2.4 科学探究：速度的变化

卡车 电车
0 20 5
5 20 7.5 14.5
10 20 10 17
15 20 12.5 19.5
20 20 15 22
机车 12
6、评估
【课标要求】 (1)有评估探究过程和探究结果的意识。 (2)能关注探究活动中出现的新问题。 (3)有从评估中吸取经验教训的意识。 (4)尝试改进探究方案。 (5)了解评估在科学探究中的意义。
(2)会阅读简单仪器的说明书，能按要求进行操作。 ▲能从使用的角度看懂说明书表述的仪器工作条 件、操作要求和注意事项，能按书面说明操作。
(3)会使用简单仪器进行实验，会正确记录实验数据。 (4)具有安全操作的意识。 (5)了解进行实验与收集证据在科学探究中的意义。
5、分析论证
【课标要求】 (1)经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。 (2)能对收集的信息进行简单归类及比较。 (3)能进行简单的因果推理。 (4)尝试对探究结果进行描述和解释。 (5)了解分析与论证在科学探究中的意义。
第二章 运动的世界
第4节 科学探究：速度的变化
【补充】科学探究的七个基本环节:
1.提出问题
2.猜想与假设 3.制定计划与设计实验 4.进行实验与收集证据 5.分析与论证 6.评估 7.交流与合作
1、提出问题
【课标要求】 (1)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。 (2)能书面或口头表述发现的问题。 (3)了解发现问题和提出问题在科学探究中的意义。
答案：(1)都不正确。因为小车做变速运动,小车在不同路段或
不同时间段速度不一定相等。
(2)先在斜面的刻度尺上标出其中点,然后用数字钟测量出小车 从甲到中点所用的时间,最后利用速度公式计算出小车前半段
路程的平均速度。
【方法平台】科学探究七要素中的“两要素” (1)提出问题: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。所提出的问 题要有一定的合理性、要具有一定的实际意义、要有一定的可 研究性。 (2)猜想与假设:针对所提出的物理问题,根据生活经验和已有 的相关知识对问题的成因提出猜想与可能 ,对探究的方向和可
实验探究：速度的变化
【提出问题】重物（小车）沿斜面下滑时，其速度 是否变化？如何变化？ 【猜想与假设】速度应该是变化的，而且越来越快。 【制订计划与设计实验】 (1)实验原理： (2)实验方案：把斜面平均分成3段，分别测出小车的 速度，进行比较。 (3)器材：秒表、刻度尺„„
【进行实验与收集证据】
(2)要求小车前半段路程(前45 cm)的平均速度,应该测量哪些
数据?(写出主要操作步骤和测量的物理量)
【解析】(1)他们两人的观点都不正确。平均速度是指做变速
运动的物体在某段路程(或时间)内的平均快慢程度,物体在不
同路程(或时间)内平均速度不一定相等,物体的速度随时都有 可能发生变化。小车前半段路程的平均速度不一定等于小车从 甲到乙的平均速度,也不一定等于小车从甲到丙的平均速度。 (2)要计算小车前半段路程(前45 cm)的平均速度,必须测量出 相应的路程和时间,然后利用速度公式计算出其平均速度。
【例】瘪了的乒乓球放在热水中会鼓起来，放 在烈日下的打足气的自行车会爆胎，请对上述 现象中的条件和结果进行分析，提出一个科学 的探究问题。
【答】可提出的问题： ①气体的压强与温度有关吗？ ②温度越高，气体的压强越大吗？
2、猜想与假设
【课标要求】 (1)尝试根据经验和已有知识对问题的可能答案提 出猜想。 (2)能对探究的方向和可能出现的探究结果进行推 测与假设。 (3)了解猜想与假设在科学探究中的意义。 【考查方向】 针对所提的问题，根据经验和已有的知识提出合 理的猜想。 ▲注意：科学猜想不是胡猜乱想，要根据已有知 识和经验进行科学推断。
平均速度不是速度的平均值,所以求小车全程的平均速度时,不
能把小车前、后半段路程速度的平均值当作平均速度 ,应该用 全程的路程除以通过全程所用的时间。
【典例】(2011·江西中考)某物理兴趣小组利用带有刻度尺的 斜面、小车和数字钟“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”。
【例1】如图所示，同一水平桌面上放有长方形木块 和铁块各一个，现想探究木块和铁块的下表面谁更 粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测 力计，设计一个实验来验证你的猜想，写出实验的 步骤、现象和结论。 实验步骤： 。 根据现象： 。 得到结论： 。
【例2】几个同学爬杆比赛时，要比较谁的功率大， 分别需要哪些测量仪器和测出哪些物理量？
对应的时间。
①前半段路程:让小车从斜面的_____ 顶端 开始自由下滑,用停表记 斜面中点 时需要的时间t 。 录小车到达_________
1
②整个路程:重新让小车从斜面的_____ 顶端 开始自由下滑,用停表 底端时需要的时间t 。 记录小车到达斜面_____
2
3.实验数据的处理与分析:
s1 (1)前半段路程的平均速度:v1=_____。 t1 s2 。 (2)后半段路程的平均速度:v2=________ s t 2 t1
能出现的实验结果进行推测与假设。“猜想与假设”要有一定
的推理性和预见性,而不是盲目地胡猜瞎想。
(1)实验步骤：
▲注意练习时间的测量，选用适当的测量方法， 尽量减小实验误差.
(2)记录表格： 【分析论证】
s v 。 1.实验原理:_____ t
2.实验设计与步骤:
刻度尺 测量路程。 (1)用_______ 停表 测量时间。 (2)用_____
(3)分别测量出前半段路程、后半段路程、整个路程的距离及
【例1】通过分析物理现象得到结论： ①音叉振动 ——音叉发声 ②橡皮筋振动——橡皮筋发声 ③鼓面振动 —— 鼓面发声 ④声带振动 —— 声带发声 结论：一切发声的物体都在振动（或声音是由 振动产生的）。
【例2】分析数据得出结论： 下表是卡车沿直线平稳行驶和电车、机车起动过程 中各个不同时刻的速度（从起动一段时间后开始计 时），请你比较和分析表中的数据，回答下列问题： ⑴卡车做＿＿＿＿＿运动； ⑵电车的速度与时间的关系（定性）是＿＿＿＿ ⑶电车的速度与时间的定量关系式是＿＿＿ ⑷通过分析电车和机车的速度随时间变化的规律， 发现它们＿＿＿＿＿＿是相同的.
7、交流与合作
【课标要求】 (1)有准确表达自己观点的意识。 (2)能表述探究的问题、过程和结果。 (3)能听取别人的意见，调整自己的方案。 (4)能坚持原则又尊重他人，有团队意识。 (5)了解交流与合作在科学探究中的意义。
实验探究 考查角度
探究速度的变化 ①实验数据的收集与处理(速度的计算) ②实验结论的得出
【解析】本题考查平均速度的测量。(1)根据乙、丙两处小车
的位置,可以读出两位置的距离是64 cm,根据甲、丙两处小车
的位置,可以读出两位置的距离是90 cm;根据甲、乙两个位置 上的数字钟的数字可以读出此段路程所用的时间是 2 s,同样可
以读出或算出小车在甲、丙之间所用的时间为 6 s;计算表中的
【答案】 ⑴用体重计测体重，用秒表测时间，用长杆和卷尺测 高度。 ⑵用体重计测体重，用秒表测时间。（要求比赛的同 学都爬过同样的高度）。 ⑶用体重计测体重，用长杆和卷尺测高度。（要求比 赛的同学在几个杆上同时开始，同时停止）
4、进行实验与收集证据 【课标要求】 (1)能通过观察、实验和公共信息资源收集证据。 ▲公共信息源：图书馆、阅览室、科技馆、博物 馆、展览馆、广播、电视和互联网等公共信息资源收 集资料。▲有评估有关信息的科学性的意识
⑷饺子由于温度升高而体积变大，所受浮力也增
大，且大于重力，因此浮了起来（5分）
若能考虑到饺子因吸水而变重，但浮力增加更大 的则给满分6分。
3、制订计划与设计实验
【课标要求】 (1)经历设计实验与制订计划的过程。 (2)明确探究目的和已有条件。 (3)尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识。 (4)尝试选择科学探究方法及所需要的器材。 (5)了解设计实验与制订计划在科学探究中的意义。
(1)请你根据图示完成下表。
小车由 甲至乙 路程s/cm 时间t/s 平均速度 v/cm·s-1
小车由 乙至丙
小车由 甲至丙
26 ________ ________ ________ 4 ________ ________ ________ 15
(2)分析表中数据,小车全程是做匀速运动吗?为什么?
(2)怎样保证时间测量的有效性?
提示：实验前,要反复练习几次停表的使用,并进行几次“试测 量”,最后才正式测量。 (3)怎样测量小车通过后半段路程所需要的时间? 提示：第一次测出小车通过前半段路程需要的时间 ,第二次测
出小车通过全程需要的时间,两次时间的差就是小车通过后半
段路程所用的时间。
ห้องสมุดไป่ตู้易错警示】平均速度的理解
【考查方向】 1、对探究过程的评估： (1)探究过程中，应控制的变量是否在操作中真正 做到了保持不变。探究的思路方法是否正确合理。 (2)收集的信息、证据是否可靠。包括：从资料查 得、媒体获取的信息是否可靠；实验观察到的现象、 记录的数据是否正确。 2、对探究结果的评估： ⑴探究结果是否和原有知识相矛盾，和日常经验、 现象相冲突，探究结果中的各因素之间的关系是否符 合逻辑等。 ⑵关注假设与探究结果间的差异 ⑶注意探究过程中未注意的矛盾发现新问题。能 从评估中吸取经验教训，尝试改进探究方案。
两个平均速度时,要用相应的路程除以通过该段路程所用的时 间。 (2)因为小车在每一段路程上的平均速度都不相同 ,所以小车全 程不是做匀速直线运动。
答案：(1)64 90
2
6
13
16
(2)小车全程不是做匀速直线运动。因为小车在每一段路程上 的平均速度都不相同。