2.4 科学测量：作直线运动物体的瞬时速度 课件-2021-2022学年鲁科版（2019）高中物理必修第一册（20张）

* 第4节 科学测量：作直线运动物体的瞬时速度 * 一、运动时间和位移的记录 电磁打点计时器 电火花打点计时器 两种常见打点计时器 电火花 上下振动 0.02 0.02 交流电 交流电 电火花打点计时器 电磁打点计时器 工作 电压 220 V_______ 6 V_______ 打点 方式 周期性产生_______ 振针周期性_________ 打点 周期 _____ s _____ s 记录 信息 位移、时间 频闪照相法 利用频闪照相法。 ①频闪照相法：利用照相技术，每隔一定时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的频闪照片的方法 。 ②频闪灯：每隔_________时间闪光一次，如每隔0.1 s闪光一次，即每秒闪光10次。  ③频闪照片：利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出运动物体每隔相等_________所到达的位置，通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片。  ④记录信息：物体运动的时间和_________。 　相等　 　时间　 　位移　 * 二、测量小车的瞬时速度 实验目的： （1）测量小车的瞬时速度， （2）判断沿斜面下滑的小车是否做匀速直线运动 （3）学习使用打点计时器 实验器材： 电磁打点计时器、低压交流电源、小车、纸带、长木板、毫米刻度尺 * 疏密与速度的关系 （1）需测量的量： （2）关系式： 所选取的两点间的位移△x 和时间△t 平均速度 实验原理与设计： 利用纸带求瞬时速度 纸带的处理 ——测平均速度 △t ＝？ △x ＝？ * 0 1 2 3 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . * 0.01 0.014 0.018 0.022 0.024 0.040 0.08 0.08 0.08 0.08 0.16 0.16 0.125 0.175 0.225 0.275 0.150 0.250 求纸带在几段时间中的位移和平均速度 区间 0-1 1-2 2-3 3-4 0-2 2-4 △x/m △t/s v/(m·s-1) * 在时间间隔很短时，平均速度可近似为瞬时速度,由a=△v/△t可计算出加速度的数值 由上述数据看出，小车做匀变速直线运动 相邻段 1～2段 2～3段 3～4段 1～4段 加速度a/m·s-2 0.625 0.625 0.625 0.625 作v-t图象 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据表中的数据，选定合适的坐标标度，在直角坐标系中描点，用平滑的曲线连接描绘出的各点，要使尽可能多的点分布在线上，不在线上的点应 大致分布在线的两侧，个别偏离较远的点往往是因为 错误造成的，应舍去不用。得出v-t图象如图所示。 .实验结论 通过直接分析图象的特点得到小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值Δt时，速度也会增加相同的值Δv。可以得出结论：小车的速度随时间均匀增加（或变化）。 * 逐差法求加速度 设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有 △s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2 由上式还可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2 同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2 可见，测出各段位移s1、s2……即可求出 加速度a1=（s4-s1）/3T2 a2=(S5-S2)/3T2…… 再算出a1、a2……的平均值，就是我们测定匀变速直线运动的加速度的逐差法。 例：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤，其中错误的步骤有　　　　。 A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先释放纸带，再接通电源 B.将打点计时器固定在铝板上，并接好电路 C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当的槽码 D.取下纸带 E.将纸带固定在小车后部，并穿过打点计时器的限位孔 请补充、改正以上步骤并写出合理的顺序（若有遗漏步骤可编上序号F、G……）　　　　　　　　　。 AD B 改正步骤：A步骤中应先接通电源，再释放纸带；D步骤中取下纸带前应先断开电源。 补充步骤F：换上新纸带，重复实验两次。合理顺序为：BECADF 例： 在用打点计时器测瞬时速度的实验中： （1）如图1所示，是某同学利用打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔t=0.02 s，其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.23 cm。  下表列出了打点计时器打下B、C、F点时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度。（