1.3.2 测量纸带的平均速度和瞬时速度 导学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

1.3.2 测量纸带的平均速度和瞬时速度　 【学习目标】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. 【学习重点】 测量平均速度与瞬时速度，理解速度-时间图像。 任务一：阅读课本第16页位移和时间的测量部分，完成下列填空 1． 了解实验仪器：了解打点计时器的构造和实验原理，以及打点计时器是如何记录物体的运动情况的。 电磁打点计时器： (1)工作条件：该打点计时器使用的是交流电源，电压为____V。 (2)工作原理：接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动。这时如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点，当电源的频率是50 Hz时，1s内打50个点，每隔0.02 s打下1个点。 电火花计时器： (3)工作条件：该打点计时器使用的是交流电源，电压为____V。 (4)工作原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是就在运动的纸带上打出一行点迹。当电源的频率是50 Hz时，Is内打50个点，每隔0.02 s打下1个点。 2．电磁打点计时器和电火花计时器相比哪个更好些？哪个误差更小？ 电磁打点计时器 电火花计时器 电源 4～6V交流电源(学生电源) 220V交流电源(家庭电路) 打点频率 打点时间间隔0.02s，频率50Hz 打点时间间隔0.02s，频率50Hz 原理 电磁作用下振针振动，在复写纸上打点 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电打点 阻力来源 振针和纸带间有摩擦，限位孔和纸带间有摩擦，系统误差较大 阻力极小，系统误差较小 电火花计时器比电磁打点计时器更精确 3． 打点计时器的使用 任务二：阅读课本第20、21页实验部分，完成下列填空 1．根据纸带计算平均速度 用刻度尺测出n个点之间的间距Δx，测出n个点之间的时间Δt，则平均速度v＝ . 2．根据打点计时器计算瞬时速度 取包含某一位置在内的一小段位移Δx，根据v＝算出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．一般地，取以这个点为 的一段位移来计算．如图1所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即vE＝. 实验操作及注意事项 1．实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)、8 V交变电源(电火花计时器使用220 V交变电源)、复写纸(或墨粉纸盘)、导线若干、刻度尺、纸带、坐标纸． 2．实验步骤 (1)使用打点计时器获得3～5条纸带． (2)选择一条点迹清晰便于分析的纸带，测出纸带从打第1个点到打第n个点的运动时间Δt. (3)用刻度尺测量第1个点到第n个点间的位移Δx. 3．数据处理 (1)测量纸带的平均速度 若电源频率为50 Hz，则从打第1个点到打第n个点，纸带的运动时间为Δt＝0.02(n－1) s，纸带的位移为Δx，纸带的平均速度v＝.把测量和计算的结果填入表中． 记录项 实验次数 点数n 点划分出的间隔数n－1 运动时间Δt/s 位移 Δx/m 平均速度v/(m·s－1) 1 2 (2)用打点计时器测量瞬时速度 ①选取一条点迹清晰便于分析的纸带． ②从能够看清的某个点开始，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． 用刻度尺依次测出OA、OB、OC、OD、…的距离是s1、s2、s3、s4、…，再利用x1＝s1、x2＝s2－s1、x3＝s3－s2、x4＝s4－s3、…确定出OA、AB、BC、CD、…之间的位移x1、x2、x3、x4、…. ③运动物体在A、B、C、D、…各点的瞬时速度分别为vA＝、vB＝、vC＝、vD＝、…. 4．注意事项 (1)如果电源频率为50 Hz，在纸带上数出了n个点，那么它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02 s. (2)先接通电源再拉动纸带，手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集． (3)计算计数点的瞬时速度时，Δx、Δt应取此计数点前、后两个点之间的位移和时间，即vn＝. 问题探究：在某次实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C…七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度对应的位置如图所示．(打点计时器所用电源频率为50 Hz) 可求出A点到D点的距离是________ cm. (2)由实验数据可得A点到D点的平均速度是________ m/s；B点的瞬时速度是________ m/s.(结果均保留两位有效数字) ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$