初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）速度的测量表格教案及反思

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）速度的测量表格教案及反思，共13页。教案主要包含了测量小车通过斜面全程的平均速度等内容，欢迎下载使用。

课题
第4节 速度的测量
教学背景
1．教学内容分析
从教学内容上看，本节为教材第一章“机械运动”的第4节，是对前3节知识的应用和拓展。本节内容主要是让学生通过实验测量物体的速度，是《义务教育物理课程标准（2022年版）》要求的学生必做实验之一。教材按照实验思路、实验过程的顺序展开。引导学生在实践活动中厘清实验思路，了解测量速度的基本方法、掌握基本的实验技能，进一步熟练使用刻度尺和秒表，深化对速度概念的理解。
从科学探究上看，实验是科学探究的重要方式之一。本实验是学生接触的第一个采用间接测量法的测量性实验，主要作用是让学生通过设计实验、收集和分析数据等自主活动实现速度的测量，加深学生对于运动物体在不同阶段的运动快慢程度的认识，培养分析问题、解决问题的能力。
2．学情分析
从知识技能上看，在小学数学课中，学生已经学习过计算速度和路程的问题，并且刚刚学习了长度和时间的测量，会使用刻度尺测量长度、用秒表测量时间，理解平均速度和瞬时速度的概念，具有一定的知识基础，但只是停留在理论的知识层面，没有经历过自己动手测量速度的实验过程，动手能力和规范操作的意识有待加强，只能根据给出的数据进行计算。
从思维方法上看，初二学生的思维能力正处于从具体形象思维向抽象思维发展的初始阶段，学生还没有掌握利用物理公式间接测量物理量的科学方法，还未形成从实验原理、实验器材、实验步骤、实验结论四个环节的结构化思维程序，分析问题和解决问题的能力还有待提升，在独立设计实验方面仍存在考虑不周全、不合理的情况。
本节以学生为主体，以合作探究、独立思考为主线展开教学，对于实验过程中发现的问题，引导学生评估交流、反思改进，增强学生对实验细节的思考能力，培养学生的核心素养。
教学目标
物理观念：
1．通过实验加深对速度概念的理解。
2．能尝试运用速度的知识解决简单问题。
科学思维：
经历测量小车运动速度的过程，学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法，发展科学思维。
科学探究：
在测量速度的过程中，进一步熟练掌握刻度尺、秒表的使用，会利用实验获得的证据完成实验目的，发展实验探究能力。
科学态度与责任：
1．在测量小车运动速度的实验过程中，体会交流与合作的重要性，养成尊重事实、严谨规范的科学态度。
2．通过了解多种测速工具的原理和我国自主研发的北斗卫星全球导航系统，体会速度及其测量在生产生活中的应用，增强学生对物理学习的兴趣，体会我国科技的不断进步和发展，增强民族自豪感和生命安全意识。
教学重点：
1．能用刻度尺正确测量物体运动的路程，能用秒表正确测出物体通过该段路程所用的时间，并利用公式计算出速度。
2．能够清晰间接测量实验的实验思路。
教学难点：
1．通过练习，熟练掌握长度和时间的测量，加深对速度的认识。
2．通过交流评估，不断改进实验方案，减小误差并找到正确测量下段路程平均速度的方法。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
小白与父亲的“超速”争论：
小白一家暑期自驾旅行，经过区间测速路段，导航多次提醒“超速”。于是，小白提醒爸爸。
小白：你这样超速很危险，而且会因超速罚款的。
爸爸：放心！只要在探头处减速就没事了。
提出问题1：
关于“超速”的判断他们谁说得对呢？
师：“十次事故九次快”，超速行驶严重危害自己和他人的生命安全，区间测速就是交管部门为了保障道路交通安全、减少超速行驶而采取的一种技术手段。那么，区间测速是如何测出汽车的平均车速呢？下面，我们用实验的方法，来实际测量一个沿斜面下滑的小车的平均速度。
学生思考、交流、回答。
学生回答1：小白说得对，区间测速测量的是特定距离内的平均车速，即使在通过探头位置时没有超速，也有可能在区间内超速。
从生活情境的“争论”出发，激发学生的学习兴趣，提升学生道路安全意识，引出本节课的主题。
新知探究
一、测量小车通过斜面全程的平均速度
实验目的：测量小车在斜面上运动全程的平均速度。
提出问题1：如何测量小车全程的平均速度？怎样搭建实验环境呢？
提出问题2：能否直接测量出平均速度？
提出问题3：如果不能，可以先测量哪些物理量，再间接测量出平均速度吗？
师：因此，本次实验利用的实验原理是：，把这种根据测量量运算得出测量结果的方法称为间接测量法。
提出问题4：我们需要哪些测量工具呢？
师：当然，除了测量工具外我们还需要小车、斜面、垫高用的木块、金属挡板等实验器材，金属挡板可以固定在斜面的任意位置，通过听小车的撞击声来停止计时。
提出问题5：小车通过的路程是这段距离吗？
提出问题6：由于实验步骤中需要将测量记录的物理量的过程说清楚，所以实验记录表格的制定要先于实验步骤，请同学们思考，本实验的实验记录表格应该怎样设计呢？都需要记录哪些量？
师：实验记录表格应该将最终测量量和计算过程量都记录下来，可以横行记录，也可以竖列记录，将最终测量量放在最后，再将测量的过程量路程和时间放在平均速度的前面，所以表格应该按照这样的顺序设计。为方便记录，需要在表头物理量的后面加上单位。
师：接下来，请同学们参考实验数据表格的内容，看看能否将实验过程说清楚。测量过程的规范用语为“用什么工具测什么物理量记为什么符号”，请大家完善实验步骤。
接下来，我们开始实验，演示(坡度较大)。
提出问题7：请同学们读读看，秒表的示数是多少？
师：记录实验数据，计算得出平均速度。
师：因此，本次实验小车通过全程的平均速度为0.7 m/s。
提出问题8：实验结束后，我们应该对实验过程进行评估，看看哪个物理量的测量误差较大，该如何改进实验方案来减小误差？
师：下面，我们降低倾角，再次测量小车通过坡度较小的斜面全程的平均速度。
演示实验，记录实验数据，计算得出平均速度。
师：所以，评估环节很重要，可以帮助我们改进实验方案，进而减小实验误差。
二、测量同一小车通过同一斜面前半程及后半程的平均速度
提出问题1：你认为，小车在下滑的过程中速度如何变化？如何验证你的猜想？
师：接下来，我们测量小车通过前半程和后半程的平均速度，请大家讨论实验方案并设计实验数据记录表格。
展示学生设计思路，引导学生对方案进行评价。
提出问题2：请大家对方案一进行评价，这种方案是否正确？
提出问题3：请大家对方案二进行评价，这种方案是否可行？
提出问题4：能否借助其他工具计时呢？
我们可以利用手机视频剪辑软件中的画中画功能，将秒表计时和录像有机结合，通过记录小车通过两个位置的时间，间接测量出上、下半段的平均速度。
请大家暂停视频计算一下，说出你的过程和结果。
提出问题5：参照此方法，借助现有的实验器材，你认为该如何测出下半程的平均速度？
师：接下来我们将金属挡板放置在中间位置，释放小车，请同学们读读看，小车经过前半程用了多长时间？
提出问题6：请大家比较不同区间的平均速度，你能得出怎样的结论？
提出问题7：全程的平均速度是否等于上、下半程速度的平均值？
学生观看、思考、交流、回答。
学生回答3：需要先测量小车通过的路程和对应的时间，再根据公式计算出平均速度。
学生回答4：我们可以用刻度尺测量路程，用秒表测量时间。
学生回答5：不是，由于车身尺寸相对于全程路程不能忽略，应该以车身上某一固定点为参照，比如车头到车头的距离，或者车尾到车尾的距离。
学生思考。
学生聆听、思考、记录。
学生思考、分享、交流。
学生观看实验后回答。
学生思考、交流后回答。
学生回答8：时间的测量误差较大，因为人的反应时间无法忽略，占比全程时间太长，所以时间的测量误差较大。
可以降低斜面倾角、增加木板的长度，让小车运动时间尽可能长。
还可以选择精度较高的测时仪器。
还可以多次测量求平均值减小误差。
学生观看实验并计算。
学生思考、交流后回答。
学生回答1：我认为会越来越快，可以通过测量并比较小车通过上、下半段的平均速度。
学生思考、讨论设计实验，并展示。
学生思考、交流。
学生回答2：不正确，因为从中点释放时该点速度为0，但是从顶端释放经过中点时速度不为0，因此，这是两个不同的运动过程。
学生思考、交流。
学生回答3：我认为该方法正确但不易操作，很难在经过中点时开始计时，人为计时误差很大。
学生回答4：用手机录像，从画面定格间找时间差。
学生思考、计算、交流。
学生回答5：我们可以先测出小车通过全程和前半程的时间，然后计算得出小车通过下半程所用时间，进而求得平均速度。
学生思考、交流后回答。
学生回答6：小车后半程平均速度大于全程大于前半段的平均速度，所以小车在做加速直线运动。
学生回答7：不相等。
引导学生运用所学知识厘清实验原理，合理选择实验器材，明确实验步骤，自主设计实验记录表格。
引导学生发现实际操作过程测量路程的问题，思考并改进实验方案。
指导学生了解设计实验记录表格的方法，并规范实验步骤用语，为接下来设计其他的测量性实验做好铺垫。
通过测量坡度较大时小车通过全程的平均速度，训练秒表的读数，引导学生评估反思误差较大的原因，进而改进实验方案，体会评估的重要性。
通过对上面实验的追问，引导学生从生活经验转入实验测量，解决问题。
通过问题链引导学生评估改进实验方案，培养学生质疑创新的意识，让学生能独立思考问题、敢于分享自己的想法，对相关信息、方案和结论提出自己的见解，予以检验和修正，从而培养学生的科学思维。
感受科技进步给实验操作带来的便利。
借鉴迁移，更好地理解测量下半程平均速度的方法和思路。
观察数据得出结论，通过问题引导学生解决思维误区，进一步理解平均速度的含义。
学以致用
提出问题1：道路的区间测速设备是如何测算汽车在该测速区间是否超速的呢？
教师讲解：与刚刚进行的模拟实验类似。在道路的起点和终点都设置了道路监测设备。当汽车经过起点和终点时，测速设备会记录下汽车经过的时刻，计算出经过两个测速点间的时间，根据速度公式就能计算出通过该测速区间的平均速度。
提出问题2：再看手机导航显示的信息，其中的区间测速数值，你知道是怎么测算出来的吗？
教师讲解：实际上，与区间测速原理相同，只是汽车通过的路程和时间是通过卫星定位得出的。常用的全球卫星导航系统有，我国的北斗卫星导航系统，美国的全球定位系统，俄罗斯的格洛纳斯系统和欧盟的伽利略系统。
师：运动情况还可以通过另一种方法即时测量并呈现出来，这是一套利用超声波传感器测速仪，请大家观看视频，了解其工作原理。
结束语：随着科学技术的不断发展，新型的测速仪器也在不断地更新换代，越来越便捷。希望同学们未来能够将所学知识运用到生活，不断创新，助力科技发展，造福人类。
学生思考、聆听。
学生一起观看视频。
通过感受物理学在生产生活和社会发展中的应用和价值，培养学生致力学习科学技术、立志造福人类的责任感和使命感。
课堂小结
本节课我们学习了如何测量小车通过斜面全程和上下半程的平均速度，发现都是围绕速度公式为实验原理展开，明确了实验器材，规范了步骤用语，学会了如何设计测量性实验记录表格，并能够对实验结果进行归纳和总结，最后，通过实验评估分析误差来源，进一步优化实验方案。
学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。
对实验思路和方法进行归纳，培养学生总结归纳的能力。
课后任务
1．测量自己和同学步行、骑自行车等运动的平均速度，并与课本速度表中的数据进行对比。
2．用手机和刻度尺记录乒乓球下落2 m的过程，并估测其通过上、下半程的平均速度。
学生课后完成，将课堂进行延伸。
丰富学生的作业形式，让学生将所学知识技能应用到生活中。
板书设计
1.4 速度的测量