【公开课】测量纸带的平均速度和瞬时速度+人教版（2019）必修第一册

第一章

运动的描述第3节

课时2测量纸带的平均速度和瞬时速度1.学会用打点计时器测量物体的速度。2.能利用v-t图象分析实验数据，描述物体的运动。1.实验目的：练习使用打点计时器及学会用打点计时器测量平均速度、瞬时速度的研究方法，描绘速度—时间图象。2.实验器材：电磁打点计时器(或电火花计时器)、8V交变电源(电火花计时器使用220V交变电源)、复写纸(或墨粉纸盘)、导线若干、刻度尺、纸带、坐标纸。知识点一：测量纸带的平均速度和瞬时速度3.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,并且压在纸带上面。②把电磁打点计时器的两个接线柱接到8V的低压交流电源上。③使用打点计时器获得3～5条纸带.④选择一条点迹清晰便于分析的纸带，测出纸带从打第1个点到打第n个点的运动时间Δt.⑤用刻度尺测量第1个点到第n个点间的位移Δx.4.数据处理(1)测量平均速度若电源频率为50Hz，每隔0.1s(或更短)计算一次平均速度.①在图中选取纸带上一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用数字1,2,3，…标出这些计数点；②测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表1中；③计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt；④根据Δx和Δt计算纸带在相邻计数点间的平均速度v.位置01234…x/m

Δx/m

Δt/s

v/(m·s－1)

表1

手拉纸带的位移和平均速度(2)测量瞬时速度每隔0.06s计算一次速度①选取一条点迹清晰便于分析的纸带；②从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点；③测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表2中；④计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt；⑤根据Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速度.将算出的各计数点的速度值记录在表2中.位置0123456…x/m

Δx/m

Δt/s

v/(m·s－1)

5.注意事项①实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。②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。③手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。④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。⑤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。⑥打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。⑦对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。⑧如果电源频率为50Hz，在纸带上数出了n个点，那么它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02s.知识点二：速度—时间图像（1）建立坐标系：以时间t为横轴，速度v

为纵轴（2）描点（3）用平滑的曲线连起来v/（m·s-1）t/so1.图像特点：2.作图步骤：速度-时间图像或

v-t图像直观3.认识图象①匀速直线运动的速度图象是一条平行于时间轴的直线．②变速直线运动的速度图象随时间而变化Ｏvｔ①②4.理解图象若图象位于时间轴的上方,表示物体运动方向与正方向相同；位于时间轴下方,表示物体运动方向与正方向相反。Ｏv/m﹒s-1ｔ/s①②Ｏvｔvo8-85.应用图线(1)确定某时刻的速度(2)判断运动性质(静止、匀速、变速)(3)判断运动的方向(正方向、负方向)Ｏvｔt1v11.如图所示,为一物体做直线运动的速度—时间图像,在整个运动过程中,下列说法正确的是(

)A.BC段和CD段的运动方向相反B.CD段和DE段的运动方向相反C.物体在D点速度为零,此后运动方向改变D.AB段物体静止BC2.如图所示为甲、乙两车在同一条直线上运动的v—t图象，t＝0时两车相距2s0，在t＝1

s时两车相遇，则下列说法正确的是()A．t＝0时，甲车在前，乙车在后B．t＝2s时，两车相距最远C．t＝3s时，两车再次相遇D．t＝4s时，甲车在乙车后s0处C3.如图所示的是某同学利用电火花计时器探究变速直线运动时获得的一条纸带,A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。(1)电火花计时器所有电源电压为

V,纸带上打相邻两计数点的时间间隔为

。(2)C点的瞬时速度大小为

m/s。(计算结果保留三位有效数字)【答案】(1)220

0.1s

(2)0.100(0.090~0.110均正确)4.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3位有效数字)(1)在实验中,使用打点计时器时应先

再

(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1次速度,计算出打下B、C、D3个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表。计数点BCDEF速度/(m·s-1)

0.6400.721接通电源释放纸带40.4000.