师:同学们,今天我们一起来学习八年级人教版物理第一章生活中测速度的方法。小英同学家离学校很近,每天步行上学放学。她很想知道自己平常上学路上的速度是多少,这个速度可以测量吗?
生:分别测出上学的路程和所用的时间,就可以求出速度。
师:小雅,你说的方法我知道,测时间很简单,但怎么测从家到学校的路程呢?
生:测出一步的步幅,记录从家走到学校的步数,就可以求出路程了。
师:小雅,你这个方法真棒,用步幅乘以步数来估测路程。小英听了小雅的建议,立即试了一下。她站在那里,向前迈开一条腿,测自己一步之间的距离,即步幅,并记录数据为58厘米。小英以比较稳定的速度,从家步行到学校,分别记录步数和所用时间,步数记录值为1966步,时间为1190秒。小英代入公式计算得到自己步行上学的平均速度约为0.96米每秒。可得到这个实验结果后,小英心中有些疑虑,觉得0.96米每秒这个速度值有点小,自己平常走路也不比别人慢。于是小英用同样的方法重复测量了几次,发现每次结果都差不多。小英就想是不是自己测量过程中有什么问题呢?那小英还有没有其他方法可以测自己步行的速度呢?我们来听一下小华的意见。
生:可以用手机测量,手机里有一些APP,可以记录行走里程和时间,这样就能算出速度。
师:小华,你这个主意很棒,但是需要一台手机。小英平常上学没有手机。于是有一天早上,小英邀请妈妈跟她一起上学,用妈妈手机里的某款运动APP记录自己的行走情况。这是小英记录的一些行走数据,她步行到学校,路程为1.53公里,走了2088步,用时19分54秒。于是小英进行了简单的单位换算,把路程1.53公里转换为1530米,把时间19分54秒转换为1194秒,代入公式计算自己的速度,发现步行速度约为1.28米每秒。
我们来看一下小英两次测量的对比,第一次小英测到的结果是0.96米每秒,第二次是1.28米每秒。我们知道手机是利用卫星导航来进行定位的,对速度的测量相对比较准确。通过小英的这两次实验,同学们你们有什么发现呢?我们来听一下阿丽的说法。
生:注意到第一次测量时间是1190秒,第二次测量时间是1194秒,时间基本一致。步数第一次是1966步,第二次是2088步,差了122步,差距也不大。而路程,第一次是1140.28米,第二次是1530米,差了390米,差距很大。手机测的路程相对准确,应该是小英第一次测量的步幅误差比较大造成的。
师:嗯,阿丽,感谢你的分析。那么对于步幅的测量,还有没有其他方法呢?我们来听听大周的说法。
生:走十步测十步的路程,就可以算出每一步的步幅,这样应该会比较准确。
师:大周你这个说法很棒,小英听后立即就试了一下,进行了第三次测量。小英用刻度尺测出三次自己步行10步之间的距离,然后算出平均步幅为0.759米。于是小英对第一次实验报告进行了修改,把0.759米代入计算,最后得到自己的步行速度为1.25米每秒。我们发现这次的实验结果和手机测到的步行速度比较接近了。老师留给大家一个问题,请同学们动手试一试,用不同的方法测一下自己的步幅,思考一下为什么小英第一次测的步幅误差会比较大呢。我们来听听大牛有什么要说的。
生:行走速度基本稳定,可以测出走100米时的速度,这样就能知道上学时的步行速度。
师:大牛,你的方法特别好,用100米的速度来估测平常的步行速度。但是我有个问题,这100米你打算怎么量呢?
生:百米跑道不仅有100米,还有直线,沿着直线走就能确保路程是100米。
师:大牛,你果然很牛,这个主意特别好。小英一听就想立即试一下。刚好小英家附近有个运动场,里面有100米直道,起点和终点都有。于是在一个周末,小英去这个运动场测量自己100米的速度。这是小英的实验报告,她按正常步行速度在百米跑道起点沿着直线走到终点,记录时间t,然后重复测量两次。小英得到这样的实验数据,因为路程给定是100米,不需要再测量。她记录了三次所用时间,分别是81秒、85秒、83秒。小英算出自己的步行平均速度为1.21米每秒,我们发现这个速度跟前两次测到的速度也比较接近。同学们,小英做了很多尝试,你们能不能也试一下呢?还有没有更好的方法来测出自己步行的速度呢?可以利用身边器材,约上小伙伴一起来测一下自己的步行速度。步行是非常好的运动方式。2019年国务院颁布的《健康中国行动》指出,鼓励每周进行三次以上,每次30分钟以上的中等强度运动。对于步行来说,什么样的步行算得上中等强度运动呢?有三种衡量方式,第一种看心率,第二种看主观感受,第三种看步频。
对于步频来说,如果能走到130步每分钟,这样的步行就算中等强度。我们来算一下,小英要走出什么样的步行速度才能算得上中等强度。小英测到自己的步幅是0.759米,130步每分钟,也就是说每分钟路程是98.67米,时间是1分钟,算出小英的速度约为1.64米每秒。所以只要小英上学放学路上稍微走快点,就是一种中等强度运动,是非常好的锻炼方式。而我没小英这么幸运,我家离得远,没办法在上学放学路上锻炼身体。
