與它的距離，計算機再根據時間就可以算出運動的
小車在不同位置時的速
度(如圖5 甲)。
例2
知2－練
屏幕圖像如圖乙，橫軸為時間，縱軸為速度，通過圖像可以看出，t=2.5 s 時小車的運動速度為______m/s；小車在斜面上滑下時做
___________ (填“勻
速直線”或“加速直
線”)運動。
0.8
加速直線
知2－練
解析：由圖像可知，t=2.5 s 時小車的運動速度為0 .8 m/s；小車在斜面上滑下時速度逐漸變大，做加速直線運動。
知2－練
2.[中考·畢節] 小明用玩具汽車測量平均速度，讓汽車在斜面上沿直線下滑，位置傳感器每隔0.2 s 記錄一次汽車的位置，如圖所示。
知2－練
由圖可知，汽車從A 點運動到C 點的路程為______cm，BD 段的平均速度為______ m/s，汽車由A 點運動到D 點的過程，不是做勻速直線運動，理由是______________
______________ 。
2.10
0.1
相同的時間內通
過的路程不相等
速度的測量
測量平
均速度
原理
v=
實驗設計及改進
實驗誤差分析

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