2023-2024學(xué)年魯科版必修一 2-4科學(xué)測量作直線運動物體的瞬時速度 課件（20張）

2023/9/28第4節(jié)

科學(xué)測量：作直線運動物體的瞬時速度2023/9/28一、運動時間和位移的記錄電磁打點計時器電火花打點計時器兩種常見打點計時器電火花打點計時器電磁打點計時器工作電壓220V_______6V_______打點方式周期性產(chǎn)生_______振針周期性_________打點周期_____s_____s記錄信息位移、時間電火花上下振動0.020.02交流電交流電頻閃照相法利用頻閃照相法。①頻閃照相法：利用照相技術(shù)，每隔一定時間曝光一次，從而形成間隔相同時間的頻閃照片的方法。②頻閃燈：每隔_________時間閃光一次，如每隔0.1s閃光一次，即每秒閃光10次。

③頻閃照片：利用頻閃燈照明，照相機可以拍攝出運動物體每隔相等_________所到達的位置，通過這種方法拍攝的照片稱為頻閃照片。

④記錄信息：物體運動的時間和_________。

相等

時間

位移2023/9/28二、測量小車的瞬時速度實驗?zāi)康模海?）測量小車的瞬時速度，（2）判斷沿斜面下滑的小車是否做勻速直線運動（3）學(xué)習(xí)使用打點計時器實驗器材：

電磁打點計時器、低壓交流電源、小車、紙帶、長木板、毫米刻度尺2023/9/28△t＝？△x＝？疏密與速度的關(guān)系（1）需測量的量：（2）關(guān)系式：所選取的兩點間的位移△x和時間△t平均速度實驗原理與設(shè)計：利用紙帶求瞬時速度紙帶的處理——測平均速度2023/9/2801234.................2023/9/28求紙帶在幾段時間中的位移和平均速度區(qū)間0-11-22-33-40-22-4△x/m△t/sv/(m·s-1)0.010.0140.0180.0220.0240.0400.080.080.080.080.160.160.1250.1750.2250.2750.1500.2502023/9/28在時間間隔很短時，平均速度可近似為瞬時速度,由a=△v/△t可計算出加速度的數(shù)值相鄰段1～2段2～3段3～4段1～4段加速度a/m·s-20.6250.6250.6250.625由上述數(shù)據(jù)看出，小車做勻變速直線運動作v-t圖象

以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，選定合適的坐標標度，在直角坐標系中描點，用平滑的曲線連接描繪出的各點，要使盡可能多的點分布在線上，不在線上的點應(yīng)大致分布在線的兩側(cè)，個別偏離較遠的點往往是因為錯誤造成的，應(yīng)舍去不用。得出v-t圖象如圖所示。.實驗結(jié)論通過直接分析圖象的特點得到小車運動的v-t圖象是一條傾斜的直線，那么當時間增加相同的值Δt時，速度也會增加相同的值Δv?？梢缘贸鼋Y(jié)論：小車的速度隨時間均勻增加（或變化）。2023/9/28逐差法求加速度

設(shè)物體做勻加速直線運動，加速度是a，在各個連續(xù)相等的時間T里的位移分別是s1、s2、s3……則有△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2

由上式還可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2可見，測出各段位移s1、s2……即可求出加速度a1=（s4-s1）/3T2a2=(S5-S2)/3T2……再算出a1、a2……的平均值，就是我們測定勻變速直線運動的加速度的逐差法。例：在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，某同學(xué)的操作中有以下實驗步驟，其中錯誤的步驟有

。A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先釋放紙帶，再接通電源B.將打點計時器固定在鋁板上，并接好電路C.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當?shù)牟鄞aD.取下紙帶E.將紙帶固定在小車后部，并穿過打點計時器的限位孔請補充、改正以上步驟并寫出合理的順序（若有遺漏步驟可編上序號F、G……）

。ADB改正步驟：A步驟中應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶；D步驟中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。補充步驟F：換上新紙帶，重復(fù)實驗兩次。合理順序為：BECADF例：

在用打點計時器測瞬時速度的實驗中：（1）如圖1所示，是某同學(xué)利用打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，打點計時器打點的時間間隔t=0.02s，其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.23cm。

下表列出了打點計時器打下B、C、F點時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下D、E兩點時小車的瞬時速度。（小數(shù)點后保留三位數(shù)字）（2）以A點為計時起點，在坐標圖（圖2）中作出小車的v-t圖像。（3）根據(jù)你作出的小車的v-t圖像計算出小車的加速度a=

m/s2。位置BCDEF速度/（m·s-1）0.7370.801

0.992◆描繪圖像時描點擬合的方法（1）為了描述實驗中測量值之間的關(guān)系，先將其在坐標系中描點，然后用一條平滑的曲線擬合這些點，不能用折線連接這些點。（2）本實驗若沒有實驗誤差，代表小車速度與時間關(guān)系的點將全部落在某條直線上。這樣，我們作一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量在這條直線上，落不到直線上的各點，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)。2023/9/28

練1：在“測量小車的瞬時速度”的實驗中，用打點計時器記錄紙帶運動的時間。計時器所用電源的頻率為50Hz，圖為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點，用米尺量出1、2、3、4、5點分別到0點的距離如圖所示（單位：cm）。由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度大小v4＝________m／s，小車的加速度大小a＝________m／s2。.......001234561.403.556.4510.1514.5519.700.4050.7562023/9/28例2．小球作直線運動時的頻閃照片如圖所示，已知頻閃周期T＝0.1s，小球相鄰位置間距分別為OA＝6.51cm，AB＝5.59cm，BC＝4.70cm，CD＝3.80cm，DE＝2.89cm，EF＝2.00cm.小球在位置A時的速度大小vA＝________m/s.小球運動的加速度大小a＝________m/s2.0.6050.9002023/9/28

練2：做勻速直線運動的小車，牽引一條通過打點計時器的紙帶，交流電源的頻率是50Hz，由紙帶上打出的某一點開始，每5個點剪下一段紙帶．如圖所示，每一小段紙帶的一端與x軸相重合，兩邊與y軸平行，將紙帶貼在坐標系中．(1)仔細研究圖像，找出小車在相鄰時間內(nèi)位移存在的關(guān)系．(2)設(shè)Δt＝0.1s，請畫出該小車的v－t圖象(3)根據(jù)圖象求其加速度．y/cm2023/9/28答案：(1)相鄰相等的時間內(nèi)的位移差相等(2)見圖(3)0.8m/s22023/9/281、打點計時器是一種使用交流電的計