新人教版第1章實(shí)驗(yàn)1測量做直線運(yùn)動物體的瞬時(shí)速度課件（58張）

第一章運(yùn)動的描述勻變速直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)一測量做直線運(yùn)動物體的瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)知識·自主回顧核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破2年高考·1年模擬實(shí)驗(yàn)知識·自主回顧一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2．會計(jì)算紙帶上各點(diǎn)的瞬時(shí)速度3．會利用紙帶計(jì)算加速度4．會用圖像法探究小車速度與時(shí)間的關(guān)系，并能根據(jù)圖像求加速度二、實(shí)驗(yàn)原理1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：(1)作用：計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)所用交流電源的頻率f＝50Hz時(shí)，每隔__________打一次點(diǎn)。(2)工作條件：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，8V左右______電源；電火花計(jì)時(shí)器，_______________交流電源。(3)處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)區(qū)分計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)：計(jì)時(shí)點(diǎn)是指打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)。計(jì)數(shù)點(diǎn)是指測量和計(jì)算時(shí)在紙帶上所選取的點(diǎn)，要注意“每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”與“每隔

___個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)”取點(diǎn)方法是一樣的，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔均為

_______。0.02s交流220V40.1s2．勻變速直線運(yùn)動的判斷：(1)沿直線運(yùn)動的物體在連續(xù)相等時(shí)間T內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動，且Δx＝aT2。(2)利用“平均速度法”確定多個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，作出物體運(yùn)動的v－t圖像。若v－t圖線是一條傾斜的直線，則說明物體的速度隨時(shí)間均勻變化，即做勻變速直線運(yùn)動。(2)圖像法，先求出n個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度(一般要5點(diǎn)以上)，然后作出v－t圖像，用v－t圖像的斜率求物體運(yùn)動的加速度。三、實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．按照課本實(shí)驗(yàn)原理圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板無滑輪的一端，接好電源；2．把一細(xì)繩系在小車上，細(xì)繩繞過滑輪，下端掛適量的鉤碼，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車后面；3．把小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先____________、后____________；4．小車運(yùn)動一段時(shí)間后，斷開電源，取下紙帶；5．換紙帶反復(fù)做三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測量分析。接通電源放開小車五、注意事項(xiàng)1．平行：紙帶、細(xì)繩要和長木板______。2．兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后放開小車；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源，后取紙帶。3．防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。4．減小誤差：小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。平行六、實(shí)驗(yàn)拓展1．有效數(shù)字：帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字，而這位不可靠數(shù)字往往是產(chǎn)生于測量時(shí)的估讀，有效數(shù)字位數(shù)是從數(shù)字左邊第一位不為零的數(shù)字算起的，如為兩位有效數(shù)字；有效數(shù)字與物理量的單位無關(guān)，如1000mm與1.000m均為4位有效數(shù)字；乘方不算有效數(shù)字，如×102m為3位有效數(shù)字。2．誤差：測量值與真實(shí)值的差異叫誤差。

系統(tǒng)誤差偶然誤差來源由于儀器本身不精密，實(shí)驗(yàn)方法粗略或?qū)嶒?yàn)原理不完善而產(chǎn)生的由于各種偶然因素對實(shí)驗(yàn)者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的特點(diǎn)多次實(shí)驗(yàn)，誤差總是偏大或總是偏小多次實(shí)驗(yàn)，誤差有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，而且偏大、偏小的機(jī)會相同減小方法校準(zhǔn)儀器，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)原理多次測量求平均值核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)(2022·重慶三模)某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況，先后在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s。例1(1)在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)_____________________(填“先釋放紙帶再接通電源”或“先接通電源再釋放紙帶”)。(2)為了計(jì)算打B這個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的速度大小，我們需要測量的物理量是_______________，測得該物理量為____________，計(jì)算得到B點(diǎn)的速度為______________。(3)你能根據(jù)圖中的點(diǎn)跡判斷小車的運(yùn)動性質(zhì)是________________，你的判斷依據(jù)是_________________________________________________________________________。(4)求出小車運(yùn)動的加速度為____________m/s2。先接通電源再釋放紙帶AC之間的距離8.00cm

0.4m/s

勻加速直線運(yùn)動小車在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移越來越大，且連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差幾乎相等名師總結(jié)(1)速度的計(jì)算方法：根據(jù)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度求解。(2)加速度的計(jì)算方法：①若紙帶上給出的連續(xù)相等時(shí)間的位移為偶數(shù)段，則可將位移分為兩部分，根據(jù)鄰差法求解；②若紙帶上給出兩段不連續(xù)的位移，則根據(jù)xn－xm＝(n－m)aT2求解；③若紙帶上給出的連續(xù)相等時(shí)間的位移為奇數(shù)段，一般去掉最短的一段，再用“逐差法”求解；④若x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，則直接用Δx＝aT2求解?！沧兪接?xùn)練1〕在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖甲所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒有畫出，電火花計(jì)時(shí)器接220V、50Hz交流電源。(1)設(shè)電火花計(jì)時(shí)器的周期為T，計(jì)算E點(diǎn)的瞬時(shí)速度vE的公式為vE＝________。(2)他經(jīng)過測量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表。以A點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻為t＝0，試在圖乙所示坐標(biāo)系中合理地選擇標(biāo)度，作出v－t圖像，并利用該圖像求出物體的加速度a＝_______m/s2。對應(yīng)點(diǎn)BCDEF速度(m/s)0.1410.1800.2180.2620.301(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測量值與實(shí)際值相比______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。不變(3)電網(wǎng)中交變電流的電壓變化，并不改變電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期，故測量值與實(shí)際值相比不變。考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新從原理遷移和數(shù)據(jù)處理技巧上進(jìn)行創(chuàng)新1．復(fù)習(xí)啟示高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情景。因此，要在夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注意遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問題。2．情景拓展3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)加速度的獲得：靠重物的拉力獲得加速度→長木板傾斜靠重力獲得加速度。(2)速度的測量方法：由打點(diǎn)紙帶求速度→測定遮光片的寬度d和(3)加速度的測量方法：由打點(diǎn)紙帶利用逐差法求加速度→利用經(jīng)過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度，由速度－位移關(guān)系式求加速度。例2(1)小球運(yùn)動到斜面底端時(shí)速度大小為_______________；(2)小球在斜面上運(yùn)動的加速度大小為_______________；(3)小球在斜面上運(yùn)動的平均速度_______________。6m/s

6m/s2

3m/s

〔變式訓(xùn)練2〕

(2022·山東模擬預(yù)測)某興趣小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量重力加速度。一個(gè)四邊都為d的等寬“口”字型鐵片、一個(gè)光電門和游標(biāo)卡尺等器材。(1)如圖乙，用游標(biāo)卡尺測得“口”字型鐵片遮光寬度d＝3.30mm，該讀數(shù)是游標(biāo)尺中第6格刻度線與主尺第___mm刻度線對齊得到的；(2)測出鐵片上下兩邊中線間距離L(L?d)；(3)用絲線將鐵片懸掛于光電門正上方，讓鐵片平面與光電門發(fā)射接收方向垂直，燒斷懸線，鐵片自由下落；(4)讀出鐵片通過光電門時(shí)第一次擋光時(shí)間Δt1和第二次擋光時(shí)間Δt2；(5)“口”形鐵片下邊通過光電門的速度近似為v＝___(用L、d、Δt1、Δt2中的字母表示)(6)由此可測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝_______________(用L、d、Δt1、Δt2中的字母表示)。9[解析](1)因?yàn)橛螛?biāo)尺精確度為0.05mm，每個(gè)小格實(shí)際長度為0.95mm，所以可得游標(biāo)尺中第6格刻度線與主尺對齊刻度線為＋×6)mm＝9mm。(5)由題意鐵片下邊的擋光時(shí)間為Δt1，鐵片遮光寬度d。則通過光電2年高考·1年模擬1.(2022·全國乙卷)用雷達(dá)探測一高速飛行器的位置。從某時(shí)刻(t＝0)開始的一段時(shí)間內(nèi)，該飛行器可視為沿直線運(yùn)動，每隔1s測量一次其位置，坐標(biāo)為x，結(jié)果如下表所示：

回答下列問題：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷該飛行器在這段時(shí)間內(nèi)近似做勻加速運(yùn)動，判斷的理由是：_____________________________________；(2)當(dāng)x＝507m時(shí)，該飛行器速度的大小v＝_________m/s；(3)這段時(shí)間內(nèi)該飛行器加速度的大小a＝______m/s2(保留2位有效數(shù)字)。t/s0123456x/m050710941759250533294233相鄰1s內(nèi)的位移之差都接近Δx＝80m54779[解析](1)第1s內(nèi)的位移507m，第2s內(nèi)的位移587m，第3s內(nèi)的位移665m，第4s內(nèi)的位移746m，第5s內(nèi)的位移824m，第6s內(nèi)的位移904m，則相鄰1s內(nèi)的位移之差都接近Δx＝80m，可判斷飛行器在這段時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動；(2)當(dāng)x＝507m時(shí)飛行器的速度等于0－2s內(nèi)的平均速度，則v1＝2．(2022·遼寧卷)某同學(xué)利用如圖所示的裝置測量重力加速度，其中光柵板上交替排列著等寬度的遮光帶和透光帶(寬度用d表示)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將光柵板置于光電傳感器上方某高度，令其自由下落穿過光電傳感器。光電傳感器所連接的計(jì)算機(jī)可連續(xù)記錄遮光帶、透光帶通過光電傳感器的時(shí)間間隔Δt。(1)除圖中所用的實(shí)驗(yàn)器材外，該實(shí)驗(yàn)還需要_________(填“天平”或“刻度尺”)；(2)該同學(xué)測得遮光帶(透光帶)的寬度為4.50cm，記錄時(shí)間間隔的數(shù)據(jù)如表所示，

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得編號為3的遮光帶通過光電傳感器的平均速度大小為v3＝_________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；編號1遮光帶2遮光帶3遮光帶…Δt/(×10－3s)73.0438.6730.00…刻度尺(3)某相鄰遮光帶和透光帶先后通過光電傳感器的時(shí)間間隔為Δt1、Δt2，則重力加速度g＝_________________(用d、Δt1、Δt2表示)；(4)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，請寫出一條可能的原因：_____________________________。光柵板受到空氣阻力的作用(4)光柵板的長度明顯，下落過程中受到空氣阻力的影響，所以豎直向下的加速度小于重力加速度。3．(2023·煙臺高三階段檢測)在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中(1)下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是______。A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長木板有滑輪一端B．小車要從緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置開始釋放C．將小車釋放后立即接通電源D．要避免小車與滑輪發(fā)生碰撞，更不能讓小車翻落地面BD(2)某同學(xué)得到一條清晰的紙帶如圖所示(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器順序?yàn)閺淖蟮接?，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出來，測得x1＝7.05cm，x2＝7.68cm，x3＝8.33cm，x4＝8.95cm，x5＝9.61cm，x6＝10.27cm。①根據(jù)所給信息可知，小車做______(填“加速”“減速”或“勻速”)運(yùn)動。②利用所給數(shù)據(jù)已經(jīng)算出B、C、E、F點(diǎn)的瞬時(shí)速度，見表格。請你將D點(diǎn)的瞬時(shí)速度數(shù)值填入表中(保留三位有效數(shù)字)。位置BCDEF瞬時(shí)速度/(m/s)0.7370.801______0.9280.994加速③以B點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在所給的坐標(biāo)系中描出表中五個(gè)點(diǎn)的位置，并連接這些點(diǎn)畫出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線。[答案]

見解析[解析](1)為充分利用紙帶，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長木板沒有滑輪的一端，小車要從緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置開始釋放，故A錯(cuò)誤，B正確；應(yīng)先接通電源然后再將小車釋放，故C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)過程，要避免小車與滑輪發(fā)生碰撞，更不能讓小車翻落地面，故D正確。(2)①由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在相等時(shí)間內(nèi)小車的位移越來越大，小車做加速運(yùn)動；②紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出來，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t＝×5s＝0.1s，③根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，讓盡可能多的點(diǎn)通過直線，不能過直線的點(diǎn)對稱分布在直線兩側(cè)，根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖像如圖所示；4．(2023·浙江模擬預(yù)測)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量做勻加速直線運(yùn)動物體的加速度，電源頻率f＝50Hz。實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶如圖甲所示。選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，沿各計(jì)數(shù)點(diǎn)垂直紙帶將紙帶剪斷；將剪得的幾段紙條并排貼在坐標(biāo)紙上，各紙條緊靠但不重疊；最后將各紙條上端中心位置擬合，得到v－t圖像如圖乙所示。(1)縱坐標(biāo)×10－1m/s表示的物理意義是(填寫下面的字母選項(xiàng))___；A．打計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”時(shí)物體的速度B．打計(jì)數(shù)點(diǎn)“1”時(shí)物體的速度C．第1段紙帶對