高中物理人教版必修1课件运动的描述+实验用打点计时器测速度

第4节实验:用打点计时器测速度第4节实验:用打点计时器测速度科学探究实验解读实验基础感悟解题规律科学探究实验解读实验基础感悟解题规律解读实验基础·萃取实验精华解读实验基础·萃取实验精华一、数据处理1.计算瞬时速度打点计时器打点的周期为T,若纸带记录的物体运动的信息,用两点间的平均速度可以粗略表示其间某点的瞬时速度,则各点的瞬时速度分别是科学探究实验·突破实验核心把计算所得的各点的速度填入下表中位置ABCDEFΔx/mv/(m·s-1)一、数据处理科学探究实验·突破实验核心把计算所得的各点的速度2.v-t图像的画法根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来.二、误差分析产生原因减小方法系统误差利用平均速度来代替瞬时速度用以计数点为中心的较小的Δx来求平均速度三、注意事项1.使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带.2.手拉纸带时速度应适当快一些,以防点迹太密集.2.v-t图像的画法二、误差分析产生原因减小方法系统利用平均3.使用电火花计时器时,应注意把纸带正确穿好,墨粉纸盘位于纸带上方,使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过限位孔,压在复写纸下面.4.使用电磁打点计时器时,如打出点较轻或是短线,应调整振针距复写纸的高度.5.对纸带进行测量时,不要分段测量各段位移,要用长尺一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).3.使用电火花计时器时,应注意把纸带正确穿好,墨粉纸盘位于纸9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2022/11/222022/11/22Tuesday,November22,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/11/222022/11/222022/11/2211/22/20223:32:52AM11、一个好的教师，是一个懂得心理学和教育学的人。2022/11/222022/11/222022/11/22Nov-2222-Nov-2212、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2022/11/222022/11/222022/11/22Tuesday,November22,202213、Hewhoseizetherightmoment,istherightman.谁把握机遇，谁就心想事成。2022/11/222022/11/222022/11/222022/11/2211/22/202214、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。22十一月20222022/11/222022/11/222022/11/2215、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。十一月222022/11/222022/11/222022/11/2211/22/202216、提出一个问题往往比解决一个更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。2022/11/222022/11/2222November202217、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2022/11/222022/11/222022/11/222022/11/222、Ourdestinyoffersnotonlythecupofdespair,butthechaliceofopportunity.(RichardNixon,AmericanPresident)命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四3、Patienceisbitter,butitsfruitissweet.(JeanJacquesRousseau,Frenchthinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.20214、Allthatyoudo,dowithyourmight;thingsdonebyhalvesareneverdoneright.----R.H.Stoddard,Americanpoet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:195、Youhavetobelieveinyourself.That'sthesecretofsuccess.----CharlesChaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday,June17,2021June21Thursday,June17,20216/17/2021

9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲(教师参考)其他方案新方案一利用频闪照相分析计算物体的速度原理:频闪照相法每间隔一定时间曝光一次,从而形成间隔相同时间的影像的方法.器材:频闪灯、照相机、小球、斜面等.方法:在频闪照相中会用到频闪灯,它每隔相等时间闪光一次,例如每隔0.1s闪光一次,即每秒闪光10次.当物体运动时,利用频闪灯照明,照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置.通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片.点评:与打点计时器记录的信息相比,频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电源的频率,而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打出的点迹.因此,运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息,又记录了物体运动的位移信息.至于求平均速度和瞬时速度,两者都是一样的.(教师参考)新方案二借助数字计时器和气垫导轨测速度见教材P24“科学漫步”点评:这样测得的速度也不是瞬时速度,而是遮光条在遮光这段时间内滑块的平均速度.新方案二借助数字计时器和气垫导轨测速度类型一感悟解题规律·培养科学思维实验原理和实验操作【例1】

(2017·唐山质检)关于“用打点计时器测速度”的实验:(1)实验中,除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带定滑轮的长木板、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有

.(填选项代号)

A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平类型一感悟解题规律·培养科学思维实验原理和实验操作【例1】〚核心点拨〛

(1)电磁打点计时器使用低压交流电源.解析:(1)实验中必须使用的有合适的50Hz的低压交流电源,计算速度时需要测量各点间的距离,因此还必须有刻度尺,故应选AC.答案:(1)AC〚核心点拨〛(1)电磁打点计时器使用低压交流电源.解析:((2)对于减小实验误差来说,下列采取方法中正确的有

.

A.选取合适的n个点为计数点B.使小车运动的尽量慢些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验E.实验时尽量让小车远离打点计时器,释放小车后再接通电源〚核心点拨〛(2)可以从实验操作、纸带的选择与数据处理方面减小实验误差.解析:(2)选取合适的n个点为计数点,有利于测量长度,又使平均速度与瞬时速度更接近,以减小误差,选项A正确;使小车运动尽量慢些,打出的点较密,为减小测量误差,则所取n会较大,计算出的结果误差会较大,选项B错误;舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算,这样可减小误差,选项C正确;选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验可使得小车运动比较平稳,各点的瞬时速度与实际更接近,可减小误差,选项D正确;若小车远离打点计时器,且先释放小车后打开电源,会造成点密而少,给测量、计算造成较大误差,选项E错误.答案:(2)ACD(2)对于减小实验误差来说,下列采取方法中正确的有.误区警示使用打点计时器注意的问题(1)电磁打点计时器需要4～6V低压交流电源,电火花计时器需用220V交流电源.(2)使用打点计时器时要注意先接通电源,打点稳定后再释放纸带.(3)选择纸带时要注意“点迹清晰,间隔适度”.

误区警示使用打点计时器注意的问题类型二利用纸带计算平均速度和瞬时速度【例2】

(2017·三明高一检测)(1)使用电火花计时器测定小车运动情况的实验中,有如下基本步骤:A.把电火花计时器固定在长木板上没有滑轮的一端B.把纸带固定在小车上并穿过打点计时器限位孔C.使小车靠近打点计时器,然后松开纸带让小车带着纸带运动D.接通220V交流电源E.按下脉冲输出开关,进行打点F.把长木板固定在桌面上,使带滑轮的一端伸出桌外,小车放在木板上G.关闭电源,取下纸带这些步骤正确的排列顺序为

.

(2)如图所示,用毫米刻度尺测量得AB=4.56cm,AC=12.16cm,AD=22.52cm,AE=36.06cm,为使计算出的C点时小车速度误差尽可能小,则vC=

m/s;小车在AE段的平均速度为

m/s.(结果保留三位有效数字)

类型二利用纸带计算平均速度和瞬时速度【例2】(2017·三答案:(1)FABDECG

(2)4.49

4.51解析:(1)排列顺序时应注意:①应在安装电火花计时器后安装纸带.②应先接通电源,后释放纸带.③获得纸带后立即关闭电源,由此可知,实验步骤的正确排序为FABDECG.答案:(1)FABDECG(2)4.494.51解析:(规律方法瞬时速度的求解平均速度可由v=求出,求瞬时速度时,应当取包含该点的尽可能短的时间间隔,应用“极限”的思想求物体的瞬时速度,由平均速度代替瞬时速度.规律方法瞬时速度的求解平均速度可由v=求出,求瞬时类型三利用v-t图像分析运动规律【例3】

某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A,B,C,D,E,F,G共7个计数点.相邻计数点间的距离如图(甲)所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.(计算结果均保留3位有效数字)(1)在实验中,使用打点计时器时应先

再

(选填“释放纸带”或“接通电源”).

解析:(1)在实验中,使用打点计时器时应先接通电源,再释放纸带.答案:(1)接通电源释放纸带类型三利用v-t图像分析运动规律【例3】某同学在“用打点(2)每两个计数点间还有

个点没有标出.

答案:(2)4(2)每两个计数点间还有个点没有标出.

答案:(2)(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.10s测一次速度,计算出打下B,C,D三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表.答案:(3)0.400

0.479

0.560vBvCvDvEvF数值(m/s)0.6400.721(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.10s测一次(4)将B,C,D,E,F各个时刻的瞬时速度标在图(乙)中直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.答案:(4)图见解析解析:(4)将各时刻对应速度在v-t坐标系中描点,并过这些点作出图线,如图所示.(4)将B,C,D,E,F各个时刻的瞬时速度标在图(乙)中直规律方法

作图像的规范要求(1)明确坐标轴的意义并选取合适标度,既要把数据标注在图像上,又要匀称直观.(2)如果图像是直线,要求尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分布在直线两侧;如果图线是曲线,要用平滑的曲线连接各点.规律方法作图像的规范要求点击进入课后巩固提升点击进入课后巩固提升谢谢观赏！谢谢观赏！第4节实验:用打点计时器测速度第4节实验:用打点计时器测速度科学探究实验解读实验基础感悟解题规律科学探究实验解读实验基础感悟解题规律解读实验基础·萃取实验精华解读实验基础·萃取实验精华一、数据处理1.计算瞬时速度打点计时器打点的周期为T,若纸带记录的物体运动的信息,用两点间的平均速度可以粗略表示其间某点的瞬时速度,则各点的瞬时速度分别是科学探究实验·突破实验核心把计算所得的各点的速度填入下表中位置ABCDEFΔx/mv/(m·s-1)一、数据处理科学探究实验·突破实验核心把计算所得的各点的速度2.v-t图像的画法根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来.二、误差分析产生原因减小方法系统误差利用平均速度来代替瞬时速度用以计数点为中心的较小的Δx来求平均速度三、注意事项1.使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带.2.手拉纸带时速度应适当快一些,以防点迹太密集.2.v-t图像的画法二、误差分析产生原因减小方法系统利用平均3.使用电火花计时器时,应注意把纸带正确穿好,墨粉纸盘位于纸带上方,使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过限位孔,压在复写纸下面.4.使用电磁打点计时器时,如打出点较轻或是短线,应调整振针距复写纸的高度.5.对纸带进行测量时,不要分段测量各段位移,要用长尺一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).3.使用电火花计时器时,应注意把纸带正确穿好,墨粉纸盘位于纸9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2022/11/222022/11/22Tuesday,November22,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/11/222022/11/222022/11/2211/22/20223:32:52AM11、一个好的教师，是一个懂得心理学和教育学的人。2022/11/222022/11/222022/11/22Nov-2222-Nov-2212、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2022/11/222022/11/222022/11/22Tuesday,November22,202213、Hewhoseizetherightmoment,istherightman.谁把握机遇，谁就心想事成。2022/11/222022/11/222022/11/222022/11/2211/22/202214、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。22十一月20222022/11/222022/11/222022/11/2215、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。十一月222022/11/222022/11/222022/11/2211/22/202216、提出一个问题往往比解决一个更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。2022/11/222022/11/2222November202217、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2022/11/222022/11/222022/11/222022/11/222、Ourdestinyoffersnotonlythecupofdespair,butthechaliceofopportunity.(RichardNixon,AmericanPresident)命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四3、Patienceisbitter,butitsfruitissweet.(JeanJacquesRousseau,Frenchthinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.20214、Allthatyoudo,dowithyourmight;thingsdonebyhalvesareneverdoneright.----R.H.Stoddard,Americanpoet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:195、Youhavetobelieveinyourself.That'sthesecretofsuccess.----CharlesChaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday,June17,2021June21Thursday,June17,20216/17/2021

9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲(教师参考)其他方案新方案一利用频闪照相分析计算物体的速度原理:频闪照相法每间隔一定时间曝光一次,从而形成间隔相同时间的影像的方法.器材:频闪灯、照相机、小球、斜面等.方法:在频闪照相中会用到频闪灯,它每隔相等时间闪光一次,例如每隔0.1s闪光一次,即每秒闪光10次.当物体运动时,利用频闪灯照明,照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置.通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片.点评:与打点计时器记录的信息相比,频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电源的频率,而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打出的点迹.因此,运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息,又记录了物体运动的位移信息.至于求平均速度和瞬时速度,两者都是一样的.(教师参考)新方案二借助数字计时器和气垫导轨测速度见教材P24“科学漫步”点评:这样测得的速度也不是瞬时速度,而是遮光条在遮光这段时间内滑块的平均速度.新方案二借助数字计时器和气垫导轨测速度类型一感悟解题规律·培养科学思维实验原理和实验操作【例1】

(2017·唐山质检)关于“用打点计时器测速度”的实验:(1)实验中,除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带定滑轮的长木板、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有

.(填选项代号)

A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平类型一感悟解题规律·培养科学思维实验原理和实验操作【例1】〚核心点拨〛

(1)电磁打点计时器使用低压交流电源.解析:(1)实验中必须使用的有合适的50Hz的低压交流电源,计算速度时需要测量各点间的距离,因此还必须有刻度尺,故应选AC.答案:(1)AC〚核心点拨〛(1)电磁打点计时器使用低压交流电源.解析:((2)对于减小实验误差来说,下列采取方法中正确的有

.

A.选取合适的n个点为计数点B.使小车运动的尽量慢些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验E.实验时尽量让小车远离打点计时器,释放小车后再接通电源〚核心点拨〛(2)可以从实验操作、纸带的选择与数据处理方面减小实验误差.解析:(2)选取合适的n个点为计数点,有利于测量长度,又使平均速度与瞬时速度更接近,以减小误差,选项A正确;使小车运动尽量慢些,打出的点较密,为减小测量误差,则所取n会较大,计算出的结果误差会较大,选项B错误;舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算,这样可减小误差,选项C正确;选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验可使得小车运动比较平稳,各点的瞬时速度与实际更接近,可减小误差,选项D正确;若小车远离打点计时器,且先释放小车后打开电源,会造成点密而少,给测量、计算造成较大误差,选项E错误.答案:(2)ACD(2)对于减小实验误差来说,下列采取方法中正确的有.误区警示使用打点计时器注意的问题(1)电磁打点计时器需要4～6V低压交流电源,电火花计时器需用220V交流电源.(2)使用打点计时器时要注意先接通电源,打点稳定后再释放纸带.(3)选择纸带时要注意“点迹清晰,间隔适度”.

误区警示使用打点计时器注意的问题类型二利用纸带计算平均速度和瞬时速度【例2】

(2017·三明高一检测)(1)使用电火花计时器测定小车运动情况的实验中,有如下基本步骤:A.把电火花计时器固定在长木板上没有滑轮的一端B.把纸带固定在小车上并穿过打点计时器限位孔C.使小车靠近打点计时器,然后松开纸带让小车带着纸带运动D.接通220V交流电源E.按下脉冲输出开关,进行打点F.把长木板固定在桌面上,使带滑轮的一端伸出桌外,小车放在木板上G.关闭电源,取下纸带这些步骤正确的排列顺序为

.

(2)如图所示,用毫米刻度尺测量得AB=4.56cm,AC=12.16cm,AD=22.52cm,AE=36.06cm,为使计算出的C点时小车速度误差尽可能小,则vC=

m/s;小车在AE段的平均速度为

m/s.(结果保留三位有效数字)

类型二利用纸带计算平均速度和瞬时速度【例2】(2017·三答案:(1)FABDECG

(2)4.49

4.51解析:(1)排列顺序时应注意:①应在安装电火花计时器后安装纸带.②应先接通电源,后释放纸带.③获得纸带后立即关闭电源,