初二物理平均速度及其测量.docx
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初二物理平均速度及其测量
第四讲：
平均速度及其测量
知识点
1.平均速度的定义。
2.平均速度的计算。
3.平均速度的测量。
教学目标
（1）知识与技能
1.知道平均速度的定义及计算公式。
2.能够进行平均速度的计算。
3.学会使用停表和刻度尺正确的测量时间和距离，并求出平均速度。
4.加深对平均速度的理解。
（2）过程与方法
1.能应用所学知识解决简单的实际问题．具有初步的分析问题，解决问题的能力．
2.掌握使用停表和刻度尺的基本技能。
3.体会设计实验、实验操作、记录数据、分析实验结果的总过程。
（3）情感、态度与价值观
通过实验激发学生的学习兴趣，培养学生认真仔细的科学态度和正确、实事求是记录测量数据的严谨作风。
教学重点
平均速度的测量
教学难点
对平均速度的理解
教学过程
一、复习预习
1.复习
（1）速度是表示物体运动快慢的物理量。
把路程与时间之比叫做速度。
在数值上等于物体单位时间内通过的路程。
（2）速度的计算公式：
V=S/t
（3）速度的单位：
国际制单位是米每秒（m/s）在交通运输中常用千米每小时（km/h）。
（4）速度的单位换算：
1m/s=3.6km/h
（5）匀速直线运动的定度：
物体沿着直线且速度不变的运动叫做匀速直线运动。
2.预习
（1）平均速度的定义。
（2）平均速度的计算。
（3）平均速度的测量。
二、知识讲解
我们上节课已经学过了什么是匀速直线运动，知道匀速直线运动的速度是不变的。
而我们在生活中常见的机械运动的速度大多数是变化的，我们要如何比较它们的运动快慢呢？
今天我们就来学习一下速度发生变化时的运动快慢的描述方法。
考点1.平均速度
物体做机械运动时，我们可以按照运动路线的曲直分为直线运动和曲线运动。
在直线运动中，还会有不同的情况出现，观察下图：
想一想：
它们的不同是什么呢？
（学生思考回答）
回答：
甲的做的是匀速直线运动，而乙的速度是变化的。
在现实生活中物体做直线运动时，其速度的大小常常是变化的，即在相等的时间内通过的路程不相等，这种运动叫做变速直线运动。
变速运动比匀速运动复杂，如果只做粗略研究，也可以用v=s/t来描述运动的快慢，这样算出来的速度叫做平均速度。
日常所说的速度，多数情况下指的是平均速度。
平均速度的计算公式：
v=s/t
s是整个路程的长度，t是完成整个路程所需要的时间，v就是平均速度。
考点/易错点2平均速度的测量
从公式v=s/t可知，如果我们测出了物体运动的路程s和通过这段路程所用的时间t，就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。
下面我们就实际测量一个物体运动的平均速度。
实验：
测量物体运动的平均速度
1.实验原理：
v=s/t
2.实验所需要的器材：
斜面、小车、金属片、秒表（手机中的秒表）、刻度尺
3.了解实验仪器：
提问：
使用刻度尺时我们要注意什么？
回答：
要观察刻度尺的最小刻度、量程和零刻度线。
使用时要放对，读准，记好。
提问：
使用秒表时我们要注意什么？
回答：
要看清秒表的最小刻度、量程，不用估读。
在使用秒表时要会正确读取时间，能启动、止动和归零。
（学生练习使用手机中的秒表进行计时）
4.设计实验：
实验步骤：
（1）把小车放在斜面顶端，多属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程SOB，把SOB和后面测得的数据填入下表中。
（2）用停表测量小车从斜面顶端滑下撞击金属片的时间tOB。
（3）根据测得的SOB和tOB，利用公式VOB=SOB/tOB算出小车通过斜面全程的平均速度VOB。
（4）将金属片移至斜面中部A点，用刻度尺测出小车到金属片的距离SOA。
（5）用停表测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程SOA，所用的时间tOA，算出小车通过斜面上半段路程的平均速度VOA。
填入下表，并计算一下小车通过下半段路程SAB的平均速度VAB。
路程
运动时间
平均速度
SOB=
tOB=
VOB=
SOA=
tOA=
VOA=
SAB=SOB-SOA=
tAB=tOB-tOA=
VAB=
提问：
通过上面的实验，我们来比较一下VOB、VOA和VAB是否相等？
回答：
不相等。
总结：
做变速运动的同一物体，在各段路程的平均速度并不相等。
平均速度描述的是做变速运动的物体，在某段路程或某段时间内运动的平均快慢程度。
思考：
（VOB+VOA）/2与VAB是否相等？
学生通过计算回答：
不相等。
强调：
求物体通过某段路程的平均速度时，一定要用物体通过的这段路程除以通过这段路程所用的时间。
三、例题精析
考点1平均速度
【基础巩固】
【例题1】
【题干】观察图甲可知汽车做_______直线运动；观察苹果下落时的频闪照片（乙图），可知苹果做_______直线运动。
【答案】匀速，变速．
【解析】物体在一条直线上运动，且在任意相等的时间内通过的路程相等，这种运动称为匀速直线运动；物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内通过的路程不相等，这种运动称为变速直线运动．由图可知：
汽车行驶的路程与时间是成正比的，路程与时间的比值都是20m/s，所以汽车做的是匀速直线运动；苹果在下落过程中，在相等的时间内（频闪的时间间隔是一定的）通过的路程不相等，所以苹果做的是变速直线运动．
【中等强化】
【例题2】
【题干】在体育与健康测试中，小明跑前500m路程所用的时间为1分20秒，跑后500m路程所用的时间为2分钟。
则他跑前半路程的平均速度比后半路程的平均速度_______（填“稍快”，“相等”或“稍慢”），他跑完全程的平速度大约是_______m/s。
【答案】稍快，5．
【解析】知道前半路程和后半路程所用的时间，利用速度公式求前半路程和后半路程的平均速度进行比较；用总路程除以总时间就是他跑完全程的平均速度．
【培优拔高】
【例题3】
【题干】汽车以25m/s的速度匀速行驶，司机突然发现前方有紧急情况，经过0.5s（从发现情况到开始制动刹车司机的反应时间）开始制动刹车，又经过4.5s滑行60m车停止。
则汽车从发现情况到完全停止这段时间内汽车的平均速度为_______m/s。
【答案】14.5
【解析】已知行驶的速度和从发现情况到开始制动刹车用的时间，根据公式S=Vt可求这段时间内汽车行驶的路程．从发现情况到完全停止所用的时间为0.5s的反应时间加上4.5s的滑行时间，行驶的距离为从发现情况到开始制动刹车所行驶的距离加上滑行的距离，利用公式v=s/t可求从发现情况到完全停止的这段时间内汽车的平均速度。
考点2.平均速度的测量
【基础巩固】
【例题4】
【题干】某物理兴趣小组利用带有刻度的斜面、小车和数值钟“测量小车的平均速度”，如图所示，图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时间的情形，显示时间的格式是“时：
分：
秒”
（1）请你根据图示完成下表。
小车由甲至乙
小车由乙至甲
小车由甲至丙
路程S/cm
26
时间t/s
4
平均速度v/（cm/s）
15
（2）分析表中的数据，小车全程是做匀速运动吗？
为什么？
【答案】
小车由甲至乙
小车由乙至甲
小车由甲至丙
路程S/
64
90
时间
2
6
平均速度
13
16
（2）不是.分析表中数据可知小车前段路程运动慢，后段路程运动快.
【解析】
（1）通过测出小车的路程s、运动时间t，测小车速度的原理是速度公式v=s/t。
（2）斜面倾角越大，小车运动越快，不便于计时；斜面倾角越小，小车运动越慢，便于计时，据此答题；
（3）由图示刻度尺可求出小车的路程，小车两位置所对应的刻度尺示数之差是小车的路程；由时钟可求出小车的运动时间，两时钟示数之差是物体的运动时间；已知小车的路程及对应的运动时间，由速度公式可求出小车的平均速度．
（4）根据求出的小车的平均速度可判断小车是不是做匀速直线运动，如果小车速度保持不变小车做匀速直线运动，如果小车速度变化，则小车做的是变速运动．
【中等强化】
【例题5】
【题干】P、Q是同一直线上相距12m的两点，甲从P点、乙从Q点同时沿直线相向而行，他们运动的s-t图像如图所示，分析图象可知（）
A．甲的速度小于乙的速度B．经过3秒，甲、乙相距4米
C．乙到达P点时，甲离Q点6米D．甲到达Q点时，乙离P点2米
【答案】D
【解析】A、甲和乙路程、时间的图象都是一条过原点的直线，说明了甲和乙都是做匀速直线运动的，分别找出甲和乙运动1s的路程，再根据v=s/t求出甲和乙的运动速度进行比较；B、根据S=Vt求出甲和乙三秒运动的路程，再根据甲和乙原来的距离进行计算；C、甲和乙是同时出发的，相遇时甲和乙运动的时间是相等的，距离Q点的距离也是相等的，乙是从Q点出发的，根据S=Vt就是乙运动的路程就行，乙的速度在A中已经计算出来了，运动的时间可以根据V甲t-V乙t=12m求出；D、甲从P点出发，运动到Q点，运动的路程是12m，根据t=s/v求出甲的运动时间；相同的时间内，根据S=Vt求出乙运动的路程，乙是从Q点出发的，原来相距P点的距离12m，加上运动的路程就行．
【培优拔高】
【例题6】
【题干】某一物体做变速直线运动，已知它在前一半路程的速度为4m/s，后一半路程的速度是6m/s，那么，它在整个路程中的平均速度是（）
A．4m/sB．4.8m/sC．5m/sD．6m/s。
【答案】B
【解析】设总路程为2s，根据t=s/v求出前一半路程的时间t1，后一半路程的时间t2，总时间为t1+t2，平均速度＝总路程/总时间。
四、课堂运用
【基础巩固】
1.一辆摩托车做直线运动，1s内走10m，2s内走20m，3s内走30m……，则此车的运动是（）
A．一定是匀速直线运动;B．一定是变速直线运动;
C．可能是匀速直线运动;D．以上答案都不正确.
【答案】C
【解析】物体沿着直线运动，方向不变且在任何相等的时间里路程都相等，或者说速度的大小和方向都不改变的运动，称为匀速直线运动．匀速直线运动是状态不变的运动，是最简单的机械运动．
2.做匀速直线运动的物体，在6s内通过30m的路程，则宽在第2s末的速度是（）
A.18km/hB.5km/hC.18m/sD.无法判断
【答案】B
【解析】快慢不变、经过的路线是直线的运动叫匀速直线运动，求出物体的速度，因为物体做匀速直线运动，则在任何相同的时间内通过的路程是相同的，据此计算分析判断。
3.一个做直线运动的物体，4s内通过20m的距离，那么它在前2s内速度一定是（）
A.5m/sB.10m/sC.80m/sD.无法确定
【答案】C
【解析】已知物体做匀速运动的路程和时间，利用速度公式v=s/t求物体的速度；由于物体做匀速直线运动，在前4s内速度不变，据此可得它在前2s内的速度．
4.甲、乙两物体都做直线运动，通过程之比是3：
1，所用的时间之比是2：
3，则甲、乙两物体运动的平速度之比是_______。
【答案】9：
2．
【解析】本题考查速度大小的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题相对比较简单，属于基础题．已知路程之比和时间之比，根据公式v=s/t可求甲、乙两物体运动的平均速度之比．
【中等强化】
5.某运动员百米赛跑的成绩是10秒，他到达终点时的速度是14m/s，他百米赛跑的平均速度是_______m/s。
如果他前5秒的平均速度是9m/s，那么他在后5秒的平均速度是_______m/s。
【答案】10，11
【解析】已知百米赛跑的路程s、运动时间t，由平均速度公式v=s/t求出平均速度.前5秒的跑步距离S=Vt=9m/sx5m/s=45m.后5秒的跑步距离S=100m-45m=55m.所以平均速度V=S/t=55m/5s=11m/s.这道题主要不能忽略隐藏条件百米赛跑。
6.为了规范交通，在很多重要的路段都安装了超速自助动抓拍装置。
如图所示，在车道上相隔一定距离的路面下分别安装一个矩形线圈，线圈和拍摄装置的控制电路相连接，汽车通过线圈上方的路面时，由于电磁感应会引起控制电路的电流变化，从而实现自动抓拍。
如果某一路段要求时速不超过50km/h，当汽车先后通过两个线圈上方的时间间隔小于0.5s时，拍摄系统就会被激活而拍下超速汽车的照片，否则将不会激活拍摄系统。
根据这一要求，两个线圈的距离应设计为_______m。
（结果取整数）
【答案】7
【解析】这是一道材料题，读懂题意是解题的关键，要使得拍摄系统能被激活，线圈间的距离应该等于或小于汽车以50km／h速度行驶0.5s的路程，所以线圈间的距离应设计为6.94m。
7.在军事学习中，一门反坦克炮直接瞄准所要射击的静止的坦克模型，射击后经过0.6s，射手看到炮弹在坦克模型上爆炸，射击后经过2.1s才听到爆炸的声音，则坦克模型到射击队手的距离为_______m。
炮弹运动的速度是_______m/s。
（设炮弹做匀速直线运动，声音在空气中的传播速度为340m/s）
【答案】510；850．
【解析】本题考查路程与速度的计算，关键是公式及其变形的应用，难点是爆炸的声音传播的时间．当射手从开始射击到模型爆炸（爆炸声开始传播）时用时0.6s，而射手从开始射击到听到爆炸声（传到人耳）共用时2.1s，两次的时间差即为声音传播的时间；根据公式S=Vt可求距离，已知炮弹运动的时间，根据公式v=s/t可求运动速度。
8.如图所示是测量小车沿斜面下滑的平均速度的实验。
（1）该实验目的是练习用 和 测平均速度。
（2）该实验原理是
（3）实验时观察到，小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动是 直线运动。
（选填“匀速”或“变速”）
（4）实验中测得路程s1上的平均速度为v1，路程s2上的平均速度为v2，路程s3上的平均速度为v3。
那么，v1、v2、v3的大小关系是 。
（选填＞、＜、=）
【答案】刻度尺，停表，v=s/t，变速，v3＞v1＞v2。
【解析】小车沿斜面做的是加速直线运动，平均速度是一段时间的路程与这段时间的比值，用公式v=s/t来计算。
【培优拔高】
9.自动扶梯总长度为12m，若站在扶梯上不动，24s将把人送上楼，若此人用1m/s的速度沿这个正在运行的扶梯走上楼，需要的时间为________，若此人在扶梯上以1m/s的速度沿扶梯走下楼，则需用时间为________。
【答案】8s；24s．
【解析】自动扶梯的速度V扶梯=s/t扶梯=12m/24s=0.5m/s；人在自动扶梯上上楼的速度V上=V扶梯+V人=0.5m/s+1m/s=1.5m/s，上楼时间t上=s/V上=12m/1.5m/s=8s；人在自动扶梯上下楼的速度V下=V人-V扶梯=1m/s-0.5m/s=0.5m/s，人下楼的时间t下=s/V下=12m/0.5m/s=24s；
10.物理学中将物体在单位时间内速度的变化量定义为加速度。
依据该定义，若某物体在t时间内速度从v1增加到v2，则加速度为（v1+v2）/t。
现有一小球从静止开始以3m/s2的加速度加速运动2s，则2s末小球的速度为（）
A.0B.2m/SC.3m/SD.6m/S
【答案】D
【解析】加速度是物体速度的变化量与对应时间的比值．根据加速度的公式，可以得出末速度的计算式．
11.汽车出厂前要进行测试。
某次测试中，先让汽车在模拟山路上以8m/s的速度行驶500s，紧接着在模拟公路上以20m/s的速度行驶100s。
求：
（1）该汽车在模拟山路上行驶的路程；
（2）汽车在这次整个测试中的平均速度。
【答案】
（1）4000m
（2）10m/s
【解析】
（1）s山＝v山t山＝8m/s×500s＝4000m
答：
汽车在模拟山路上行驶的路程为4000m．
（2）s公＝v公t公＝20m/s×100s＝2000m
s总＝s山＋s公＝6000m
v＝s总/（t山＋t公）＝6000m/（500s＋100s）＝10m/s
答：
汽车在这次整个测试中的平均速度10m/s．
五、课程小结
1.平均速度的定义及计算。
2.培养学生的动手操作兴趣，了解物理实验的重要性
3.长度和时间的测量
4.平均速度的测量
六、课后作业
【基础巩固】
1.2003年8月10日，第8届世界田径锦标赛女子200m短跑决赛中，美国选手琼斯荣获冠军，这表明在比赛全过程中：
（）
A．琼斯用的时间最短B．琼斯跑的路程最长
C．琼斯平均速度最大D．琼斯始终一马当先
【答案】C
【解析】比较运动快慢的方法；①比较相同时间运动的路程；②比较相同路程用的时间；③比较平均速度．第8届世界田径锦标赛女子200m短跑决赛中，运动的路程都为200m，美国选手琼斯荣获冠军，说明琼斯最先达到终点，即比赛全过程中琼斯用的时间最短，故A选项正确，B选项不正确．比赛全过程中各选手运动的路程都应为200m，琼斯最先达到终点，用的时间最短，所以在比赛全过程中琼斯平均速度最大，故C选项正确．虽然斯最先达到终点，但比赛全过程中琼斯不一定始终在前面．故选项D不正确．
2.在公路上行驶的大货车与小轿车的速度之比是3：
5，它们通过的路程之比是1：
3，大货车与小轿车所用的时间之比是：
（）
A．9：
5B．3：
2C．2：
3D．5：
9
【答案】D
【解析】本题考查速度大小的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题相对比较简单，属于基础题．已知路程之比和速度之比，根据公式t=s/v可求甲、乙两物体运动的时间之比．
3.下列说法中正确的是（）
A、根据v=s/t可知，运动的路程越长，运动的速度越大
B、根据v=s/t可知，运动的时间越短，运动速度越大
C、物体在相等时间内，运动路程越长，运动的速度越大
D、物体通过相同的路程，所用的时间越短，运动的速度越大
【答案】C、D
【解析】物体做匀速直线运动时其速度应该是一个定值，与路程的大小和时间的长短无关，所以不能将v=s/t理解为v与s成正比，与t成反比。
比较速度的大小可以用相同的时间比较路程，路程越长，速度越大，或是相同的路程比较时间，时间越短，速度越大。
【中等强化】
4.小明和小华在操场上沿直跑道跑步，他们通过的路程和时间关系如图所示，则下列说法中正确的是（）
A．两人都做匀速直线运动B．前2s内，小明跑的更快
C．8s内，小明的速度是5m/sD．8s内，小明跑的路程更长
【答案】C
【解析】解答本题时，可采用控制变量的思想和比较的思想去进行分析，比较时要在相同条件下去进行比较．由图象可知，小明的路程和时间关系图象是一条直线，表明路程和时间成正比，所以小明做的是匀速直线运动；而小华的路程和时间关系图象是一条曲线，表明路程和时间不成正比，所以小华做的不是匀速直线运动，故A和B都错误；由图象可知，在前2s内，小华运动的距离比小明长，所以小华跑得较快，故选项C正确；由图象可知，两人跑的全程都为40m，两人的路程相等，故D错误．
5.喜羊羊发现后方100m处的灰太狼正以15m/s的速度向自己猛扑过来，此时喜羊羊与前方的羊村相距200m，问：
喜羊羊至少要用多大的速度才能安全跑进羊村？
【答案】10m/s
【解析】t=S狼/v狼=（100m+200m）/15m/s=20s
V羊=S羊/t=200m/20s=10m/s
答：
喜羊羊至少要用10m/s的速度才能安全跑进羊村。
6.公共汽车在平直公路上行驶，用固定于路边的照相机连续两次对其拍照中，两拍照的时间间隔为2s，车长为12m，如图所示，早此可知，汽车行驶的平均速度约为_______m/s。
【答案】6
【解析】公共汽车在平直公路上行驶，用固定于路边的照相机连续两次对其拍照，由上图可以看出第一幅图汽车头到标杆，第二幅图汽车尾过标杆，汽车运行的路程正好是汽车的车长12m，时间2s，所以利用速度公式计算即可．
【培优拔高】
7.物体沿直线运动，前一半路程需要4s，平均速度为30m/s，后一半的平均速度为20m/s，物体在全过程中的平均速度为（）
A.20m/sB.24m/sC.10m/sD.50m/s
【答案】：
B
【解析】：
本题要求的是全程的平均速度，所以要用总路程除以总时间。
这里先用前一半路程需要4s和平均速度为30m/s求出前一半路程来，这样就知识了后一半路程了，再用后一半路程和已知的后一半的平均速度为20m/s求出后一半路程用的时间，这样也就求出了总路程和总时间。
也就求出了全程的平均速度。
8.甲、乙两同学从跑道一端前往另一端，甲在其运动的全部时间的一半内跑，另一半时间内走；乙在自己运动的全部路程的一半内跑，另一半路程内走。
如果他们两人跑和走的速度分别相等，则先至终点的是（）
A.甲B.乙C.同时至终点D.无法判定
【答案】：
B
【解析】：
设路程S，跑速V1，走速V2，V1>V2，则甲用时间t1=s1/v1+（s-s1）/v2,乙用时：
t2=s/2v1+s/2v2,又v1>v2，s1/v1=（s-s1）/v2,所以s1
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