第1章 实验 测量做直线运动物体的瞬时速度-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步全程学习课件PPT（人教版）

实验:测量做直线运动物体的瞬时速度 物理 [定位·学习目标] 1.通过实验探究物体运动的速度随时间变化的规律,提升实验设计、处理信息、作出解释等科学探究方面的能力。为建构匀变速直线运动的模型奠定基础。 2.描绘物体运动的v-t图像,并通过对拟合成的图线观察、思考,找出物体速度变化的规律。 3.经历探究小车速度随时间变化的规律,体会研究直线运动的一般思路。 物理 梳理·必备知识 突破·关键能力 物理 梳理·必备知识 一、实验目的 1.巩固打点计时器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法。 2.通过实验探究,体验如何从实验中获取数据,学会利用图像处理实验数据的科学方法。 物理 二、知识储备 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。 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。 物理 2.有效数字 这种带有一位不可靠数字的近似数字叫作有效数字。例如,13.3 mm是3位有效数字,改写成1.33 cm 或0.013 3 m仍然是3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4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3位有效数字,钨原子的半径为1.37×10-10 m也是3位有效数字。 物理 三、实验器材 打点计时器(含配套的电源等装置),纸带、毫米刻度尺、坐标纸等。 四、实验步骤 1.把电磁打点计时器固定在水平桌面上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面。 2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到8 V的低压交变电源上。 3.接通电源开关,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,纸带上就打下一系列点。 4.取下纸带,从能看得清的某个点开始,往后数出若干个点,如果共有n个点,那么n个点的间隔数为(n-1)个,则纸带的运动时间Δt=(n-1)×0.02 s。 5.用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx。 物理 五、数据分析 1.选取纸带:选取一条点迹清晰便于分析的纸带。 2.测量距离:把纸带上能看得清的某个点作为起始点O,每隔四个点取一个计数点,每两个计数点间的时间间隔T=5×0.02 s=0.1 s,在纸带上用O、A、B、C、D、…标出这些计数点,如图所示,依次测出OA、AB、BC、…之间的距离x1、x2、x3、…。 4.绘制图像:利用v-t图像分析物体的运动。 物理 六、误差分析 1.利用平均速度代替运动物体在某计数点的瞬时速度会带来系统误差。为减小误差,应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度。 2.数据测量时存在误差,为减小误差,可以多次测量取平均值;作图、描点、连线存在偶然误差,可选取合适的坐标单位,利用坐标纸作图。 七、注意事项 1.实验前,应将打点计时器固定好,以免拉动纸带时晃动,并要先轻轻试拉纸带,应无明显的阻滞现象。 2.使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带。 3.手拉动纸带时速度应快一些,以防点迹太密集。 物理 4.使用电火花计时器时,应注意把纸带正确穿好,墨粉纸盘位于纸带上方;使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过限位孔,压在复写纸下面。 5.打点计时器不能连续工作太长时间,打点完成后应立即关闭电源。 6.对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。 物理 突破·关键能力 [例1] 在测定速度的实验中,使用打点计时器(用频率为50 Hz的交流电源)测小车的速度,实验得到的一条纸带如图所示,0,1,2,3,4是选用的计数点,每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出。图中还给出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况,读出图中所给的测量点的读数分别是　　 　、　 　　、 　　 　和　 　　。  1,3两点间的平均速度是　　　m/s,1,4两点间的平均速度是　　　m/s,2点的速度更接近　　　m/s。  要点一　实验原理与操作 物理 答案:见解析 物理 [即时训练] (2022·安徽蚌埠期中)在“测量小车的瞬时速度”实验中,下列说法正确的是