第一章 机械运动
第4节 速度的测量 · 自主阅读问题链引导设计（逐句精读版）
费曼式以教代学 · 五列轮次问题链 · 含完整参考答案
课标要求：
2022年版义务教育物理课程标准：
2.2.2 能用速度描述物体运动的快慢，并能进行简单计算。会测量物体运动的速度。4.1.5 测量物体运动的速度
学习目标：
1. 通过实验加深对速度概念的理解，尝试用速度的知识解决简单的问题。
2. 经历测量小车运动速度的过程，学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法，发展科学思维。
3. 在测量速度的过程中，进一步熟练掌握刻度尺、秒表的使用，会利用从实验中获得的证据完成实验目的，发展实验探究能力。
4. 在测量小车运动速度的实验过程中，体会交流与合作的重要性，养成尊重事实、严谨规范的科学态度。
重点难点：
教学重点与难点：测量速度的实验，按“实验思路→实验过程”展开。
设计理念：
费曼以教代学——把教材原句拆成“原句+追问+抠字”的问题链，每轮配可执行的抠字动作与费曼讲解任务，逼你用自己的话把“区间测速怎样测平均速度、测小车速度的原理与器材是什么、实验步骤与金属片的作用、为什么不能从斜面中部释放测下半段、传感器与超声波怎样测距测速”讲清楚；每部分末尾双保险（动态打断自查+误区预警+极简实验）兜底，最后全局费曼闭环。
教材结构：
本节按“问题（区间测速是怎样测算平均速度的）→实验·测量小车运动的速度（实验思路、实验过程）→想想议议（下半段的平均速度）→拓展实验（用传感器测量物体运动的速度）→科学世界（超声波测距）→练习与应用（5题）”展开。
使用规则：
五列表格从左到右读：轮次→教材关键句（含定位）→问题链（追问/抠字）→抠字动作+费曼任务（动手测、动嘴讲）→参考答案。先盖住“参考答案”自己答，再对照；每完成一部分做“动态打断自查”，有漏洞立刻回看对应轮次。
知识主线：
v=st→测平均速度需测路程与时间→用刻度尺测路程、秒表测时间，搭小坡度斜面→测全程 s1、t1 与上半段 s2、t2（金属片标志终点）→下半段速度用“全程时间减上半段时间”（不能从中部释放）→拓展：传感器测速、超声波测距（约340 m/s，注意往返）。
第一部分 问题与实验思路
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| 公路上有许多速度监测设备，其中一种测速设备采用的是区间测速的方法（图1.4-1），即通过测算车辆在两个监测点之间的平均速度，判断车辆在该路段是否超速。这种测速设备是如何测算出车辆的平均速度的？……从公式v=st可知，测算平均速度一般需要测量路程和时间两个物理量。在公路一段固定距离的路段两端分别放置一个摄像头，当车辆经过这两个摄像头时，都会被拍照。系统根据这两张照片的拍摄时刻就能算出车辆通过这段距离的时间，从而算出车辆的平均速度。这就是区间测速的原理。 | ①区间测速测的是什么速度？②测算平均速度需要哪两个物理量？③区间测速是怎样得到这两个量的？ | 抠“测算车辆在两个监测点之间的平均速度”“需要测量路程和时间两个物理量”“根据这两张照片的拍摄时刻就能算出……时间”。任务：说出区间测速的原理（路程固定、由两张照片时刻算时间→算平均速度）。 | 区间测速通过测算车辆在两个监测点之间的平均速度，判断车辆是否超速。由 v=st可知，测算平均速度一般需要测量路程和时间：路段两端各放一个摄像头，车辆经过时都被拍照，系统根据两张照片的拍摄时刻算出车辆通过这段距离所用的时间，从而算出车辆的平均速度。 |
| 可以用刻度尺测量小车运动的路程s，用秒表测量小车通过这段路程所用的时间t，依据公式v=st，就可以算出小车在这段时间内运动的平均速度。我们可以将长木板的一端用木块垫起，搭建一个斜面，使它保持很小的坡度。实验装置如图1.4-2所示，小车可在这个斜面上运动。 | ①测小车平均速度的原理是什么？②需要哪些测量工具？③斜面为什么要保持很小的坡度？ | 抠“用刻度尺测量……路程s”“用秒表测量……时间t”“依据公式v=st”“保持很小的坡度”。任务：说出实验原理、器材；解释“坡度小”是为了让小车滑得慢、便于测量时间。 | 实验原理：v=st——用刻度尺测小车运动的路程 s、用秒表测通过这段路程所用的时间 t，即可算出平均速度。装置：把长木板一端用木块垫起搭成斜面，并保持很小的坡度（使小车滑得不太快，便于测量时间）。 |
动态打断自查：
能不能说出区间测速的原理？能不能说出测量平均速度的原理与器材，以及“斜面坡度要小”的原因？全过进第二部分。
误区预警（中考高频）：
①以为“区间测速测的是某一点的瞬时速度”（它测的是两监测点之间的平均速度）。
②测平均速度只用一种工具、只测一个量（要同时测路程和时间）。
③斜面坡度太大（小车滑得太快，不便测量时间）。
极简实验 · 生活现象检验：
观察身边的测速方式（如区间测速提示牌、雷达测速），说说它们各自测的是平均速度还是瞬时速度。
第二部分 实验过程与想想议议
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| 1. 把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程s1。2. 用秒表测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。3. 根据测得的s1、t1，利用公式v1=s1t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1。4. 将金属片移至斜面的中部，测出小车从斜面顶端到金属片的距离s2。5. 测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程s2所用的时间t2，算出小车通过上半段路程s2的平均速度v2。 | ①怎样测全程的路程和时间？②金属片有什么作用？③怎样测上半段的平均速度？④实验要记录哪些数据？ | 抠“金属片放在斜面底端”“v1=s1t1”“将金属片移至斜面的中部”。任务：说出实验步骤；说明金属片的作用（标志终点、使小车准确停止、便于计时）。 | 步骤：①把小车放在斜面顶端、金属片放在底端，量出全程路程 s1；②用秒表测小车从顶端滑下到撞击金属片的时间 t1；③由 v1=s1t1 算全程平均速度；④把金属片移到斜面中部，量出上半段路程 s2；⑤测出滑过上半段路程 s2 的时间 t2，由 v2=s2t2 算上半段平均速度。（金属片用来标志终点、使小车准确停止，便于计时。） |
| （想想议议）某同学想测出小车在下半段路程的平均速度，提出可以把小车从斜面的中部开始释放，进行测量。想一想：这样测得的平均速度与上面的实验中小车在下半段路程的平均速度是否相等？说明原因。 | ①从斜面中部由静止释放测下半段速度，与全程中下半段的速度是否相等？②为什么？ | 抠“从斜面的中部开始释放”“是否相等”“说明原因”。任务：说明这样测得的不相等——因为小车的运动过程不一致（从中部由静止释放，与原来“从上端滑下经过中部”的运动过程不同）。 | 不相等。因为小车从斜面中部由静止开始释放，其运动过程与原来“从斜面顶端滑下、经过中部再滑到末端”的过程不一致（初速度、运动状态不同），所以这样测得的不是原来下半段路程的平均速度。要测下半段的平均速度，应用“全程时间 t1 减去上半段路程时间 t2”作为下半段所用时间，再配合下半段路程计算。 |
动态打断自查：
能不能说出实验步骤与金属片的作用？能不能说明“从斜面中部释放测下半段速度”为什么不对？全过进第三部分。
误区预警（中考高频）：
①把“从斜面中部由静止释放”当作测下半段速度的正确方法（运动过程不一致，测出的不是原来下半段的速度）。
②忽视金属片的作用（应标志终点、便于计时）。
③只测一次、不重复（应先练习、多测，以减小误差）。
④计算下半段速度时用错路程或时间（路程、时间要一一对应）。
极简实验 · 生活现象检验：
用长木板搭一个“很小坡度”的斜面，按课本步骤测小车（或小球）通过上半段、全程的平均速度并比较大小。
第三部分 拓展实验与科学世界
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| 物体运动的情况还可以通过另外一种办法即时测量、显现出来。如图1.4-3所示，A为可在斜面上自由移动的小车，B为固定在斜面一端的传感器。传感器利用超声波可以测出在不同时刻小车与它的距离，然后计算机再根据时间就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。 | ①传感器测速利用什么来测距离？②怎样算出小车在不同位置的速度？ | 抠“传感器利用超声波可以测出在不同时刻小车与它的距离”“计算机再根据时间就可以算出……速度”。任务：说出“传感器测距离→计算机算速度”的过程（可即时显示）。 | 用传感器测速：把传感器固定在斜面一端，利用超声波测出不同时刻小车与它的距离，计算机再根据时间就能算出运动的小车在不同位置时的速度（可即时测量、显现出来）。 |
| 超声波在空气中的传播速度约为340 m/s，它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，因而经常被用于距离的测量、汽车倒车防撞、智能机器人等领域。发射器向被测物发射超声波，……被反射，接收器收到反射波就停止计时。根据计时器记录的时间及超声波传播的速度，仪器就能自动计算出发射点与被测物之间的距离。如果被测物是运动的物体，超声波测量仪还可以测出物体移动的速度。 | ①超声波在空气中的传播速度约是多少？②它有哪些特点、用在哪些方面？③超声波测距的原理是什么？④它能测运动物体的速度吗？ | 抠“超声波在空气中的传播速度约为340 m/s”“指向性好、反射能力强、能量集中”“接收器收到反射波就停止计时”“自动计算出发射点与被测物之间的距离”。任务：用 s=vt（注意往返）说明测距原理。 | 超声波在空气中的传播速度约为340 m/s，具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，常用于距离测量、汽车倒车防撞、智能机器人等。原理：发射器向被测物发射超声波，遇被测物被反射，接收器收到反射波就停止计时；据时间及声速即可自动算出与物体的距离（因有往返，实际距离为“声速×时间”的一半）。若被测物运动，还可测出它移动的速度。 |
动态打断自查：
能不能说出传感器测速的过程？能不能说出超声波测距的原理（含“往返”）？全过进第四部分。
误区预警（中考高频）：
①把超声波测距的“往返时间”直接当成单程（实际距离为“声速×往返时间”的一半）。
②以为“传感器/超声波测的只是瞬时速度”（它可即时测量、显示不同位置的速度）。
③把超声波与电磁波混为一谈（超声波是声波）。
极简实验 · 生活现象检验：
用手机上的“测速/运动”App（或用带超声波测距功能的工具）体验“即时测量距离与速度”，说出它用到的原理。
第四部分 练习与应用（5题）
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| ① 要测量某同学从滑梯顶端滑到底端的平均速度，需要测量哪些物理量？用什么测量工具？②某同学利用如图1.4-5所示的装置测量小球在斜面上运动的速度。让小球从A点由静止开始沿斜面运动，并记录小球在A、B、C三个位置的时刻。小球在AB、BC、AC各段运动的平均速度分别是多少？ | ①题1要测哪些物理量、用什么工具？②题2 AB、BC、AC各段的平均速度是多少？ | 抠题1“哪些物理量”“什么测量工具”、题2“AB、BC、AC各段”“平均速度”。任务：题2读图得 sAB=25.0 cm、sBC=75.0 cm、sAC=100.0 cm，tAB=1 s、tBC=1 s、tAC=2 s，逐一计算。 | 题1：需要测量滑梯的长度和从滑梯顶端滑到底端所用的时间；分别用卷尺、秒表测量。题2：vAB=0.25 m/s、vBC=0.75 m/s、vAC=0.5 m/s。（AB段 s=25.0 cm=0.25 m、t=1 s；BC段 s=75.0 cm=0.75 m、t=1 s；AC段 s=100.0 cm=1 m、t=2 s。） |
| 第8轮·练习3~4（速度不同的原因/估测速度与路程） | ③ 在用图1.4-2中的装置测量小车的速度时，甲同学测得小车通过斜面全程的速度v1和通过上半段路程的速度v2不同；甲同学和乙同学用同一装置测得的v2也不同。请写出以上两种情况中测得的速度不同的原因。④已知学校操场的跑道长度为l，你能利用手表估测自己正常步行时的速度v吗？根据步行速度v，你能估测你家到学校的路程s吗？……请你用字母表示，并用它们写出v和s的表达式。 | ①题3中两种情况速度不同的原因分别是什么？②题4怎样估测步行速度、估测家到学校的路程？写出表达式。 | 抠题3“v1和……v2不同”“甲同学和乙同学……v2也不同”“原因”、题4“估测……步行时的速度v”“家到学校的路程s”“表达式”。任务：区分“变速运动（不同路程）”与“误差（不同人）”；题4写出 v=lt1、s=vt2。 | 题3：v1 与 v2 不同，是因为小车做变速运动，两次测量并不是在同一段路程上进行的（是两个不同的运动）；甲、乙用同一装置测得的 v2 不同，是因为测量时存在误差且误差值不同。题4：用手表测出沿跑道正常步行路程 l 所用的时间 t1，得步行速度 v=lt1；再测出从家步行到学校的时间 t2，则家到学校的路程 s=vt2=lt1t2。 |
| ⑤ 有些公路旁每隔1 km就立着一个里程碑。请你利用里程碑估测自行车的速度，写出你的估测方法。 | ①怎样利用里程碑（已知路程）估测自行车的速度？②需要测量什么？ | 抠“每隔1 km就立着一个里程碑”“利用里程碑估测自行车的速度”“估测方法”。任务：用手表测出骑车通过1 km所用的时间，再用 v=st 求速度。 | 用手表测出人骑车通过1 km（两相邻里程碑之间）所用的时间 t，再用速度公式 v=st1 kmt= 算出自行车在这段时间内的平均速度。 |
动态打断自查：
练习1~2（滑梯、v_AB/v_BC/v_AC）能否答对？练习3~4（变速运动与误差、v 与 s 的表达式）能否说明？练习5（里程碑测速）能否写出方法？全过即达标。
误区预警（中考高频）：
①题1漏答工具（应卷尺、秒表）。
②题2单位不换算（如把25.0 cm当成25 m）。
③题3把“变速运动导致不同”与“误差导致不同”两种情况混为一谈。
④题4不会用字母表示关系、漏写表达式。
⑤题5不会利用“1 km”这一已知路程。
极简实验 · 生活现象检验：
用手机秒表测出你步行通过操场一段已知长度（如50 m）所用的时间，算出你的步行速度（m/s），再估算家到学校的时间。
阅读后：费曼式闭环检验
自我诊断报告：
√ 能讲清的部分：____________
× 薄弱环节（2-3个）：____________
— 盲点原因：概念混淆？只会背不会用？还是没例子？
追加实战追问（能答对才算真懂）：
- 区间测速是怎样测出车辆平均速度的？它测的是瞬时速度还是平均速度？
- 测量小车平均速度的原理、器材是什么？斜面为什么要保持很小的坡度？
- 为什么“把小车从斜面中部由静止释放”测得的不是原来下半段的平均速度？
- 超声波测距的原理是什么？为什么算距离时要用“时间的一半”？
- 请用字母写出“利用操场跑道估测步行速度、再估测家到学校路程”的表达式。
- 请用不超过三句话总结本节，并说明“间接测量”的含义。
极简重述任务：用不超过 3 句话讲给完全没学过的人听。
参考框架：
三句话讲给没学过的人：
①测平均速度的原理是 v=st，需要测量路程和时间：区间测速就是靠“路段的固定距离”和“两张照片的时刻”算出车辆的平均速度。
②测量小车沿斜面下滑的平均速度时，用刻度尺测路程、秒表测时间，斜面要搭成很小的坡度（便于计时），用金属片标志终点；要测下半段的平均速度，不能用“从中部由静止释放”的方法（运动过程不一致），而应用“全程时间减去上半段时间”。
③测量中会有误差，可多测几次来减小；超声波测距则利用超声波（空气中约340 m/s）的往返时间来测距离与速度。
信源说明：教材原文取自《义务教育教科书·物理八年级上册》（人教版2024版）第一章第4节《速度的测量》；教学目标、教材分析与教学建议、教学片段及练习答案均参照配套《教师用书》第一章第4节。
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