平均速度的測量

平均速度的測量【名師解讀】八年級物理精品導(dǎo)學(xué)學(xué)案第三章物質(zhì)的簡單運動第四節(jié)探究目標(biāo)知識與技能學(xué)會使用秒表、刻度尺正確地測量時間、距離，并會求平均速度.過程與方法體會設(shè)計實驗、實驗操作、記錄數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果的總過程.情感、態(tài)度與價值觀通過實驗激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)的科學(xué)態(tài)度，正確、實事求是記錄數(shù)據(jù)的作風(fēng).探究指導(dǎo)物理宮殿正確使用秒表測時間認(rèn)識秒表的功能鍵各種秒表一般都具有啟動、暫停、回零三項基本功能.如圖3.4-1所示.秒表的中間按鈕為啟動、暫停鍵，旁邊按鈕為回零鍵.圖3.4-1如何給機械秒表上發(fā)條秒表分為機械秒表和電子秒表兩類.電子秒表使用的是紐扣式電池，機械秒表在用之前要先給它上發(fā)條.上發(fā)條的方法是：旋動秒表中間按鈕的頂端，聽到“嗒、嗒……”的聲音.在每次使用結(jié)束后應(yīng)讓機械秒表繼續(xù)走動，以使發(fā)條放松.使用秒表的方法次按動 啟動，長短指針開始轉(zhuǎn)動；第二次按動一一暫停，長短指針暫時停止轉(zhuǎn)動；第三次按動一一回零，長短指針迅速回到零點?秒表讀數(shù)的方法首先弄清大表盤、小表盤每大格、每小格表示的時間.秒表的最后讀數(shù)為小表盤讀數(shù)與大表盤讀數(shù)之和.測物體運動的平均速度的方法用秒表測出物體在某路程上運動的時間，用刻度尺測出這段時間內(nèi)通過的路，利用了=求出這段路程的平均速度.實驗報告實驗報告的內(nèi)容包括：實驗題目、實驗?zāi)康?、實驗器材、簡單的實驗方法與步驟、實驗數(shù)據(jù)的記錄、實驗結(jié)果.在實驗報告的后面還可以提出問題并對本實驗提出意見和建議.【例1】小明和同學(xué)有利用棉線、亥I」度尺、秒表、火柴、一盤新蚊香、蚊香架等器材測量蚊香燃燒的平均速度，他們設(shè)計了如下步驟，請你補充完整：將蚊香支在蚊香架上并點燃5in，如圖3.4-2；;用公式=求蚊香燃燒的平均速度，其表達(dá)式為=接下來他們進(jìn)行討論；根據(jù)蚊香燃燒的速度能否算出剩余蚊香還能燃燒多長時間？如果能，其字母表達(dá)式為t2=；根據(jù)測量能否計算出從晚上10點到早上6點需燒多少盤蚊香？如果能，其字母表達(dá)式為n=.圖3.4-2請幫助小明和他的同學(xué)設(shè)計一個數(shù)據(jù)表格，并填上需要測量的物理量.思路與技巧利用=，用棉線和刻度尺測出一盤新蚊香的長度，以及點燃一段時間后剩余長度，即可算出平均速度?然后又可根據(jù)t=算出剩余蚊香燃燒的時間.答案用棉線和刻度尺測出一盤新蚊香長度為l再用棉線和刻度尺測出剩余蚊香長度為11能t2=t1能門=或n=實驗表格：項目蚊香總長度l燃燒時間t1剩余長度11燃燒速度剩余燃燒時間t2每晚用蚊香時間t每晚用蚊香數(shù)n數(shù)值【例2】小明在“測小車的平均速度”的實驗中，設(shè)計了如圖3.4-3所示的實驗裝置：小車從帶刻度的斜面頂端由靜止下滑，圖中的圓圈是小車到達(dá)A、B、c三處時電子表的顯示，則；該實驗是根據(jù)公式進(jìn)行測量的；實驗中為了方便計時，應(yīng)使斜面的坡度較；請根據(jù)圖中所給信息回答：SAB=c;tBc=s;vAc=/s.圖3.4-3實驗前必須學(xué)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vAc偏思路與技巧速度的計算公式=;斜坡坡度越大，小車運動到底端所用的時間越短，越不易計時；需要回答的三個問題涉及三個不同的物理量，且研究的對象也不同，應(yīng)注意公式中物理量的意義；當(dāng)小車過了A點后才開始計時，相當(dāng)于縮短了小車通過相同的距離所用的時間，使速度值增大.答案二小410.03大探究體驗提出問題小明放學(xué)回家騎車行駛在學(xué)校操場的斜坡上，感覺車越往下運動速度越快.小明想：車在斜坡上向下運動的速度究竟有沒有變化？制定計劃粉筆、秒表、卷尺l把、皮球1個收集證據(jù)先在斜坡的高處，用粉筆畫一條起始線A.在斜坡的底部，用粉筆畫一條終點線B.在A和B兩點的中間，用粉筆畫一條中間線.如圖3.4-4;圖3.4-4在A處釋放皮球，讓它滾向B處.用秒表記下球從A處滾到處所用的時間和球從處滾到B處所用的時間；用卷尺量出A、B間的距離，然后設(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格，算出每段路程中的平均速度?路程/c時間/s速度/?sTABAB探究點撥皮球沿斜坡滾下的速度越來越快，如果斜坡越陡皮球滾下的速度越大.聊天室話題：體育比賽中的電子計時器胖胖：老師，國際體育比賽中，運動員跑步時為了減少誤差是怎樣計時的？老師：現(xiàn)今的體育比賽已廣泛使用電子計時器.當(dāng)發(fā)令員的槍聲響起，計時器便會因電觸的緣故自動開啟.而在終點線上有一光束，當(dāng)有運動員到達(dá)終點沖線時，光束被阻，計時器便會停止計時.如圖3.4-5所示.圖3.4-5快樂套餐大李想要測定紙片下落的速度，具體測量時可采用的方法有先選定一段時間，測定紙片在這段時間內(nèi)下落的距離先選定某一段距離，測定紙片通過這段距離所用的時間c.預(yù)先不選定時間或距離，直接測定紙片下落時通過某段距離所用的時間根據(jù)實驗的具體情況，你認(rèn)為大李采用哪種方法較好？原因是圖3.4-6是機械停表、電子停表的實物照片，圖中機械停表短針刻度所標(biāo)數(shù)字的單位是，長針刻度所標(biāo)數(shù)字的單位是，停表所表示的時間是；另外，照片中電子停表所顯示的數(shù)字為“0：00.02.01”，左起個數(shù)字表示的時間單位是，第2、3個數(shù)字所表示的時間單位是，第4、5個數(shù)字所表示的時間單位是，照片中電子停表所表示的時間是圖3.4-6某校探究學(xué)習(xí)研究小組，為了研究蚯蚓在粗糙面上爬得快，還是在光滑面上爬得快，他們用同一蚯蚓在相同的外界條件刺激下，分別讓它們在不同的表面上爬行，為了比較蚯蚓在不同表面上爬行的快慢，必須算出蚯蚓爬行的為了準(zhǔn)確測出爬行的路程，在確定蚯蚓的爬行起點和終點時，他們應(yīng)該選擇蚯蚓的作為觀察對象，在確定蚯蚓的爬行路徑是彎曲的，為了測出它爬行的路程，除了使用棉線外，還需要的測量器材是.有兩個同學(xué)，用下面的方法來測量小鋼球運動的平均速度.在水平桌面上的一條直線上標(biāo)出A、B、c三個點，拿一根分度值為1的米尺緊靠直線，A、B、c三點在米尺上對應(yīng)的讀數(shù)如圖3.4-7所示.當(dāng)小鋼球貼著米尺運動經(jīng)過A、B、c三點時，兩同學(xué)用手表記下了小鋼球經(jīng)過A、B、c三點時對應(yīng)的時刻，如圖3.4-7所示.則小鋼球在通過AB、Bc和Ac各段路程中，平均速度分別為：vAB=；vBc=；vAc=.圖3.4-7小高參加學(xué)校田徑隊進(jìn)行短跑訓(xùn)練，王老師為了幫他進(jìn)一步提高成績，對他的百米成績進(jìn)行了分析測試.在每隔20處安排了一個計時員，各計時員在發(fā)令員鳴槍時起動秒表，跑經(jīng)指定位置時按停秒表，他們的讀數(shù)分別是2.9s、5.5s、7.9、10.7s、12.8s.通過這些數(shù)據(jù)可知道：小高跑100的平均速度是；小高在第個20速度最快，平均速度是；小高在哪幾個階段的速度低于全程的平均速度？為了提高成績，你對他有什么建議?小剛是班上有名的短跑運動員?有一天，大家為小剛跑步的速度是否比小玲騎自行車速度更快的事爭論起來，大家吵著要在操場上進(jìn)行比賽.正在這時，小玲說，如果比賽時間足夠長，我的速度肯定比小剛快；如果比賽的距離太短，我的速度可能比他的慢.小玲所指的速度是什么速度？請你設(shè)計一個比賽方案，來證明小玲判斷的對錯；如果小剛與小玲因故不能同時到達(dá)比賽場地進(jìn)行比賽，這場速度的比較還能進(jìn)行嗎？以下兩表是體育老師為小剛、小玲測試的成績表，請你分析表中的數(shù)據(jù)，回答以下問題：表1：小剛跑步的成績表路程/102050801XX0XX40300400時間/s2.85.18.611.518.830.345.258.582.5122.5表2：小玲騎自行車的成績表路程/102050801XX0XX40300400時間/s5.07.510.015.026.034.242.050.062.082.0在400全程中，小剛和小玲的平均速度分別是多少？從表中可以看出，至少在多少路程內(nèi)，小剛的平均速度比小玲的平均速度大？從表中可以看出，至少在多少秒以后，小玲的平均速度比小剛的平均速度大?我們把表格中兩個相鄰的數(shù)據(jù)之間的路程稱為一個階段.問：從起點開始，在哪一個路段小玲的速度次超過小剛在這個路段的速度？工程上常用爆破的方法開山劈嶺.設(shè)某工人師傅在鉆孔內(nèi)裝好炸藥后，用一條長96c的引火線引燃炸藥.如果引火線燃燒速度是0.8c/s，點火人點燃引火線后以5/s的速度跑開，他能不能在爆炸前跑到離點火處500遠(yuǎn)的安全地帶？國慶節(jié)期間，小芳和同學(xué)們乘火車從襄樊回重慶，當(dāng)火車行至襄渝鐵路大巴山冷水隧道前一段平直軌道時，小芳對其他同學(xué)說：“我們能否用手邊的器材估測出火車的速度？”許多同學(xué)參加了測量，他們各自的做法如下：小芳聽到列車上廣播“前方3便是大巴山冷水隧道”.恰好此時火車鳴笛，小芳測得經(jīng)t秒后聽到從大巴山反射來的回聲后說：“我已能算出火車的速度.”坐在窗旁的小軍不動聲色，看著窗外每隔100的電線桿，并數(shù)著自己脈搏跳動的次數(shù)，數(shù)出每通過兩根電線桿時自己脈搏跳動了N次，小軍突然宣布：“我已測出火車的速度.”設(shè)小軍自己平時每分鐘脈搏跳動n次；小強跑到列車駕駛室，回來后笑著說：“我已知道了火車的速度.”小慧看著自己的手表，問了一下乘務(wù)員每根鐵軌長L，數(shù)出t秒內(nèi)鐵軌響了N次，小慧說自己的方法可以測火車的速度.請你判斷一下，小芳、小軍能否測出火車速度？如果能，他們的測量結(jié)果是什么？小強、小慧的方法能否測出火車速度？9.學(xué)校即將召開秋季運動會.初二班的李老師和本班四位參加4X100接力賽跑的同學(xué)到運動場進(jìn)行賽前訓(xùn)練.如圖3.4-8.練了一會兒，同學(xué)們開始討論：甲、乙兩同學(xué)都認(rèn)為丁同學(xué)跑步途中的速度越來越慢；丁同學(xué)則認(rèn)為甲、乙的觀察都不準(zhǔn)確，他感覺自己跑步的速度是越來越快的.李老師看到同學(xué)們爭論起來，笑了笑說：“同學(xué)們，證明自己或別人的看法是否正確，需要收集有說服力的證據(jù)才行，大家想一想，怎樣才能證明丁同學(xué)跑步速度是越來越慢，還是越來越快的呢？”圖3.4-80.張亮用如圖3.4-9所示的裝置探究小車沿斜面下滑時速度的變化.張亮在斜面中點處放一金屬片，用停表記下小車從斜面頂端滑下至撞擊金屬片的時間t-1，并用刻度尺量出小車通過的距離s1；張亮把金屬片放在斜面終點，在斜面中點位置釋放小車，測出小車下滑到底端撞擊金屬片的時間t2和這段時間內(nèi)小車通過的距離s2；用測得的數(shù)據(jù)求出各段的平均速度.張亮發(fā)現(xiàn)v1=v2,于是得出結(jié)論：小車從斜面頂端滑至底端做勻速直線運動.你認(rèn)為張亮的實驗過程妥當(dāng)嗎？為什么？圖3.4-91.圖3.4-10是兩張用照相機拍攝到的水龍頭滴水時的照片.甲、乙兩張照片中水龍頭滴水的快慢各不相同.若甲照片中的水龍頭以每秒10滴水的快慢滴水，即相鄰兩滴水之間開始下落的時間間隔At=1/10s.設(shè)水滴下落的高度用h表示，單位是，水滴下落的時間用t表示，單位是s,則根據(jù)甲圖可知h與t兩者間的定量關(guān)系式為：；比較甲、乙兩圖可知乙照片中的水龍頭每分鐘滴滴水?圖3.4-10星揚中學(xué)物理活動小組張貼一份“競賽通知”的海報，如圖3.4-11.小聰和班上的同學(xué)為了在競賽中取勝，決定探究降落傘在空中滯留的時間與什么因素有關(guān)？通過分析猜想，小聰和同學(xué)們認(rèn)為影響降落傘飛行時間的長短可能與降落傘的形狀有關(guān)，還可能與有關(guān)；猜想必須通過實驗來檢驗.猜想中，影響降落傘在空中滯留時間的因素很多.為此設(shè)計實驗時，要用到物理中常用到的研究方法叫法；小聰和同學(xué)們經(jīng)過設(shè)計制作出降落傘，實驗中發(fā)現(xiàn)降落傘從3高處落下在空中運動的時間為6s,則降落傘在空中運動的平均速度多大？小聰和同學(xué)們?nèi)绻朐诟傎愔腥?，你對他們有何建議？圖3.4-11參考答案［快樂套餐］1.B；紙片下落在空中距離不好測量，固定距離后，通過測量時間就可以求速度in；s；10s；h；in；s01s速度；尾部；刻度尺0.03/s；0.02/s；0.024/s7.8/s559.5/s、第二、第四個20建議：加強起跑和增強耐力的訓(xùn)練.平均速度提示：人起跑速度快，如果比賽路程只有幾米，自行車還沒來得及加速，自行車的平均速度就更小，人騎自行車比跑步更輕松，比賽路程長時，跑步的人平均速度小提示：分別記錄兩人運動的路程和所用的時間，求出平均速度①3.3/s；4.9/s:②160；③42s:④200?240方法一：t1=s1/v1=96c：0.8c/s=120s,t2=s2/v2=500:5/s=100s，因為t1>t2，所以點火人能跑到安全地帶；方法二：t1=s1/v1=96c：0.8c/s=120s，=v2t1=5/sX120s=600，因為s>s2，所以點火人能夠跑到安全地帶；方法三：t1=s1/v1=96c:0.8c/s=120s,v=s2/t1=500c/120s=4.17/s,因為vVv2,所以點火人能跑到安全地帶；方法四：t2=s2/v2=500:5/s=100s,s'=v1t2=0.8c/sX100s=80c，因為s'Vs1，所以點火人能跑到安全地帶；方法五：t2=s2/v2=500:5/s=100s,v,=s/1/t2=96c: