【名师备课】人教版八上物理1.4《测量平均速度》教学设计

《测量平均速度》教学设计
江苏丰县初级中学　刘庆贺
一、教学目标
（一）知识与技能
1．知道用平均速度描述变速直线运动的快慢，了解平均速度是表示运动物体在某一段时间内或某一段路程内的平均快慢程度的物理量。
2．学会使用停表和刻度尺正确地测量时间和距离。会求出平均速度，加深对平均速度的理解。
（二）过程与方法
1．掌握使用物理仪器停表和刻度尺的基本技能。
2．体会设计实验、实验操作、记录数据、分析实验结果的总过程。
3．逐步培养学生学会写简单的实验报告。
（三）情感态度和价值观
1．养成物理知识与实际相联系的意识和习惯，在实际物理情境中体会物理过程，学习物理知识。
2．通过实验激发学生的学习兴趣，培养学生认真仔细的科学态度和正确、实事求是记录测量数据的严谨作风。
二、教学重难点
本节内容在教材中起到承上启下的作用，说“承上”是因为速度的概念是本章知识的核心，通过测量平均速度，加深学生对速度、平均速度的理解。说“启下”是因为本节是第一次分组实验课，让学生通过设计实验、收集和分析实验数据等自主活动来提高实验能力，体会间接测量物理量的方法，培养合作精神。教材设计实验来巩固平均速度的知识，练习用停表测时间，用刻度尺测长度，选用的器材比较简单，只有木块、斜面和小车，通过在斜面的中间放上铁片，用来划分两段路程，在小车或小球撞击铁片时记录时间，两段时间之和就是小车在斜面上的总路程所通过的时间。教材要求学生计算前半程和总路程的平均速度，应当严格按照平均速度的计算公式计算，在计算中复习巩固解决物理计算题的方法和步骤，通过分析实验数据，体会说到平均速度时一定要指明是“某一段时间”或“某一段路程”的平均速度。
重点：平均速度的测量。
难点：平均速度的测量，停表的使用。
三、教学策略
创设做变速运动的物体的例子，学生容易判断运动物体的速度是变化的，也能猜想出物体速度是怎样变化的。但是要拿出令人信服的证据，必须进行速度测量。接着引导学生分析要测量速度，必须用刻度尺测量长度和用停表测量时间。学生通过分组实验，测量下滑的小车在不同路段的平均速度，巩固用刻度尺测量长度和用停表测量时间的方法。让学生通过设计实验、收集和分析实验数据等自主活动来提高实验能力，同时让学生巩固平均速度的概念。通过分析不同路段的平均速度，让学生知道平均速度的数值在不同的时间段内或不同的路程段中其大小会不同。
四、教学资源准备
多媒体课件、斜面、小车、刻度尺、停表、金属片。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课（5分钟）
多媒体播放一组视频或图片：在草地上滚动的足球，从房檐下落的水滴，从斜坡自动滑下的自行车等。让学生思考：这些运动的物体速度是否变化？怎样知道速度是如何变化的？
学校即将召开秋季运动会，初二（3）班的李老师和本班四位参加4×100m接力赛跑的同学到运动场进行赛前训练。练了一会儿，同学们开始讨论：甲、乙两同学都认为丁同学跑步途中的速度越来越慢；丁同学则认为甲、乙的观察都不准确，他感觉自己跑步的速度是越来越快的。李老师看到同学们争论起来，笑了笑说：“同学们，证明自己或别人的看法是否正确，需要收集有说服力的证据才行，大家想一想，怎样才能证明丁同学跑步速度是越来越慢，还是越来越快的呢？”
如图1，让小车从斜面滚下，观察小车的运动速度是否改变？怎样测量小车的速度？
图1
欣赏，阅读，并思考。学生容易判断运动物体的速度是变化的。也能猜想出物体速度是怎样变化的。但是要拿出令人信服的证据，必须进行速度测量。
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学生思考：只要测量出丁同学跑步的速度就容易判断了。
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学生观察讨论，得出：小车运动速度越来越快。要测量小车速度需要用刻度尺测出小车运动的路程s，用停表测出小车运动的时间t，由公式可算出小车的平均速度。
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从熟悉的实例入手，引出物理问题，体现从生活到物理的课程理念。激起学习的兴趣。
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结合具体例子提出物理问题，便于学生思考回答。
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新课教学（30分钟）
测量物体运动的平均速度
让学生阅读课本中关于实验的内容，要求学生明确该实验目的、实验原理、实验器材、各个器材的作用和用法。
交流总结：
实验目的是练习用刻度尺和秒表测量变速运动物体的平均速度。
实验依据的原理是，需要测量的是运动小车通过的路程和通过这段路程所用的时间。
主要实验器材：斜面、小车、刻度尺、停表、金属片。
刻度尺的作用是测量小车通过的路程。使用刻度尺前要观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值，使用时要“放好”“读对”“记全”。
停表的作用是测量小车运动的时间。使用停表前应观察秒表的分度值、量程和零刻线。使用停表的方法：第一次按动──启动，长短指针开始转动；第二次按动──暂停，长短指针暂时停止转动；第三次按动──回零，长短指针迅速回到零点。
金属片的作用：便于测量路程和时间。
1．实验前的准备
指导学生将斜面调整好坡度，坡度既不能太陡，这样会使小车滑下的时间太短；坡度也不能太小，由于摩擦，小车可能无法自行下滑。还要调整好小车的运动方向，不要使它从斜面上中途滑下。做好小组内人员的分工，哪一个学生操作小车，哪一个操作停表，哪一个记录数据，要分工明确，并协调好。
学生练习用停表计时，先将小车放于斜面顶端，将金属片置于斜面底端，并开始数数：“5、4、3、2、1、0”；读到“0”时操作小车的同学释放小车，负责计时的学生迅速启动停表计时，当听到小车撞击金属片的声音时，学生立即按下停表，并报出数值。应让学生练习几次，熟练以后会使测量的结果更准确些。
2．学生分组实验
要求按图2组装器材，注意调节斜坡坡度，小车运动到底端所用的时间越长，越容易计时，测量的误差越小。
图2
按照下列步骤进行：
（1）把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程s1，把s1和后面测得的数据填入下表中。
（2）用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。
（3）根据测得的s1、t1，利用公式算出小车通过斜面全程的平均速度v1。
（4）将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离s2。
（5）测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程s2所用的时间t2，算出小车通过上半段路程的平均速度v2。
路程
运动时间
平均速度
s1＝
t1＝
v1＝
s2＝
t2＝
v2＝
教师巡视，随时发现学生出现的问题，给予辅导，纠正错误操作。
数据展示：将几组学生填好的实验表格用实物投影展示出来，对比每组的实验数据，教师提出问题：通过实验求得的不同路程里的平均速度是否相等？
讨论总结：做变速运动的同一物体，在各段路程的平均速度并不相等，平均速度描述的是做变速运动的物体，在s这段路程或在t这段时间内的平均快慢程度。严格地讲离开某段路程或某段时间，平均速度是没有意义的。
强调：求解物体通过某段路程的平均速度时，一定要用物体通过的这段路程除以通过这段路程所用的时间，注意对应关系。
思考：
（1）你的数据和其他同学相同吗？为什么？
（2）如何得出小车在整段路程的后半段的平均速度？
（3）为什么说到物体的平均速度时，必须要指明是物体在哪一段时间内或哪一段路程中的平均速度？
3．填写实验报告
实验报告的主要内容包括：实验目的、实验原理、实验器材、简单的实验步骤、实验数据的记录（一般用表格呈现）、实验结果。在实验报告的后面还可以提出问题并对本实验提出意见和建议，请同学们填写完整实验报告的内容。
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学生阅读思考并通过交流讨论进行回答。
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学生按要求操作。
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学生按要求进行实验。
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学生通过思考回答：（1）不相同。因为斜面的坡度、选取路程等不同。（2）可以根据公式：??????????????????? 进行计算。（3）因为不同时间或不同路段的平均速度一般不同。
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培养学生自我获取知识的本领。
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为后面的分组实验做好必要的准备。
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让学生通过设计实验、收集和分析实验数据等自主活动来提高实验能力，体会间接测量物理量的方法，培养合作精神。
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加深对平均速度的理解。
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课堂小结（5分钟）
通过这节课你学到了什么？
学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。
梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。
培养学生总结归纳的能力。梳理机械运动知识形成一个完整的知识体系。同时也可以帮助学生记忆。
《测量平均速度》同步试题
江苏丰县初级中学　董慧玲
一、选择题
1．某同学百米赛跑成绩为10s，以下说法正确的是（　　）
A．他每秒通过的路程是10m
B．他赛跑时做匀速直线运动
C．他在百米内平均速度为100m/s
D．他在冲刺时的速度可能大于10m/s
答案：D
解析：由于百米赛跑过程中，速度是变化的，一般一开始速度较慢，后来速度较快。故该同学平均每秒通过的路程是10m；他在冲刺的时候速度可能会大于平均速度，即大于10m/s。
2．用同一张底片对着小球运动的路径每隔0．1s拍一次照，得到的照片如图1所示，则小球运动的平均速度是（　　）
图1
A．0．25m/s? ?? B．0．2m/s? ?? C．0．17m/s? ?? D．无法确定
答案：C
解析：由图知，小球运动路程s=6cm-1cm=5cm=0．05m，运动时间t=0．1s×3=0．3s，小球的运动速度：
3．做直线运动的物体，在开始5秒内通过5米的路程，接着静止5秒，再在5秒内通过10米的路程，物体在这15秒内的平均速度是（　　）
A．1米/秒?? ??? B．15米/秒? ?? C．2米/秒??? ?? D．1．5米/秒
答案：A
解析：物体的路程s=5m+10m=15m，运动时间t =15s，物体的平均速度
4．寓言《龟兔赛跑》中说：乌龟和兔子同时从起点跑出，兔子在远远超过乌龟时，便骄傲地睡起大觉。它一觉醒来，发现乌龟已悄悄地爬到了终点，后悔不已。在整个赛跑过程中（　　）
A．兔子始终比乌龟跑得快
B．兔子的平均速度大
C．乌龟始终比兔子跑得快
D．乌龟的平均速度大
答案：D
解析：在兔子睡觉之前，兔子和乌龟运动的时间相同，乌龟通过的路程少，所以兔子跑得快；在整个过程中，兔子和乌龟通过的路程相同，乌龟用的时间短，所以乌龟运动的快（即乌龟的平均速度大）。注意：平均速度等于一段路程与其所对应的时间的比值（兔子睡觉的时间也必须计算在内），因此选项A、B、C中的说法都不对。
5．一个人骑自行车沿着平直的公路行驶，第一秒内通过的路程是1m，第二秒内通过的路程是2m，第三秒内通过的路程是3m，则（　　）
A．自行车做匀速直线运动?????? B．前2s内的平均速度是6m/s
C．3s内的平均速度是2m/s????? D．后2s内的平均速度是4m/s
答案：C
解析：自行车在前2s内通过的路程1m+2m=3m，用时2s，因此前2s内的平均速度等于1．5m/s；自行车在3s内通过的路程1m+2m+3m=6m，用时3s，因此前3s内的平均速度等于2m/s；自行车在后2s内通过的路程2m+3m=5m，用时2s，因此后2s内的平均速度等于2．5m/s；
6．小明在跑百米时前50m用时6s，后50m用时7s，则以下说法中正确的是（　　）
A．小明前50m的平均速度是7．14m/s????
B．小明后50m的平均速度是8．33m/s
C．百米全程的平均速度是7．69m/s??????
D．百米全程的平均速度是7．74m/s
答案：C
解析：（1）前50m的平均速度为
（2）后50m的平均速度为
（3）百米全程用时：t=6s+7s=13s；则百米全程的平均速度为
7．课外活动时，小明和小华均在操作上沿直线进行跑步训练。在某次训练中，他们通过的路程和时间的关系如图2所示，则下列说法中正确的是（???? ）
A．两人都做匀速直线运动????
B．两人都不是做匀速直线运动
C．前2s内，小明跑得较快???
D．全程中，两人跑步的平均速度相同
答案：D
解析：由图象可知，小明的路程和时间关系图象是一条直线，表明路程和时间成正比，所以小明做的是匀速直线运动；而小华的路程和时间关系图象是一条曲线，表明路程和时间不成正比，所以小华做的不是匀速直线运动，故选项A和B都是错误的；由图象可知，在前2s内，小华运动的距离比小明长，所以小华跑得较快，故选项C是错误的。
由图象可知，两人跑的全程都为40m，而且他们所用的时间都为8s，所以他们在全程中的平均速度都为5m/s，故选项D是正确的。
8．小明骑自行车去上学，他在前一半路程的速度是4m/s，他感觉要迟到了，便以6m/s的速度走完了后一半路程，那么他在整个过程中的平均速度是（　　）
A．4m/s　　B．4．8m/s　　C．5m/s　　D．6m/s
答案：B
解析：设总路程为2s，则前、后一半路程均为s。前一半路程用的时间
后一半路程所用的时间
全程时间
全程的平均速度
二、填空题
9．小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图3所示的实验装置：小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示（数字分别表示“小时：分：秒”）
图3
（1）该实验是根据公式________进行速度计算的。
（2）实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较________（填“大”或“小”）。
（3）请根据图中信息回答sAB＝________cm；tBC＝________s；vAB＝________m/s；vBC＝________m/s。
（4）由实验看出，小车在下滑过程速度越来越________，是在做________运动。
（5）实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了A点后才开始计时，则会使所测AC段的平均速度vAC偏________（选填“大”或“小”）。
答案：（1）；（2）小；（3）40．0? 1? 0．2? 0．5；（4）大? 变速直线；（5）大
解析：（1）速度的计算公式；
（2）斜坡坡度越大，小车运动到底端所用的时间越短，越不易计时；
（3）sAB＝100．0cm－60．0cm＝40．0cm，sBC＝60．0cm－10．0cm＝50．0cm，tAB＝2s，tBC＝1s。
AB段的速度，
BC段的平均速度。
（4）vBC＞vAB，小车速度越来越大，是在做变速直线运动。
（5）当小车过了A点后才开始计时，相当于缩短了小车通过相同的距离所用的时间，使速度值偏大。
10．实验：测小车的平均速度。
如图4所示，斜面长2．4米，测得小车从斜面顶端运动到底端所用的时间是6秒。如果在斜面的中点装上金属片，测得小车从斜面顶端运动到金属片的时间为4．8秒。请将测量数据填入表中，并计算出小车通过全程的平均速度v1和通过上半段的平均速度v2。
路程（米）
运动时间（秒）
平均速度（米/秒）
s1＝2．4
t1＝
v1＝
s2＝1．2
t2＝
v2＝
①小车从斜面顶端运动到底端过程中，小车做________（选填“匀速”或“变速”）运动。
②根据上表的数据，小车通过斜面下半段路程的平均速度是________米/秒。
图4
答案：变速? 1
解析：测量小车的平均速度，要注意弄清楚每一段的路程和运动时间。如题图所示，观察可以知道，斜面长2．4米，测得小车从斜面顶端运动到底端所用的时间是t1＝6秒。因为在斜面的中点装上金属片，测得小车从斜面顶端运动到金属片的时间为t2＝4．8秒。由测量数据，可以计算出小车通过全程的平均速度v1＝2．4米/6秒＝0．4米/秒，通过上半段的平均速度v2＝1．2米/4．8秒＝0．25米/秒，由此可以知道小车做变速直线运动，通过下半段的平均速度v3＝1．2米/1．2秒＝1米/秒。
路程（米）
运动时间（秒）
平均速度（米/秒）
s1＝2．4
t1＝6
v1＝0．4
s2＝1．2
t2＝4．8
v2＝0．25
11．（2014年广州中考题）木块从如图5斜面所示位置静止释放，直到撞上金属片，测此过程木块的平均速度。
①在图中画出需要测量的距离。
②用粗糙程度相同、质量不同的木块做实验所得数据如下表，根据公式　????? 　算出第一次实验木块的平均速度　????????? 。
图5
请归纳本实验木块的平均速度与质量是否有关？
实验次数
木块质量/g
运动距离/m
运动时间/s
1
100
1．000
0．8
2
150
1．000
0．8
3
200
1．000
0．8
4
250
1．000
0．8
答案：①见下图：
②??? 1．25m/s???? 无关
解析：①需要测量的距离为斜面的顶端到底端的距离s；
②根据速度公式可得，第一次实验木块的平均速度；
分析实验数据可得，实验木块的平均速度与质量无关。
12．（2014年哈尔滨中考题）同学们用图6甲玻璃管做了“测量气泡的速度”的实验，该实验的测量工具有?????????????????????? ；用测量的数据画出路程时间图象如图6乙，分析乙图象中的信息可以得出的结论是???????????????????????? 。
图6
答案：刻度尺、停表；气泡做匀速直线运动，且其运动速度是2．5m/s。
解析：（1）测量物体运动速度的原理是：；气泡运动的距离s用刻度尺测量，气泡运动的时间t用停表测量；（2）根据图象是过原点的一条直线可知，路程和时间成正比，因此，可以得出的结论是气泡做匀速直线运动，且其运动速度是。
13．（2014年河南中考题）如图7在斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面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。
图7
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（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点才停止时，测得AB段的平均速度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??? 25?? （2）小?? （3）不正确??? 因为小车从斜面顶端运动到底端时，从后半段一开始就有一定的速度，而将小车从中间位置开始释放时，后半段一开始的速度为零。
解析：（1）小车运动距离sAB=80cm-40cm=40cm，tAB=1．6s
小车通过AB段的平均速度：
（2）如果让小车过了B点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由公式知，平均速度会偏小。
（3）因为小车从斜面顶端运动到底端时，从后半段一开始就有一定的速度，而将小车从中间位置开始释放时，后半段一开始的速度为零，因此方案不正确。
14．课外实践活动中，用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况，照相机每隔0．2s曝光一次。
（1）小明所在的兴趣小组拍下的照片如图8所示，由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是（选填“不变”“先变大后不变”或“一直变大”）。
图8
（2）纸锥下落过程中在A、B两位置间的实际距离为?????????? cm，则此过程中，纸锥的速度为????????? m/s。
答案：（1）先变大后不变；（2）15．00；0．375。
解析：（1）纸锥在相同的时间内通过的路程先变大，后不变，所以纸锥的运动速度先变大后不变；
（2）由图可知，刻度尺的分度值为1mm，根据长度测量中估读到分度值下一位，则A、B两位置间的实际距离为15．00cm，A、B间的时间为0．4s，则此过程中，纸锥的速度：
15．（2014年大庆中考题）超声测速仪向障碍物发射时间极短的脉冲超声波，根据接收到的反射信号时间关系可以测量物体速度。如图9所示，测速仪B向迎面匀速行驶的汽车A发生两次脉冲波的时间间隔为4．5s。发射第一个脉冲后1．4s收到反射信号，发射第二个脉冲后0．4s收到反射信号，则汽车行驶的速度为???????????????? m/s。（超声波在空气中传播的速度为340m/s）。
图9
答案：42．5
解析：求汽车的速度必须知道行驶的距离和相应的时间。测速仪第一次发出超声波时，经过了0．7s到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了0．7s的时间；在第二次发出的信号，在与汽车相遇返回到测速仪时，超声波行驶了0．2s；这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离。再找出行驶这段距离所用的时间：测速仪第一次发出超声波，运动了0．7s才和汽车相遇，0．7s在4．5s内，要用4．5s减掉0．7s。当测速仪发出第二次超声波完毕后，超声波向汽车运动了0．2s遇到汽车，这0．2s没有在4．5s内，所以要加上0．2s。求出汽车运动的距离和时间，利用速度公式即可得解。
测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，
汽车距测速仪： ?
第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时，
汽车距测速仪：
汽车行驶路程：s=238m-68m=170m；这170m共用时：t=4．5s-0．7s+0．2s=4s，所以汽车的车速为：
三、计算题
16．在兵器工业中，子弹射出的速度是衡量枪械性能的指标之一。有一种运用“旋转法”测子弹速度的方法，如图10所示。在电动机转轴上固定两个间距为20cm的薄塑片，电动机以300转/秒匀速转动，枪械正对塑片水平射击，子弹穿越时的阻力不计。对一般步枪测试，子弹在两塑片之间飞行的这段时间内，塑片旋转不超过1圈。现对子弹速度在200rn/s以上的某型号步枪进行测试，子弹先后射穿两塑片的弹孔位置如图10中A、B。求：
（1）子弹在两塑片之间飞行的时间。
（2）该型号步枪子弹飞行的速度。
答案：（1）5．56×10-4s? （2）359．7m/s
解析：（1）因为电动机每秒转动300转，所以电动机转一圈所用的时间是，电动机转一圈是360°，转过60°用的时间是
（2）子弹飞行的速度
17．某汽车以36km/h的速度匀速行驶，1h后通过全程的一半，要想在40min内到达目的地，它后一半路程中的速度是多少？
答案：它后一半路程中的速度是15m/s。
解析：已知汽车前半段的速度和前半段运动的时间，根据公式s＝t，即可求出前半段的距离，进而可以求出后半段的速度。
已知：t1＝1h??? v1＝36 km/h，t2＝40min
求：v2
解：设全程长为s。由题意，根据可知：。所以在后半程的速度
答：它后一半路程中的速度是15m/s。