第4节测量平均速度

第4节测量平均速度
【教学目标】
一、知识与技能
让学生学会用停表和刻度尺正确地测量时间、路程，并求出平均速度，加深对平均速度的理解.
二、过程与方法
1.使学生通过动手实验逐步掌握使用物理仪器的基本技能.
2.使学生通过实验学会用简单方法估测时间、路程.
三、情感、态度与价值观
1.通过实验激发学生的兴趣，培养学生认真仔细的态度和实事求是的精神.
2.通过实验培养学生与其他同学合作的意识.
【教学重点】
学会用刻度尺和秒表测平均速度、加深对平均速度的理解.
【教学难点】
准确测量小车运动的时间.
【教具准备】
斜面、小车、木块、刻度尺、秒表、金属片、卷尺、小红旗（或发令枪）、自行车等.
【教学课时】
1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
【新课引入】
教师播放视频课件：我国体育健儿刘翔2012年6月3日在国际田联钻石联赛尤金站110m跨栏比赛中以12秒87追平了世界记录.
师：在上述展现的情景中，你发现了几个物理量？
生：路程、时间.
师：刘翔在110m跨栏比赛中的平均速度是多大呢？
学生动手计算：
师：由此可见，要测量运动物体的平均速度，就必须测量物体运动的路程（长度）和运动的时间.我们这节课就探究平均速度的测量.
【进行新课】
平均速度的测量
教师引导学生阅读教材P23页《实验》，然后思考以下问题：（多媒体展示）
思考题：（1）本次实验的目的是什么？
（2）本次实验的原理是什么？
（3）要完成本次实验，需要测出哪些物理量？
（4）本次实验需要哪些仪器去测这些物理量？
学生回答：（教师适时点评）
（1）实验目的是学会用刻度尺和秒表（钟、停表等）测平均速度.
（2）实验原理是v=s/t.
（3）需要测量的物理量是小车通过的路程和通过这段路程所用的时间.
（4）需要用刻度尺去测路程，用秒表去测时间.
教师用多媒体播放课件“路程和时间的测量方法及注意事项”，并讲解.
路程和时间的测量方法及注意事项（多媒体课件）（1）路程的测量：
用刻度尺测量小车通过的路程时，要明确斜面的长度并不是小车运动的全程，小车通过的路程必须从小车的头量到头或从尾量到尾.因此实验时，可以先在斜
面上划两条横线确定小车、金属片放置的位置，量出横线间的距离，再做实验.
（2）时间的测量：
①秒表的读数：实验室配置的秒表大多是机械秒表，它有两个按键，一个按键是使指针走动或停止，另一个按键是使停下的指针归位，测量前要先使指针指零（归位）.读数时大盘指针指示的是秒，小盘指针指示的是分，所用的时间等
于两指针示数之和.
②时间的测量：实验中放小车的同时又要测时间，所以实验时应两人一组配合实验，一人计时，另一人放小车，争取做到小车开始下滑的同时开始计时，小车撞击金属片的时刻停止计时.
③时间与时刻的区别.时刻是指物体经过某点时，钟表所指的示数，它表示的是一个时间点.时间是指两时刻之间相隔的长短，指的是一个时间段.
教师用多媒体展示实验步骤，并进行实验指导.
实验步骤和实验指导（多媒体课件）
a.将木板支成斜面（如图）；
b.确定小车的起始位置和终点位置；
c.测s1和s2;
d.合作测t和t′；
e.记录测量结果；
f.计算平均速度.
2.实验指导：
（1）小车的坡度要很小，小车在斜面的运动时间就会较长，测量时间增长，最后结果的误差就会减小.
（2）金属片放在斜面的中间，测量出斜面的总长，则前半程、后半程和全程的距离都可以得到.
（3）实验表格参考：
教师总结：
（1）测量平均速度的实验难点是计时结束要以听到撞击声为准，即听到声音的同时记录结束时刻，因此同学们要注意区分时刻和时间的概念，时刻是结束或开始时刻在时间轴上的位置，而运动时间是这两个时刻之间的在时间轴上的长度，因此在表格中t=t1-t0,t′=t2-t0′.
（2）在计算平均速度时，要注意物理量的对应，而绝不能认为平均速度是速度的平均值.
教师引导学生分组探索：
（1）实验1：测量物体运动的平均速度.（即教材P23页《实验》）
（2）实验2：测量正常行走、竞走和跑步的平均速度.
（3）实验3：测量自行车的平均速度.
要求：实验1在课堂上完成，实验2和实验3可以在课后完成，但要求在课堂上设计出实验2、3的实验方案和实验数据表格.
学生在教师的指导下动手完成实验1.
实验2、实验3方案参考（多媒体课件）
实验2
［实验目的］：测量正常行走、竞走和跑步的平均速度.
［实验原理］：
［实验器材］：停表或手表，卷尺，小红旗（或发令枪）.
［实验步骤］：
①在操场上测出30m的路程，每隔10m做一记号；
②选出三位同学做计时员分别站在10m、20m和30m处；
③选一名发令员，当小红旗下落时开始计时；
④另外三位同学分别采取正常步行、竞走或跑步的形式通过30m的路程；
⑤组内互相交换角色、重复实验；
⑥将每一次的实验数据填在记录表格内：
⑦根据公式可求出平均速度.
实验3
［实验目的］：测骑自行车的平均速度.
［实验原理］：
［实验器材］：自行车、卷尺、停表或手表.
［实验步骤］：
①用卷尺绕前轮一周测出轮子的周长l；
②在自行车前轮某处拴一红布条做记号，骑自行车在操场上行驶，从红布条着地开始计时，边骑边数自行车前轮转动的圈数，当数到n圈时停止计时，读出车轮转n圈所用的时间t；
③记录实验数据；
例题1“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法.摄影在暗室中进行，把照相机固定在地面上，快门是常开的，但是由于没有光照亮物体，底片并不感光.光源是一只闪光灯，它每隔0.02s闪亮一次，闪亮的时间很短，大约只有.光源发光时，物体被照亮，底片就记录下这时物体的位置.光源不断闪亮，底片就记录下物体相隔同样时间的不同位置.观察图中甲、乙两小球的频闪照片，由图可以看出（选填“甲”或“乙”）做匀速直线运动；请利用自己的刻度尺，粗略求出乙球从a到d的平均速度：.
解析：观察图中频闪照片应明确：①每张照片相邻两球之间运动的时间间隔相等；②间隔时间均为0.02s.图甲中照片间隔距离相等，说明此物体速度一定，物体做匀速直线运动；图乙中照片间隔距离依次增大，说明物体的速度是变化的，物体做变速直线运动，从a到d所用时间t=0.06s，距离由刻度尺量得s=3.8cm，则此过程中的平均速度
答案：甲0.63m/s
例题2（多媒体展示）小华想估测自己上楼的速度，他没手表和其他计时工具，但他灵机一动，用脉搏的跳动测时间，他的脉搏在平静时每分钟跳72次，他从二楼走到三楼，数出自己的脉搏跳动18次.请你帮他计算一下上楼的平均速度（假设两层楼之间楼梯长6m）.如果考虑他上楼过程中身体的运动引起心跳加快这个因素，则他用这种方法测出的速度比实际速度是偏大，还是偏小.
分析：解答本题的关键是利用脉搏跳动18次来间接求出爬楼的时间
.值得注意的是实际操作中爬楼时的剧烈运动会引起心跳加快，即脉搏跳动过快，因此实际爬楼的时间t必定小于15s，则用小华的方法测出的速度比实际速度偏小.
；这种方法测出的速度比实际速度偏小.
课堂演练
教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.
教师引导学生阅读教材P24《科学世界》——“超声波测距”，并讲解.
师：用超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波后就立即停止计时.超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的超声波
从发出到接收的时间t声，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即：s=v
声t
声
/2.
【教师结束语】
这节课我们共同探究学习了用刻度尺、秒表来测量平均速度的方法.还了解了超声波测距的原理.实际生活中经常需要测物体运动的平均速度，因此，掌握一些测平均速度的方法，是我们把学习到的物理知识与实际相联系的具体表现.在生活中测平均速度时，通常需要借助一些身边已知长度的物体测路程，如公路两旁的里程牌，平直公路旁电线杆间的距离等.课后请同学们交流一下还有哪些测量平均速度的方法.
课后作业
请同学们完成对应练习册中本课时课后作业部分.
1.本节课是实验探究课，要求学生掌握利用刻度尺和秒表测物体平均速度的基本方法.在实验过程中，教师要发挥学生的主体作用，让学生动手动脑，并积极参与实验.教师安排实验时让学生分组进行探究，通过学生团队间的协作方式，进行合理的方案设计，并对设计的方案从理论上的正确性、操作上的可行性进行交流讨论、质疑和完善.教师最后进行归纳总结，这样既节约了时间，同时又锻炼了学生动手实验的能力.
2.教师要向学生强调在求平均速度时，一定要注明是哪一段时间或哪一段路程的平均速度，离开了某一段时间或某一段路程，求平均速度便失去了意义.教师可以通过实验进一步引导学生理解平均速度是对变速运动的近似处理、粗略描述，它描述的是“整段路程”或“整段时间”的整体情况，并不表示这段路程中某个位置或在这段时间内某个时刻的运动情况，也不反映这个物体“将来”或“将要”以何种情况运动下去.
3.教师在讲解《科学世界》——“超声波测距”时，可以让学生课后多搜集些资料，这样可以激发学生的学习兴趣，调动学生的主动性、积极性，同时也培养了学生对科学技术的热爱.。