第1章 3 第2课时 实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度-（课件PPT）2023-2024学年高一新教材物理必修第一册【勤径学升·同步练测】（人教版）

第一章　运动的描述 3.位置变化快慢的描述——速度 第2课时　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 第一章　运动的描述 一、实验目的 1．了解打点计时器的结构、工作原理及使用方法。 2．学会用打点计时器测量物体的速度。 3．能利用v-t图像分析实验数据，描述物体的运动。 自主学习探新知 第一章　运动的描述 二、知识储备 读数规则与有效数字 1．读数规则 在下图中，根据刻度尺的刻度可以读出点A的位置xA。从图中看出，使用分度值为1 mm的刻度尺，并且估读到毫米数的下一位，得到xA＝13.3 mm。其中的末位数3是估读的、不可靠的，xA的真实值在13 mm和14 mm之间。但是这个不可靠的数字3还是有用的，仍要写出来，因为它表示点A在13 mm和14 mm两条刻度线之间，靠近中点但离13 mm刻度线稍近一些的位置。 第一章　运动的描述 读数的基本规则就是测量仪器最小刻度以上的数值是可靠的。最小刻度以下的是不可靠的，需要估读，并且只能估读到最小刻度以下一位数字。 第一章　运动的描述 2．有效数字 这种带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字(significant figure)。例如13.3 mm是三位有效数字，改写成1.33 cm或0.013 3 m仍然是三位有效数字。 有效数字位数：一个数字从左边第一个非零数往右算有几位数就是几位有效数字，如0.010 00是四位有效数字，左边的两个零不算，右边的三个零都是有效数字。 有效数字只有最末一位数是不可靠的。特别大或特别小的数字都要用科学计数法。如月地距离为3.84×108 m是三位有效数字。钨原子的半径为1.37×10－10 m也是三位有效数字。 第一章　运动的描述 3．两种打点计时器   电磁打点计时器 电火花计时器 结构 示意图 第一章　运动的描述   电磁打点计时器 电火花计时器 打点原理 电磁作用下振针上下周期性振动打点 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点 工作电压 8 V左右交流电源 220 V交流电源 打点周期 0.02 s 0.02 s 阻力来源 纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦 纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，比前者小 功能 功能相同，都是计时仪器 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 平均速度　 第一章　运动的描述 四、实验器材 为了测量物体的平均速度和瞬时速度，把还需要的实验器材填入下面横线上。 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220 V交流电源)、________、______、________、导线、坐标纸等。 刻度尺　 纸带　 复写纸　 第一章　运动的描述 五、进行实验 1．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上。 2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与8 V的低压交流电源的接线柱相连接，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面(或把电火花计时器与220 V交流电源连接，把纸带穿好，压在墨粉纸盘下面)。 3．接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源。 4．重复步骤2、3，获得3～5条纸带。 5．选择一条点迹清晰便于分析的纸带，选取纸带上某一点为起始点0，往后数n个点，0到n点之间的间隔数为n，纸带从打0点到打第n个点的运动时间Δt＝n×0.02 s。 6．用刻度尺测量出0点到第n个点间的距离Δx。 第一章　运动的描述 六、数据处理 1．测位移和平均速度 (1)选取纸带上一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用数字1，2，3，…标出这些计数点； (2)测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表1中； (3)计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt； (4)根据Δx和Δt计算纸带在相邻计数点间的平均速度v。 第一章　运动的描述 表1　手拉纸带的位移和平均速度 位置 0 1 2 3 4 … x/m             Δx/m             Δt/s             v/(m·s－1)             第一章　运动的描述 平均速度　 第一章　运动的描述 (1)从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点； (2)测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表2中； (3)计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt； (4)根据Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表2中。 第一章　运动的描述 表2　手拉纸带各计数点的瞬时速度 位置 0 1 2 3 4 … x/m             Δx/m             Δt/s             v/(m·s－1)