第2章 第4节 科学测量_做直线运动物体的瞬时速度(课件)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第一册（鲁科版2019）

第4节　科学测量:做直线运动物体的瞬时速度 在中学物理实验中,常用打点计时器来测量物体运动的时间和位移。电磁打点计时器是一 种使用交流电源的计时仪器,工作电压为4~6 V,能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打 点。当电源频率是50 Hz时,每隔0.02 s打一次点。如果把纸带和运动的物体连在一起,纸带 上各点之间的距离就表示相应时间间隔内物体的位移大小。由这些点的位置,我们可以了 解物体运动的情况。电火花打点计时器与电磁打点计时器工作原理类似,不过使用的是22 0 V交流电源。 知识点 1 运动时间和位移的测量 知识 清单破 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.利用纸带计算瞬时速度 以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。 2.用v-t 图像表示小车的运动情况 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的斜率表 示加速度,如果v-t图像中,图线是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的。 知识点 2 实验原理 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.如图所示,把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固 定在长木板没有滑轮的一端。 2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上适当的钩码,把纸带穿过打点计时器, 并把纸带的一端连在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器的位置,先接通电源,后释放小车,让小车拖着纸带运动,打点 计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源。 4.换上新纸带,重复操作两次。 知识点 3 实验步骤 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 在“测量小车的瞬时速度”的实验中: 1.小车从靠近定滑轮处释放。 (　    ) 2.先启动打点计时器,再释放小车。 (　    ) 3.实验前要平衡小车受到的阻力。 (　    ) 该实验不需要平衡小车受到的阻力。 4.电火花打点计时器接学生电源直流输出端。 (　    ) 电火花打点计时器接220 V交流电源。 5.电火花打点计时器对纸带的阻力比电磁打点计时器更小 (　    ) 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 ✕ √ ✕ ✕ √ 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.瞬时速度的计算 (1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量 的地方找一个点,作为计时起点,记为点0,依次向后每五个点选取一个计数点,分别记为1、 2、3、4…如图所示。 疑难 实验数据的处理 疑难 情境破 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 (2)依次测量出01、02、03、04…的距离x1、x2、x3、x4…。 (3)在间隔时间很短的情况下,平均速度可近似视为瞬时速度,由此计算出1、2、3、4…各 点的瞬时速度分别为:v1= 、v2= 、v3= 、v4= …。 (4)将数据记录在表格中,根据表格中的数据,分析速度随时间变化的规律。 2.“逐差法”求加速度 设物体做匀加速直线运动的加速度为a,在各个连续相等时间间隔T内的位移分别是x1、x 2、…、x6,如图所示。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 由公式Δx=aT2可得x4-x1=(x4-x3)+(x3-x2)+(x2-x1)=3aT2,同理:x5-x2=x6-x3=3aT2。可求出a1= ,a 2= ,a3= ,a1、a2、a3的平均值 = = 。 由上式可看出,所给的实验数据x1、x2、…、x6全部都用到了,减小了实验误差。 3.作出小车运动的v-t 图像 (1)坐标系的建立 ①在坐标纸上画出平面直角坐标系。 ②标出坐标原点。 ③标出两个坐标轴代表的物理量的符号及单位:纵轴为速度v(单位:m·s-1),横轴为时间t(单 位:s)。 ④在两个坐标轴上选择合适的单位长度,在确定坐标系横轴、纵轴的单位长度时,要根据实 验数据的最大值、最小值合理选取,使描绘的v-t图像能充满坐标平面的大部分空间。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 (2)v-t图像的描绘 ①根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点;描点时可以用平行于两坐标 轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“·”标明) ②连线:描绘v-t图线要注意“顺势”平滑地将各点拟合到一条直线或曲线上,如果有些点难 以落在直线或曲线上,应使它们大致均匀分布在直线或曲线的两侧,切忌把各点用折线连接 起来,偏离直线或曲线太大的点,要舍弃掉。如图所示。   (3)观察所得到的直线,分析速度随时间变化的规律。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 典例　如图是某同学在做研究直线运动物体的速度实验中获得的一条纸带。 (1)实验中使用的是电磁打点计时器,它使用的是低压　　　    电源(填“交流”或“直 流”)。当电源的频率是50 Hz【1】时,它每隔　　　    s打一个点。 (2)下列实验操作正确的是　　　    。 A.先接通电源,再释放纸带 B.先释放纸带,再接通电源 (3)A、B、C、D是纸带上的四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出【2】。从图 中读出A、B两点间距s=　　　    ;C点对应的速度是　　　    m/s(计算结果保留三位有效 数字)。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取　【1】电源频率为50 Hz,使用的是交流电,频率和周期互为倒数,可得打点周期。 【2】每两个相邻计数点间有四个点没有画出,即每五个点取一个计数点,相邻计数点间的 时间间隔为打点周期的5倍。 思路点拨    (1)已知打点计时器使用的交流电源的频率,根据周期与频率的关系,求打点周期。 (2)根据打点计时器的使用注意事项【3】,确定接通电源和释放纸带的先后顺序。 (3)利用打点计时器测瞬时速度的方法计算各计数点的瞬时速度。 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)实验使用的是电磁打点计时器,则它使用的是低压交流电源。当电源的频率是50 Hz时,打点周期为T= =0.02 s(由【1】得到),即打点计时器每隔0.02 s打一个点。 (2)为充分利用纸带,实验时要先接通电源,再释放纸带(由【3】得到),故选A。 (3)因每两个相邻计数点间有四个点没有画出,可知相邻计数点间的时间间隔t=5T=0.1 s(由 【2】得到)。从图中读出A、B两点间距s=1.70 cm-1.00 cm=0.70 cm,C点对应的速度是vC=  =  m/s=0.100 m/s。 答案    (1)交流    0.02    (2)A (3)0.70 cm    0.100 第2章 匀变速直线运动 第1讲　描述运动的基本概念 $$