本
文
摘
要
本文我们来看一下第一章第四节的内容:测量平均速度。这一节是一个实验课,实验本身比较简单,而且在初中也不是一个重点实验,下面我们一起来看一下这个实验。
平均速度:物体在某短时间内或者某段距离中的速度。
测量平均速度
1、实验原理:v=s/t
2、实验过程图像:
3、实验步骤:
4、实验结果
本节意图
从上面这个实验我们可以看出,基本上没有什么难度,就是用刻度尺测量斜面的长度即为路程,用停表测量运动时间,从而求出平均速度。那么为什么我们要把这个小实验单独设为一节来进行讲解呢?
我认为编者主要有以下几种意图:
1、锻炼学生的动手操作能力
正因为本实验较为简单,所用器材也较少,对学生而言没有过大的难度,因此这个实验完全可以由学生分小组进行操作。
2、能够让学生亲身体验到误差不可避免的现象
这个实验中,最大的难度就是时间的测量了,本实验中要求,小车开始运动(松手)时开始计时,小车撞倒金属片计时结束。
每个学生的反应时间不同,因此测量出来的时间误差大小也就不一样,因此教师在指导实验的时候,应引导学生全神贯注地去测量时间,尽可能地去减小自己反应时间,从而提升时间测量的精确程度。
但无论学生在测量时间时多么集中注意力,总会出现误差,可以通过本实验让学生对误差不可避免有更深刻地体会。
3、让学生理解下落的物体速度是越来越大的,为以后学习动能和势能的转化打下基础
以前很多学生在生活中都能感受到下落的物体速度是越来越大的,比如骑自行车在斜坡上往下走,不用蹬自行车,速度依然越来越快,往往是需要我们在斜坡上刹车的。可现在随着生活条件的转好,很多孩子都已经是车接车送了,已经很难有这种切身的感受。
我曾经就在一所学校调查过,里面竟有一半的学生不知道,下落(或沿斜坡向下)的物体速度是越来越快的。而这个实验恰好可以通过两次平均速度的数据直观的告诉我们,沿斜坡向下运动,速度是越来越大的(v₁>v₂)
苹果下落频闪照片
这也是我们禁止高空抛物的原因,有时候物体虽然很小,但是下落的过程中,速度越来越快,到达地面时往往具有很大的速度、能量和破坏力。
4、渗透分割思想,极限思维,为以后学习瞬时速度做铺垫
瞬时速度:物体在某一时刻或某一点(位置)时的速度。
该实验浅显的渗透了一些极限思维在里面,在高中学习的瞬时速度就是通过这种路程(以后会改为位移)的不断分割,当时间趋近于零,路程趋近于零时,用极小的路程除以极小的时间,我们就得到了这段极小路程的平均速度,而这个极小路程的平均速度我们可以粗略的认为是该点的瞬时速度。
如上图,我们想求物体运动到A点的速度(瞬时速度),则让物体在运动一段时间到达B点,则我们就求出AB段的平均速度;如果我们缩小时间t,物体到达C点,则我们就能求出AC段的平均速度;再次减小运动时间,让物体到达D点,则就求出了AD段的平均速度;再次减小时间,让物体到达E点,我们能求出AE段的平均速度;再次缩短时间,让物体到达F点,则我们就能求出AF段的平均速度。
我们就思考,如果能让时间极小(无限趋近于零),这个时候,物体就会运动一段极小(也趋近于零)的距离,我们设物体到达了M点,因为AM这一段距离极小,趋近于零,因此我们就可以认为A点和M点重合了。那么此时A点的瞬时速度我们就可以用AM段的平均速度来表示。
测速扩展——超声波测距
超声波测距实际上是利用了“仿生学”:蝙蝠的回声定位。那超声波测距的原理是怎么一回事呢?我们来看一下。
生活应用
本节所学的测量平均速度在生活中最出名的应用就是区间测速了。而超声波测距在生活中的应用相信大家也非常熟悉,那就是倒车影像中。
1、区间测速
区间测速就是测量汽车在一段固定长度的马路上,测出在该段道路上行驶的平均速度。
如上图,当汽车来到图片上左端的“视频检测区域”时,当汽车轮胎压到这块区域时,会自动计时(在地面装有感应装置),汽车来到图片右端的“视频检测区域”,轮胎压到地面上的感应装置时,计时自动结束。我们就测出汽车在该段道路中的行驶时间了,由于距离是固定的,因此我们可以计算出,汽车在该段道路上行驶的平均速度。
2、倒车影像(倒车雷达)
大家在倒车的时候,相信都听过这样的声音:当距离障碍物较近时,汽车会发出“滴滴”的响声来提醒车主,离障碍物越来越近了,不能再往后倒车了。这个距离,就是汽车根据超声波测距自动计算出来的。
3、汽车仪表盘和手机地图导航速度
区间测速测量的是平均速度,这在物理中是一个考点哦。另外我们在多提一句,汽车仪表盘上显示的汽车速度或者我们平时开手机地图导航时给我们播报的速度则是瞬时速度哦。怎么测量的呢?就是根据我们上文所说的极限思维测量出来的,我们的汽车和手机里有传感器,因此能够很方便的测出极小的时间和距离,让后计算出速度显示给我们。
本节就讲到这里,希望能够对大家有所帮助!