【志鸿全优设计】八年级物理全册 第二章《运动的世界》第2节《科学探究：速度的变化》精品讲解与例题（含解析） 沪科版.doc

2.4科学探究：速度的变化讲解与例题答案：（1）路程（2）路程（3）时间（4）v（5）操作规范（6）严谨客观（7）变化1提出问题（1）科学探究中的“提出问题”是指能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题，并能书面或口头表述这些问题。提出问题是一切科学探究的起点和原动力。（2）“提出问题”要注意以下两点：提出的问题要有“客观依据”。提出的问题要具有积极的物理意义或研究价值。（3）针对同一个现象或实验，可以从不同的角度出发，提出不同的物理问题。例如，看到在路面上行驶的汽车，可以提出以下几个问题：汽车的速度这么快，乘客为什么还能友好的握手？要计算汽车的速度，应该测量哪些物理量？汽车的速度如何变化？【例1】2010年广州亚运会上，我国运动员刘翔在男子110 m栏比赛中夺冠，创造了亚运“三连冠”的神话。几名同学想研究刘翔成功的秘诀，针对刘翔的比赛过程，提出了以下几个问题，你认为根据目前我们的条件和知识，最具有研究价值且能够完成的问题是（）。a如何使刘翔的脚伤快速恢复？b刘翔在比赛过程中的速度有什么变化？c怎样使刘翔的肌肉更加发达？d刘翔参加100 m比赛的速度会是多少？解析：a这是一个生理方面的问题，用我们目前的知识无法解决b只要知道刘翔比赛时所用的时间，就能够算出刘翔的速度，且研究刘翔的速度具有实际意义c这是一个生理和运动方面的问题，用我们目前的知识无法解决d刘翔是跨栏运动员，不参加100 m比赛，所以该问题没有实际意义答案：b2进行实验与收集证据从科学的角度来讲，人们对一个问题所做的解释，发表的见解都是个人观点或看法。这些观点或看法是否正确需要寻找证据来证明。收集证据的方法有：（1）通过信息查询，先收集别人对这个问题的研究成果，可以从图书馆、互联网、书店等处收集。（2）自己做实验收集证据。自己做实验需要考虑什么是有价值的证据，用什么方法、什么仪器来收集证据，以及如何让别人相信证据等。（3）在收集证据时，应操作规范，实事求是，具有严谨客观的科学态度。（4）对于所收集的证据，既可以采用表格的方式进行整理，也可以用图像的方式进行整理。【例2】小明想探究自己骑自行车上学的速度变化情况，他肯定不需要收集的证据是（）。a上学途中的各段路程的长短b小明家到学校的距离c小明通过各段路程所用的时间d小明的体重解析：小明需要将家到学校的距离分为几段，测量出各段路程的长短和通过各段路程所用的时间，计算出通过各段路程的平均速度，然后确定速度的变化情况。小明的体重与上述需要测量的物理量没有直接关系，不需要测量。答案：d3探究速度的变化（1）探究小球沿斜坡滚下的速度变化情况【提出问题】小球沿斜坡滚下时的速度变化情况是怎样的？【猜想与假设】小球沿斜坡滚下的速度是变化的，在滚下的过程中越来越快。【设计实验与制订计划】实验器材：斜槽（如图所示）、挡板、小钢球、计时器实验原理：v实验方法：将斜槽分成五等份，并装上挡板。让小球从同一高度滚下，分别测出小球通过每一等份所用的时间。然后算出各段的平均速度。【进行实验与收集证据】搭成如图所示的斜槽。并将斜槽的长度分成五等份。记下每份的长度。并在2、3、4、5位置处钉上钉子，再用一块小薄木板做挡板。将挡板放在位置2处，让小球从位置1处滚下，记下小球到位置2处的时间。将挡板放在位置3处，让小球从位置1滚下，记下小球到位置3处的时间。将挡板放在位置4处，让小球从位置1滚下，记下小球到位置4处的时间。让小球从位置1处滚下，记下小球到达位置5处的时间。【实验数据记录表格】路程/cm时间/s速度/（cms1）【分析与论证】小球沿斜坡滚下的速度是变化的，小球在滚下的过程中越来越快。实验时，斜面坡度应该大一些还是小一些？为什么？斜面坡度应该小一些。斜面坡度越大，小球运动到底端所用的时间越短，越不易计时，其时间误差就会越大；所以为了尽量减小时间误差，应该减小斜面坡度。（2）探究100 m跑的过程中速度变化情况【提出问题】学生在100 m跑的过程中速度是怎样变化的？【猜想与假设】100 m跑的过程中速度先增大后减小或先减小后增大【设计实验与制订计划】实验器材：皮卷尺、石灰、计时器、发令枪。实验原理：v实验方法：先将运动员跑步的路程分为长度相同的几段，分别测出运动员跑完每段路程所用的时间，然后计算出每段路程的平均速度，再进行分析比较。【进行实验与收集证据】在操场跑道上量出100 m的路程，每隔20 m用石灰作一记号。选5位计时员分别站在20 m、40 m、60 m、80 m、100 m处计时。在同学中选出男、女运动员各1名。男、女运动员分别跑完100 m的路程，计时员记下时间。【实验数据记录表格】20 m40 m60 m80 m100 m男女【分析与论证】实验结论：_。【例3】小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度（分度值为1 cm）的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达a、b、c三处时电子表的显示（数字分别表示“小时：分：秒”），则：（1）该实验是根据公式_进行测量的。（2）实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较_一些（选填“大”或“小”）。（3）请根据图中所给信息回答：sab_cm；tbc_s；vac_m/s。（4）实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了a点后才开始计时，则会使所测ac段的平均速度vac偏_（选填“大”或“小”）。解析：（1）运用速度的计算公式v计算出小车的平均速度。（2）斜面坡度越大，小车运动到底端所用的时间越短，越不易计时；所以为了更准确地测量小车运动的时间，应该使斜面的坡度小一些，增加小车在斜面上的运动时间。（3）需要回答的三个问题涉及三个不同的物理量，且研究的对象也不同，应注意公式中物理量的对应关系。（4）当小车过了a点后才开始计时，相当于缩短了小车通过相同的距离所用的时间，所测速度偏大。答案：（1）v（2）小（3）4.0010.03（4）大4平均速度的计算方法平均速度表示做变速运动的物体在某一段路程（或某一段时间）内的平均快慢程度。平均速度等于路程与相应时间的比值。计算平均速度必须注意以下几点：（1）必须明确对应的路程和时间。弄清要求哪一段路程或哪一段时间的平均速度，确定与之对应的路程和时间。（2）平均速度不是速度的平均值。物体在各段路程速度的平均值不一定等于物体全程的平均速度。不能把各段路程速度的平均值当作物体的平均速度。辨误区 交通工具平均速度计算的误区计算火车或汽车行驶全程的平均速度时，其运动时间等于到达时刻减去出发时刻。在中间站停留的时间必须包括在内。【例4】下表是福州至厦门d6201次列车沿途部分站点的到站、发车时刻表。请根据该表计算列车从福州到泉州的平均速度为多少千米每时？车站里程/km到站时刻发车时刻福州07：12莆田1057：547：56泉州1748：178：19厦门2769：02解析：从福州到泉州的路程s174 km，从福州到泉州所用的时间t1 h 5 min1.1 h（列车在莆田站停留的2 min应该包括在内）；所以列车从福州到泉州的平均速度可由v计算得到。解：列车从福州到泉州的平均速度为：v158 km/h。答：列车的平均速度为158 km/h。5运用“频闪摄影”探究物体的运动“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0.02 s闪亮一次，闪亮的时间很短，只有大约1/1 000 s。光源发光时物体被照亮，底片就记录下这时物体的位置。分析物体连续运动的频闪照片，就可知道它的运动速度是否变化。具体方法如下：（1）照片上每两个相邻的物像之间的距离所对应的实际距离就是物体在0.02 s的时间内运动的距离。利用速度公式就可以算出物体在0.02 s内的速度。（2）如果各个物像之间的距离不同，说明物体做变速运动；因为物体在相同的时间内通过的路程不相同。【例5】为了探究小球自由下落时的运动，某物理实验小组的同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次，拍下小球下落时的运动状态，如图所示。（1）可以看出小球在做_直线运动（选填“匀速”或“变速”），其理由是_。（2）下图中四个速度随时间的关系图像，能反映出该小球下落运动的是_。（选填图中的选项字母）解析：照相机每隔相等的时间自动拍照一次，所以相邻的两个物像所对应的时间间隔相等；从图中可以看出相邻的两个物像之间的距离不相等，即小球在相等的时间内运动的路程不相等，所以小球做变速直线运动，且小球的速度越来越大。四个图像中，只有c选项中的图像表示物体速度随时间的推移而增大。答案：（1）变速小球在相等的时间内通过的距离不同（2）c6汽车“光电”测速仪如图所示的装置，两光源之间的距离固定不变。当汽车通过第一个光源和光电传感器中间时，光电传感器接受不到光源发出的光线，光电计时器开始计时，当汽车通过第二个光源和光电传感器的中间时，光电计时器计时结束，光电计时器上显示的是汽车通过两个光源之间的时间。利用两光源之间的距离和通过两光源所用的时间就可以计算出汽车的速度。从而快速判断汽车是否超速。【例6】如图所示是现代很多路口和路段都安装的光电测速仪和监控摄像头，当测速仪发现有车辆“超速”时，摄像头就自动拍下违章车辆的现场照片。假如该光电测速仪的两光源之