师:同学们请准备好学习任务单,与老师一起开始今天的学习,探究物体运动的快慢。我们先一起观看一段视频。
(播放视频:比赛发枪,苏炳添起跑加速不错,苏炳添领先,顶住,苏炳添加速,苏炳添加速保持住,苏炳添冲刺,应该是小组前两名。)
师:比赛过程真是惊心动魄、扣人心弦。在视频中,有的运动员跑得快,有的跑得慢,裁判是如何判断运动员跑得快慢的呢?
生:查询比赛时间,比较所用时间的长短。
师:很好,那下面我们先来学习有关时间的知识。时间的国际单位是秒,常用单位还有时、分、毫秒、微秒等。它们之间的关系是:1小时 = 60分,1分 = 60秒,1秒 = 1000毫秒。那么1小时等于多少秒呢?大家算一算。
生:1小时等于3600秒。
师:对。生活中我们常用手表、钟表测量时间,在运动场和实验室经常会用到停表,也叫秒表来测量时间。下面通过一段视频来学习秒表的使用和读数。
(播放视频:观察停表,有硅零件、小表盘、大表盘,分帧,由秒针组成。按下归零键,指针回零;按下计时键,指针开始转动。再次按下,指针停止。观察表盘读数时,要分别读出小表盘中的分钟数和大表盘中的秒钟数,并将它们相加,得出最后的数值。大表盘走一圈是30秒,其中一大格是1秒,每大格又均匀分成10个小格,所以每一小格是0.1秒。大表盘中黑色刻度和红色刻度嵌套在一起。实际读数时需要根据小表盘的指针所指位置来确定读取哪种颜色的刻度。小表盘走一圈是15分钟,其中一大格是1分钟,每一小格是0.5分钟。每大格又均匀分成一白一红两个小格。白色小格表示每一分钟里的前半分钟,即0 - 30秒。当指针指在白色小格时,我们应读取大表盘上黑色的刻度。红色小格表示每一分钟里的后半分钟,即30 - 60秒。当指针指在红色小格时,我们应读取大表盘上红色的刻度。)
师:此时停表上的时间是多少呢?小表盘中指针指在1 - 2之间读为1分,同时由于指针指在红色小格,这表示我们应读取大表盘中红色的刻度,这时秒针指在37.8,即37.8秒,所以这时停表的正确读数应该是1分37.8秒。
(展示秒表计时得到的比赛成绩单)
师:谁跑得最快?依据是什么?
生:苏炳添跑得最快,因为他用的时间最短。
师:这是生活中人们经常用到的比较物体快慢的一种方法,通过相同的路程比较所用时间,时间短的运动得更快。这是比赛过程中的一张照片,谁跑得最快?依据又是什么呢?
生:跑在最前面的运动员跑得最快,因为他通过的路程最长。
师:这是生活中经常用到的另一种比较物体运动快慢的方法,相同的时间比较路程的长短,路程越长表明运动得越快。下面我们归纳一下定性比较物体运动快慢的两种方法。方法一:运动时间相同,跑在最前面的跑得最快,也就是相同时间比较路程。方法二:运动路程相同,所用时间最短,则运动得最快,也就是相同路程比较时间。根据前面的学习,如何定量地比较两小车运动的快慢呢?我们先思考两个问题。一、我们用哪些物理量来比较物体运动的快慢呢?
生:利用路程和时间。
师:对,测路程需要刻度尺,测时间要用到秒表。那快多少慢多少,如何描述?
生:相同时间路程长多少,相同路程时间短多少。
师:请同学们自主制定计划设计表格。下面和老师一起来看制定的计划。在水平地面上标出起点和终点A、B,用刻度尺测出A、B间的距离。先后让两小车从A点运动到B点,用表记下它们所用的时间,比较两车运动的快慢。第二步,让两车分别从同一点出发,同时用表进行计时,记下它们经过相同时间到达的位置,并用刻度尺测出这段距离,比较两车运动的快慢。下面我们通过模拟实验来观察。
(将实验数据填入表格)
师:我们发现都行驶80米,小车乙比小车甲少用了10秒;都行驶10秒,小车乙比小车甲多行驶了30米,从而可知小车乙比甲运动得更快。也就是说,如果两个物体运动的路程相同,需要比较通过这段路程所用的时间,时间短的运动得快。如果两个物体运动的时间相同,需要比较在这段时间内通过的路程,路程越长运动得越快。那么如果两个物体时间不同,通过的路程也不相同,如何比较两物体运动的快慢?这是一次校运动会百米决赛中,校冠军的成绩为12秒。一名国家级运动员曾以12秒88的成绩打破了110米栏世界纪录。你们会比较是校冠军跑得快还是国家级运动员跑得快吗?
生:路程不同,时间也不同,不知道怎么比较。
师:其实我们仍然可以采用前面的两种方法。一、相同时间比较路程,也就是说我们可以比较1秒内通过的路程,路程长的运动得快。那如何找到1秒所通过的路程呢?
生:借用数学知识,用总路程除以总时间,就可以得到单位时间内通过的路程了。
师:说得特别好,那下面我们来算一算。首先,校冠军,路程除以时间 = 100米÷12秒≈8.33米/秒,说明校冠军每秒通过的距离为8.33米。再看国家级运动员,路程除以时间 = 110米÷12.88秒≈8.54米/秒,也就是说国家级运动员1秒通过了8.54米,那么国家级运动员跑得更快。有的同学说,老师可以采用第二种方法吗?相同路程比较时间,这次该用总时间除以总路程啦。同学说得很好,下面我们来算一算。
先来看校冠军,总时间除以总路程 = 12秒÷100米≈0.12秒/米,也就是说校冠军跑1米需要的时间为0.12秒。我们再来看国家级运动员,时间除以路程 = 12.88秒÷110米≈0.117秒/米,也就是说国家级运动员跑1米只需要0.117秒,还是国家级运动员跑得快。无论采用哪一种方法进行比较,都是国家级运动员跑得更快。人们习惯于比较1秒内通过的路程来判断物体运动的快慢,也就是比较路程与时间的比值,这个比值越大,说明物体运动得越快。
