2.测自行车的速度和加速度

2023年12月15日发(作者：东风日产骐达广告)

探究测自行车的平均速度 加速度

选探究问题：自行车的平均速度

实验器材：自行车、卷尺、秒表、

探究步骤：1、自行车静止，秒表归零。当自行车运动时，按下秒表开始计时。

2、当自行车行驶一段时间后停止同时按下秒表结束计时。

3、记录自行车的运动时间，并用卷尺测量自行车运动的路程。

4、重复步骤1－3，进行多次测量。

5、用测量出的多组数据，利用平均速度公式V=S/t即速度＝位移/时间分别每组小车的平均速度。

6、取多次计算后自行车的平均速度即为所求值。

影响探究结果：

自行车本身的运动速度，摩擦力及阻力，人的反应速度，秒表及卷尺的精准度。

探究的结论：

物体的平均速度由路程、时间计算而来，同时受多种因素的影响。择的路面不是很平； 学生骑车的路径不是很直。

测定自行车的加速度

自行车是我国的主要代步工具。近年来，在我国有越来越多的人热衷于长途骑自行车运动健身或是旅游、考察等等。既可以锻炼身体、饱览风景名胜，又可以深入交通不便的偏远地区，深入的考察、体验许多鲜为人知的风土民情。可自行车也有它的不足，骑车时比较费力。行进在水平公路上的自行车受到的阻力究竞有多大呢？这必然要测量自行车的加速度。

随着新课程改革力度的加大，物理命题也出现了一些新的变化。如试题愈来愈加强与实际生活的联系。

为了解决学生实际生活中遇到的这个问题，我们设计了测定自行车加速度的实验活动。

活动课题：测定自行车的加速度

活动目的和要求：

练习用皮卷尺和秒表测定测定自行车的加速度。

学习制作“点滴计时器”。

练习用自制“点滴计时器”测定自行车的加速度。

理解和掌握运动学公式及推论。

培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。

培养团结协作的团队精神。

活动器材：

秒表一个，皮卷尺一个，磅秤一台，自制“点滴计时器”一台，

活动方案和步骤：

方案I 用皮卷尺和秒表测定自行车的加速度

活动准备：

活动前先让学生在学校跑道上用石灰画一段50m长的车道AB，并延伸至C（C是自行车可能停止位置）。一个学生骑车由较远处驶来，进入AB区间尽量保持匀速骑行，到B时停止蹬车而让它自然滑行，直到停止在某一点C。A处的学生手拿发令枪或发令旗，B处和C处二个学生分别测时间。

活动步骤：

1．在车道的A处和B处用石灰画垂直于车道的直线（横线）。

2．每4人一个小组，先由甲骑车，乙发自行车过A处时的号令，丙、丁分别在B、C处测量时间t1、t。然后各自轮换，各就各位。

3．甲骑车由较远处驶来，过长A处时，乙同时将高举的发令旗甩下（或击发令枪）。丙、丁在看到发令旗甩下时，立即开始计时。

4．丙记住甲从A到B的时间，丁记录甲从A到C的时间。

5．按照上面的步骤依次测出其它学生的骑车时加速度。填入表内。

姓名 m/kg AB AB段时 AB段速度/m 间t1/s v0(m/s)

甲

乙

丙

丁

50

50

50

50

23．5

10

2．13

5

AC段 BC段 BC段加速度备注

时间t/s 时间t2/s a/ms-2

26．6

3．15

-0．69

-0．113

17．25 7．25

说明：AB段速度v0(m/s)也就是BC段初速度。

注意事项：这个实验应当在无风的天气来做，以避免干扰。

思考：还可以做两次对比：一次骑车人上身直立，另一次俯在车把上以减小人体对气流的迎面面积，其他条件都相同，看测出的加速度大小有什么不同．

方案II 用自制“打点计时器”（即点滴器）测定自行车的加速度

活动准备：

用医用点滴器自制“打点计时器”，并将其固定在自行车三角叉靠近地面处。调节“打点计时器”，使其每隔1秒滴一滴。

让学生在车辆较少的平直公路上用石灰画一段50m长的车道AB，并延伸至C（C是自行车可能停止位置）。一个学生骑车由较远处驶来，进入AB区间，到B时停止蹬车而让它自然滑行，直到停止在某一点C。B处的学生手拿发令枪或发令旗。

活动步骤：

1．在车道的A处和B处用石灰画垂直于车道的直线（横线）。

2．每2人一个小组，先由甲骑车，乙发自行车过B处时的号令。然后各自轮换，各就各位。

3．甲骑车由较远处驶来，过长B处时，乙同时将高举的发令旗甩下（或击发令枪），甲停止蹬车而让它自然滑行，直到停止在某一点C。

4．量出相邻点迹间的距离S1、S2、S3、S4、S5、S6，由“逐差法”求出加速度。

5．按照上面的步骤依次测出其它学生的骑车时加速度。填入表内。

姓名

甲

乙

S1/m

0．86

0．40

S2/m

0．76

0．38

S3/m

0．74

0．36

S4/m

0．72

0．34

S5/m

0．70

0．32

S6/m

0．68

0．30

a/ms-2

-0．69

0．113

注意事项：这个实验应当在无风的天气来做，以避免干扰。

思考：还可以做两次对比：一次骑车人上身直立，另一次俯在车把上以减小人体对气流的迎面面积，其他条件都相同，看测出的加速度大小有什么不同．

姓名

摩托车

S1/m

0．94

S2/m

0．88

S3/m

0．76

S4/m

0．70

S5/m

0．67

S6/m

0．60

a/ms-2

-2．31 活动中发现的的的问题：点滴器管固定不理想，在骑车过程中发生摆动，给测量带来误差；个别学生主动参与意识较差，站在旁边只观不做；活动前学生准备工作不充分，包括教师准备的器材3台；

背景资料：自行车起源于欧洲。

1790年发明了将两个轮子装在木马上,用脚蹬地前进的木马轮。

1816年发明了有车把的木轮车。

1839年发明了由曲柄连杆结构驱动后轮的铁制自行车。

1861年法国的米肖父子发明了前轮大、后轮小，前轮上装有曲柄和能转动的踏板的自行车。

1874年首次在自行车上采用了链条传动结构。

1886年开始使用滚珠轴承和车闸，并将前后轮改为大小相同。

1888年英国的邓洛普成功使用了充气橡胶轮胎，自行车至此基本完善。

1868年举行了最早的自行车比赛， 1893年举行首届世界业余自行车锦标赛。1895年举行首届世界职业自行车锦标赛。现代的奥运会自行车比赛分场地赛、公路赛和越野赛3大类。

速度

人：4-20公里（刘翔比赛中是30公里/小时！马拉松的平均速度24公里/小时！）

马：速度约是30千米时

自行车：10-40公里（在比赛中最高可达60公里/小时）

摩托车：30-100公里（在比赛MOTOGP中可达320公里/小时）

汽车：40-180公里（在F1大赛中最高记录好像是380公里/小时）

货车：每小时行驶80-100千米

轮船：200千米时

动车：200到250公里每小时

特快列车：160公里每小时

普通快车：一般平均每小时跑60-90公里左右

飞机：500-1800公里（某些高速侦察机可超过3600，相当于一秒钟跑一公里!!)

常导型高速磁悬浮列车：每小时400～500公里

超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型：每小时500公里以上.

新一代高速列车“和谐号”380A：每小时380公里

汽车

2003年生产的布加迪ZB16-4威龙是全球功率唯一超过1000马力的汽车，W型16缸发动机能够输出1001匹马力。不过，布加迪的身价也着实惊人的，是世界上最昂贵的汽车，售价达到75万美元，这相当于6.5个奔驰S600的市价总和。 最高时速 406km

火车

近日，日本最大的铁路公司新推出了一种子弹头列车，名为Fastech360S。据京都新闻社报道，这列火车已经成功地完成了第一次测试，测试时速170英里（每英里约1.6公里）。第二次测试正在紧锣密鼓地安排中，预计2008年之前能完成，届时的测试速度为破纪录的每小时223英里。运营者希望第三次测试时能达到设计极限，为每小时250英里的最高速度，成为世界上跑得最快的火车。这列火车周身是银白色的，外形设计也很独特，车顶部还有一些\"猫耳朵\"，原来这是空气刹车装置，可用来在紧急情况下快速降低列车的运行速度。目前，法国的TGV是世界上运行速度最快的火车，最高速度为每小时218英里。

飞机

去年6月，美国宇航局试飞了一种世界上飞得最快的飞机。这种代号为X-43A的新型无人机机身长约3.65米，体重1.2吨，样子像个黑色的冲浪板，研制耗资2.3亿美元。飞机的设计最高时速将达到音速的10倍，也就是10马赫！可惜在首次试飞中，由于助推器失灵，X-43A升空几分钟就掉进太平洋和鱼虾做伴了。

科学研究也需要前仆后继。11月，X-43A再次试飞。一架经过改装的B-52B重型轰炸机机翼下挂着一架X-43A飞机和一枚\"飞马\"助推火箭从加州的爱德华兹空军基地起飞。很快，B-52B上升至1.2万米高空。这时，和X-43A捆绑在一起的\"飞马\"火箭点火，它们脱离B-52B轰炸机，由飞马火箭把X-43A推到大约2.9万米的高空。接下来，X-43A脱离飞马火箭，自身发动机点火，开始以1万千米时速独立飞行。约10秒后，飞机燃料耗尽，飞机继续滑行了6分钟经过1368千米的距离坠入太平洋。被落海时的撞击力彻底摧毁。

这是个历史性的时刻，X-43A创造了9.7马赫的速度，前无古人，世界最快！

摩托车

道奇战斧

车头只能旋转20度。8277cc,V10齿状汽缸发动机有500马力。该车提速极快，可在2.5秒时间内由零提速至100公里／小时

车价： 55.5万美金 觉得也太贵了点

生产时间： 2003美国制造

车重： 680 Kg

最高速度： 676 Km/h

0→100 Km/h： 2.6 Sec

最值得注意的是，这款摩托车有4个轮子。大多数4个轮子的摩托车都是玩具，但此车的前后车轮是成对地*在一起的，所以从侧面看上去，还是传统摩托车的样子。道奇公司很看好这款摩托车的优势：它不用支撑架就能自己停稳-像汽车一样。甘心情愿花20万美元来买它的顾客是不是会为此而感到心满意足呢？这辆四轮车在转弯时的情况怎么样呢？按两轮车的一般设计，4个轮子的摩托车在转弯时只有内侧的两个轮子能着地，车子转弯后驶入直线时再四轮落地，这肯定会让人很不舒服。战斧摩托车采用创造性的新式悬架，4个车轮即使在转弯时也能全部与地面保持接触。但它终究不是汽车，所以在转弯时你还必须和驾驶两轮摩托车一样倾斜身体来保持平衡。