2.4科學(xué)測(cè)量做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度課件高一上學(xué)期物理2

第四節(jié)

科學(xué)測(cè)量：做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度

第二章勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)01情景導(dǎo)入02新課講解03小試牛刀04課堂小結(jié)05學(xué)習(xí)目標(biāo)1.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶數(shù)據(jù)處理和測(cè)量瞬時(shí)速度的方法。2.體會(huì)如何從實(shí)驗(yàn)研究中獲取數(shù)據(jù)。3.學(xué)會(huì)利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)方法。4.知道小車(chē)在重物牽引下運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。在生活中，人們跳遠(yuǎn)助跑、水中嬉戲、駕車(chē)行駛、短道速滑.在自然界里，物體下落、鴿子飛翔、獵豹捕食、蝸牛爬行、螞蟻搬家……這些運(yùn)動(dòng)中都有速度的變化。物體的速度變化存在規(guī)律嗎？怎樣探索速度隨時(shí)間變化的規(guī)律呢？情境導(dǎo)入電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的分類(lèi)新課講解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是

6V左右。電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。

電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器。使用時(shí)，墨粉紙盤(pán)套在紙盤(pán)軸上，并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通220V交流電源時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤(pán)到接負(fù)極的紙盤(pán)軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)。（1）固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。（2）安裝紙帶。（3）啟動(dòng)電源，用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后關(guān)閉電源。（4）取下紙帶，從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始（起始點(diǎn)），往后取出若干個(gè)點(diǎn)。例如數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，算出紙帶從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。（5）用刻度尺測(cè)量出從起始點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的位移

x練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器二、測(cè)量小車(chē)的瞬時(shí)速度1．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)、紙帶、刻度尺、導(dǎo)線(xiàn)、軌道、復(fù)寫(xiě)紙片、低壓交流電源(頻率是50Hz，電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源，頻率也為50Hz)2．實(shí)驗(yàn)步驟(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過(guò)限位孔，把復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面。(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線(xiàn)柱接到6V的低壓交流電源上。(3)接通電源開(kāi)關(guān)，用手水平拉動(dòng)紙帶，使它在水平方向上運(yùn)動(dòng)，紙帶上就打下一系列點(diǎn)。(4)取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，如果共有

n

個(gè)點(diǎn)，那么

n

個(gè)點(diǎn)的間隔數(shù)為

n－1

個(gè)，則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt＝(n－1)×0.02s。(5)用刻度尺測(cè)量出從開(kāi)始計(jì)數(shù)的點(diǎn)到最后的點(diǎn)間的距離Δx。(6)利用公式

計(jì)算出紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。實(shí)驗(yàn)視頻演示3．注意事項(xiàng)①實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好，以免拉動(dòng)紙帶時(shí)晃動(dòng)，并要先輕輕試?yán)垘В瑧?yīng)無(wú)明顯的阻滯現(xiàn)象。②使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再拉動(dòng)紙帶。③手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集。④使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤(pán)位于紙帶上方；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙下面。3．注意事項(xiàng)⑤使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，如打出點(diǎn)較輕或是短線(xiàn)，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫(xiě)紙的高度。⑥打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源。⑦對(duì)紙帶進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要分段測(cè)量各段的位移，正確的做法是一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一測(cè)量出各個(gè)測(cè)量點(diǎn)到起始測(cè)量點(diǎn)O之間的距離)。讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。4．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶。(2)把紙帶上能看得清的某個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)O，以后的點(diǎn)分別標(biāo)上A、B、C、D…作為“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖所示，依次測(cè)出O到A、A到B、B到C…之間的距離x1、x2、x3…BADFEHCG計(jì)算瞬時(shí)速度：計(jì)數(shù)點(diǎn)0123、、、時(shí)間0t1t2t3、、、速度0、、、作圖步驟：（1）建坐標(biāo)系（2）描點(diǎn)（3）畫(huà)圖v-t圖像三、用圖像法描述物體的運(yùn)動(dòng)某段位移中間位置的瞬時(shí)速度為

，僅適用于勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度：連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差：逐差法求加速度：相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)零點(diǎn)間的距離1.（多選）在“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)于減小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)說(shuō),下列方法中有益的是(

)A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn),把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B.使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度盡量小些C.舍去紙帶上開(kāi)始時(shí)密集的點(diǎn),只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D.適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù)ACD小試牛刀答案：ACD解析：速度太小，則紙帶打點(diǎn)過(guò)于密集，測(cè)量誤差較大。2.氣墊導(dǎo)軌上的滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，其上方的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間

。測(cè)得遮光條的寬度為

，用

近似代表滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度。為使

更接近瞬時(shí)速度，下列做法正確的是(

)A.換用寬度更寬的遮光條 B.換用寬度更窄的遮光條C.增大滑塊的質(zhì)量 D.減小滑塊的質(zhì)量B答案：B解析：本題中利用平均速度等效替代瞬時(shí)速度，故只能盡量減小遮光時(shí)間，可換用寬度更窄的遮光條，故A錯(cuò)誤，B正確；滑塊的質(zhì)量對(duì)滑塊的速度大小的測(cè)定沒(méi)有影響，故C、D錯(cuò)誤。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)3.（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接________（選填“交流”或“直流”）電源，當(dāng)頻率是50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔________秒打一個(gè)點(diǎn)。（2）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是______。A.時(shí)間間隔

B.位移 C.平均速度

D.瞬時(shí)速度交流

0.02AB答案：（1）交流；0.02（2）AB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)器。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器周期為（2）A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打下一個(gè)點(diǎn)，因此根據(jù)點(diǎn)數(shù)可知直接可以得到時(shí)間間隔，故A正確；B.位移利用刻度尺直接測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離即可得出，故B正確；C.平均速度需要運(yùn)用物理公式得到，故C錯(cuò)誤；D.瞬時(shí)速度需要提供勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論求出，故D錯(cuò)誤。故選AB。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)4.如圖所示為在研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，各計(jì)數(shù)點(diǎn)在紙帶上已經(jīng)標(biāo)出，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50

Hz，用刻度尺測(cè)得

AC

間、DF

間的距離分別為3.70

cm、11.22

cm，則打

E

點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度大小為_(kāi)______m/s，該勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_(kāi)______m/s2（以上結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）.0.5611.25答案：0.561；1.25解析：相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz，則

；打E點(diǎn)時(shí)物體的速度等于物體在

DF

間的平均速度：根據(jù)速度與時(shí)間關(guān)系可以得到加速度為：①

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，工作電壓為4~6V，當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn).

電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，工作電壓為220V，當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn).

12課堂小結(jié)①

處理紙帶數(shù)據(jù)（1）計(jì)算中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度（2）做出

v-t

圖像，直觀反映速度隨時(shí)間的變化關(guān)系.相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離n-1到

n