第1章 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-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册同步导学案配套PPT课件（人教版，多选）

第2课时　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 实验必备 自主探究 实验研析 创新学习 课堂检测 巩固演练 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 一、实验目的 1．学会安装和使用打点计时器。 2．学会测量纸带、制表及记录数据。 3．掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 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220 V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。 四、实验步骤 1．把电磁打点计时器固定在桌子上，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。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 2．把电磁打点计时器的两个接线柱接到工作电压约为8 V 的交流电源上。 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。随后关闭电源。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 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，那么这n个点的间隔数为(n－1)，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02 s。 说明：计数点间的时间Δt的计算方法：每n个点[或每隔(n－1)个点]取一个计数点的时间间隔Δt＝(n－1)×0.02 s。 5．用刻度尺测量出这几个点间的距离Δx。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 把数据填入下表。 位置 A B C D E F (xn＋xn＋1)/m v/(m·s-1) 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 2.利用v­t图像分析物体的运动 (1)v­t图像：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v­t图像。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 (2)图像的意义：v­t图像直观地反映了速度随时间变化的情况，注意它不是物体运动的轨迹。 例如，如图所示是某质点做直线运动的v­t图像。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 由v­t图像可知： ①在0～4 s内速度随时间不断增大，表示质点做加速运动。 ②在4～8 s内速度不随时间变化，表示质点以15 m/s的速度做匀速直线运动。 ③在8～10 s内速度随时间不断减小，表示质点做减速运动。 ④质点在t＝0、t＝10 s时刻的速度均为0。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 说明：图像法是处理实验数据的常用方法。运用图像处理数据有许多优点，例如，可以使物理规律直观易懂，可以减小误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数据等。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 六、误差分析 1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度存在系统误差。为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移进行计算。 2．测量计数点间的位移x会带来偶然误差。减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离。 3．作v­t图像时坐标单位选定的不合理，或者作图粗糙也会带来偶然误差。 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 实验原理与操作 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。电源频率为50 Hz，相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。(本题计算结果均保留三位有效数字) 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 (1)在实验中，使用打点计时器时应先___________再___________(选填“释放纸带”或“接通电源”)。 [解析]　(1)在实验中，使用打点计时器时应先接通电源，再释放纸带。 接通电源　 释放纸带　 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 (2)每两个计数点间还有________个点没有标出。 4　 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 (3)试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1 s测一次速度，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表。 速度 vB vC vD vE vF 数值(m/s) 0.640 0.721 0.400 　0.479　 0.560 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 返回导航 下页 上页 人教物理　必修　第一册 (4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在下图直角坐标系中，并画出小车的瞬时