1.3.2测量纸带的平均速度和瞬时速度 课件 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第2课时： 测量纸带的平均速度 和瞬时速度 【学习目标】 1. 了解打点计时器的原理；会使用打点计时器； 2. 利用纸带测量平均速度和瞬时速度； 3. 认识和理解 v-t 图象。 【重点、难点】 1. 打点计时器的原理、使用方法； 2. 平均速度、瞬时速度的计算。 频闪照相 展示细节，有助于更好的研究运动过程！ 【问题导学与探究】 阅读课本P23-25的内容，并把重点内容用笔画出，同时思考以下问题： 1. 什么是平均速度？ 2. 什么是瞬时速度？ 3. 可以从纸带上获取哪些信息？ 一、打点计时器 【点拨精讲】 高中物理 必修 ① 1.电磁打点计时器 ② 构造 ① 原理 ③ 工作电压：约8V交流电 ④ 工作频率：50Hz，打点周期0.02s. 高中物理 必修 ① 2.电火花计时器 ① 构造： ② 原理： 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电； ③ 工作电压：220V交流电 高中物理 必修 ① 电磁打点计时器 电火花计时器 打点方式 振针振动，利用复写纸在纸带上留下点迹; 利用火花放电，在纸带上“打”下点迹; 工作电压 约8v交流电; 220v交流电; 打点频率 50Hz，打点周期0.02s; 阻力来源 来自振针和纸带间的摩擦，以及限位孔和纸带间的摩擦，阻力较大； 来自纸带本身的运动，不是由打点产生的，阻力极小，实验误差小。 3.两种电磁打点计时器的比较： 高中物理 必修 ① 二、实验：用打点计时器测速度 (一)实验目的： ① 练习使用打点计时器； ② 练习使用打点计时器测速度。 (二)实验原理： ① 打点计时器周期性打点，在纸带上留下点迹； ② 纸带上打出的点记录了不同时刻物体的位置，用刻度尺测出两点间位移Δx，同时记录这两点间的时间间隔Δt，则平均速度 ；在Δt极小时，可以认为 为t时刻的瞬时速度。 高中物理 必修 ① (三)实验器材： 电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、纸带、刻度尺、导线、复写纸、坐标纸等； 高中物理 必修 ① (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，并压在纸带上面； 2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到工作电压约为8V的交流电源上； 3.先接通电源，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一系列点，打完点后随即关闭电源； 4.取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，一般6~8个； 5.用刻度尺测量出这几个点间的距离Δx。利用公式v＝ 计算纸带在这段时间内的平均速度。 高中物理 必修 ① (四)实验步骤： 6.把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D … 作为计数点，如图所示，测量各计数点到起始点O的距离，依次算出O到A、A到B、B到C …之间的距离 x1、x2、x3、… 高中物理 必修 ① 瞬时速度小复习： 高中物理 必修 ① 3.若使用交流电的频率并不是50HZ而是60HZ，使用人却不知道，会造成什么样的结果？ (五)思考与讨论： 1.使用打点计时器之前没有检查振针，振针距复写纸距离过高或者过低，会造成什么样的结果？ 过高会使纸带上没有点， 过低会使点变成短线或直线。 电压不稳不影响频率，只对点的清晰度影响。电压低点迹浅，电压高则深或者点变成短线。 t=1/f,测量值比真实值偏大 2.使用打点计时器时，电压过低或电压过高，会造成什么样的结果？ 高中物理 必修 ① 4.计时点和计数点： ① 计时点是打点计时器打下的点 ② 计数点：研究时选作分析的点 ↑0 ↑2 ↑1 通常每五个点选取一个计数点，因此两个计数点的时间间隔就是T = 5×0.02s = 0.1s. 高中物理 必修 ① 0 1 2 3 4 5.测量计数点间的距离，应用刻度尺的零刻线与计时起点对齐，一次读出各计数点的刻度，然后逐一计算得出各点间距离的数值。 高中物理 必修 ① (六)数据处理： 0 1 2 3 4 5 6 △t/S v（m/s) 表2 对应各点的瞬时速度 区间 0-2 1-3 2-5 3-4 2-6 4-6 △t/S △x/m （m/s) 表1 各段的平均速度 高中物理 必修 ① (七)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。 高中物理 必修 ① 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50Hz，用打点计时器记录