1、第四节 科学探究：速度的变化【体验【体验】运动物体速度是否变化运动物体速度是否变化活动活动1 1：骑自行车从斜坡上自由驶下，感觉速度的变化。：骑自行车从斜坡上自由驶下，感觉速度的变化。活动活动2 2：小明正在操场上进行：小明正在操场上进行100100米赛跑的测试。米赛跑的测试。(1)(1)骑着自行车从斜坡顶端驶下的中间过程，自行车的速度骑着自行车从斜坡顶端驶下的中间过程，自行车的速度(选填选填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”)。(2)(2)小明在跑中间一段路程时，他的速度小明在跑中间一段路程时，他的速度(选填选填“变变化化”或或“不变不变”)。提示：提示：(1)(1)变大变大(2)
2、(2)根据实际感觉填写即可根据实际感觉填写即可1.1.科学探究活动的一般过程有哪些科学探究活动的一般过程有哪些?2.2.如何收集数据如何收集数据?3.3.如何用实验证明物体速度发生了变化如何用实验证明物体速度发生了变化?探究探究 物体在运动过程中速度是否发生变化物体在运动过程中速度是否发生变化结合结合“体验体验”中的活动，思考以下问题：中的活动，思考以下问题：1.1.在在“体验体验”中针对自行车和人的运动情况，提出他在中间一中针对自行车和人的运动情况，提出他在中间一段速度是否变化段速度是否变化?这是科学探究中的这是科学探究中的。回答速度变。回答速度变化或不变，这是科学探究中的化或不变，这是科学
3、探究中的。提示：提示：针对看到的现象产生疑问，用口头或书面的形式表达出针对看到的现象产生疑问，用口头或书面的形式表达出来就是提出问题，是科学探究的第一步；在观察的基础上提出来就是提出问题，是科学探究的第一步；在观察的基础上提出自己的观点就是猜想与假设。自己的观点就是猜想与假设。参考答案：参考答案：提出问题猜想与假设提出问题猜想与假设2.2.怎样进行实验收集证据证明自己的猜想是正确的怎样进行实验收集证据证明自己的猜想是正确的?参考答案：参考答案：可以通过调查研究，从公共信息源查找有关的科学可以通过调查研究，从公共信息源查找有关的科学资料；也可以通过实验收集数据。在收集证据时，应操作规资料；也可以
4、通过实验收集数据。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。范、实事求是，具有严谨客观的科学态度。3.3.用小球代替自行车，用斜面代替下坡路，探究速度的变化用小球代替自行车，用斜面代替下坡路，探究速度的变化(如图如图)。(1)(1)提出问题提出问题小球沿斜面滑下时，其中间一段小球沿斜面滑下时，其中间一段(AD)(AD)速度是否变化速度是否变化?(2)(2)猜想与假设猜想与假设根据生活经验，我们小组的猜想是：速度变化。根据生活经验，我们小组的猜想是：速度变化。(3)(3)实验设计实验设计实验原理：实验原理：。需要用到的测量工具：需要用到的测量工具：、。实验方法：把小球运动的路程
5、实验方法：把小球运动的路程ADAD分成分成(AB(AB、BD)BD)两段，测量出两段，测量出经过经过ABAB、BDBD段的段的和和，计算出对应的，计算出对应的平均速度进行比较。平均速度进行比较。实验分析：如果测出物体在运动过程中有两段的速度值不一实验分析：如果测出物体在运动过程中有两段的速度值不一样，就能证明物体在运动过程中速度样，就能证明物体在运动过程中速度。提示：提示：此实验的原理就是利用速度公式来计算。要比较物体的此实验的原理就是利用速度公式来计算。要比较物体的速度是否发生变化，就需要测出物体经过的路程、与路程对应速度是否发生变化，就需要测出物体经过的路程、与路程对应的时间，测量路程用刻
6、度尺，测量时间用停表；把测得的数据的时间，测量路程用刻度尺，测量时间用停表；把测得的数据代入代入 计算出速度，进行比较。如果速度值不同，则证明物计算出速度，进行比较。如果速度值不同，则证明物体在运动过程中的速度发生变化；如果速度值相同，证明物体体在运动过程中的速度发生变化；如果速度值相同，证明物体在运动过程中的速度没有发生变化。在运动过程中的速度没有发生变化。参考答案：参考答案：刻度尺停表刻度尺停表路程与路程对应的路程与路程对应的时间时间发生变化发生变化svtsvt(4)(4)实验数据：下表是一组同学测得的数据实验数据：下表是一组同学测得的数据分析表格中数据得出结论：小球沿斜面滚下时，其中间一
7、段的分析表格中数据得出结论：小球沿斜面滚下时，其中间一段的速度是速度是。提示：提示：由表中数据可知由表中数据可知ABAB、BDBD的速度不相同，说明中间一段的的速度不相同，说明中间一段的速度是变化的。速度是变化的。参考答案：参考答案：变化的变化的路程路程/m/m运动时间运动时间/s/s平均速度平均速度/m/ms s-1-1上一段上一段s sABAB=0.45=0.45t tABAB=9=9v vABAB=0.05=0.05下一段下一段s sBDBD=0.45=0.45t tBDBD=6=6v vBDBD=0.075=0.075(5)(5)交流与评估交流与评估在实验中，误差产生的原因可能有哪些在
8、实验中，误差产生的原因可能有哪些?怎样才能减小误差怎样才能减小误差?提示：提示：实验时有路程和时间的测量，有测量就会存在误差，特实验时有路程和时间的测量，有测量就会存在误差，特别是测量时间时，由于不是一个同学测量，每个学生的反应时别是测量时间时，由于不是一个同学测量，每个学生的反应时间不同，误差会大一些。让小球滚动慢些，即让斜面的坡度减间不同，误差会大一些。让小球滚动慢些，即让斜面的坡度减小；也可以让斜面更长一些，以便减小学生反应时间的影响。小；也可以让斜面更长一些，以便减小学生反应时间的影响。参考答案：参考答案：测量路程和时间时会产生误差让小球滚动慢些，测量路程和时间时会产生误差让小球滚动慢
9、些，即让斜面的坡度减小；让斜面更长一些。即让斜面的坡度减小；让斜面更长一些。如何测量如何测量BDBD段的平均速度段的平均速度?参考答案：参考答案：BDBD段的平均速度由段的平均速度由BDBD段的路程和通过段的路程和通过BDBD段的时间计段的时间计算得出；算得出；BDBD段的路程用刻度尺直接测出，通过段的路程用刻度尺直接测出，通过BDBD段的时间，用段的时间，用停表测出，测量方法：小球到达停表测出，测量方法：小球到达B B点开始计时，到达点开始计时，到达D D点停止计点停止计时，然后运用公式时，然后运用公式 求解。求解。svt一、科学探究一、科学探究1.1.提出问题提出问题2.2.设计实验设计实
10、验3.3.进行实验进行实验4.4.收集证据收集证据通过调查研究，从通过调查研究，从_查找有关的科学资料，也可以查找有关的科学资料，也可以通过通过_收集数据。收集数据。公共信息源公共信息源实验实验二、实验探究二、实验探究1.1.探究步骤：探究步骤：2.2.探究报告：探究报告：(1)_(1)_。(2)(2)猜想与假设。猜想与假设。(3)_(3)_。(4)(4)实验数据。实验数据。(5)(5)探究结论。探究结论。提出问题提出问题实验方案实验方案【拓展延伸【拓展延伸】如图所示，打点计时器是一种测量如图所示，打点计时器是一种测量时间的工具。运动物体带动的纸带时间的工具。运动物体带动的纸带通过打点计时器，
11、在纸带上打下的通过打点计时器，在纸带上打下的点记录了物体运动的时间，纸带上点记录了物体运动的时间，纸带上的点也表示了运动物体在不同时刻的点也表示了运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上各点间的间隔，就可分析物体的运动情的位置。研究纸带上各点间的间隔，就可分析物体的运动情况。况。考点考点 物体运动速度的实验探究物体运动速度的实验探究【典例【典例】(2012(2012潍坊中考潍坊中考)蚊香生产者为蚊香生产者为了节约原料和用户使用方便，要根据蚊香了节约原料和用户使用方便，要根据蚊香的燃烧速度生产规格不同的各种蚊香。有的燃烧速度生产规格不同的各种蚊香。有一种蚊香如图所示，请你设计一个实验，一种蚊香如图所
12、示，请你设计一个实验，测出该蚊香正常燃烧的速度，要求：测出该蚊香正常燃烧的速度，要求：(1)(1)写出所需要的器材；写出所需要的器材；(2)(2)说明测量方法。说明测量方法。【思路导引【思路导引】解题的关键：弄清所需要测量的物理量，即一小解题的关键：弄清所需要测量的物理量，即一小段蚊香的长度及燃烧这一小段蚊香需要的时间，由需要测量的段蚊香的长度及燃烧这一小段蚊香需要的时间，由需要测量的物理量确定器材。物理量确定器材。【精讲精析【精讲精析】本题考查物体速度的实验探究。本题考查物体速度的实验探究。(1)(1)根据速度的根据速度的计算公式计算公式 可知，要测量蚊香正常燃烧的速度，需测量蚊香可知，要测
13、量蚊香正常燃烧的速度，需测量蚊香燃烧的长度及相应的燃烧时间；测量长度需要用刻度尺及细棉燃烧的长度及相应的燃烧时间；测量长度需要用刻度尺及细棉线，测量时间需要用秒表，关于蚊香的实验，就应该有蚊香，线，测量时间需要用秒表，关于蚊香的实验，就应该有蚊香，而且要点燃蚊香就要用火柴；而且要点燃蚊香就要用火柴；(2)(2)由于蚊香是呈螺旋盘绕状，其长度的测量需采用化曲为由于蚊香是呈螺旋盘绕状，其长度的测量需采用化曲为直法。具体方法：直法。具体方法：取一小段蚊香，用细棉线与蚊香紧贴，在取一小段蚊香，用细棉线与蚊香紧贴，在两端点处做标记，拉直棉线，用刻度尺测出两标记间的距离为两端点处做标记，拉直棉线，用刻度尺
14、测出两标记间的距离为s s；用火柴点燃蚊香并计时，测出蚊香完全烧完所用的时间用火柴点燃蚊香并计时，测出蚊香完全烧完所用的时间为为t t；则蚊香的燃烧速度为则蚊香的燃烧速度为 。svtsvt答案：答案：(1)(1)器材：刻度尺、细棉线、秒表、蚊香、火柴；器材：刻度尺、细棉线、秒表、蚊香、火柴；(2)(2)测量方法：测量方法：取一小段蚊香，用细棉线与蚊香紧贴，在两取一小段蚊香，用细棉线与蚊香紧贴，在两端点处做标记，拉直棉线，用刻度尺测出两标记间的距离为端点处做标记，拉直棉线，用刻度尺测出两标记间的距离为s s；用火柴点燃蚊香并计时，测出蚊香完全烧完所用的时间为用火柴点燃蚊香并计时，测出蚊香完全烧完
15、所用的时间为t t；则蚊香的燃烧速度为则蚊香的燃烧速度为 。svt【方法归纳【方法归纳】解决此类问题的方法解决此类问题的方法1.1.在科学探究的过程中，有一个重要的环节是进行实验和收集在科学探究的过程中，有一个重要的环节是进行实验和收集证据，其目的是证据，其目的是()()A.A.为了理解所提出问题的意义为了理解所提出问题的意义B.B.为了提出自己的观点为了提出自己的观点C.C.为了证明自己的观点是正确的为了证明自己的观点是正确的D.D.为了证明自己的观点是否正确为了证明自己的观点是否正确【解析【解析】选选D D。本题考查科学探究的过程。在科学探究的过程。本题考查科学探究的过程。在科学探究的过程
16、中首先是提出问题，再进行猜想、设计实验与制订计划，然后中首先是提出问题，再进行猜想、设计实验与制订计划，然后是进行具体的实验和收集证据，目的就是为了证明提出的问题是进行具体的实验和收集证据，目的就是为了证明提出的问题是否正确。是否正确。2.2.一短跑运动员沿直线跑了一短跑运动员沿直线跑了5 s5 s，前，前2 s2 s内通过了内通过了16 m16 m的路程，的路程，后后3 s3 s内通过了内通过了30 m30 m的路程，这个运动员在的路程，这个运动员在5 s5 s内的平均速度是内的平均速度是 ()()A.8 m/s B.10 m/s C.9 m/s D.9.2 m/sA.8 m/s B.10
17、m/s C.9 m/s D.9.2 m/s【解析【解析】选选D D。本题考查平均速度的应用。本题考查平均速度的应用。5 s5 s内通过的总路内通过的总路程程s=16 m+30 m=46 ms=16 m+30 m=46 m，利用平均速度的公式得，利用平均速度的公式得，故选故选D D。s46 mv9.2 m/st5 s，3.3.运动会上运动会上100 m100 m决赛决赛,中间过程张明落后于王亮中间过程张明落后于王亮,冲刺阶段张冲刺阶段张明加速追赶明加速追赶,结果他们同时到达终点。关于全过程中的平均速结果他们同时到达终点。关于全过程中的平均速度度,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()()A.A
18、.张明的平均速度比王亮的平均速度大张明的平均速度比王亮的平均速度大B.B.张明的平均速度比王亮的平均速度小张明的平均速度比王亮的平均速度小C.C.二者的平均速度相等二者的平均速度相等D.D.不是匀速直线运动不是匀速直线运动,无法比较无法比较【解析【解析】选选C C。本题考查平均速度的应用。两人跑的路程相同。本题考查平均速度的应用。两人跑的路程相同,都是都是100 m;100 m;两人是同时起跑、同时到达终点两人是同时起跑、同时到达终点,时间相同。因为时间相同。因为全程的平均速度全程的平均速度 则平均速度相等。则平均速度相等。sv,t总全总4.4.一物体做直线运动一物体做直线运动,第第2 s2
19、s内通过的距离是内通过的距离是4 m,4 m,第第3 s 3 s 内通过内通过的距离是的距离是6 m,6 m,第第4 s4 s内通过的距离是内通过的距离是8 m,8 m,则物体做则物体做_运运动。动。【解析【解析】本题考查对速度的理解。第本题考查对速度的理解。第2 s2 s内通过的距离是内通过的距离是4 m4 m，第第3 s3 s内通过的距离是内通过的距离是6 m6 m，第，第4 s4 s内通过的距离是内通过的距离是8 m8 m，也就是，也就是每每1 s1 s内通过的距离分别是内通过的距离分别是4 m4 m、6 m6 m、8 m8 m，可以看出物体在做，可以看出物体在做加速运动，即变速直线运动
20、。加速运动，即变速直线运动。答案：答案：变速直线变速直线5.(20125.(2012湘潭中考湘潭中考)一小球以一定一小球以一定的速度从的速度从A A点冲上斜面，用照相机点冲上斜面，用照相机每隔每隔0.5 s0.5 s拍摄一次，记录小球的运拍摄一次，记录小球的运动情况，如图所示。动情况，如图所示。(1)(1)小球由小球由A A点冲向点冲向E E点的过程中，速点的过程中，速度度_(_(选填选填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”)。(2)(2)小球在小球在ADAD段运动的平均速度为多少？段运动的平均速度为多少？【解析【解析】本题考查速度的相关知识。本题考查速度的相关知识。(1)(1)通过观
21、察题图可知，时间相同，路程在减小，所以小球通过观察题图可知，时间相同，路程在减小，所以小球的速度减小。的速度减小。(2)t=0.5 s(2)t=0.5 s3=1.5 s3=1.5 s小球的平均速度：小球的平均速度：答案：答案：(1)(1)减小减小 (2)0.4 m/s(2)0.4 m/ss0.6 mv0.4 m/st1.5 s。6.6.两位同学在探究速度的变化，其实验过程如图所示：两位同学在探究速度的变化，其实验过程如图所示：(1)(1)在实验中，为了方便计时，应使斜面的坡度较在实验中，为了方便计时，应使斜面的坡度较_(选填选填“大大”或或“小小”)。(2)(2)在实验中，在实验中，AB=40
22、 cm,BDAB=40 cm,BD=40 cm=40 cm，小球通过，小球通过ABAB的平均速度的平均速度v v1 1=_m/s=_m/s，小球通过，小球通过BDBD的平均速度的平均速度v v2 2=_m/s=_m/s(每格每格为为1 s)1 s)，小球在，小球在ADAD段做段做_直线运动。直线运动。【解析【解析】本题考查速度变化的实验探究。本题考查速度变化的实验探究。(1)(1)在实验中，为了方便计时，应使斜面的坡度较小；如果在实验中，为了方便计时，应使斜面的坡度较小；如果坡度太大，小球下滑的速度较大，记录时间就不准确。坡度太大，小球下滑的速度较大，记录时间就不准确。(2)(2)由题图秒表可
23、知，小球通过由题图秒表可知，小球通过ABAB的运动时间的运动时间t t1 1=3 s=3 s，平均速度平均速度由题图秒表可知，小球通过由题图秒表可知，小球通过BDBD的运动时间的运动时间t t2 2=5 s-3 s=2 s=5 s-3 s=2 s，平，平均速度均速度 由两段路程的速度可知，在由两段路程的速度可知，在ADAD段小球的速度是变化的，做变速直线运动。段小球的速度是变化的，做变速直线运动。答案：答案：(1)(1)小小 (2)0.13 0.2 (2)0.13 0.2 变速变速111s0.4 mv0.13 m/st3 s，222s0.4 mv0.2 m/st2 s；找找你容易错在哪里？找找
24、你容易错在哪里？一辆小车在平直的公路上行驶，启动后，第一辆小车在平直的公路上行驶，启动后，第1 s1 s经过的路程是经过的路程是2 m2 m，第，第2 s2 s经过的路程是经过的路程是4 m4 m，请计算说明小车的速度有没有，请计算说明小车的速度有没有变化。变化。【学生自答【学生自答】解：小车在解：小车在 第第1 s1 s内的速度：内的速度：小车在第小车在第2 s2 s内的速度：内的速度：速度相同，所以速度没有变化。速度相同，所以速度没有变化。111s2 mv2 m/st1 s222s4 mv2 m/st2 s【教师点评【教师点评】计算过程有必要的文字说明，会用基本公式，数字后有单计算过程有必要的文字说明，会用基本公式，数字后有单位，很好。位，很好。错误之处：混淆了时刻和时间，第错误之处：混淆了时刻和时间，第2 s2 s是是1 s1 s末至末至2 s2 s末，不末，不是两秒时间。是两秒时间。【标准解答【标准解答】解：小车在解：小车在 第第1 s1 s内的速度：内的速度：小车在第小车在第2 s2 s内的速度：内的速度：速度不相同，所以速度变化。速度不相同，所以速度变化。111s2 mv2 m/st1 s222s4 mv4 m/st1 s
