2022-2023學(xué)年新教材高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述3.位置變化快慢的描述-速度第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)：測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度學(xué)案新人教版必修第一冊

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)：測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度新課程標(biāo)準(zhǔn)1．練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．2．會(huì)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度．核心素養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)探究認(rèn)識(shí)并會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移；由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上的點(diǎn)探究物體運(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律．實(shí)驗(yàn)必備·自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；2．會(huì)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度．二、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)1．測量平均速度：如圖所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶的示意圖，測出2、3間的位移和所用時(shí)間，利用v＝ΔxΔt2．測量瞬時(shí)速度：紙帶上某一位置的瞬時(shí)速度，可以粗略地由包含這一位置在內(nèi)的一小段位移Δx內(nèi)的平均速度表示，即根據(jù)v＝ΔxΔt，當(dāng)Δt或Δx如圖所示，E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用DF段的平均速度代表，即vE＝ΔxΔt三、實(shí)驗(yàn)器材電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、學(xué)生電源(電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源)、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙．四、實(shí)驗(yàn)步驟1．練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下．(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線與低壓交流電源相連接．(3)打開電源開關(guān)，用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打下了許多小點(diǎn)，隨后關(guān)閉電源．(4)取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，如果點(diǎn)的總數(shù)為n，那么點(diǎn)的間隔數(shù)為(n－1)個(gè)，紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為0.02×(n－1)s.(5)用刻度尺測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離x.2．利用紙帶分析物體運(yùn)動(dòng)情況(1)選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶為研究對象．(2)分析紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間距的變化情況．(3)若點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離相等，就可判斷物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若點(diǎn)與點(diǎn)間距越來越大，則物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，反之做減速直線運(yùn)動(dòng)．五、數(shù)據(jù)處理1．測量距離：在紙帶上找出連續(xù)的6個(gè)點(diǎn)，分別標(biāo)上A、B、C、D、E、F，用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離，算出相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3、x4、x5，把數(shù)據(jù)填入表中．A和B的距離x1/mB和C的距離x2/mC和D的距離x3/mD和E的距離x4/mE和F的距離x5/m2.根據(jù)紙帶求解物體運(yùn)動(dòng)的速度(1)求解平均速度根據(jù)v＝ΔxΔt，求出任意兩點(diǎn)間的平均速度．兩點(diǎn)間的位移Δx可以用刻度尺測量出，Δt為兩點(diǎn)間的間隔數(shù)與單個(gè)時(shí)間間隔0.02s的乘積．如圖所示，將打好點(diǎn)的紙帶從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，比如共數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，用刻度尺測出第1個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的距離Δx，并算出這n個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔，則平均速度v＝Δxn?1T(2)粗略計(jì)算瞬時(shí)速度當(dāng)一段位移Δx對應(yīng)的時(shí)間Δt很小時(shí)，我們可用這段時(shí)間內(nèi)的平均速度來表示Δt中某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度．如圖所示，ΔxΔt可以大致表示C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，即vC＝ΔxΔt，A、B兩點(diǎn)離C點(diǎn)越近，算出的平均速度越接近C點(diǎn)的瞬時(shí)速度．然而A、3．用v-t圖像描述物體的速度(1)以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系．(2)根據(jù)不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度值，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)．(3)用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來，即得到v-t圖像．精析典例·素養(yǎng)提升——突出綜合性素養(yǎng)形成類型一實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作典例示范例1研究“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)：(1)(多選)實(shí)驗(yàn)中，除電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端帶定滑輪的長木板、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有________．(填選項(xiàng)代號)A．電壓合適的50Hz低壓交流電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺D．秒表E．天平(2)(多選)對于減小實(shí)驗(yàn)誤差來說，下列采取的方法中正確的有________．A．選取合適的n個(gè)點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)B．使小車運(yùn)動(dòng)得盡量慢些C．舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗(yàn)E．實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量讓小車遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放小車后再接通電源針對訓(xùn)練1[2022·甘肅臨夏中學(xué)高一月考](1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用________(“交流”或“直流”)電源的________(填“計(jì)數(shù)”“計(jì)點(diǎn)”“計(jì)時(shí)”或“計(jì)長度”)儀器，在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室里常用的有電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器；如圖中為________計(jì)時(shí)器，它的工作電壓是________(填“220V”或“約為8V”)．(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中，有如下基本步驟：A．松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)B．安好紙帶C．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上D．接通電源E．取下紙帶F．?dāng)嚅_開關(guān)這些步驟正確的排列順序?yàn)開_______．類型二數(shù)據(jù)處理和誤差分析典例示范例2[2022·安徽懷寧中學(xué)高一月考]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理中重要的實(shí)驗(yàn)儀器，圖中的甲、乙兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的，請回答下面的問題：(1)該實(shí)驗(yàn)小組在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，電源頻率為50Hz，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上依次確定出A、B、C、D、E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，各點(diǎn)到A點(diǎn)距離分別為2.88cm，7.20cm，12.96cm，20.16cm.①每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是________s；②根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)，計(jì)算出打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度是________m/s(保留兩位有效數(shù)字)．(2)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測定小車的速度，當(dāng)使用的電源頻率高于50Hz時(shí)，如果仍按50Hz來計(jì)算，則測得的速度值將比真實(shí)值________(選填“偏大”“偏小”或“無影響”)．紙帶類問題處理方法(1)審題意：看題目敘述的內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟．(2)看紙帶：起點(diǎn)在哪里、終點(diǎn)在哪里，單位是什么．紙帶中的點(diǎn)是計(jì)時(shí)點(diǎn)還是計(jì)數(shù)點(diǎn)，紙帶中的數(shù)值表示的是哪一段的距離，相鄰點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是多少．(3)算數(shù)值：根據(jù)刻度尺可以讀出刻度值，利用v＝ΔxΔt(4)畫圖像：描繪圖像時(shí)，要使大部分點(diǎn)處在直線上，不在直線上的點(diǎn)要均勻分布在直線兩側(cè)，距離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去．但要注意縱、橫坐標(biāo)的單位以及標(biāo)度(縱坐標(biāo)的起點(diǎn)不一定從0開始)，使圖像盡量占滿坐標(biāo)紙，不要分布在某一側(cè)．針對訓(xùn)練2下圖是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測小車瞬時(shí)速度時(shí)得到的一條紙帶的一部分，從0點(diǎn)開始按照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為0，1，2，3，4，5，6…現(xiàn)在量得0、1間的距離x1＝5.18cm，1、2間的距離x2＝4.40cm，2、3間的距離x3＝3.62cm，3、4間的距離x4＝2.78cm，4、5間的距離x5＝2.00cm，5、6間的距離x6＝1.22cm.(每0.02s打一次點(diǎn))(1)在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先________再________(填“釋放紙帶”或“啟動(dòng)電源”)．(2)根據(jù)記錄，計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打1、2、3、4、5點(diǎn)時(shí)小車的速度值并填在表中．(保留兩位小數(shù))位置12345v/(m·s－1)(3)根據(jù)(2)中表格，在下圖中畫出小車的v-t圖像，并說明小車速度變化的特點(diǎn)．第一章運(yùn)動(dòng)的描述第2課時(shí)實(shí)驗(yàn)：測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度精析典例·素養(yǎng)提升類型一【例1】【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中必須使用的有電壓合適的50Hz低壓交流電源，計(jì)算速度時(shí)需要測量各點(diǎn)間的距離，因此還必須使用刻度尺，故A、C正確．(2)選取合適的n個(gè)點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，有利于測量長度，能使平均速度與瞬時(shí)速度更接近，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)A正確；使小車運(yùn)動(dòng)得盡量慢些，打出的點(diǎn)較密，取點(diǎn)會(huì)較多，會(huì)使實(shí)驗(yàn)誤差較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測量、計(jì)算，這樣可減小實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)C正確；選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實(shí)驗(yàn)，可使小車運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，各點(diǎn)的瞬時(shí)速度與實(shí)際更接近，可減小實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)D正確；若小車遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，且先釋放小車后接通電源，會(huì)造成點(diǎn)密而少，給測量、計(jì)算結(jié)果造成較大誤差，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．【答案】(1)AC(2)ACD針對訓(xùn)練1解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，圖示為電火花計(jì)時(shí)器，它使用的是220V交流電源；(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先固定裝置，安裝紙帶，實(shí)驗(yàn)時(shí)要先接通電源再放開紙帶，實(shí)驗(yàn)完后立即關(guān)閉電源，然后再取下紙帶，故步驟為CBDAFE.答案：(1)交流計(jì)時(shí)電火花220V(2)CBDAFE類型二【例2】【解析】(1)①由于每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未標(biāo)出，所以每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T＝5×0.02s＝0.1s②打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度為vD＝xCE2T＝0.2016?0.07200.2(2)根據(jù)v＝ΔxΔt得，使用的電源頻率高于50Hz時(shí)，如果仍按50Hz來計(jì)算，則測量的時(shí)間Δt【答案】(1)①0.1②0.65(2)偏小針對訓(xùn)練2解析：(1)在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器