1.3.2测量纸带的平均速度和瞬时速度课件高一上学期物理人教版

第2课时：

测量纸带的平均速度

和瞬时速度【学习目标】

1.

了解打点计时器的原理；会使用打点计时器；

2.

利用纸带测量平均速度和瞬时速度；

3.

认识和理解

v-t

图象。【重点、难点】

1.打点计时器的原理、使用方法；

2.平均速度、瞬时速度的计算。频闪照相展示细节，有助于更好的研究运动过程！【问题导学与探究】

阅读课本P23-25的内容，并把重点内容用笔画出，同时思考以下问题：

1.

什么是平均速度？

2.

什么是瞬时速度？

3.

可以从纸带上获取哪些信息？一、打点计时器【点拨精讲】1.电磁打点计时器②

构造①

原理③

工作电压：约8V交流电④工作频率：50Hz，打点周期0.02s.2.电火花计时器①

构造：②

原理：脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电；③

工作电压：220V交流电电磁打点计时器电火花计时器打点方式振针振动，利用复写纸在纸带上留下点迹;利用火花放电，在纸带上“打”下点迹;工作电压约8v交流电;220v交流电;打点频率50Hz，打点周期0.02s;阻力来源来自振针和纸带间的摩擦，以及限位孔和纸带间的摩擦，阻力较大；来自纸带本身的运动，不是由打点产生的，阻力极小，实验误差小。3.两种电磁打点计时器的比较：二、实验：用打点计时器测速度(一)实验目的：①

练习使用打点计时器；②

练习使用打点计时器测速度。(二)实验原理：①

打点计时器周期性打点，在纸带上留下点迹；②

纸带上打出的点记录了不同时刻物体的位置，用刻度尺测出两点间位移Δx，同时记录这两点间的时间间隔Δt，则平均速度

；在Δt极小时，可以认为

为t时刻的瞬时速度。(三)实验器材：

电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、纸带、刻度尺、导线、复写纸、坐标纸等；(四)实验步骤：1.把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并压在纸带上面；2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到工作电压约为8V的交流电源上；3.先接通电源，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一系列点，打完点后随即关闭电源；4.取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，一般6~8个；5.用刻度尺测量出这几个点间的距离Δx。利用公式v＝

计算纸带在这段时间内的平均速度。(四)实验步骤：6.把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D

…

作为计数点，如图所示，测量各计数点到起始点O的距离，依次算出O到A、A到B、B到C

…之间的距离

x1、x2、x3、…瞬时速度小复习：3.若使用交流电的频率并不是50HZ而是60HZ，使用人却不知道，会造成什么样的结果？(五)思考与讨论：1.使用打点计时器之前没有检查振针，振针距复写纸距离过高或者过低，会造成什么样的结果？过高会使纸带上没有点，过低会使点变成短线或直线。电压不稳不影响频率，只对点的清晰度影响。电压低点迹浅，电压高则深或者点变成短线。t=1/f,测量值比真实值偏大2.使用打点计时器时，电压过低或电压过高，会造成什么样的结果？4.计时点和计数点：①计时点是打点计时器打下的点②计数点：研究时选作分析的点↑0↑2↑1

通常每五个点选取一个计数点，因此两个计数点的时间间隔就是T=5×0.02s=0.1s.012345.测量计数点间的距离，应用刻度尺的零刻线与计时起点对齐，一次读出各计数点的刻度，然后逐一计算得出各点间距离的数值。(六)数据处理：0123456△t/Sv（m/s)表2对应各点的瞬时速度区间0-21-32-53-42-64-6△t/S△x/m

（m/s)表1各段的平均速度(七)误差分析：1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度存在系统误差。为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移进行计算。2．测量计数点间的位移x会带来偶然误差。减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离。3．作v­t图像时坐标单位选定的不合理，或者作图粗糙也会带来偶然误差。

某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50Hz，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7个计数点。相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为

0.1s。(本题计算结果均保留三位有效数字)(1)在实验中，应先_______再_______(选填“释放纸带”或“接通电源”)。(2)每两个计数点间还有________个点没有标出。(3)试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1s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。速度vBvCvDvEvF数值(m/s)

0.6400.721(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在下图直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。

一、打点计时器：1、工作原理；2、工作电压及打点周期；二、实验

可以提供的信息是位置、位移和时间。

测量纸带的平均速度和瞬时速度。课堂小结1.下列说法错误的是(

)A．电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样；B．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样；C．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的；D．电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02s。当堂检测B2.下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母排序。A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压

(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。

B.把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过

，并压在

下面。C.用刻度尺测从计时开始点到最后一个点间距离Δx。复写纸限位孔交流D.切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝

。

E.打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。F.利用公式计算纸带运动的平均速度。实验步骤的合理顺序是

。(n－1)×0.02sBAEDCF3.打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示，则：AC＝

mm，AD＝