2.4 科学探究：速度的变化(要点讲解+当堂检测+答案)

沪科版物理八年级上册同步学案
第二章　运动的世界
第四节　科学探究：速度的变化
要 点 讲 解
要点　实验探究速度的变化
(以探究小车沿斜面下滑时速度的变化为例)
提出问题：小车沿斜面下滑时，做的是变速直线运动吗？
猜想与假设：小车沿斜面下滑时的速度可能越来越大。
设计实验与制订计划：
(1)实验原理：v＝
(2)实验器材：停表、刻度尺、长木板、木块、小车、金属片。
(3)实验步骤：①如图所示，将长木板的一端用木块垫起，使它保持很小的坡度。
②把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面的底端，用刻度尺测出小车通过的路程s1。
③用停表测量出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。
④根据测得的s1和t1，利用v＝计算出小车通过斜面的平均速度v1。
⑤将金属片移至斜面的中部，测出小车到金属片的距离s2。
⑥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。
(4)实验数据记录表格：
路程/cm
时间/s
平均速度/(cm·s－1)
s1＝80.0
t1＝2.8
v1≈28.6
s2＝40.0
t2＝2.0
v2≈20.0
分析与论证：通过表格中的数据可得出v1>v2，我们还可以进一步分析下半段路程的速度，从图中我们可以看出下半段路程s3＝s1－s2＝40.0cm，下半段所用的时间t3＝t1－t2＝0.8s，进一步可求出下半段路程的平均速度v3＝＝＝50.0cm/s，三次平均速度的大小依次是v3>v1>v2。
实验结论：小车沿斜面由顶端运动到底端的过程中，速度越来越大。
拓展：转换法：有的物理量不便于直接测量，也有的不便于直接观察，通过转换为容易测量或容易观察的物理现象，从而获得结论的方法。本实验中速度
不能直接测量出来，我们可以通过测量路程和时间，代入速度公式v＝间接测量出速度。
经典例题1　在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面的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。
(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)在测量小车从A点到达B点所用的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测出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点所用的时间，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：______________________________________________________________________。
解析：(1)从题图中所提供的刻度尺可以读出AB段的路程sAB＝40.0cm，根据平均速度公式得AB段的平均速度vAB＝＝＝25.0cm/s。(2)测量小车从A点到达B点所用的时间时，如果小车过了B点才停止计时，则所测出的时间tAB偏大，根据平均速度公式vAB＝分析可知平均速度vAB会稍偏小。(3)在利用平均速度公式v＝计算平均速度时，要计算某一段路程的平均速度，必须要用对应物体在这段路程所用的时间，而题中该同学在测量小车运动过程中下半程BC的平均速度时，所测量的时间并不是运动过程中下半程BC的时间，因为小车从A点到C点的过程中通过B点时的速度不为0，所以此做法是不正确的。
答案：(1)40.0　25.0　(2)小　(3)不正确　所测时间不是运动过程中下半程的时间(或小车从A点到C点的过程中通过B点时的速度不为0，或小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间)
易错易混警示　利用“频闪技术”研究物体运动快慢变化情况时容易出错
“频闪技术”是将运动物体在相同时间间隔内所处的位置以照片的形式展示出来。根据相同时间间隔内物体运动路程的异同，判定物体的运动情况。
经典例题2　如图所示是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片，若频闪照相机每隔0.1s闪拍一次。分析照片可知，小球从A点到F点共通过了________cm的路程，小球从B点到E点的平均速度是________m/s。
解析：由图可知，小球从A点到F点共运动了12.50cm的路程，小球从B点到E点的路程s＝8.00cm－0.50cm＝7.50cm＝0.075m，所用的时间t＝0.3s，小球从B点到E点的平均速度为v＝＝＝0.25m/s。
答案：12.50　0.25
当 堂 检 测
1. 关于平均速度，下列说法中正确的是(　　)
A. 只要求出某一段路程中的平均速度，便可知整个路程中的速度
B. 平均速度就是速度的平均值
C. 平均速度一定要指明是哪一段路程或哪一段时间以内的
D. 前一段路程中的平均速度比后一段路程中的平均速度小
2. 我市每年都要对九年级学生进行体育考试，下面是小强同学对体育考试的成绩的估测，你认为最符合实际的是(　　)
A. 男同学1000m跑步的成绩是20s B. 女同学800m跑步的成绩是60s
C. 男同学的立定跳远成绩是2.40m D. 女同学掷实心球的成绩是20m
3. 在测斜面小车的平均速度时，如果斜面的坡度较大，测量出的平均速度将(　　)
A. 由于坡度较大，所以测出的平均速度值较准确
B. 由于坡度较大，所以测出的平均速度值不准确
C. 由于斜面坡度大，小车运动的速度较快，时间太短不容易记准确，所以测量的平均速度误差会较大
D. 以上说法都有道理
4. 在运动会100m决赛的中途，张明落后于王亮，冲刺阶段张明加速追赶，结果二人同时到达终点。关于他们在全过程中的平均速度，下列说法中正确的是(　　)
A. 张明的平均速度比王亮的平均速度大
B. 张明的平均速度比王亮的平均速度小
C. 二者的平均速度相等
D. 不是匀速直线运动，无法比较
5. A、B两车分别从P、Q两点同时相向运动，经过6秒A、B相遇，它们的s—t图像分别如图甲、乙所示，由此可知vA (选填“>”“＝”或“<”)vB，P、Q间的距离为 m。
6. 某组同学在研究小车沿斜面运动时的速度变化情况，实验装置如图所示。把小车放在斜面的顶端。
(1)实验时把金属片放在斜面的底端，用刻度尺测出斜面的长s1＝0.90m，又用 测出小车从斜面顶端滑下到达底端撞击金属片的时间t1＝6s。
(2)把金属片移到斜面的中点，测出小车从斜面顶端滑到中点处的时间t2＝4s，那么小车在上半段路程的平均速度v2＝ m/s；在斜面下半段的平均速度v3＝ m/s。(保留两位小数)
(3)根据计算结果可知，小车做 运动。
(4)在实验测量中，为了减小误差，斜面的倾斜角度应该适当 (选填“大”或“小”)些，这样可使小车运动的时间更 。
7. 一辆汽车的速度是8m/s，一列火车全长为168m，以72km/h的速度行驶，当两车同时出发同向行驶时，火车完全超过汽车所用时间是多少？
当堂检测参考答案
1. C 2. C 3. C 4. C
5. < 9
6. (1)秒表 (2)0.11 0.23 (3)加速 (4)小 长
7. 解：v火＝72km/h＝20m/s，t＝＝＝14s。