测量纸锥的下落速度
第4章 多种多样的运动 · 第1节 机械运动
测量纸锥的下落速度出自浙教版七年级上册《科学》第4章，是速度测量与变量控制的经典实验。v=s/t测量与控制变量是中考实验探究高频能力点。学生最易在路程计时不同步、变量不唯一上失分。优创优星科学馆（义乌1+1教育旗下）按制作、测量、探究三段拆解，帮孩子把测量与归因的探究分拿稳。
实验情境
2020年5月，长征五号B运载火箭首飞成功，同时测试了“充气热盾”。“充气热盾”是指返回舱进入大气层后降落至地面的保护装置。该装置在返回舱进入大气层后打开充气外壳，可降低返回舱下坠速度，减轻与地面或水面撞 图4-1 充气热盾击时造成的损害。充气热盾外形如
实验目标
- 能用停表和刻度尺正确测量时间、路程，并通过计算得到速度
- 会用表格正确记录并处理实验数据，初步掌握减小误差的方法
- 能初步感知控制变量在科学实验中的作用
- 体验进行实验和收集证据在科学探究中的意义
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 停表 | 测量纸锥下落时间 |
| 刻度尺 | 测量下落高度 |
| 剪刀 | 裁剪纸锥 |
| 双面胶（或固体胶） | 粘合纸锥 |
| 白纸（圆片） | 制作纸锥 |
实验原理
纸锥下落近似匀速直线运动，速度v=s/t
探究锥角影响时用同一纸片控制质量不变。
实验步骤与现象
1制作纸锥按图4-2所示剪一个圆纸片，裁去扇形，再将其粘贴成纸锥。
- 1制作纸锥按
2测量纸锥下落速度图4-2 纸锥1．实验前测量出2米高度，作为纸锥下落的高度。2．在2米高度自由释放纸锥，同时开始计时，纸锥落到地面时，结束计时。3．把测得的数据填入表4-1中，并计算出纸锥在这段时间内的运动速度。4．将纸锥置于同一高度，多次重复上述步骤，测出每次纸锥下落时间，计算每次下落速度后再计算平均值。表4-1 记录表实验次数运动路程／米所用时间／秒 运动速度／（米／秒）平均值／（米／秒）第1次第2次第3次
- 1测量纸锥下落速度
- 2实验前测量出2米高度，作为纸锥下落的高度。
- 3在2米高度自由释放纸锥，同时开始计时，纸锥落到地面时，结束计时。
- 4把测得的数据填入表4-1中，并计算出纸锥在这段时间内的运动速度。
- 5将纸锥置于同一高度，多次重复上述步骤，测出每次纸锥下落时间，计算每次下落速度后再计算平均值。表4-1 记录表实验次数运动路程／米所用时间／秒 运动速度／（米／秒）平均值／（米／秒）第1次第2次第3次
3探究锥角大小对纸锥下落速度的影响1．制作锥角大小不等的纸锥。按图4-3所示剪两个等大的圆纸片，其中一个圆纸片裁去扇形的圆心角比另一个大，再将它们分别粘贴成两个锥角不等的纸锥。 思考：在改变锥角大小时，如何避免纸锥质 量变化对实验结果产生干扰？2．使不同锥角的纸锥从2米高度处下落，记录下落时间。3．纸锥锥角越大，下落所需时间越 下落速度越
- 1探究锥角大小对纸锥下落速度的影响
- 2制作锥角大小不等的纸锥。按
- 3使不同锥角的纸锥从2米高度处下落，记录下落时间。
- 4纸锥锥角越大，下落所需时间越 下落速度越
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：
测量路程下落起点到地面的高度量错，或两次下落起点不同
后果：s与t不对应，速度算错
正确做法：固定同一释放高度，s取纸锥下缘到地面（或同一标记）的距离
计时配合口令不一致，释放与计时不同步
后果：时间偏差大，速度失真
正确做法："释放—计时"同一人配合或释放即计时，多次测量求平均
探究锥角改变锥角的同时纸锥质量、材料也变了
后果：变量不唯一，无法归因
正确做法：用同一张纸只改变剪出的锥角，保证质量与下落高度相同
实验结论
同一高度下纸锥速度可用多次测量求平均得到；锥角越大空气阻力相对越大，下落越慢。
拓展研究
- 1一、光速的测定自伽利略在1607年“提灯测光速”以来，科学史上陆续出现了不同测量光速的方法。伽利略测光速具体操作如下：甲、乙两人分别站在两个相隔较远的山头上，每人都提着一盏灯。甲先开灯，同时记下开灯的时间；当乙看见甲的灯光时，也立即开灯；甲看到乙的灯光后，又记下时间。根据间隔时间及两山间距离就可计算得到光速。但是伽利略最终没能通过这个实验测出光速，你认为伽利略实验失败的原因是什么？二、激光测速激光测距的原理是用发射和接收激光的时间差来确定被测物体与测试点的距离。激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，取得在该时间间隔内被测物体的移动距离，从而得到被测物体的移动速度。如图4-6所示，若汽车向激光测速仪匀速驶来，激光测速仪向汽车发射两次激光信号，第一次发射信号后经过0.000008秒收到返回信号，第二次发射信号后经过0.000006秒收到返回信号，测速仪两次发射信号的时间间隔为12秒，则汽车的速度为多少？（激光的速度以米／秒计）图4-6 激光测速
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 |
|---|---|---|---|
| 速度的测量（v=s/t） | 七上第4章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | s与t必须对应同一段运动；多次测量取平均减小误差 |
| 控制变量法 | 七上第4章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 探究锥角影响时只能改变锥角——中考探究题答题模板 |
| 纸锥的制作 | 七上第4章 | ⭐⭐⭐ | 锥角越大下落越慢（阻力相对大），注意同一纸片保证质量相同 |
| 运动快慢的比较 | 七上第4章 | ⭐⭐⭐⭐ | 相同时间比路程、相同路程比时间，两种比较方法的选择 |
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。
常见问题
为什么下落高度要高一些？
高度越大下落时间越长，停表反应误差占比越小，测得速度越准。
怎么比较纸锥下落的快慢？
同一高度同时释放比落地先后（相同路程比时间），或测相同时间的下落路程。
锥角大小对下落有什么影响？
锥角越大，纸锥受到的空气阻力相对越大，下落越慢；探究时必须用同一纸片保证质量相同。
为什么要多次测量求平均？
人的计时反应有误差，多次测量求平均值可以减小偶然误差，这是测速实验的规范。
测速度时s和t一定要对应吗？
必须对应。v=s/t中的s是这段时间t内通过的路程，两者取自同一段运动，否则速度无意义。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
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