2.4科學(xué)測(cè)量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度課件高一上學(xué)期物理

第二章

勻變速直線運(yùn)動(dòng)第4節(jié)

科學(xué)測(cè)量：做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)室中小車的運(yùn)動(dòng)是物理學(xué)中最簡(jiǎn)單的物體運(yùn)動(dòng)。我們?nèi)绾螠y(cè)量小車各時(shí)刻的瞬時(shí)速度呢?可直接用直尺和秒表測(cè)量位移和時(shí)間，但誤差較大，用什么方法可減小測(cè)量誤差呢？1.知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的位移和時(shí)間的原理，了解頻閃照相及其應(yīng)用。2.會(huì)完成“測(cè)量做直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度”的物理實(shí)驗(yàn)。3.會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器收集數(shù)據(jù)。4.會(huì)分析紙帶記錄的信息，得出小車的瞬時(shí)速度，判斷小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，得出其加速度。01運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移的記錄1.兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)方式振針振動(dòng)，利用復(fù)寫紙?jiān)诩垘狭粝曼c(diǎn)跡工作電壓

4-6v交流電打點(diǎn)頻率與交流電的頻率相同，若為50Hz，則每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)阻力來(lái)源來(lái)自振針和紙帶之間的摩擦，以及限位孔和紙帶間的摩擦，阻力較大電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓220v交流電打點(diǎn)方式利用火花放電，在紙帶上“打”出點(diǎn)跡打點(diǎn)頻率與交流電的頻率相同，若為50Hz，則每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)阻力來(lái)源來(lái)自紙帶本身的運(yùn)動(dòng)，阻力較小，實(shí)驗(yàn)誤差較小2.頻閃照相除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器外，人們還用頻閃照相技術(shù)記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移。在頻閃照相中，頻閃燈每隔相等的時(shí)間閃光一次，可得運(yùn)動(dòng)物體間隔相等的頻閃照片。工作原理：（1）頻閃照相法：（2）頻閃燈（3）頻閃照片：（4）記錄信息：利用照相技術(shù)，每隔一定時(shí)間曝光一次，從而形成間隔相同時(shí)間的頻閃照片的方法。每隔相等時(shí)間閃光一次，如每隔0.1s閃光一次，即每秒閃光10次利用頻閃燈照明，沼線及可以拍攝出運(yùn)動(dòng)物體每隔相等時(shí)間所到達(dá)的位置，通過(guò)這種方法拍攝的照片稱為頻閃照片。物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移。02測(cè)量小車的瞬時(shí)速度1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.實(shí)驗(yàn)器材（1）測(cè)量小車的瞬時(shí)速度。（2）判斷沿斜面下滑的小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（3）學(xué)習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。測(cè)小車瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)裝置電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（或電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）、低壓交流電源（或220V交流電源）、紙帶、長(zhǎng)木板（或軌道）、U形夾、小車、毫米刻度尺3.實(shí)驗(yàn)步驟（1）把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板一端，并將該端墊高，使長(zhǎng)木板形成斜面。（2）將長(zhǎng)60cm左右的紙帶一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，另一端固定于小車，盡量讓小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。（3）先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開關(guān)，稍后（打點(diǎn)穩(wěn)定后）釋放小車，待小車滑倒斜面底端時(shí)止住小車，關(guān)閉開關(guān)。取下紙帶，檢查點(diǎn)跡。若有問(wèn)題，可換上新紙帶，調(diào)試后重復(fù)上述步驟。（4）選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶，避開點(diǎn)跡密集部分，從距打點(diǎn)的開始端幾厘米處選擇一個(gè)點(diǎn)記為點(diǎn)0。在該點(diǎn)后面，依次標(biāo)出間隔時(shí)間相等的計(jì)數(shù)點(diǎn)1，2，3...（5）根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的周期，計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)到點(diǎn)0對(duì)應(yīng)的時(shí)間t，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)與下一相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s，將t和s的相應(yīng)數(shù)據(jù)填入表中。固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓限位孔處在長(zhǎng)木板的中央位置No1滑輪不能過(guò)高,細(xì)繩應(yīng)與木板平行No2先接通電源，后讓紙帶運(yùn)動(dòng)No4小車應(yīng)由緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處開始釋放，在撞擊長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng),防止小車從板上掉下來(lái)No3打點(diǎn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源No5注意事項(xiàng)舍掉紙帶開頭的一些過(guò)于密集的點(diǎn)，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，可以選擇相隔0.1s的若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量1、如何分析、選取紙帶紙帶上的點(diǎn)成為計(jì)時(shí)點(diǎn)或打印點(diǎn)2、何謂計(jì)時(shí)點(diǎn)人為選取的幾個(gè)點(diǎn)稱為計(jì)數(shù)點(diǎn)3、何謂計(jì)數(shù)點(diǎn)每五個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次標(biāo)號(hào)為0，1，2，3，4，5（間隔不再是0.02s）4、如何選取計(jì)數(shù)點(diǎn)過(guò)于密集的舍去計(jì)時(shí)點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)DE0.1s4.數(shù)據(jù)記錄在所選點(diǎn)的兩側(cè)各選取較近的兩點(diǎn)，此兩點(diǎn)的平均速度近似為該點(diǎn)的瞬時(shí)速度如何計(jì)算瞬時(shí)速度列表法和圖像法如何記錄數(shù)據(jù)

D5.數(shù)據(jù)分析（1）計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)1，2，3，…對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度，將計(jì)算結(jié)果填入表格計(jì)數(shù)點(diǎn)012345t/ss/mv/（m·s-1）（2）根據(jù)計(jì)算試據(jù)繪制速度隨時(shí)間變化的v—t圖像，判斷小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論寫出小車在各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，并根據(jù)v-t圖像判斷，小車

直線運(yùn)動(dòng)。1.選擇表格數(shù)據(jù)選擇合適標(biāo)度建立坐標(biāo)系(讓圖象盡量分布在坐標(biāo)系平面的大部分積)2.描點(diǎn)3.連線擬合。用直線擬合,讓盡可能多的點(diǎn)處在直線上,不在直線上的點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱地分布在直線兩側(cè)。v/(m·s-1)

00.10.20.30.40.5

0.10.20.30.40.5t/sv-t圖像法分析數(shù)據(jù)v/(m·s-1)

00.10.20.30.40.5

0.10.20.30.40.5（1）圖像具有什么特點(diǎn)？一條傾斜的直線（2）小車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)？速度隨時(shí)間均勻變化（3）如何根據(jù)圖像求小車的加速度？小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

t/s7.誤差分析誤差產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差系統(tǒng)誤差①紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間隔距離得測(cè)量②v-t圖線作出的并非一條直線①小車、紙帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有摩擦②電源的不穩(wěn)定性①多次測(cè)量求平均值②大多數(shù)點(diǎn)在線上，不在線上的點(diǎn)盡可能分布在線的兩側(cè)①使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器②使用穩(wěn)壓電源1.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),小車拖動(dòng)紙帶并在上面打下一系列的小點(diǎn),根據(jù)點(diǎn)跡,判斷紙帶表示的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)（）A.應(yīng)通過(guò)測(cè)量紙帶表示的運(yùn)動(dòng)的全程來(lái)判斷B.必須通過(guò)計(jì)算任意兩點(diǎn)間的平均速度來(lái)判斷C.必須通過(guò)計(jì)算全程的平均速度來(lái)計(jì)算D.可以通過(guò)測(cè)量每相鄰兩點(diǎn)間的距離,看其是否相同來(lái)判斷D2.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是頻率為50Hz的交流電,其相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T,若紙帶上共打出N個(gè)點(diǎn),這條紙帶上記錄的時(shí)間為t,則下列各式正確的是(

)A.T=0.1s,t=NTB.T=0.05s,t=(N-1)TC.T=0.02s,t=(N-1)TD.T=0.02s,t=NTC3.某同學(xué)在做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)時(shí),打出的紙帶如圖所示,每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái),圖中的數(shù)字為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離(單位:cm),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用

(選填“交流”或“直流”)電源的

儀器。(2)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為

s。(3)打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)紙帶的速度v4=

m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。答案

(1)交流

計(jì)時(shí)

(2)0.1

(3)1.204.如圖是用小車拖動(dòng)、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶,A、B、C、D、E為在紙帶上所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)。相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s,則:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度分別為vB=