(共19张PPT)
中物理
第二章 第4节
科学探究：速度的变化
1
课堂导入
提问：你知道我们为什么要进行科学探究吗？
这是因为科学探究是我们学习的需要，科学探究可以使我们从被动接受知识向主动获取知识转化.科学探究是我们能力培养的需要,我们在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神,培养我们的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的科学。
你还记得科学探究的七大环节吗？
提出问题
猜想与假设
进行实验与收集数据
设计实验与制定计划
分析与论证
评 估
合作与交流
半人马星系
我们通常在高速路上看到“区间测速”的标识牌，你知道它的原理吗？
根据我们所学速度的知识如何知道一辆汽车在高速路上行驶是否超速呢？
实验探究：小车沿斜面下滑时的速度变化
一环节:提出问题
小车沿斜面下滑时速度变化吗？如何变化？
二环节:猜想与假设
小车沿斜面下滑时速度可能越来越大
三环节：设计实验
我们怎么来进行实验设计呢？
2
课堂活动
三环节：实验设计
利用两个物理量的比值，可以定义一个新的物理量，这种方法叫比值定义法
实验原理：
实验器材：
从原理可知我们需要测量两个物理量时间与路程。
长木板、小车、刻度尺、停表、金属片（挡板）
实验方法：
取两段相同的路程，测出每段路程的时间，算出前半段和后半段的速度进行比较。
想一想
怎么样取两段相同的路程呢？如何测量小车运动时间？
讨论分享一下
从长木板的起点开始到木板的终点均分成两段s1=s2，并标记A、B、C三点
用停表测量时间，上半段的时间tAB=t1
后半段时间怎么测量呢？，
我们可以测全程的时间tAC=t，然后用全程的时间减去上半段的时间t2=t-t1
总结：我们测量的物理量有路程s1、s2，时间 t、t1
路程
时间
1.在斜面上用刻度尺将路程分为相等的两段S1和S2，并标记A、B、C ；
2.将金属片放在B点，测出小车从A点滑到B点的时间tB，则t1 = tB ；
3.将金属片放在C点，测出小车从A点滑至C点的时间tC =t，则t2 = t －t1 ；
4.计算出S1、S2两段的速度v1、v2 ，进行比较。
实验步骤的设计
5.设计实验数据表格
路程 (m) 运动时间(s) 速度(m/s)
上半段 S1= t1= v1=
下半段 S2= t2= v2=
环节四：进行实验
准备工作：
1、调整斜面的高度适中，使小车刚好从斜面上滑下，不能太快。
2、练习停表的操作：启动、停表、回表、读数。
注意事项:
1、小车的前端对齐起始线,静止释放。
2、计时开始与小车释放应该是同时的发生碰撞时马上停表。必须专人操作。正式实验前应该练习几次，熟练之后会使测量的数据更准确。
120
100
80
60
40
20
0
cm
金属片
s1
s2
1.组装好器材后用刻度尺分别测出全程S1、S2的长度
A
B
C
2.将金属片移至中点B,将小车从A点自由滑下，用停表测出其S1的时间t1 ，算出速度v1
A
B
C
A
C
3.将小车从A点自由滑下，用停表测出其全程的时间t，算出时间t2以及速度v2
环节五:分析与论证
路程 (m) 运动时间(s) 速度(m/s)
上半段 S1= t1= v1=
下半段 S2= t2= v2=
通过你记录的数据表，你能得到什么结论？
结论：小车在斜面下滑时的速度越来越快
环节六：评估
通过上面的实验你能找出误差可能产生的原因吗？
１．上半段路程和下半段路程分得不等；
２．计时；
３．测量估读……
3
课堂小结
速度的变化
回顾科学探究的七大环节
科学探究实验：小车沿斜面下滑时速度的变化
结论：小车沿斜面下滑时速度越来越快
每个实验的实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验结论、实验中的注意事项……
典例分析
1.在测物体平均速度的实验中，如果测出的物体运动时间比实际值大，则测量出的物体的平均速度( )
A. 比实际值大
B. 与实际值相同
C. 比实际值小
D. 不能确定
C
同学们根据此图片获得数据如下：
（1）请你根据图中的情景,把表格中的内容补充完整。
（2）根据上表的数据，你可得出蜗牛是做变速运动(“变速”或”匀速”) ________,蜗牛在前20s的平均速度是______mm/s, 整个50s内的平均速度是________mm/s.
44.2
61.2
变速
1.61
1.224
40
2. 某课外兴趣小组的同学们为了研究蜗牛的运动情况,将 蜗牛放在刻度尺上让其沿刻度尺爬行，并每隔10s拍摄纪录蜗牛的位置,拼成如图所示的照片：
迁移训练
1. 把带有滴墨水装置的小车放在水平桌面上的纸带上，小车每隔相等时间滴一滴墨水．当小车向左作直线运动时，在纸带上留下了一系列滴，其分布如图所示．设小车滴墨水时间间隔为t，那么小车从图中第一滴墨水至最后一滴墨水运动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小车的速度逐渐增大
B．小车运动的时间是7t
C．小车前一半时间内的平均速度较全程的平均速度大
D．小车在任一时间间隔t内的平均速度都比全程的平均速度小
C
2.课外活动时，小明和小华均在操场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
D
2.3 快与慢
一.选择题
1.一个物体做匀速直线运动，在5s内运动了30m，在前2s的平均速度为（ ）
A.15m/s B.6m/s C.12m/s D.10m/s
【答案】B
【解析】物体做匀速直线运动，速度大小保持不变，根据，故前2s的平均速度依然
为6m/s。
2.(2018温江期中)关于平均速度，下列说法正确的是( )
A.平均速度就是各段速度的平均值 B.平均速度粗略地反映了物体运动的平均快慢程度
C.平均速度就是物体经过某时刻或某一位置的速度 D.平均速度精确地反映了物体实际运动的快慢程度
【答案】B
【解析】平均速度只能粗略反映物体运动的快慢程度，匀速直线运动的速度是不変的，能精确地反映物体运动的快慢，ニ者含义不同，故B正确、AD错误:在匀速直线运动中，速度保持不変;故平均速度与某时刻或某一位置的速度是相等的。故C错误。
3.下图为小明做“测量物体运动的平均速度”的实验过程，图中的停表（停表每格为?1?秒）分别表示小车通过斜面?A、B、C?三点的时刻，?B点是全程AC的中点。关于小车通过上、下半段路程所用的时间和平均速度的关系，正确的是?（ ）
A.tAB??vBC?? ?D.vAB?【答案】 D
【解析】如图的停表可以知道tAB=5S tBC=3s 故tAB>tBC?，A、B均错，而sAB=sBC,相同的时间比较时间的多少，用时越短，速度越大，故 vAB4. 下图是某汽车通过某一平直公路时记录的v-t图象，甲、乙、丙、丁四个过程中，汽车做匀速直线运动的是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】B
【解析】由图像可知这是一个v-t图像，0~t1，甲过程中是加速运动，t1~t2，乙过程是匀速直线运动，t2~t3，丙过程是加速运动，t3~t4丁过程减速运动。故选B.
5.甲、乙两小车运动s-t图象如图所示，由图象可知（ ）
A．甲、乙两车都做匀速直线运动 B．甲车的速度为10m/s，乙车的速度为2m/s
C．经过6s，甲、乙两车相距2m D．经过5s，甲、乙两车通过的路程均为10m
【答案】C
【解析】A、由s-t图象知，时间变大，但是甲车路程不变，甲车处于静止状态；乙车路程也随时间的变大而变大，并且路程和时间的比值是相同的，所以乙车进行匀速直线运动．故A错．B、甲车处于静止状态，速度为0．故B错．C、由图象知，经过6s，甲在10m处，乙在12m处，甲乙相距12m-10m=2m．故C正确．
D、由图象知，经过5s，乙在10m处，甲一直处于静止状态．故D错误．故选C．
6.在“测量物体运动的平均速度”实验中，当小车自斜面顶端滑下时开始计时，滑至斜面底端时停止计时．如图所示，此过程中小车的平均速度是（ ）
A． 90m/s B． 0.09m/s C． 0.9cm/s D． 9m/s
【答案】B
【解析】小车在整个过程中的平均速度为，故选B
二．填空题
7. 如图为甲、乙两物体运动时，相隔相同时间所在的不同位置。由图可知，______物体在做匀速直线运动。若相邻间隔的时间为0.01s，则变速直线运动的物体运动的平均速度为______m/s
【答案】 甲 7.5m/s
【解析】做匀速直线运动的物体，相隔的时间和相隔的路程均相同，故甲做匀速直线运动。乙为变速直线运动，它的平均速度为。
8.汽车在长100km的公路上行驶，前50km的速度为20m/s，后50km的速度为10m/s，汽车在这100km公路上的平均速度为______m/s．
【答案】3m/s
【解析】前50km的运动时间为，后50km的运动时间为
整个过程中的平均速度为。
9. 如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验．
（1）该实验目的是练习用________和 ________ 测平均速度．
（2）该实验原理是__________________
（3）实验时观察到，小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是________直线运动。（选填“匀速”或“变速”）
（4）实验中测得路程s1上的平均速度为v1，路程s2上的平均速度为v2，路程s3上的平均速度为v3。那么，v1、v2、v3的大小关系是________。（选填＞、＜、=）
【答案】（1）停表 刻度尺 （2） （3）变速 （4）V3>V1>V2
【解析】(1) 实验中要用刻度尺测量小车运动的路程,用停表测量小车运动的时间;
（2）实验中要利用公式计算小车的平均速度;
(3)小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的过程中速度逐渐增大，即小车做变速直线运动;
(4)由于小车在下滑过程中做加速运动，所以上半段的平均速度v2最小，下半段的平均速度v3
最大，全程的平均速度v居中，即V3>V1>V2。
10.(2018秋●龙子湖区校级月考)又是一年杏花微雨，你若不知雨滴下落的运动特点，也许我们的相遇从一开始就是错的!如图是一个水滴下落过程的频闪照片，拍照时间间隔为0.1s。
(1)水滴下落的过程是________变速(选填“匀速”或“变速”)直线运动，最初拍出的雨滴是最________侧的。(选填“左”或“右”)
(2)按时间先后标记雨滴为A、B、C三点。通过AB、BC所用时间均为________ s, 水滴由A位置下落到C位置运动的距离是________ cm, 则这个过程中水滴下落的平均速度是________ m/s.
【答案】（1）变速 左 （2）0.1 20.0 1
【解析】(1)由上图知，雨滴第2个0.1 s通过的距离比第1个0.1s通过的距离要长， 根据可知，其速度大小是变化的，故水滴下落的过程是变速直线运动; ,由常识可知，水滴下落过程中越来越快，即相同时间内通过的路程越来越大，结合图示可知，最初拍出的雨滴是最左侧的; (2)由题意可知，通过AB、BC所用时间均为0.1s;刻度尺的分度值为cm,水滴由A位置下落到C位置运动的距离是20.0cm，所用时间为2x0.1s=0.2s, 则这个过程中水滴下落的平均速度:。
一．选择题
1.如图是某辆汽车的速度表．汽车启动后经过20s，速度表的指针指在如图所示的位置．则（ ）
A．此时汽车速度的大小是90km/h B．此时汽车速度的大小是90m/s
C．启动后20s内汽车的平均速度的大小是90km/h D．启动后20s内汽车的平均速度的大小是90m/s
【答案】A
【解析】A、B速度表指针显示的是物体此时的速度，表盘上有km/h的字样，故速度为90km/h；故A正确，
BCD错误.（速度表显示汽车的某一时刻的速度，由表中标度可知速度的单位）。
2.如图所示是相向而行的甲、乙两物体的s－t图像，下列说法中正确的是( )
A．相遇时两物体通过的路程均为100 m B．0～30 s内甲、乙均做匀速直线运动
C．甲的运动速度为10 m/s D．甲、乙是同时出发的
【答案】D
【解析】由图像可知，相遇时(即两圈线相交)，甲通过的路程为400m 100m=300m.乙通过的路程为100m故A错误 ；由图像可知，在0-10s内，乙处于静止状态在10s后乙物体才做与速直线运动故B错误:C.由图象可知在0~10s内甲做匀速直线运动而乙处于静止状态: 10~30s甲乙均做匀速直线运动运动，所以乙比甲要晚10s出发，故C错误 D、由图像可知，甲的运动速度为，故D正确
3.在学校的运动会上，一个同学用10秒的时间跑完了100米，他的速度是________米/秒，比以18千米/小时的速度骑自行车快________米/秒．
【答案】10 5
【解析】他跑的速度为，18km/h=5m/s,故快5m/s
4.一座桥长200m，一列50m的队伍以2m/s的速度通过桥，整个队伍在桥上的时间 ________ s，这列队伍全部过桥所用的时间 ________ s．
【答案】 75 125
【解析】整个队伍在桥上走的路程为s1=200m-50m=150m,时间为，整个队伍通过桥的时间为。
5.在“测量物体平均速度”的实验中，需要的器材有：斜面、小车、木块、金属片、停表、________。实验时，同学们发现小车运动时间太短，为了方便测量时间，减小实验误差，可以__________________。
【答案】刻度尺 斜面坡度小一些
【解析】刻度尺用来测小车走的路程，斜面坡度太大，小车运动较快，计时困难，所以坡度小一些。
6.在测量斜面后半段平均速度的实验中，应先用_____测量前半段路程s1，并用_____记录前半段时间
t1，再测量_____与_____。后半段平均速度v2＝____。
【答案】刻度尺 秒表 总路程s 总时间t
【解析】前半段用刻度尺测其前半段路程s1,用秒表测前半段时间为t1，然后测整个的总路程s和总时间t，后半段的平均速度为。
7.如图是一个骑自行车的人与一个跑步的人运动时的路程随时间变化的图线．根据图线回答下列问题：
（1）骑车者和跑步者是否同时出发？________（填“是”或“否”）
（2）跑步者前进200米路程所用的时间为________秒；
（3）骑车者的速度为________米/秒；跑步者的速度为________米/秒．
【答案】 是 25 13.3 8
【解析】(1)根据图示可知，骑车者和跑步者出发的时间都是0,所以是同时出发的。
(2)根据图象可知，跑步者前进200米路程所用的时间25s。
(3)根据图示可知，骑车者前进200m路程所用的时间为15s，则骑车者的速度: ;跑步者的速度: ；
8.如图所示，在“研究水玻璃管中气泡的运动规律”实验中：
（1）该实验是根据公式________进行测量的。
（2）该实验的测量工具主要有刻度尺和________；
（3）气泡上升过程中，若以气泡为参照物，玻璃管口的塞子是________(选填“运动”或“静止”)的；
（4）为了判断气泡是否做匀速直线运动，需要测量气泡运动的路程和时间，为便于测量，应使气泡在管内运动得较________(选填“快”或“慢”)．
【答案】（1） （2）停表 （3）运动 （4）慢
【解析】研究运动规律的公式为，实验测量工具有刻度尺和停表用来测量路程和时间，以气泡为参照物，玻璃管口的塞子相对于气泡是运动的，要测量其时间，气泡的运动速度不能太快，故气泡要运动慢一点；
9.关物理实验小组的同学在学习“测量平均速度”时，想测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度，设计了如图所示的实验装置。让小车从带有刻度(分度值为1 cm)的斜面顶端由静止滑下，图中的圆圈是小车到达A、B、C三个位置时电子表的显示时间(圆圈里面的数字分别表示“小时：分：秒”)，则
(1)该实验是根据公式___进行测量的；
(2)由实验看出，小车在下滑过程速度越来越__快__，在做__加速__运动。
(3)小车在AB段运动的路程sAB＝__4.00__dm，在AC段运动的平均速度vAC＝__0.27__m/s。(保留两位小数)
【答案】(1) (2)快 加速 （3）4.00 0.27
【解析】（1）略 （2）小车从斜面滑下速度会越来越快，所以做加速运动；（3）小车在AB段的路程为4.00dm，要估读到分度值下一位，在AC段的平均速度为。
10.（2018.秦淮期末）下表是D412次列车组列车运行时刻表的一部分。
时间 上海 苏州 常州 南京 徐州
到站时间 09∶51 10∶33 11∶45
发车时间 09∶15 09∶53 10∶35 11∶50
里程/km 0 84 300 648
(1)列车由上海驶往南京的平均速度为多少？
(2)若该列车从苏州到常州的平均速度为129 km/h，则苏州到常州的里程为多少？
(3)该列车长200 m，以72 km/h的速度匀速通过一个长为1.8 km的遂道，则火车全部通过该遂道需要多长的时间？
【解析】(1)从上海到南京的路程为s1＝300 km，时间为t1＝11∶45－9∶15＝2 h 30 min＝2.5 h，
列车由上海驶往南京的平均速度为
v1＝＝＝120 km/h；
(2)苏州到常州的时间为
t2＝10∶33－9∶53＝40 min＝ h，
苏州到常州的里程为
s2＝v2t2＝129 km/h× h＝86 km；
(3)列车的速度v3＝72 km/h＝20 m/s，隧道长s隧道＝1.8 km＝1800 m，列车全部通过隧道的总路程
s3＝s车＋s隧道＝200 m＋1800 m＝2 000 m，
列车全部通过该遂道需要的时间
t3＝＝＝100 s。
8
