通過(guò)測(cè)量平均速度,學(xué)生可以加深對(duì)速度和平均速度的理解。這是初中物理的第一堂小組實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、收集、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等自主活動(dòng),提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γw驗(yàn)物理量的間接測(cè)量方法,培養(yǎng)合作精神。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了鞏固平均速度的知識(shí),練習(xí)用秒表測(cè)時(shí)間,用尺子測(cè)長(zhǎng)度。所用器材比較簡(jiǎn)單,只有一塊木塊、一個(gè)斜面、一輛小車。在斜面中間放一塊鐵片,把距離分成兩段,小車或球碰到鐵片時(shí)記錄時(shí)間,兩段時(shí)間之和就是小車在斜面上行駛完總距離所需的時(shí)間。
學(xué)生在計(jì)算前半程和總距離的平均速度時(shí),應(yīng)嚴(yán)格遵循平均速度的計(jì)算公式,在計(jì)算過(guò)程中初中物理測(cè)量平均速度,復(fù)習(xí)、鞏固物理計(jì)算題的解題方法和步驟,通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),理解在談?wù)撈骄俣葧r(shí),必須具體指出“某一時(shí)間段”或“某一距離”的平均速度。
【主題】1. 設(shè)計(jì)和開(kāi)展實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模壕毩?xí)使用尺子和秒表測(cè)量物體變速運(yùn)動(dòng)的平均速度。
2.實(shí)驗(yàn)原理:
需要測(cè)量的是行駛中的汽車行駛的距離,以及行駛該距離所花費(fèi)的時(shí)間。
3、主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備及其功能:斜面、小車、尺子、秒表、金屬片。
尺子的作用是測(cè)量汽車行駛的距離,使用尺子前應(yīng)先觀察好尺子的零刻度線、量程和刻度值,使用時(shí)要“放好”、“讀準(zhǔn)”、“記全”。
秒表的功能是測(cè)量汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。使用秒表前應(yīng)先觀察秒表的刻度值、量程及零位標(biāo)記。秒表使用方法:第一次按-啟動(dòng),長(zhǎng)、短針開(kāi)始走動(dòng);第二次按-暫停,長(zhǎng)、短針暫時(shí)停止走動(dòng);第三次按-回零,長(zhǎng)、短針快速歸零。
金屬片的作用是保證小車的端點(diǎn)處于同一位置,更加方便測(cè)量距離和時(shí)間。
4、擺放斜面時(shí),斜面的傾斜角度不宜過(guò)大。原因:傾斜角度過(guò)大,車子滑行速度過(guò)快,無(wú)法計(jì)量時(shí)間。
5、確定物體移動(dòng)的距離:測(cè)量汽車移動(dòng)的距離時(shí),需要測(cè)量頭到頭或者尾到尾,時(shí)間也是一樣。
【中考試運(yùn)行試點(diǎn)】
2. 溝通與評(píng)估
6、從小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)看初中物理測(cè)量平均速度,小車從斜面頂端移動(dòng)到底端的過(guò)程物理資源網(wǎng),是一個(gè)變速的直線運(yùn)動(dòng)。
7.誤差分析主要來(lái)源于時(shí)間測(cè)量引起的誤差。
8、提高汽車平均速度的方法是增加斜面的傾斜長(zhǎng)度。9、測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的目的是取平均值,減少誤差。
【實(shí)戰(zhàn)演練】
1.(2020·山西)交警為了保障學(xué)生安全,在育才中學(xué)門(mén)前街道設(shè)立了30km/h的限速標(biāo)志,有家長(zhǎng)反映車輛經(jīng)常超速行駛,在沒(méi)有測(cè)速儀的情況下,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)量校門(mén)前車輛平均速度是否超速。
(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)備:
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
【參考答案】(1)秒表、尺子
(2) ① 在校門(mén)前的馬路上標(biāo)出 A、B 兩點(diǎn),用尺子量出兩點(diǎn)之間的距離 s; ② 讓一名學(xué)生站在 A 點(diǎn),另一名學(xué)生站在 B 點(diǎn); ③ 當(dāng)車頭到達(dá) A 點(diǎn)時(shí),A 點(diǎn)的學(xué)生舉手示意,B 點(diǎn)的學(xué)生用秒表開(kāi)始計(jì)時(shí);當(dāng)車頭到達(dá) B 點(diǎn)時(shí),B 點(diǎn)的學(xué)生停止計(jì)時(shí),并記錄汽車從 A 點(diǎn)行駛到 B 點(diǎn)所用的時(shí)間 t; ④ 計(jì)算汽車的平均速度
(3)若v>30公里/小時(shí),則為超速;若v≤30公里/小時(shí),則不為超速。
2、實(shí)驗(yàn)題目:測(cè)量平均速度。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備:斜面、推車、金屬板等。
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A、保持斜面的坡度很小是為了使小車能夠運(yùn)行,如圖所示;
B、把車子放置到斜坡頂上,用測(cè)量工具測(cè)量車子到斜坡的距離。
金屬片在表面底部的長(zhǎng)度,即其經(jīng)過(guò)的距離;
C、測(cè)量手推車從斜坡頂部滑下撞擊金屬板C所需的時(shí)間;
D.當(dāng)小車從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),測(cè)量距離和時(shí)間;
E.將小車從B點(diǎn)移至C點(diǎn),測(cè)量距離和時(shí)間,并將以上測(cè)得的數(shù)據(jù)值填入表格中;
F、根據(jù)測(cè)得的s和t,計(jì)算汽車通過(guò)斜面AC、AB、BC的平均速度。
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
小路
距離S(米)
時(shí)間t(秒)
平均速度ν(米/秒)
交流
1.8
2.5
0.72
AB
0.9
1.5
0.6
公元前
0.9
0.9
G.分析結(jié)果第一次實(shí)驗(yàn)的平均速度與第二次實(shí)驗(yàn)的平均速度不同的原因是。
H、實(shí)驗(yàn)前必須學(xué)會(huì)熟練使用電子表,若汽車經(jīng)過(guò)A點(diǎn)后開(kāi)始計(jì)時(shí),則測(cè)得AC段平均車速為(選擇“大”或“小”)。
【參考答案】刻度尺秒表慢刻度尺秒表v=s/t第一次實(shí)驗(yàn)的距離是第二次實(shí)驗(yàn)的兩倍,但第一次實(shí)驗(yàn)的時(shí)間小于第二次實(shí)驗(yàn)的兩倍(答案合理)
3.
(2019云南)物理實(shí)驗(yàn)組同學(xué)在學(xué)習(xí)《測(cè)量平均速度》時(shí),想測(cè)量物體從斜面滑下不同階段的平均速度,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置;讓小車從斜面頂端靜止滑下,上面有刻度(刻度值為1cm),圖中圓圈為小車到達(dá)A、B、C位置時(shí)電子表上顯示的時(shí)間(圓圈內(nèi)數(shù)字分別代表“時(shí):分:秒”),然后
(1)實(shí)驗(yàn)按公式測(cè)定;
(2)通過(guò)分析圖中給出的信息,我們可以確定小車從斜面的頂端移動(dòng)到底端(選擇“是”或“否”),做勻速直線運(yùn)動(dòng);
(3)汽車在路段AB行駛的距離SAB為;在路段BC的平均速度vBC為/s;在路段AC的平均速度vAC為/s;
(4)實(shí)驗(yàn)前必須熟練使用電子表,如果小車到達(dá)C點(diǎn)時(shí)計(jì)時(shí)還未停止,測(cè)得的運(yùn)動(dòng)時(shí)間就會(huì)不準(zhǔn)確。
【參考答案】(1)v=s/t(2)非(3)4.00 0.5 0.3(4)大
【分析】(1)測(cè)量平均速度的實(shí)驗(yàn)原理是v=s/t;
(2)汽車從A到B的平均速度小于從B到C的平均速度,也就是說(shuō),汽車不是從斜面的頂部到底部沿均勻直線運(yùn)動(dòng)的。
(3)SAB = 4.00 dm = 0. = 0. = 2stBc = 1s
vBC=SBc/tBc=0.5米/1秒=0.5米/秒
交流電壓=s/t=0.9米/3秒=0.3米/秒
(4)根據(jù)vAC=s/t,距離一定時(shí),時(shí)間越短,結(jié)果越大。
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