2.4 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 课件-2024-2025学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

§2.4 科学测量：做直线运动物体的瞬时速度 思考 如何测量小车在某时刻的速度？ 小车做匀变速直线运动吗？ 实验目的 测量小车的瞬时速度 判断沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动 学会使用打点计时器 实验仪器 小车（研究对象）、长木板、 **打点计时器、纸带、刻度尺、***交流电源 实验原理 打点计时器原理（上一节课） 通过纸带分析物体运动情况（回顾） （1）点迹记录了物体运动的时间、物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 （2）点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 ①定性：点分布较疏，物体运动较快；点分布较密，物体运动较慢 ②定量：可以求出某段时间或某段位移内的平均速度 实验原理 计时点与计数点 ①舍弃密集点，取计时的起点，记为点0 ②为方便处理数据，每隔5个计时点记为一个计数点，相邻计数点的时间间隔为0.1s ③相邻计数点间距为小车在相应的0.1s内走过的距离 减小误差 实验原理 打点计时器原理（上一节课） 通过纸带分析物体运动情况——测量瞬时速度 如何测出点5的瞬时速度？ 用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点，则计算出的瞬时速度就越精确.但过小的间距也会增大测量的误差. 实验原理 打点计时器原理（上一节课） 通过纸带分析物体运动情况——判断匀变速直线运动 方法一：作v-t图像 ①计算纸带上各点的瞬时速度 ②建系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）-描点 ③观察点的分布，用平滑直线连接各点，且让各点均匀分布在直线两侧 判据：所得图像为一条倾斜的直线，则可初步判定小车沿斜面向下做匀变速直线运动 减小偶然误差 剔除粗大误差 实验原理 打点计时器原理（上一节课） 通过纸带分析物体运动情况——判断匀变速直线运动 方法二：利用判别式 实验原理 打点计时器原理（上一节课） 通过纸带分析物体运动情况——测量加速度 方法一：作v-t图像 法1.取任意两组数据点求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。 法2.在v-t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的纵坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。 哪一种方法更好？ （画图时让不在直线上的点尽可能均匀地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点（法2），而不是用实验所得到的数据） 实验原理 打点计时器原理（上一节课） 通过纸带分析物体运动情况——测量加速度 方法二：利用判别式 方法一：作v-t图像，通过计算图像斜率得到加速度 逐差法：多组数据处理分成两大段 奇数组数据去头/去尾/去中后分成两大段 方法三：等效替代法（课后习题6） 实验步骤 注意事项 装置组装 打点计时器的使用与纸带的获取 先接通电源，后释放小车（防止空打） 纸带通过后立即关闭电源 防止小车碰撞底端 纸带的数据处理 纸带与木板表面平行 尽量让小车靠近打点计时器（获得尽可能多的点迹） 实验误差 纸带点迹误差 测量误差 现象 原因 调节方法 打点不清晰 振针过高 把振针适当调低 电压过低，振幅太小 调高电压 复写纸用太久 换新的复写纸 打的不是点，是短线 振针过低 把振针适当调高 所加电压太高，振幅过大 适当调低电压 打双点 振针松动 把振针固定好 练习 1.(多选)关于计数点的下列说法中正确的是( ) A.用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差； B.相邻计数点间的时间间隔是相等的； C.相邻计数点间的距离是相等的； D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。 ABD 练习 2.接通电源与让纸带(随物体)开始运动，这两个操作 的时间关系应当是( ) A.先接通电源，后释放纸带； B.先释放纸带，后接通电源； C.释放纸带的同时接通电源； D.先接通电源或先释放纸带都可以。 A 3.(多选)在实验“探究小车速度随时间变化的规律”中，我们采用的正确方法是（ ） A.舍掉开头过于紧密的点，找一个适当的点当作计时起点。 B.为了实验精确，选取纸带上第一个点作计时起点。 C.每相邻计数点的时间间隔只能取0.1s。 D.每相邻计数点的时间间隔可视打点密度而定，取0.02s 、0.04s 、…n×0.02s均可。 练习 AD 教学反思 本节课是高中阶段学生第一次接触到的实验操作，学生对实验环节的兴趣浓厚，但在实验操作过程中还存在不规范的现象，在今后教学中会加强实验前的指导和讲解，确保学生能够正确、安全地进行实验操作。 听物理，如雾里，雾里探物理，终能悟理！ $