《实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度》课件

第2课时实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度实验必备•自主学习精析典例•素养提升新课程标准1．练习使用打点计时器．2．会利用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度．核心素养目标科学探究认识并会使用打点计时器测物体的运动时间和位移；由打点计时器打出的纸带上的点探究物体运动的变化规律．实验必备•自主学习

三、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸．四、实验步骤1．练习使用打点计时器(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，压在复写纸下．(2)把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与低压交流电源相连接．(3)打开电源开关，用手水平拉动纸带，纸带上就打下了许多小点，随后关闭电源．(4)取下纸带，从能看得清的某个点数起，往后数出若干个点，如果点的总数为n，那么点的间隔数为(n－1)个，纸带的运动时间为0.02×(n－1)s.(5)用刻度尺测量各计数点到起始点的距离x.2．利用纸带分析物体运动情况(1)选取一条点迹清晰的纸带为研究对象．(2)分析纸带上点与点间距的变化情况．(3)若点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速直线运动，若点与点间距越来越大，则物体做加速直线运动，反之做减速直线运动．五、数据处理1．测量距离：在纸带上找出连续的6个点，分别标上A、B、C、D、E、F，用刻度尺量出各计数点到起始点的距离，算出相邻两个点之间的距离x1、x2、x3、x4、x5，把数据填入表中．A和B的距离x1/mB和C的距离x2/mC和D的距离x3/mD和E的距离x4/mE和F的距离x5/m

3．用v-­t图像描述物体的速度(1)以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系．(2)根据不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点．(3)用平滑曲线把这些点连接起来，即得到v-­t图像．精析典例•素养提升类型一实验原理和实验操作典例示范例1研究“用打点计时器测速度”的实验：(1)(多选)实验中，除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带定滑轮的长木板、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____．(填选项代号)A．电压合适的50Hz低压交流电源B．电压可调的直流电源C．刻度尺D．秒表E．天平AC【解析】

实验中必须使用的有电压合适的50Hz低压交流电源，计算速度时需要测量各点间的距离，因此还必须使用刻度尺，故A、C正确．(2)(多选)对于减小实验误差来说，下列采取的方法中正确的有________．A．选取合适的n个点为计数点B．使小车运动得尽量慢些C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验E．实验时尽量让小车远离打点计时器，释放小车后再接通电源ACD【解析】

选取合适的n个点为计数点，有利于测量长度，能使平均速度与瞬时速度更接近，以减小实验误差，选项A正确；使小车运动得尽量慢些，打出的点较密，取点会较多，会使实验误差较大，选项B错误；舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算，这样可减小实验误差，选项C正确；选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验，可使小车运动比较平稳，各点的瞬时速度与实际更接近，可减小实验误差，选项D正确；若小车远离打点计时器，且先释放小车后接通电源，会造成点密而少，给测量、计算结果造成较大误差，选项E错误．针对训练1

[甘肃临夏中学高一月考](1)打点计时器是一种使用________(“交流”或“直流”)电源的______(填“计数”“计点”“计时”或“计长度”)仪器，在中学实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器；如图中为________计时器，它的工作电压是_______(填“220V”或“约为8V”)．交流计时电火花220V

解析：打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，图示为电火花计时器，它使用的是220V交流电源；(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：A．松开纸带让物体带着纸带运动B．安好纸带C．把打点计时器固定在桌子上D．接通电源E．取下纸带F．断开开关这些步骤正确的排列顺序为________．CBDAFE解析：使用打点计时器时应先固定装置，安装纸带，实验时要先接通电源再放开纸带，实验完后立即关闭电源，然后再取下纸带，故步骤为CBDAFE.类型二数据处理和误差分析典例示范例2[安徽怀宁中学高一月考]打点计时器是高中物理中重要的实验仪器，图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题：(1)该实验小组在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，电源频率为50Hz，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上依次确定出A、B、C、D、E五个计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点未标出，各点到A点距离分别为2.88cm，7.20cm，12.96cm，20.16cm.①每两个相邻计数点间的时间间隔是_____s；②根据纸带上数据，计算出打下D点时小车的瞬时速度是______m/s(保留两位有效数字)．

0.10.65

(2)用打点计时器测定小车的速度，当使用的电源频率高于50Hz时，如果仍按50Hz来计算，则测得的速度值将比真实值________(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)．偏小

针对训练2

下图是用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从0点开始按照打点的先后依次标为0，1，2，3，4，5，6…现在量得0、1间的距离x1＝5.18cm，1、2间的距离x2＝4.40cm，2、3间的距离x3＝3.62cm，3、4间的距离x4＝2.78cm，4、5间的距离x5＝2.00cm，5、6间的距离x6＝1.22cm.(每0.02s打一次点)(1)在实验中，使用打点计时器时应先________再________(填“释放纸带”或“启动电源”)．启动电源释放纸带解析：在实验中，使用打点计时器时应该先接通电源，当打点稳定后再释放纸带．(2)根据记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时小车的速度值并填在表中．(保留两位小数)位置12345v/(m·s－1)

(3)根据(2)中表格，在下图中画出小车的v-­t图像，并说明小车速度变化的特点．解析：描点并连线得小车的v-­t图像，如图所示，由图像可知，小车速度逐渐减小．

随堂检测1.关于速度,下列说法正确的是(

)A.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量B.平均速度就是速度的平均值,它只有大小,没有方向,是标量C.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫作瞬时速度,它是标量D.汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器解析

速度和平均速度都是矢量,A正确,B错误。瞬时速度是某时刻或某一位置时的速度,是矢量,选项C错误。速度计是显示瞬时速度大小的仪器,选项D错误。答案

A2.下图是三个质点A、B、C的运动轨迹,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(

)A.三个质点从N到M的平均速度相同B.三个质点到达M点的瞬时速度相同C.三个质点从N到M的平均速率相同D.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同解析

平均速度等于位移与时间的比值,由于位移与时间都相同,故平均速度相同,故A正确;平均速率等于路程与时间的比值,由于时间相等,路程不等,故平均速率不相等,故C错误;三个质点到达M点的瞬时速度方向不同,所以瞬时速度肯定不同,B错误;B质点不一定做单向直线运动,所以B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向不一定相同,D错误。答案

A3.甲、乙两物体向同一方向运动,已知甲的速度大于乙的速度,t=0时乙在甲的前面一定的距离处,则两物体的x-t

图像是(

)解析

甲的速度较大,即其图像倾斜程度较大,选项A、D错误;t=0