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2

第四节

科学测量：做直线运动物体的瞬时速度

第二章匀变速直线运动目录学习目标01情景导入02新课讲解03小试牛刀04课堂小结05学习目标1.练习使用打点计时器，纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。2.体会如何从实验研究中获取数据。3.学会利用图像处理实验数据的科学方法。4.知道小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。在生活中，人们跳远助跑、水中嬉戏、驾车行驶、短道速滑.在自然界里，物体下落、鸽子飞翔、猎豹捕食、蜗牛爬行、蚂蚁搬家……这些运动中都有速度的变化。物体的速度变化存在规律吗？怎样探索速度随时间变化的规律呢？情境导入电磁打点计时器电火花打点计时器电磁打点计时器电火花打点计时器一、打点计时器的分类新课讲解电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是

6V左右。电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点。

电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点。（1）固定好打点计时器。（2）安装纸带。（3）启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后关闭电源。（4）取下纸带，从能够看清的某个点开始（起始点），往后取出若干个点。例如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间。（5）用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移

x练习使用打点计时器二、测量小车的瞬时速度1．实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、纸带、刻度尺、导线、轨道、复写纸片、低压交流电源(频率是50Hz，电火花计时器使用220V交流电源，频率也为50Hz)2．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6V的低压交流电源上。(3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点。(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有

n

个点，那么

n

个点的间隔数为

n－1

个，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02s。(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx。(6)利用公式

计算出纸带在这段时间内的平均速度。实验视频演示3．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。3．注意事项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。4．数据处理(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。(2)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，依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…BADFEHCG计算瞬时速度：计数点0123、、、时间0t1t2t3、、、速度0、、、作图步骤：（1）建坐标系（2）描点（3）画图v-t图像三、用图像法描述物体的运动某段位移中间位置的瞬时速度为

，仅适用于匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度：连续相等时间内的位移差：逐差法求加速度：相邻计数点间的距离计数点与计时零点间的距离1.（多选）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,对于减小实验误差来说,下列方法中有益的是(

)A.选取计数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的速度尽量小些C.舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数ACD小试牛刀答案：ACD解析：速度太小，则纸带打点过于密集，测量误差较大。2.气垫导轨上的滑块经过光电门时，其上方的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间

。测得遮光条的宽度为

，用

近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使

更接近瞬时速度，下列做法正确的是(

)A.换用宽度更宽的遮光条 B.换用宽度更窄的遮光条C.增大滑块的质量 D.减小滑块的质量B答案：B解析：本题中利用平均速度等效替代瞬时速度，故只能尽量减小遮光时间，可换用宽度更窄的遮光条，故A错误，B正确；滑块的质量对滑块的速度大小的测定没有影响，故C、D错误。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结3.（1）打点计时器接________（选填“交流”或“直流”）电源，当频率是50Hz时，打点计时器每隔________秒打一个点。（2）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是______。A.时间间隔

B.位移 C.平均速度

D.瞬时速度交流

0.02AB答案：（1）交流；0.02（2）AB解析：（1）打点计时器是一种使用交流电源的计时器。打点计时器周期为（2）A.打点计时器每隔0.02s打下一个点，因此根据点数可知直接可以得到时间间隔，故A正确；B.位移利用刻度尺直接测量两点间的距离即可得出，故B正确；C.平均速度需要运用物理公式得到，故C错误；D.瞬时速度需要提供匀变速直线运动的推论求出，故D错误。故选AB。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结4.如图所示为在研究匀变速直线运动实验时打出的一条纸带，各计数点在纸带上已经标出，相邻两计数点之间有四个计时点未画出，已知打点计时器所用交流电的频率为50

Hz，用刻度尺测得

AC

间、DF

间的距离分别为3.70

cm、11.22

cm，则打

E

点时物体的瞬时速度大小为_______m/s，该匀变速直线运动的加速度大小为_______m/s2（以上结果均保留三位有效数字）.0.5611.25答案：0.561；1.25解析：相邻两计数点之间有四个计时点未画出，已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，则

；打E点时物体的速度等于物体在

DF

间的平均速度：根据速度与时间关系可以得到加速度为：①

电磁打点计时器电磁打点计时器使用交流电源，工作电压为4~6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点.

电火花打点计时器电火花打点计时器使用交流电源，工作电压为220V，当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点.

12课堂小结①

处理纸带数据（1）计算中间时刻的瞬时速度（2）做出

v-t

图像，直观反映速度随时间的变化关系.相邻两计数点间的距离n-1到

n