物理鲁科版（2019）必修第一册 2.4科学测量：做直线运动物体的瞬时速度课件

2匀变速直线运动2.4科学测量：做直线运动物体的瞬时速度如何测量小车在运动过程中的时间和位移？思考v计时工具秒表、手机………测量工具刻度尺、米尺………误差大打点计时器一、打点计时器工作原理：接通电源后，振针以0.02s的周期振动，当纸带在运动物体的带动下运动时，上下振动的振针便通过复写纸在纸带上留下一系列的小点。

两种打点计时器0ABCDE

F

G任意相邻两点对应间隔的时间均为0.02s相邻两点之间的间距可用刻度尺测量时间位移共同点与区别1.打点方式不同：电磁打点计时器：利用振动的振针打点电火花计时器：利用火花放电打点3.振针打点时与纸带接触，会对纸带产生阻碍作用；而火花放电基本不会阻碍纸带的运动电磁打点计时器：10V以下交流电电火花计时器：220V交流电2.电源电压不同：相同点：打点频率相同不同点：模拟打点计时器为了解某同学竞走的加速过程，老师让他拿着底部穿孔、滴水比较均匀的饮料瓶竞走，然后通过留在地上的水印分析他的速度变化情况。请大家试一试，并说明其中的道理。迷你实验室频闪照相工作原理：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。频闪照相与打点计时器均可以记录物体运动的时间和位移信息。二、测量小车的瞬时速度1、实验目的（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）学须使用打点计时器2、实验器材电磁打点计时器（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、实验原理与设计（1）纸带上打出的原始点为计时点（2）由于纸带被打出的原始点过于密集，测出的间距误差较大，为便于测量和计算，我们另选间距较大且时间间隔相等的计时点来研究，这样的点叫做计数点。计时点如何选择计数点？舍去开头密集的点，选取便于测量的某点作为计时的起点，记为点0，依次向后每5个点选取一个计数点，分别记为1，2，3…….相邻两个计数点间隔的时间T=0.10s。0123（3）用刻度尺量出相邻两计数点间的长度，分别记为s1，s2，s3....如何根据求纸带上某点的瞬时速度？3、实验原理与设计0123s1s2s3用较短时间间隔内的平均速度可近似视为瞬时速度。极限法DFDFDF方案1方案2方案3哪种方案能更准确的获得E点的瞬时速度？请说明理由4、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。5、注意事项（1）固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同一直线上。滑轮不能过高,细绳应与木板平行。（2）开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。（3）实验中“接通电源”和“释放小车”两步应先接通电源,打点稳定后释放小车；打点结束后立即关闭电源，再将纸带取下。（4）实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。列表法小车的瞬时速度随时间增大而增大【猜想】小车是做匀加速直线运动吗?用什么方法来验证?--

0.201

0.2800.432

0.355

0.512

改变木板倾斜的角度，或在小车上放置重物，再做两次实验。【例题】根据纸带数据计算并说明小车的速度如何变化？6、数据处理6、数据处理

如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3……为相邻两计数点之间的距离，若△S=S2－S1=……=C（常数），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。s1s2s3s4s5s6如何根据纸带求小车的加速度？

下列哪种方法更好？

A：

B：

提高了实验数据的利用率，减小了偶然误差逐差法--

0.201

0.2800.355

0.432

0.512

图像法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

0.10.20.30.40.5v/(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

误差分析误差产生原因减小方法偶然误差①纸带上计数点间隔距离的测量②v-t图线作出的并非一条直线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系统误差①小车、纸带运动过程中有摩擦②电源的不稳定性①使用电火花打点计时器②使用稳压电源1、本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有()A．每隔四个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0.10秒B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是0.08秒C．每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0.08秒D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10秒随堂练习A2、在用打点计时器(电源频率为50Hz)研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每5个点