2.4科学测量做直线运动物体的瞬时速度课件高一上学期物理

第二章

匀变速直线运动第4节

科学测量：做直线运动物体的瞬时速度实验室中小车的运动是物理学中最简单的物体运动。我们如何测量小车各时刻的瞬时速度呢?可直接用直尺和秒表测量位移和时间，但误差较大，用什么方法可减小测量误差呢？1.知道打点计时器测量运动物体的位移和时间的原理，了解频闪照相及其应用。2.会完成“测量做直线运动物体的瞬时速度”的物理实验。3.会使用打点计时器收集数据。4.会分析纸带记录的信息，得出小车的瞬时速度，判断小车是否做匀变速直线运动，得出其加速度。01运动时间和位移的记录1.两种打点计时器电磁打点计时器打点方式振针振动，利用复写纸在纸带上留下点迹工作电压

4-6v交流电打点频率与交流电的频率相同，若为50Hz，则每隔0.02s打一个点阻力来源来自振针和纸带之间的摩擦，以及限位孔和纸带间的摩擦，阻力较大电火花打点计时器工作电压220v交流电打点方式利用火花放电，在纸带上“打”出点迹打点频率与交流电的频率相同，若为50Hz，则每隔0.02s打一个点阻力来源来自纸带本身的运动，阻力较小，实验误差较小2.频闪照相除打点计时器外，人们还用频闪照相技术记录物体运动的时间和位移。在频闪照相中，频闪灯每隔相等的时间闪光一次，可得运动物体间隔相等的频闪照片。工作原理：（1）频闪照相法：（2）频闪灯（3）频闪照片：（4）记录信息：利用照相技术，每隔一定时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的频闪照片的方法。每隔相等时间闪光一次，如每隔0.1s闪光一次，即每秒闪光10次利用频闪灯照明，沼线及可以拍摄出运动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。物体运动的时间和位移。02测量小车的瞬时速度1.实验目的2.实验器材（1）测量小车的瞬时速度。（2）判断沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动。（3）学习使用打点计时器。测小车瞬时速度的实验装置电磁打点计时器（或电火花打点计时器）、低压交流电源（或220V交流电源）、纸带、长木板（或轨道）、U形夹、小车、毫米刻度尺3.实验步骤（1）把打点计时器固定在长木板一端，并将该端垫高，使长木板形成斜面。（2）将长60cm左右的纸带一端穿过打点计时器，另一端固定于小车，尽量让小车靠近打点计时器。（3）先打开打点计时器开关，稍后（打点稳定后）释放小车，待小车滑倒斜面底端时止住小车，关闭开关。取下纸带，检查点迹。若有问题，可换上新纸带，调试后重复上述步骤。（4）选择点迹清晰的纸带，避开点迹密集部分，从距打点的开始端几厘米处选择一个点记为点0。在该点后面，依次标出间隔时间相等的计数点1，2，3...（5）根据打点计时器的周期，计算各计数点到点0对应的时间t，测量各计数点与下一相邻计数点的间距s，将t和s的相应数据填入表中。固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置No1滑轮不能过高,细绳应与木板平行No2先接通电源，后让纸带运动No4小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来No3打点结束后立即关闭电源No5注意事项舍掉纸带开头的一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点，可以选择相隔0.1s的若干计数点进行测量1、如何分析、选取纸带纸带上的点成为计时点或打印点2、何谓计时点人为选取的几个点称为计数点3、何谓计数点每五个计时点取一个计数点,依次标号为0，1，2，3，4，5（间隔不再是0.02s）4、如何选取计数点过于密集的舍去计时点计数点DE0.1s4.数据记录在所选点的两侧各选取较近的两点，此两点的平均速度近似为该点的瞬时速度如何计算瞬时速度列表法和图像法如何记录数据

D5.数据分析（1）计算计数点1，2，3，…对应的瞬时速度，将计算结果填入表格计数点012345t/ss/mv/（m·s-1）（2）根据计算试据绘制速度随时间变化的v—t图像，判断小车是否做匀变速直线运动。6.实验结论写出小车在各计数点的瞬时速度，并根据v-t图像判断，小车

直线运动。1.选择表格数据选择合适标度建立坐标系(让图象尽量分布在坐标系平面的大部分积)2.描点3.连线拟合。用直线拟合,让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。v/(m·s-1)

00.10.20.30.40.5

0.10.20.30.40.5t/sv-t图像法分析数据v/(m·s-1)

00.10.20.30.40.5

0.10.20.30.40.5（1）图像具有什么特点？一条倾斜的直线（2）小车的运动特点？速度随时间均匀变化（3）如何根据图像求小车的加速度？小车做匀加速直线运动

t/s7.误差分析误差产生原因减小方法偶然误差系统误差①纸带上计数点间隔距离得测量②v-t图线作出的并非一条直线①小车、纸带运动过程中有摩擦②电源的不稳定性①多次测量求平均值②大多数点在线上，不在线上的点尽可能分布在线的两侧①使用电火花打点计时器②使用稳压电源1.练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据点迹,判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时（）A.应通过测量纸带表示的运动的全程来判断B.必须通过计算任意两点间的平均速度来判断C.必须通过计算全程的平均速度来计算D.可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断D2.打点计时器所用的电源是频率为50Hz的交流电,其相邻点间的时间间隔是T,若纸带上共打出N个点,这条纸带上记录的时间为t,则下列各式正确的是(

)A.T=0.1s,t=NTB.T=0.05s,t=(N-1)TC.T=0.02s,t=(N-1)TD.T=0.02s,t=NTC3.某同学在做“练习使用打点计时器”实验时,打出的纸带如图所示,每相邻两计数点之间还有四个点没有画出来,图中的数字为相邻两计数点间的距离(单位:cm),打点计时器的电源频率为50Hz。(1)打点计时器是一种使用

(选填“交流”或“直流”)电源的

仪器。(2)相邻两个计数点间的时间间隔为

s。(3)打计数点4时纸带的速度v4=

m/s(结果保留3位有效数字)。答案

(1)交流

计时

(2)0.1

(3)1.204.如图是用小车拖动、用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点。相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,则:(1)打点计时器打下B、C、D点时小车的瞬时速度分别为vB=