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初中物理微专题-开放性实验设计：测速度 学案
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这是一份初中物理微专题-开放性实验设计：测速度 学案，共7页。
测速度实验的基本原理为：。即在实验中要通过测量行驶的距离s和所对应的时间t，结合速度的计算公式进行求解。因此所对应的测量物理量为长度和时间。
误差分析：时间的过早或过晚记录，测量工具的不标准，读数的不规范等。
1．物理兴趣小组活动课上，老师请同学们测量一下小薛同学从家骑自行车到学校这段路程的平均速度。老师提供的器材有：一把量程为15cm的直尺、一根3 m长的无弹性棉线，一可固定在车轮上能测量圈数的传感器，一只手表。请你利用上述器材设计一个实验方案，帮同学们测出骑行这段路程的平均速度。要求：
（1）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（2）写出平均速度v的数学表达式（用测量量表示）。
2．如图所示，小车从斜面的顶端A处由静止释放，沿斜面滑下直到撞上挡板的过程中，请你用刻度尺和停表分别测出小车在s1及s2两段路程中的平均速度v1和v2，请写出实验的主要步骤和计算v1、v2的公式，并设计一个记录实验数据的表格。
3．在学校的橱窗里贴出了一个通知如图所示，小聪和小明积极的谈论这个问题：
（1）降落伞下落得越慢，说明其运动速度越 ；
（2）要测量降落伞的下落速度，要测量哪些量？ 、 ；
（3）选用的实验器材是：刻度尺、秒表；
（4）请你在下方帮他们设计一个用来记录数据的表格；
（5）在这次比赛中也可以通过相同 比较 来判断降落伞下落的快慢；
（6）如果要想在比赛中取胜，可以对降落伞进行改造，请你帮他们出谋划策： 。
4．小程同学学习完测平均速度的知识后，准备测量一下他从家步行到学校这段路程的平均速度。他找来一把量程为2m的卷尺、一只手表。请你利用上述器材设计一个实验方案，帮他测出行走这段路程的平均速度要求：
(1)写出主要实验步骤和需测量的物理量；
(2)写出平均速度v的数学表达式（用测量量表示）。
5．为了研究“从静止开始滴落的水滴，在不同时间段的平均速度随时间变化的规律”，小林将这个问题简化为“研究水滴分别在0～0.2 s、0.2 s～0.4 s、0.4 s～0.6 s…的平均速度与时间有什么关系”？他使用医用输液系统、刻度尺、电子秒表展开了研究。使用如图所示的输液系统时以保持一段时间内滴出水滴的时间间隔相同。
(1)调节流速调节器，改变滴出水滴的时间间隔。不增加器材，请设计实验研究：当滴出水滴时间间隔长短改变时，每个水滴的质量是否发生变化？写出实验步骤、预测可以观察到的现象，并说明可得出的结论；
(2)小林从第1个水滴离开针头开始计时，到第31个水滴离开针头按下秒表停止计时，读出秒表的示数为调整水滴滴出时间间隔，使t1= 6 s。保持滴出时间间隔不变，然后他在针头正下方放置接水盘，调整接水盘底部到针头滴水口的高度h1，使耳朵刚好听到前一个水滴滴在盘中的声音同时，下一水滴刚好开始下落。用刻度尺测量出h1= 0.20 m，求此过程水滴下落的平均速度v1。
(3)假如第（1）问实验结果证明：当水滴滴出时间间隔较长时，改变水滴滴出时间间隔，滴出水滴的质量几乎不变。请设计实验研究“水滴分别在0～0.2 s、0.2 s～0.4 s、……的平均速度，与时间有什么关系”，写出实验步骤和平均速度的计算公式。
物理量
测量工具
长度
刻度尺（直尺、卷尺）（特殊测量方法工具：棉线、滚轮、刻度尺间接测量），可能对应的特殊测量方法有：累积法，组合法，化曲为直等
时间
秒表、钟
参考答案：
1．（1）见解析；（2）
【详解】（1）①用直尺和棉线测出轮子的一周的长度为l；
②将传感器固定在车轮上，记录从家骑行到学校过程中轮子转动的圈数为n；
③用手表记录从家骑行到学校的时间为t。
（2）由测量数据知，小薛同学家到学校的距离
s=nl
所以这段路程的平均速度
2．见详解
【详解】用刻度尺测出s1和s2，让物体从斜面上滑下，用停表测出物体从A点到达C点的时间t1和从B点到C点的时间t2，则在s1和s2两段路程上的平均速度为、，设计的表格要记录路程、时间和速度。实验步骤如下：
（1）让小车从斜面顶端A处滑下，直到撞上挡板C处时，测出小车从A点到C点的时间t1；
（2）让小车从斜面顶端A处滑下，在B点开始计时，直到撞上挡板C处时，测出小车从B点到C点的时间t2；
（3）用刻度尺分别测出AC段的路程s1和BC段的路程s2，由公式计算出平均速度分别为：、。
表格设计如下：
3． 慢 下落高度 所用时间
高度 时间 将伞面做得大一些
【详解】(1)[1]降落伞下落得慢，说明通过相同高度所用时间较长，则速度较慢。
(2)[2][3]要测量降落伞下落的速度，据 知，需要测量降落伞下落的高度及所用的时间。
(4)[4]实验所需表格如下：
(5)[5][6]实验中，也可以通过高度比较所用时间来判断降落伞下落的快慢，在通过相同高度时，所用时间越少，下落速度越快。
(6)[7]为了让伞下落得慢，从而取胜，可以将伞面做得大一些，这样伞受到的空气阻力大些，下落便会慢此。
4．见解析
【分析】(1)量程2m的卷尺测量路程很不方便，所以求平均速度的关键是总路程的测量方法。
(2)根据公式，必须测出家到学校的路程和步行这段路程所用的时间，代入公式计算出自己的步行速度。
【详解】(1)用卷尺测出自己正常步行十步的长度l，可以用总步数和一步长度计算总路程，在测量出所用时间的基础上，利用速度公式计算平均速度。
①小程用卷尺测出自己正常步行十步的长度l，并测量出自己从家到学校步行的总步数n。
②用手表测量他步行所用时间t。
(2)小程一步的长度为，总路程为
小程的平均速度为
5．(1)见解析；(2)1m/s；(3)见解析
【分析】可以将输液袋灌满水，分别每秒滴处不同的水量，测量时间，比较水的质量；水滴移动的距离为h，在时间t内滴出n滴水，所经过的路程为（n-1）h，再根据速度的公式得到落的平均速度。
【详解】(1)将输液袋灌满水，调整流速调节器，使每秒滴出n滴，当水全部滴完时记录时间为t1；将输液袋灌满水，调整流速调节器，使每秒滴出2n滴，当水全部滴完时记录时间为t2；如果
t1=2t2
说明水滴质量相等。
(2)31个滴水所经过的路程为
s=(31-1)×0.20m=6m
水滴的平均速度
(3)第二问量出了0-0.2s的平均速度，测量0.2-0.4s的平均速度，步骤(2)，调整水滴滴出的时间间隔，使从第一个水滴滴到第31个水滴滴落t2=12s，保持水滴滴出时间间隔不变，调整接水盘底部到针头滴水口的高度h2，使耳朵刚好听到前一个水滴在盘中的声音，下一个水滴刚好开始下落，v2=，后续实验步骤依次类推。
路程/cm
运动时间/s
平均速度/(m·s-1)
s1
t1
v1
s2
t2
v2
运动员
高度/m
时间/s
速度/m⋅s-1
1
2
3
运动员名单
高度/m
时间/s
速度/m⋅s-1
1
2
3
测速度实验的基本原理为：。即在实验中要通过测量行驶的距离s和所对应的时间t，结合速度的计算公式进行求解。因此所对应的测量物理量为长度和时间。
误差分析：时间的过早或过晚记录，测量工具的不标准，读数的不规范等。
1．物理兴趣小组活动课上，老师请同学们测量一下小薛同学从家骑自行车到学校这段路程的平均速度。老师提供的器材有：一把量程为15cm的直尺、一根3 m长的无弹性棉线，一可固定在车轮上能测量圈数的传感器，一只手表。请你利用上述器材设计一个实验方案，帮同学们测出骑行这段路程的平均速度。要求：
（1）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（2）写出平均速度v的数学表达式（用测量量表示）。
2．如图所示，小车从斜面的顶端A处由静止释放，沿斜面滑下直到撞上挡板的过程中，请你用刻度尺和停表分别测出小车在s1及s2两段路程中的平均速度v1和v2，请写出实验的主要步骤和计算v1、v2的公式，并设计一个记录实验数据的表格。
3．在学校的橱窗里贴出了一个通知如图所示，小聪和小明积极的谈论这个问题：
（1）降落伞下落得越慢，说明其运动速度越 ；
（2）要测量降落伞的下落速度，要测量哪些量？ 、 ；
（3）选用的实验器材是：刻度尺、秒表；
（4）请你在下方帮他们设计一个用来记录数据的表格；
（5）在这次比赛中也可以通过相同 比较 来判断降落伞下落的快慢；
（6）如果要想在比赛中取胜，可以对降落伞进行改造，请你帮他们出谋划策： 。
4．小程同学学习完测平均速度的知识后，准备测量一下他从家步行到学校这段路程的平均速度。他找来一把量程为2m的卷尺、一只手表。请你利用上述器材设计一个实验方案，帮他测出行走这段路程的平均速度要求：
(1)写出主要实验步骤和需测量的物理量；
(2)写出平均速度v的数学表达式（用测量量表示）。
5．为了研究“从静止开始滴落的水滴，在不同时间段的平均速度随时间变化的规律”，小林将这个问题简化为“研究水滴分别在0～0.2 s、0.2 s～0.4 s、0.4 s～0.6 s…的平均速度与时间有什么关系”？他使用医用输液系统、刻度尺、电子秒表展开了研究。使用如图所示的输液系统时以保持一段时间内滴出水滴的时间间隔相同。
(1)调节流速调节器，改变滴出水滴的时间间隔。不增加器材，请设计实验研究：当滴出水滴时间间隔长短改变时，每个水滴的质量是否发生变化？写出实验步骤、预测可以观察到的现象，并说明可得出的结论；
(2)小林从第1个水滴离开针头开始计时，到第31个水滴离开针头按下秒表停止计时，读出秒表的示数为调整水滴滴出时间间隔，使t1= 6 s。保持滴出时间间隔不变，然后他在针头正下方放置接水盘，调整接水盘底部到针头滴水口的高度h1，使耳朵刚好听到前一个水滴滴在盘中的声音同时，下一水滴刚好开始下落。用刻度尺测量出h1= 0.20 m，求此过程水滴下落的平均速度v1。
(3)假如第（1）问实验结果证明：当水滴滴出时间间隔较长时，改变水滴滴出时间间隔，滴出水滴的质量几乎不变。请设计实验研究“水滴分别在0～0.2 s、0.2 s～0.4 s、……的平均速度，与时间有什么关系”，写出实验步骤和平均速度的计算公式。
物理量
测量工具
长度
刻度尺（直尺、卷尺）（特殊测量方法工具：棉线、滚轮、刻度尺间接测量），可能对应的特殊测量方法有：累积法，组合法，化曲为直等
时间
秒表、钟
参考答案：
1．（1）见解析；（2）
【详解】（1）①用直尺和棉线测出轮子的一周的长度为l；
②将传感器固定在车轮上，记录从家骑行到学校过程中轮子转动的圈数为n；
③用手表记录从家骑行到学校的时间为t。
（2）由测量数据知，小薛同学家到学校的距离
s=nl
所以这段路程的平均速度
2．见详解
【详解】用刻度尺测出s1和s2，让物体从斜面上滑下，用停表测出物体从A点到达C点的时间t1和从B点到C点的时间t2，则在s1和s2两段路程上的平均速度为、，设计的表格要记录路程、时间和速度。实验步骤如下：
（1）让小车从斜面顶端A处滑下，直到撞上挡板C处时，测出小车从A点到C点的时间t1；
（2）让小车从斜面顶端A处滑下，在B点开始计时，直到撞上挡板C处时，测出小车从B点到C点的时间t2；
（3）用刻度尺分别测出AC段的路程s1和BC段的路程s2，由公式计算出平均速度分别为：、。
表格设计如下：
3． 慢 下落高度 所用时间
高度 时间 将伞面做得大一些
【详解】(1)[1]降落伞下落得慢，说明通过相同高度所用时间较长，则速度较慢。
(2)[2][3]要测量降落伞下落的速度，据 知，需要测量降落伞下落的高度及所用的时间。
(4)[4]实验所需表格如下：
(5)[5][6]实验中，也可以通过高度比较所用时间来判断降落伞下落的快慢，在通过相同高度时，所用时间越少，下落速度越快。
(6)[7]为了让伞下落得慢，从而取胜，可以将伞面做得大一些，这样伞受到的空气阻力大些，下落便会慢此。
4．见解析
【分析】(1)量程2m的卷尺测量路程很不方便，所以求平均速度的关键是总路程的测量方法。
(2)根据公式，必须测出家到学校的路程和步行这段路程所用的时间，代入公式计算出自己的步行速度。
【详解】(1)用卷尺测出自己正常步行十步的长度l，可以用总步数和一步长度计算总路程，在测量出所用时间的基础上，利用速度公式计算平均速度。
①小程用卷尺测出自己正常步行十步的长度l，并测量出自己从家到学校步行的总步数n。
②用手表测量他步行所用时间t。
(2)小程一步的长度为，总路程为
小程的平均速度为
5．(1)见解析；(2)1m/s；(3)见解析
【分析】可以将输液袋灌满水，分别每秒滴处不同的水量，测量时间，比较水的质量；水滴移动的距离为h，在时间t内滴出n滴水，所经过的路程为（n-1）h，再根据速度的公式得到落的平均速度。
【详解】(1)将输液袋灌满水，调整流速调节器，使每秒滴出n滴，当水全部滴完时记录时间为t1；将输液袋灌满水，调整流速调节器，使每秒滴出2n滴，当水全部滴完时记录时间为t2；如果
t1=2t2
说明水滴质量相等。
(2)31个滴水所经过的路程为
s=(31-1)×0.20m=6m
水滴的平均速度
(3)第二问量出了0-0.2s的平均速度，测量0.2-0.4s的平均速度，步骤(2)，调整水滴滴出的时间间隔，使从第一个水滴滴到第31个水滴滴落t2=12s，保持水滴滴出时间间隔不变，调整接水盘底部到针头滴水口的高度h2，使耳朵刚好听到前一个水滴在盘中的声音，下一个水滴刚好开始下落，v2=，后续实验步骤依次类推。
路程/cm
运动时间/s
平均速度/(m·s-1)
s1
t1
v1
s2
t2
v2
运动员
高度/m
时间/s
速度/m⋅s-1
1
2
3
运动员名单
高度/m
时间/s
速度/m⋅s-1
1
2
3
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