人教版八年級第一章機械運動第四節(jié)測量平均速度講義

高效課堂*精講精煉知識點 測平均速度情景激疑 北京時間2019年5月19日晚，國際田聯(lián)鉆石聯(lián)賽上海站比賽正式打響，中國“飛人”劉翔以12秒97的成績奪得男子110 m欄冠軍，并打破了12秒99的賽會紀錄，這也是此項目該年的世界最好成績，如果劉翔的比賽時間我們按13s來計算，已知劉翔完成比賽的路程為110 m.你能計算出劉翔跑完全程的平均速度嗎?通過這種計算方法，你能想出用哪些測量工具可以測出一個物體的平均速度?教材全解 本節(jié)課的重點是平均速度的測量，如何使用刻度尺和停表準確測量出路程和時間是實驗過程中的一個關鍵。1.路程的測量 測量路程時不可從斜面頂端量到斜面的末端或中點，必須從小車的車頭量到車頭，或小車的車尾量到車尾。2.時間的測量 要先弄清停表的使用方法并熟練掌握。 測量小車運動時間時應使小車做直線運動，小車運動時間較短，測量誤差較大，可以聽小車碰到金屬片的聲音來計時。 斜面的坡度不可過小，否則小車做變速運動不明顯；坡度也不可太大，否則小車運動太快，時間太短，不便于測量。 建議正式測時間之前，應先練習幾次，熟練之后再測量，會更加準確。3.速度的計算 求平均速度時，注意測量出來的長度大多數(shù)是以厘米作單位，計算平均速度時應注意單位的使用。知識拓展 幾種測量速度的方法(1)利用打點計時器測速度利用電磁打點計時器在與運動物體相連的紙帶上打點(孔)以記錄運動物體在不同時刻的位置，用刻度尺測出紙帶某點與相鄰點(計數(shù)點)間的距離，利用速度公式計算得出運動物體的速度。(2)利用光電門測速度 利用光電門測速的原理是把物體通過光電門的時間內的運動認為是勻速直線運動，即用極短時間內的平均速度替代瞬時速度，根據(jù)速度公式可知，只要測出物體的寬度和物體通過光電門的時間即可測定物體的速度。(3)利用頻閃照相測速度 利用頻閃照相拍攝運動物體在不同時刻的位置，再根據(jù)照片和實物的比例推算出照片中不同時刻物體位置間的位移，根據(jù)運動學公式測得物體的速度，此種方法不僅適用于測做勻速直線運動的物體的速度，也適用于測做勻速曲線運動的物體的速度。即學即練例1 在“測平均速度”的實驗中，一實驗者測得小車從斜面頂端運動到斜面底端通過的路程是1 m，小車從斜面頂端運動到斜面中點所用時間是3s，從中點運動到底端所用時間是2s。那么，小車前半程的平均速度是多少?后半程的平均速度是多少?全程的平均速度是多少?解析 計算平均速度時。要注意路程和時間的對應關系，路程是總路程，時間就是總時間，哪半程的路程對應哪半程的時間。答案 前半程的平均速度. 后半程的平均速度. 全程的平均速度. 例2 小明在“測小車的平均速度”的實驗中，設計了如圖所示的實驗裝置，小車從帶刻度的斜面頂端由靜止下滑，小車到達A、B、C三處時電子表的顯示如圖所示。(1)該實驗是根據(jù)公式_進行測量的。(2)實驗中為了方便計時，應使斜面坡度較_(填“大”或“小”)。(3)請根據(jù)圖中所給信息回答： _,_s,_(4)實驗前必須學會熟練使用電子表，如果讓小車過了A點后才開始計時，則會使所測AC段的平均速度偏_(填“大”或“小”).解析 在解題過程中應注意路程單位的變換，通過實驗測出的路程的單位是cm，而速度的單位是m/s,換算時要避免出現(xiàn)錯誤，計算時還要注意路程和時間的對應，哪段路程對應哪段時間。答案 (1) (2)小 (3)5 1 0.033 (4)大例3 如圖所示為小明做“則量物體運動的平均速度”的實驗過程，圖中的停表(停表每格為1 s)分別表示小車通過斜面A、B、C三點的時刻，B點是全程AC的中點，關于小車通過上、下半段路程所用的時間和平均速度的關系，正確的是（ ） A. B. C. D.解析 由圖中停表的示數(shù)可知，所以，故A、B錯誤；由題意知，小車在前半段的平均速度，后半段的平均速度，所以，故C錯誤,D正確.答案 D鞏固練習1 一位同學騎著自行車上坡，在前3s內的平均速度是4 m/s,在后5s內的平均速度是2.4 m/s,那么他在這8s內的平均速度是多少?答案 ,點撥 平均速度不等于速度的平均值，應該用總路程除以總時間來求。鞏固練習2 用斜面和滑塊做“測物體的平均速度”的實驗，當滑塊自斜面頂端出發(fā)時開始計時，當滑塊滑至斜面底端時停止計時，如圖所示，在此過程中，滑塊的平均速度是（ ） A.10cm/s B.9cm/s C.8cm/s D.7cm/s答案 B點撥 由圖知，滑塊通過的路程,運動的時間,所以滑塊的平均速度.鞏固練習3 某人從甲地到乙地的平均速度是,到乙地后，馬上返回甲地，已知返回的速度是，那么，此人全程的平均速度是多少?答案 點撥 由平均速度公式可知，路程是總路程，是甲、乙兩地距離的2倍，即為2s,時間是總時間,代入公式即可求出平均速度。物理量通過實驗或計算測量平均速度的方法路程1.首先注意刻度尺的使用。2.其次在測量路程時應該注意不可從斜面頂端量到斜面的末端或中點，而必須從小車的車頭量到車頭。或小車的車尾量到車尾。時間1.要弄清停表的使用。2.測量小車的運動時間時應使小車做直線運動，小車的運動時間較短，測量誤差較大，可以聽小車碰到金屬片的聲音來計時。速度計算速度時，應注意路程和時間的對應，哪段路程對應哪段時間。重點難點*活學活用重點探究 測量平均速度名師指津測量平均速度的變式 測量一個物體運動的平均速度，一般需要測量路程和時間，由于測路程和時間的方式不同，就出現(xiàn)了測量平均速度的許多變式。(1)路程測量出現(xiàn)的變式 物體的運動軌跡為曲線時，可以采用化曲為直的方法測量路程,測量汽車的路程可利用讀里程表或數(shù)里程碑的方法.測出路程和時間，就可以測出物體的平均速度。(2)時間測量出現(xiàn)的變式 在沒有鐘表的情況下,可以采用數(shù)脈搏的方法測量時間，進而測量物體的平均速度。(3)利用位移傳感器測量速度將位移傳感器和計算機連在一起，可以直接測出物體的運動速度，并通過計算機觀察物體的速度變化情況。典例探究 例1 如圖所示的是“測量小車沿斜面向下運動的平均速度”的實驗，所用的實驗器材有:木板、小木塊、小車、刻度尺、停表、金屬片等。(1)該實驗的原理是_.(2)用刻度尺測量小車通過的路程時，應使刻度尺緊靠木板且與木板的長邊保持_.(3)在進一步探究“小車從斜面頂端由靜止滑下,滑到底端的過程中速度怎樣變化”的過程中: 木板長130 cm，小車長10 cm,小明將小車運動的路程平均分為兩段，為了測出小車滑過斜面的上半段所用的時間，應該將金屬片放在距斜面頂端A點_cm 的C點位置. 測出小車滑過斜面上半段所用的時間為,滑過斜面下半段所用時間為.由此可以看出:小車從斜面頂端運動到底端的過程中，速度是_(填“不變”“增大”或“減小”)的。 在測量小車滑過下半段所用的時間時，某同學將小車放在C處由靜止釋放，同時開始計時,小車滑到底端計時結束，這種做法的不當之處在于_.解析 (1)公式既能用于求勻速直線運動的速度，又能用于求變速直線運動的平均速度，故該實驗原理為.(2)用刻度尺測量小車通過的路程時，應使劉度尺緊靠木板且與木板的長邊保持平行，這樣讀數(shù)才準確.(3)木板長130 cm,小車長10 cm.小明將小車運動的路程平均分為兩段，為了測出小車滑過鈄面的上半段所用時間，應該將金屬片放在小車通過的路程的中點處，即距A點70cm的C點處，小車滑過斜面上半段和下半段所用的時間不等，說明小車從鈄面頂端運動到底端的過程中，速度是增大的。在測量小車滑過鈄面下半段所用的時間時，某同學將小車放在C處由靜止釋放，同時開始計時，滑到底端計時結束，這種做法的不當之處在小車從斜面頂端滑下時，滑過C點的速度大于0 m/s.答案 (1) (2)平行 (3)70 增大 小車從斜面頂端滑下時，滑過C點時的速度不為0例2“頻閃攝影”是研究物體運動時常用的一種實驗方法，攝影在暗室中進行，閃光燈每隔一定的時間閃亮一次，底片就記錄下了這時物體的位置。如圖所示的是甲、乙兩個網球從左向右運動時的頻閃照片則下列說法中正確的是（ ）A.甲球運動的時間比乙球運動的時間短B.甲、乙兩球運動的時間基本相同C.甲球的運動速度基本保持不變D.乙球的運動速度越來越小解析 雖然甲、乙兩球在照片中的始、末位置基本相同，但這只表示它們通過了相同的路程，而甲被拍攝了5次，乙被拍攝了3次，所以時間不同。則甲球運動的時間比乙球運動的時間長，故選項A、B錯誤；甲球在相等的時間內通過的路程相同，甲球做的是勻速直線運動，故選項C正確；乙球在相等的時間內通過的路程不同，且在相同的時間里，通過的路程越來越長，即速度是越來越大，故速項D錯誤。答案 C變式訓練1 小軍同學用下列四種方法測定小球沿桌面滾動時的平均速度，其中你認為最好的是（ ） A.先選定一段較長的路程，測定小球通過這段路程所用的時間B.先選定一段較短的路程，測定小球通過這段路程所用的時間C.先選定一段較長的時間，測定小球在這段時間內通過的路程D.先選定一段較短的時間，測定小球在這段時間內通過的路程答案 A點撥 測平均速度，肯定范圍越大越好，桌面的范圍不是很大，所以應盡量取其兩端，取較長時間可能會有誤差，還可能超過桌面的范圍，另一方面，時間終止時小球在運動中，不能精確測定小球在此瞬間的位置，又會帶來較大的誤差，所以A較好。變式訓練2 如圖所示的是實驗小組的同學們用斜面和滑塊做“測量物體的平均速度”的實驗情形，當滑塊自頂端A出發(fā)時開始計時，分別滑至B和斜面底端C時依次停止計時，顯示時間的數(shù)字鐘的時間格式是“時:分:秒”。(1)除了數(shù)字鐘，實驗中用