师:上课,起立!
生:老师好!
师:同学们好,请坐。大家有没有看过中央电视台由撒贝宁和尼格买提主持的《加油!向未来》这个节目?
生:看过!
师:这是一档科学探索节目,我们能从中学习到很多科学知识,尤其是涉及物理的知识。那谁还记得这个节目的口号是什么?
生:加油向未来,科学一起猜!
师:大家都记得啊。接下来,老师就带领大家一起玩其中一个环节——猜想与验证。有请嘉宾,第一位是来自中国著名的短跑运动员张培萌,第二位是来自国产的一架 FTC - 2000 教练机。大家想想,他们俩有点什么用啊?是不是让运动员开飞机啊?
生:可能吧,不可能。
师:他们两个有一个共同的特长,都能跑,而且跑得都很快。想想这是要干什么?
生:赛跑!
师:对,就让运动员和飞机赛跑。好,下面请进入题目:张培萌和 FTC - 2000 教练机进行 50 米竞速,谁更快?A. 张培萌;B. FTC - 2000 教练机;C. 一样快。下面大家做做猜想,在学案上把你的答案选出来。
(一段时间后)
师:好,时间到。小爱同学举手了。好,一部分同学选 B,选 C 的同学也有,选 C 的很少啊,基本上选 A 和选 B 的同学对半。那到底结果怎么样,咱们到现场看一下。
(播放视频)
师:现在站在这,听见山鹰巨大的引擎声,会让人一下子热血沸腾。相信现在百米之外,站在起跑线上的张培萌已经非常兴奋了。人类的肌肉和机械引擎的对抗,到底谁能够最终第一个冲过终点线,现在谁都不好说。
(视频中比赛结束)
师:谁赢了?
生:你赢了,你做到了!
师:哇,真的吗?感觉怎么样现在?
生:我感觉那股气势真的是咄咄逼人呀,他的气势虽然大,但是最后的胜利者是我。
师:哇,这个结果真的没想到。结果猜到了没有?好,恭喜选对的同学,你们猜对了。张培萌确实跑的很快,那他到底跑得多快呢?咱们从视频上很难看出他跑的时间。据报道,在这次竞速中,张培萌跑完 50 米用的时间大概是 6 秒。那大家能不能用咱们上节课学习的速度公式,把他的平均速度算出来?好,下面以最快速度在试卷上进行计算。
(学生计算完毕)
师:都算完了啊,找同学说下答案。好,你来。
生:根据我们上节课所学的知识可以知道,求平均速度所用到的公式是(v = s÷t)。张培萌的总路程是 50 米,用的时间是 6 秒,所以可以求出他的平均速度是(8.33)米每秒。
师:咱们算得一样不一样?
生:一样!
师:好,请坐。经过专业人员的分析,在这次竞速中,张培萌从静止开始加速,前 20 米他一直在加速运动,从 20 米到 50 米他基本上在做匀速运动,而教练机从静止开始一直在做加速运动。这些都是专业人员利用精密的仪器,分析张培萌和飞机在整个过程中的运动情况得出的。大家都知道,在咱们生活中,大多数运动的物体速度都是变化的。那么今天我们也通过实验,利用咱们身边的仪器,粗略测出运动物体的平均速度。还有个问题,咱们实验室里边没有直接测量平均速度的仪器,那么有没有其他方法,同样可以测出物体的平均速度?大家先思考讨论一下。
(片刻后)
师:谁来回答一下刚才我提的问题?好,你来说。
生:我们现在可以测出物体的路程和时间,由公式(v = s÷t)来计算出物体的平均速度。
师:他说利用咱们上节课学习的速度公式(v = s÷t),通过测量路程和时间,同样可以测出物体的平均速度,对吧?
生:对!
师:好,请坐。这就是咱们这节课实验的原理。咱们通过刚才的讨论知道,这节课咱们的实验目的是为了测量物体的平均速度,以及通过测量分析出物体运动的速度变化情况。还知道了实验的原理是速度公式(v = s÷t)。那下面咱们打开课本 23 页,先自己把课本实验内容看一遍,然后思考下面三个问题:咱们这次实验需要哪些器材,以及在实验过程中需要怎么组装仪器,实验步骤怎么去设计。好,下面大家看完之后,小组内前后讨论一下。
(一段时间后)
师:好,讨论完了。下面咱们看第一个问题,咱们做这个实验需要哪些器材?好,你来说。
生:我们测量小车的平均速度的话,需要测量小车所运动的路程和它所花费的时间。测量路程需要刻度尺,测量时间需要用到停表,还需要长木板、小木块和小车。小木块首先可以垫长木板,也可以做小车的隔板。
师:回答非常完整,好,请坐。这是咱们这节课需要用的实验器材,已经给大家准备好了,放在桌子上了。今天实验就是用木板、木块组成的斜面,然后让小车从斜面上滑下来,测出路程和时间,从而计算它的平均速度。但是还有个问题,刚才我看了,每个组里边所有的斜面坡度不太一样,到底坡度是大一点好还是小点好呢?刚才大家每个组都进行了测试,哪一组来说一下你们组的测试结果?好,请你说。
生:经过我们组的实验,我认为斜面坡度小一些比较好。因为如果斜面坡度太大的话,小车很快就从顶端滑了下来,不利于时间的测量;但如果斜面坡度又太小,小车要么静止在斜面上不动,要么滑一段距离就停了下来。所以我们认为,小车的斜面坡度小一些比较好。
师:好,请坐。刚才这位同学总结了,斜面的坡度要稍微小一点,这样既能让小车很顺畅地滑下来,又有足够的时间咱们去测量。那下面,咱们各组把斜面调到合适的坡度。大家看这里,我让小车从斜面顶端滑下去,注意看。我问小车在斜面上滑行的距离是多少?
