测量玩具小车的运动速度
第4章 多种多样的运动 · 第1节 机械运动
「测量玩具小车的运动速度」是浙教版七年级上册《科学》第4章的核心实验。它是建立速度概念、掌握速度公式的起点，平均速度是入门易错点。学生最易把平均速度算成各段速度的平均值，或把路程与时间张冠李戴。优创优星科学馆（义乌1+1教育旗下）拆解标准步骤与避坑解析，帮孩子厘清总路程除总时间、把测速读准。
实验情境
玩具小车沿斜面下滑，快慢肉眼难以直接比较。物理学用速度来定量描述物体运动的快慢。通过测量小车在不同路段通过的路程和时间，就能算出各段的速度，探究小车下落时快慢的变化规律。
实验目标
- 测量物体运动的平均速度，探究小车在斜面上的运动速度变化规律
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 刻度尺 | 测量小车通过各段路程的长度 |
| 停表 | 测量小车通过各段路程所用的时间 |
| 长木板 | 搭成斜面，让小车沿斜面下滑 |
| 小车 | 被测物体，研究其运动速度的变化 |
| 木块 | 垫高木板一端，构成适合计时的斜面 |
| 金属片 | 放在斜面指定位置，小车撞击时便于准确计时 |
实验原理
某段路程内物体运动的总路程除以总时间得到的平均快慢程度，不是各段速度的平均值
物体沿直线运动时，速度大小发生变化的运动，比如小车沿斜面下滑会越来越快
计时早晚会影响时间测量结果，进而导致算出的平均速度出现偏差，计时晚了时间测小、速度算大，计时长了时间测大、速度算小
实验步骤与现象
- 1用木块垫起长木板的一端，构成斜面，使它保持较小的坡度。
- 2把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，由静止释放小车，用刻度尺测出小车通过全程的路程s1，用停表测量小车从斜面顶端下滑到撞击金属片的时间 ，将数据记录在表格中。
- 3将金属片移至斜面的中部，仍将小车从斜面顶端由静止释放，测出小车通过上半段的路程s2，所用时间t2，将数据记录在表格中。
- 4根据已测得的数据分别算出小车通过全程、上半段、下半段路程的平均速度和 ，记录在表格中。
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点：
计时小车已过金属片才停表，或视线未及时锁定金属片
后果：时间测大，平均速度算出偏小
正确做法：小车撞击金属片发出声响的瞬间立即停表
搭建斜面斜面坡度过大，小车下滑太快
后果：来不及准确计时，实验误差大
正确做法：保持较小坡度，让小车缓慢下滑便于计时
计算把平均速度当成各段速度的算术平均
后果：概念错误，结果算错被扣分
正确做法：平均速度必须用总路程除以总时间计算
实验结论
小车沿斜面下滑做变速直线运动，上半段平均速度小于下半段平均速度，全程平均速度介于两者之间；平均速度等于总路程除以总时间，不等于各段速度的平均值。测量时必须同段同时测量路程与时间，金属片的作用是便于准确计时和确定终点位置。
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 速度公式 v=s/t 的应用 | 七上第4章第1节 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 三个量知二求一；m/s 与 km/h 换算倍数是 3.6（1 m/s=3.6 km/h），别算反方向 |
| 平均速度的理解 | 七上第4章第1节 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 平均速度=总路程÷总时间，不是各段速度的平均值；本实验核心，也是易错点 |
| 运动的相对性与参照物选择 | 七上第4章第1节 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 选谁当参照物就假设谁不动；参照物不能选被研究物体本身 |
| 匀速与变速直线运动 | 七上第4章第1节 | ⭐⭐⭐⭐ | 相等时间内路程相等才叫匀速；斜面下滑的小车越滑越快，是变速（加速）运动 |
| 路程—时间图像（s-t 图）的读图 | 七上第4章第1节 | ⭐⭐⭐⭐ | s-t 图中倾斜线段斜率表示速度，越陡越快；水平线段表示路程不变（静止） |
| 机械运动的概念 | 七上第4章第1节 | ⭐⭐⭐ | 物体空间位置随时间变化即机械运动，是最常见运动形式，判断题送分档 |
注：以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
中考真题示例
神舟二十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，航天员乘组入驻空间站。下列说法错误的是（ ） A．在靠近空间站的过程中，载人飞船相对于空间站的位置是不断变化的 B．物体进入太空后，惯性会消失 C．载人飞船加速靠近空间站时，其受到的向前的推力大于向后的阻力 D．对接完成后组合体绕地球运动，其运动状态是不断改变的
查看解析
先分析选项A，根据运动和静止的相对性，选取空间站为参照物来判断飞船的位置是否变化。 再分析选项B，利用惯性的普遍性，明确惯性是物体的固有属性，不随所处位置的改变而消失。 接着分析选项C，根据力与运动的关系，由飞船加速运动的状态判断其受到的推力与阻力的大小关系。 然后分析选项D，根据运动状态变化的判断方法，分析组合体绕地球做曲线运动时速度方向是否改变来判断运动状态是否改变。 最后综合各选项的分析结果，选出说法错误的选项。 解：A．在靠近空间站的过程中，载人飞船与空间站之间的距离不断减小，载人飞船相对于空间站的位置不断变化，故A正确，不符合题意； B．惯性是物体本身的一种属性，一切物体在任何情况下都有惯性，惯性大小只与物体的质量有关，与物体所处的位置无关，物体进入太空后质量不变，惯性不会消失，故B错误，符合题意； C．载人飞船加速靠近空间站时，做加速运动，处于非平衡状态，受到的合力方向与运动方…
2026年美加墨世界杯于北京时间6月12日凌晨正式开幕。 （1）足球被球员踢出后，在空中飞行时速度、运动方向持续发生改变，该现象说明力可以改变物体的 运动状态 。 （2）在足球比赛中，点球点距离球门线约11m，若某位球员罚出的点球的时速达105km/h，则足球从被踢出到抵达球门线大约要 0.38s 。（保留两位小数） （3）大雨过后，足球场上有部分积水，在无人工干预的情况下，经过一段时间，积水会慢慢消失。从物理学的角度分析，积水消失是因为水发生了 汽化 现象。
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观察足球在空中飞行时速度和运动方向的改变，根据力的作用效果分析力改变了物体的何种属性。 明确点球点距离和足球时速，先将速度单位换算为国际单位制，再运用速度公式的变形公式求解时间。 分析积水在常温下慢慢消失的过程，根据物质由液态变为气态的特点判断其属于哪种物态变化。 解：（1）足球在空中飞行时，其速度的大小和运动的方向都在不断发生变化，即足球的运动状态发生了改变，这说明力可以改变物体的运动状态。 （2）已知点球点距离球门线的路程s＝11m，足球飞行的速度，由速度公式可得，足球从被踢出到抵达球门线需要的时间。 （3）大雨过后足球场上的积水慢慢消失，是因为液态的水吸收热量变成了气态的水蒸气散布到空气中，这种物质由液态变为气态的过程属于汽化现象。 故答案为： （1）运动状态； （2）0.38s； （3）汽化。
29. 排气阀是供暖设备中的重要部件，它能及时排出管内热水汽化产生的气体，使水正常流动，从而保证供暖效果。排气阀工作原理如图所示：水中气体在流动过程中，积聚于封闭的排气阀内，使阀内气压变大，浮筒随水面一起下降，此时阀内气体排出使气压变小，从而浮筒上升，堵杆重新堵住排气孔。 （1）水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为60米，要使水流能携带气泡流动，则水从水管起始端流到终端最多要多少时间？ （2）排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克，计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。（水的密度取1.0×103干克/米3）
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解：（1）水从水管起始端流到终端最多需要的时间 （2）该浮筒处于漂浮状态时受到的浮力 F浮=G物=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N 排气阀排气时浮筒浸在水中的体积 答：（1）水从水管起始端流到终端最多要240s； （2）排气阀排气时浮筒浸在水中的体积为2×10-5m3。
常见问题
为什么斜面坡度要小一些？
坡度小、小车下滑慢，便于准确读出各段计时终点，减小时间测量误差；坡度太大车滑得太快，人来不及停表。
金属片在实验中起什么作用？
金属片放在斜面指定位置，小车撞击时发出声响，作为计时的明确终点信号，让时间测量更准确，也便于标记路程的分界点。
平均速度和速度的平均值是一回事吗？
不是。平均速度等于总路程除以总时间，是全程整体的快慢；而「各段速度的平均值」是把各段速度直接相加再除段数，两者通常不等。例如先快后慢，平均速度不等于两段速度的平均。
测上半段路程时，为什么小车仍要从斜面顶端由静止释放？
为保证每段路程的初始状态相同（都从顶端静止出发），这样测得的上半段、下半段速度才具有可比性；若从半程释放，初始速度为零，条件就变了。
本实验为什么要多次测量？
单次测量受停表反应时间等偶然因素影响较大，多次测量取平均值可减小偶然误差，让平均速度更接近真实值。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
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