初中人教版（2024）速度的测量教学ppt课件

这是一份初中人教版（2024）速度的测量教学ppt课件，共47页。PPT课件主要包含了导入新课，区间测速的原理，实验原理，实验过程，刻度尺，改进实验减小坡度，实验猜想，这种方案是否正确，不正确，不可行等内容，欢迎下载使用。
　　交警通过区间测速判断车辆是否超速，依据的是什么物理原理？有人说“只要我瞬时速度不超过70km/h就不会被处罚”，这种说法对吗？
测量小车运动的平均速度
小车下滑过程中速度变化
　　从公式　　　　可知,测算平均速度一般需要测量路程和时间两个物理量。在公路一段固定距离的路段两端分别放置一个摄像头，当车辆经过这两个摄像头时都会被拍照。系统根据这两张照片的拍摄时刻就能算出车辆通过这段距离的时间，从而算出车辆的平均速度。这就是区间测速的原理。
1. 实验: 测量小车运动的平均速度
实验目的：测量小车通过斜面全程的平均速度
实验思路：用刻度尺测量小车运动的路程，用秒表测量小车通过这段路程所用时间，依据公式v=s/t，即可算出小车在这段时间内运动的平均速度。将长木板的一端用木块垫起，搭建一个斜面，使它保持很小的坡度。实验装置如图所示，小车可在这个斜面上运动。
实验器材：刻度尺 （测路程）、 停表 （测时间）；小车、斜面、木块、金属挡板（辅助与实验装置）。
【实验操作要点】核心问题：小车通过的路程是斜面的总长度吗？答案：不是。需以小车自身为参照进行测量。
规范操作：以小车车身上同一固定点（如车头）为参照•起点：小车车头对齐斜面顶端刻度线；•终点：小车车头撞击金属挡板时的刻度线。
严禁“首尾不一致”测量！不能以车尾为起点、车头为终点。这种操作会导致测得的路程数值比真实值偏大，从而让整个实验数据失去参考价值。
实验设计：规范设计数据记录表格
①将长木板一端用木块垫起，搭建一个斜面，使它保持一定的坡度。②把小车放在斜面顶端，用_____测出小车通过斜面全程的路程，记为___；③释放小车，用_____测出_________________________，记为___；④根据测量数据，用公式________计算出小车通过斜面全程的平均速度v，并记录在表格中。
小车通过斜面全程所用的时间
哪个物理量的测量误差最大？
最大误差量：时间 ( t )
原因分析：人眼观察到小车撞击挡板，再通过神经传递给大脑发出指令按压停表，这个过程存在明显的“反应时间延迟”，通常约为0.1-0.2秒，对极短的运动时间影响显著。
【减小误差的有效方法】
减小斜面坡度让小车速度变慢，延长运动时间，降低反应时间占比。
增加斜面长度增大测量基数，使偶然误差在计算中被“稀释”。
使用精密工具如电子停表、光电门计时器，消除人为反应误差。
多次测量求平均抵消随机因素带来的正负偏差，提高准确度。
　　降低斜面一端的高度，人为减小斜面坡度，保持路程不变，重复全程平均速度测量实验。
2. 实验: 小车下滑过程中速度如何变化？
①小车下滑速度保持不变（匀速直线运动）②小车下滑速度越来越快（加速直线运动）③小车下滑速度越来越慢（减速直线运动）
实验思路：　　要验证速度变化，需要测量小车在不同路段（如：全程、上半程、下半程）的平均速度，通过比较它们的大小，从而推断小车运动状态。
问题讨论：同学进行了两种方案尝试，分析该方案是否可行
测量小车从A点由静止出发，到达C点的路程s2和时间t2。
测量小车从C点由静止出发，到达B点的路程s3和时间t3。
错误原因：小车在C点的初速度为0，与从A点滑下经过C点时的速度完全不同，改变了实验的初始条件。
小车从A点由静止出发，经过C点开始计时，到达B点停止计时，此为通过后半程的时间t3。
错误原因：存在严重的“人眼反应误差”。从看到小车到达C点到按下秒表，存在约0.1-0.2秒的延迟，导致时间测量严重失真。
这种测量方法在实际操作中是否可行呢?
利用数学计算避免测量难点1. 先测出全程(A→B)：路程s1、时间t12. 再测出前半程(A→C)：路程s2、时间t23. 通过计算求出后半程(C→B)：路程s3、时间t3
• 后半程路程：s3 = s1 - s2• 后半程时间：t2 = t1 - t2• 后半程速度：v3 = s3 / t3
实验过程：①将金属片移动至中部C点，测量出小车从斜面顶端A点到金属片的距离s2，并测量出小车通过该路程所需的时间t2，并计算出小车通过上半段路程的平均速度v2，并记入表中。②通过计算得出小车从金属片C点到斜面底端B点的距离s3和小车通过该路程所需的时间t3，以及小车通过上半段路程的平均速度v3，并记入表中。
实验结论：小车沿斜面下滑时，做变速直线运动，且数值上越来越大，说明速度越来越快。
a.斜面倾角不同；b.运动情况不同；c.实验有误差。
1．在实验中为什么斜面的坡度不宜过大？2．如何得出小车在整段路程中，后半段的平均速度？3．各组速度不同，其原因是什么？
根据公式：　　　 计算。
不让小车滑得太快，方便测量时间。
3. 平均速度在生活中的应用
原理：测量车辆通过某区间的总路程和总时间，通过公式计算平均速度。结论：只要区间内的平均速度不超过限速，就不会被判定为超速。误区纠正：“瞬时速度不超速就不会被罚”的说法是错误的。
　　常用的手机或车载导航软件，在行驶中实时显示的“平均速度”，正是基于卫星定位系统，实时记录行驶的路程和时间，为你计算出的平均速度，帮助驾驶员了解驾驶效率和是否超速。
　　交警常用的雷达或超声波测速仪，是通过发射并接收反射波，利用多普勒效应，快速计算出车辆在某一时刻的瞬时速度，常用于路口或路段的定点测速。
（3）超声波/雷达测速
【典例1】（2025•巴中）在进行排球训练时，将排球竖直向上抛，每隔0.1s的位置如图所示；假设排球运动至甲处时，所受所有外力都消失，则推测排球从甲处开始的运动情况及每隔0.1s的位置正确的是（　　）A．A B．BC．C D．D
【典例2】（2025•山西）污水净化处理工艺中，气浮技术是利用气泡吸附悬浮污染物的原理，实现对污水的固液分离。小亮查阅资料得知，气泡在污水中上升速度会影响净化效率。他设计了测量气泡在水中运动速度的实验。实验思路：（1）用刻度尺测量气泡运动的路程，用______________测量气泡运动的时间，依据公式_______可算出气泡运动的速度。
实验过程：在一根透明的玻璃管内注满水，两端用橡胶塞密封，竖直放置；用注射器从玻璃管底部注射一个小气泡，当气泡运动到A点开始计时，并用记号笔做标记；每隔2s标记气泡到达的位置，获得实验记录如图所示。（2）气泡从A点运动到B点的平均速度为 cm/s。（3）分析实验数据可知：气泡在水中沿直线从A点到B点做 运动，你判断的理由是 。
相同的路程所用的时间相同
测量物体平均速度的实验报告
1. 短跑运动员在某次百米赛跑中测得5秒末的速度为9.0m/s,10秒末到达终点的速度为10.2m/s,则下列说法正确的是（　　）A．在前5秒内运动员的平均速度为4.5 m/sB．在后5秒内运动员的平均速度为9.6m/sC．在本次百米赛跑中运动员的平均速度为10.0 m/sD．在本次百米赛跑中运动员的平均速度为9.6 m/s
2. 在“测量物体运动的平均速度”的实验中，小龙和小刚测量小东跑50m的平均速度。（1）小龙和小刚用_____（填一种测量工具）在室外测出50m的路程；（2）小刚担任计时员，他用秒表测量小东跑步的时间；小龙担任发令员，发令后，小东跑完50m的路程，小刚计时如图所示，则小东跑50m所用的时间为___s；（3）计算出小东跑50m的平均速度是_____m/s。
3. 在如图所示的斜面上测量小车运动的平均速度。让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度。那么：（1）要完成实验，需要用到的测量工具有______和______。（2）实验依据的原理是_________。（3）在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，这样测得AB段的平均速度vAB会______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（4）为了测量小车运动过程中下半段的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半段的平均速度。他的做法正确吗？_____（选填“正确”或“错误”）。（5）实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较_____点（选填“大”或“小”）。（6）已知图中AB段的路程，如果测得时间tAB=2s,则AB段的平均速度vAB=_____cm/s。
【解析】（1）（2）本实验依据的原理是v=s/t；由公式可以看出实验过程中主要测量的物理量为路程和时间，用到的测量工具为刻度尺和停表；（3）如果让小车过了B点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由公式v=s/t知，平均速度会偏小；（4）所测时间不是运动过程中下半程的时间；小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0；小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间，因此他的做法不正确；（5）实验中为了方便计时，要使物体运动速度慢一些，所以斜面坡度要小；（6）小车运动距离sAB=80.0cm - 40.0cm=40.0cm，tAB=2s,小车通过AB段的平均速度：vAB = sAB/tAB = 40.0cm/2s = 20cm/s 故答案为：（1）刻度尺；停表；（2）v=s/t；（3）偏小；（4）错误；（5）小；（6）20。
4. 某物体做直线运动的情况如图所示，它在OA段的速度大小为_____m/s；它在BC段的速度_____OA段的速度。（填：“大于”、“小于”或“等于”）
1．物理兴趣小组自制了一个每秒滴下2滴水的“滴水计时器”。如图甲所示，把滴水计时器固定在玩具车上，并把玩具车放置在水平木板上，释放玩具车后，水滴在木板上的位置如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A．玩具车做匀速直线运动B．在记录数据时，A、D间距离应记为7.00cmC．玩具车在A、D间的平均速度是0.04m/sD．玩具车在BD间的平均速度小于AC间的平均速度
【解析】A．由于滴水计时器每秒滴下2滴水，即每0.5s滴一滴水；从图乙可以看出，相邻水滴之间的距离逐渐增大，说明玩具车的速度在增加，因此玩具车做加速直线运动，故A错误；B．由图乙可知，1cm之间有10个小格，则每个小格代表0.1cm,即刻度尺的分度值为0.1cm,读数时需估读到分度值的下一位，A点对应的刻度是1.00cm,D点对应的刻度是7.00cm,则A、D间的距离为：s = 7.00cm - 1.00cm = 6.00cm，故B错误；C．A、D间的距离为s = 6.00cm = 0.06m，A、D之间有3个间隔，每个间隔0.5s，则玩具车在A、D两点间行驶的总时间 t = 3×0.5s = 1.5s；玩具车在A、D间的平均速度为：v = s/t =0.06m/1.5s = 0.04m/s，故C正确；D．BD和AC间各有2个时间间隔，则玩具车在BD和AC间运动的时间相同；玩具车做加速直线运动，由图可知，BD间的路程大于AC间的路程，由v=s/t可知，BD间的平均速度大于AC间的平均速度，故D错误。故选：C。
2．现在开展锻炼的人越来越多。小柯妈妈进行的是2米/秒的快走，小柯进行的是7.2千米/小时的慢跑。下列关于俩人速度的说法正确的是（　　）A．小柯跑的比妈妈走的快B．妈妈走的比小柯跑得快C．相同的时间内，两人运动的路程是相同的D．以上说法都不正确
【解析】小柯妈妈快走的速度v妈=2m/s=2×3.6km/h=7.2km/h，与小柯慢跑的速度是相同的，所以两人运动一样快；根据公式s=vt可知，相同的时间内，两人运动的路程是相同的，故C正确，ABD错误。故选：C。
3．把两张相当的纸分别做成纸团和纸锥，让它们从零刻度线位置同时自由释放，用每0.2s拍照1次的频闪相机拍得如图所示的照片。（1）纸团在做_____直线运动，在下落的过程中，以纸团为参照物，纸锥沿竖直方向向_____运动。（2）从开始释放到0.6s这段时间内，纸团比纸锥的平均速度_____（选填“大”或“小”）。（3）从A点运动到E点，纸锥的平均速度为_____cm/s。
【解析】（1）由图可知，纸团在相同的时间内通过的路程逐渐变大，所以纸团的速度越来越大，纸团做变速直线运动；纸团和纸锥从同一个位置向下运动，且在相同的时间内，纸团通过的路程比纸锥大，说明纸团运动的速度比纸锥大，所以通过观察照片，以纸团为参照物，纸锥是向上运动的；（2）从开始释放到0.6s这段时间内，纸团通过的路程为40cm，纸锥通过的路程为35cm，由公式v=s/t可得，纸团的平均速度大；（3）刻度尺的分度值为1cm，从A到E过程中，纸锥通过的距离为50.0cm，运动的时间为t=4×0.2s=0.8s，则从A点运动到E点，纸锥的平均速度为：v=s/t=50.0cm/0.8s=62.5cm/s。故答案为：（1）变速；上；（2）大；（3）62.5。
4．汽车在出厂前要进行测试，某次测试中，先让汽车在模拟山路上以5m/s的速度行驶800s,紧接着在模拟公路上以15m/s的速度行驶3000m,求：（1）求该汽车在模拟山路上行驶的路程；（2）求该汽车在模拟公路上行驶的时间；（3）求该汽车在这次整个测试过程中的平均速度。