记录物体的运动信息、物体运动的速度.doc

第二讲 记录物体的运动信息、物体运动的速度三记录物体的运动信息方法设计1. 当物体运动得不太快或要求精确度不太高时，可直接记录物体运动的位置、时间等，可用尺子和秒表直接测量物体运动的位移和时间。2. 当物体运动得太快或要求精确度较高时，可用频闪照相、数字计数器、打点计时器等记录物体运动的信息。实践与检验器材选择：电磁打点计时器（1）构造：电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器，构造如图1-3-2所示。（2）电磁打点计时器使用交流电源，工作电压为4V6V。（3）工作原理：接通交流电源后，线圈中产生周期性变化的磁场，振片被磁化，其极性随线圈中磁场的变化而变化，于是振片和永久磁铁之间就产生周期性的引力和斥力，振片就上下振动，带动其上的振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上打下一系列的点。（4）当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点。操作指南1. 将打点计时器固定在长木板的一端，连接好电路。2. 按图1-3-4把一条细绳栓在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩玛，让小车可以在钩玛的牵引下运动，把纸带穿过打点计时器的限位孔，并将纸带的一端固定在小车的后面。3. 把小车停在靠近打点计时器处，启动打点计时器后，放开小车，让小车拖动纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点。随后立即关闭电源。4. 取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点。如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少？由此计算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间。5. 用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离。在进行实验测量之前，自己设计一个表格，用来记录以上测量值。分析论证如果运动的物体带动纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点记录了物体运动的时间，纸带上的点也相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上各点之间的间隔，就可以了解在不同时间里，物体发生的位移等，从而了解物体运动的情况，所以纸带记录了物体运动的信息。例1.图1-3-5是3张骑摩托车的频闪照片。请仅凭对照片的观察，初步判断照片中摩托车的运动分别属于什么运动。 例2. 图1-3-7是一位同学用打点计时器所得到的两条纸带甲和乙，他将两条纸带上下并排放在一起进行比较，哪条纸带运动得比较快？在图中的A、B两点之间，两条纸带运动的时间之比是所少？基础训练1. 如图1-3-8所示，是一同学利用打点计时器打出的一条纸带，纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，这可能是因为（ ）A. 打点计时器错接在直流电源上 B. 电源电压不稳定C. 电源的频率不稳定 D. 打点针压的过紧2. 针对第2题出现的问题，应如何调节（ ）降低电源的频率 提高电源的电压 降低电源的电压 缩短振针的长度A. B. C. D. 第 34 期 高一物理 第 9 页3. 电磁打点计时器是一种使用_电源的_仪器，其工作电压是_，打点计时器的打点周期为_s，电火花打点计时器的工作电压是_V。使用电磁打点计时器时，纸带应穿过_，复写纸应套在_上，并要放在纸带的_面。四. 物体运动的速度探究点1. 平均速度1. 平均速度的定义物理学中，把运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所需时间的比值，叫做平均速度。平均速度用符号表示。2. 平均速度的定义式：3. 平均速度的矢量性：平均速度的方向与时间t内发生的位移s的方向相同。4. 平均速度的意义粗略地描述变速直线运动的物体在时间t（或位移s）内运动的快慢程度和方向。5. 平均速度的单位国际单位是米每秒。符号是m/s（或m/）。常用的还有千米每小时（km/h）、厘米每秒（cm/s）等。例1. 假如你们学校教室、寝室、食堂的位置关系如图1-4-1所示，放学后你直接去食堂吃饭，用了2min到食堂，你的同学先去寝室拿东西而后立即赶到食堂，结果用了4min，那么你们各自运动的速度是多少？探究点2 瞬时速度1. 瞬时速度（1）定义：物体在从到这样一个较小的时间间隔内，越小，运动快慢的差异也就越小，运动的描述就越精确。如果非常非常小，就可以认为表示的是物体在时刻的速度，这个速度叫做瞬时速度。（2）矢量性：瞬时速度也是一个矢量，它的方向就是物体此时刻的运动方向，即物体在运动轨迹上过该点的切线方向。（3）意义：瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢和方向。2. 速率（1）速率：瞬时速度的大小叫做速率，是标量，仅反映物体运动的快慢。（2）平均速率：平均速率是指物体通过的路程与所用时间的比值，是标量。例2. 日常生活中，对平均速度和瞬时速度我们都称“速度”。下列所说的速度中，哪些是平均速度？哪些是瞬时速度？A. 百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线 B. 经提速后列车的速度达到150km/hC. 由于堵车，在隧道内的车速仅为1.2m/sD. 返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中E. 子弹以800m/s的速度撞击在墙上基础训练1. 下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是（ ）（双选）A. 若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零B. 若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任意时刻的瞬时速度一定等于零C. 匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任意时刻的瞬时速度D. 变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度2. 汽车以36km/h的速度从甲地匀速行驶到乙地用了2h，如果汽车从乙地按原路返回甲地仍做匀速运动，用了2.5h，那么汽车返回时的速度为（ ）（双选）A. 8m/s B. 8m/s C. 28.8km/h D. 28.8km/h3. 某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速度为，下山的平均速度为，则往返的平均速度的大小和平均速率是（ ）A. ， B. ， C. 0， D. 0，4. 一质点沿直线Os轴做变速运动，它离开O点的距离s随时间t变化的关系式为(m)，它的速度随时间t的变化关系为(m/s)。求：（1）该质点在=0至=2s时间内的平均速度和在=2s至=3s时间内的平均速度；（2）该质点在=2s的瞬时速度和=3s时的瞬时速度。课后小测成绩：_1. 关于速度的说法，下列各项正确的是（ ）（双选）（16分）A. 速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动快B. 速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大C. 速度越大，位置变化越快，位移也就越大D. 一段时间内物体的位置不变化，则这段时间内物体速度为零2. 下面列举的几种速度，其中不是瞬时速度的是（ ）（10分）A. 火车而以76km/h的速度经过“深圳到惠州”这一路段 B. 汽车速度计指示着速度50km/hC. 城市繁华路口速度路标上标有“15km/h注意车速”字样D. 足球以12m/s的速度射向球门3. 物体沿直线运动，下列说法正确的是（ ）（10分）A. 若物体在某1s内的平均速度是5m/s，则物体在这1s内的位移一定是5mB. 若物体在第1s末的速度是5m/s，则物体在第1s内的位移一定是5mC. 若物体在10s内的平均速度是5m/s，则物体在其中1s内的位移一定是5mD. 物体通过某位移的平均速度是5m/s，则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2.5m/s4. 在2004年雅典奥运会上，我国著名运动员刘翔在110m栏项目中，以12.91s的骄人成绩力压群雄，一举夺得了金牌，并打破了奥运会记录，平了沉寂多年的世界记录。假定他在起跑后10m处的速度是8.0m/s，到达终点时的速度是9.6m/s，则他在全程中平均速率为（ ）A. 8.0m/s B. 9.6m/s C. 8.8m/s D. 8.5m/s（10分）5. 利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工作的输送情况。如图1-4-5甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光。每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示。若传送带始终匀速，每两个工件间的距离为0.2m，则下述说法正确的是（ ）（双选）（16分） A. 传送带运动的速度是0.1m/s B. 传送带运动的速度是0.2m/sC. 该传送带每小时输送3600个工件 D. 该传送带每小时输送7200个工件6. 三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图1-4-6所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是（ ）（10分）A. 三个质点从N点到M点的平均速度相同 B. 三个质点任意时刻的速度方向都相同C. 三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D. 三个质点从N点到M点的位移不同7. 把纸带的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带穿过打点计时器。接通电源后将纸带释放，重物拉着纸带下落，纸带被打出一系列的点，其中一段如图1-3-9所示，则纸带的_端（填“左”或“右”）与重物相连。（10分）8. 图1-4-7是全球定位系统接受机的显示屏。图中的两个点（A、B）显示了一位旅行者从A行走到B的两个位置，他用时45min，位移的大小AB为3km，B位于A北偏西。求旅行者的平均速度。（18分）附加题1. 一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方约与地面成角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的_倍。2. 某物体沿一条直线运动，若前一半时间内的平均速度为，后一半时间内的平均速度为，求全程的平均速度；若前一半位移的平均速度为，后一半位移的平均速度为，则全程的平均速度又是多少?3. 上海到南京的列车已迎来第五次大提速，速度达到=1