《第一章 运动的描述》学习活动设计三：瞬时速度的定义和测量

1、第一章 运动的描述学习活动设计三：瞬时速度的定义和测量课前准备：1.回忆初中知识，进一步探究速度是什么？应如何求解？2.阅读教材，分析平均速度和瞬时速度有何区别和联系？3.你能设计实验来测量瞬时速度的大小吗？课堂教学：【任务情景】学校运动会上，小明和小硕一起参加了百米赛跑，小明用时12.7秒，小硕用时13.1秒。思考1：如何比较谁跑得快呢？这里的“快”是指哪个物理量大呢？思考2：小明请小华帮他记录相关的数据，以便能粗略计算出他经过终点时刻的速度。你认为小华该记录哪些数据呢？数据如何测量？【学习任务一】通过实验，探究如何测量某一位置的速度大小。学生活动：讨论交流。预测：可以测量一段较短位移和通过

2、这段位移所需的时间，例如撞线前1米对应的时间间隔或撞线后0.1s所走过的位移。用刻度尺、卷尺和秒表、手机、计时器等仪器进行测量。教师：提供如图所示的装置，斜面上有刻度尺，计时仪器是秒表。学生活动：分组实验测量某一位置的速度大小。实验模型：选定固定位置，设置计时起点和终点，记录数据，并粗略计算速度大小。预测：不同学生测量出速度大小差距较大。实验结论：利用秒表测量较短时间误差较大。改进：利用更精确的仪器光电计时器记录一段较短时间。【学习任务二】通过实验，测量物体到达某一位置的速度大小教师：介绍实验器材和原理。学生活动：分组实验用光电门测物体从斜面加速下滑到达某点的速度。注意：由于每组的光电门的位置

3、不同，斜面的倾角也不同，所以各组的结果也会不同。示例数据如下：结论：在测量精度允许的范围内，遮光板越窄，挡光时间越短，测量得到的平均速度越接近一个定值。问题：为什么时间越短平均速度差异越小？学生活动：讨论交流。教师引导学生进行理论推导：通常情况下,物体的速度不会发生突变，当t较小时，运动快慢的差异就不会太大，t越小，运动快慢的差异就越小，当t非常非常小，接近于零时，运动快慢的差异可以忽略不计。那么x/t就是某时刻（或某位置）的瞬时速度。问题：有没有什么方式可以测定物体运动过程中任意时刻的瞬时速度呢？提示：可以利用位移传感器和计算机测速，学生自主阅读P27拓展学习。【学习任务三】探究瞬时速度方向

4、教师：创设问题情景任务情景：有两辆车同时从同一地点出发，速度大小相同，他们一定能到达同一位置吗？学生活动：思考交流并进一步研讨如何确定瞬时速度方向？提示问题：请画出AB、AC、AD、AE段物体的位移方向？哪一个更接近A点的瞬时速度方向呢？瞬时速度方向是不是位移的方向？理论推导：当时间足够短时，曲线上两个极近的点就近似成为直线了，即瞬时速度方向就是曲线的切线方向，也就是物体实际运动的方向。说明：对于单向直线运动，瞬时速度和平均速度的方向是一样的，都是物体运动的方向。【学习小结】教师：组织学生用上述探究过程的经验和结论，回答任务情境中问题。参考答案：采用高清摄像装置，利用视频慢动作等方式采集他撞线

5、前的较短位移和对应时间，进而得到他经过终点时刻的速度。【学习评价自测】1.下面的几个速度中不是表示瞬时速度的是（）A.子弹射出枪口的速度是800m/s，以790m/s的速度击中目标B.汽车从甲站行驶到乙站过程中的速度是40km/hC.汽车通过站牌时的速度是72km/h答案： BD.小球第3s末的速度是6m/s2.下列关于速度的说法中，正确的是（）A.速度是描述物体位置变化的物理量B.速度是描述物体位置变化大小的物理量C.速度是描述物体位置变化快慢的物理量D.速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量答案：C3.体育教练分析运动员跑100米的全程录像带时，测得运动员在前7s跑了61m，7s末到7.1s末跑了0.92m，跑到终点共用了10.8 s，则（ ）