2025-2026学年高一上学期暑假初高中物理衔接3：运动的描述

暑假初高中物理衔接培训3 姓名： 班级： 知识点一：平均速率与瞬时速率的比较 平均速率 瞬时速率（速率） 定义 物体运动的路程与所用时间的比值（比值定义法） 瞬时速度的大小叫做瞬时速率，简称速率 物理意义 对运动的物体，平均速率不可能为零 单位时间内物体移动的距离 公式 （定义式） 或（不作要求） 性质 ①标量性：只有大小，没有方向，是标量。 ②过程量：与路程、过程相对应，是过程量。 ③相对性：与参考系的选取有关。 ①标量性：只有大小，没有方向，是标量。 ②状态量：是瞬时速度的大小，具有瞬时性。 ③相对性：与参考系的选取有关。 应用 车辆行驶、物流运输、跑步比赛、游泳比赛、步行速度、网络传输 雷达测速仪、汽车仪表盘显示的数据 相同点 ①都描述物体运动的快慢； ②都是标量，只有大小，没有方向； ③在匀速直线运动中，平均速度的大小＝瞬时速度的大小＝平均速率＝瞬时速率。 注意 ①这里的平均速率就是初中学习的“速度”，也采用了比值定义法； ②一般来说，平均速度的大小平均速率(单向直线运动时等号成立)，瞬时速率＝瞬时速度的大小； ③，，这里的路程不一定是匀速直线运动的路程； ④平均速率≠速率的平均值，平均速率≠平均速度的大小；（易错点） ⑤日常生活中说到的“速度”，有时是指速率， 要根据上下文判断。 课堂训练： 1．一辆汽车沿平直的公路高速行驶，下列关于该汽车的描述正确的是（　　） A．坐在高速行驶汽车中的乘客认为自己处于静止状态，是以司机为参考系 B．研究汽车车轮的转动时，可以将车轮看成质点 C．汽车表盘上显示的“100km/h”是速率 D．汽车里程表上显示的数字是位移 2．下列说法正确的是（　　） A．既有大小又有方向的物理量是矢量 B．平均速度、加速度、瞬时速度都是矢量 C．位移中的正负号表示位移的大小 D．路程、时间、速率都是标量 3．关于速度的说法，下列各项中正确的是（　　） A．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快 B．速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大 C．速度越大，位移也就越大 D．速度的大小就是速率，速度是矢量，速率是标量 4．以下说法正确的是（　　） A．研究挂钟上的秒针转一圈所用的时间时可以把秒针看作质点 B．位移用于描述直线运动，路程用于描述曲线运动 C．从寝室出发到教室这一过程，位移的大小小于路程 D．平均速度的大小等于平均速率，瞬时速度的大小等于瞬时速率 知识点二：平均速度的两类问题 等分时间 等分位移 模型概述 质点经过任意两段连续相等的时间间隔，第一段的平均速度为v1，第二段的平均速度为v2. 质点经过任意两段连续相等的位移，第一段的平均速度为v1，第二段的平均速度为v2. 模型构建 规律分析 ， ， 全过程 不等分 不等分时间 不等分位移 规律分析 ， ， 推广 若已知物体做变速运动的各个阶段的速度v1，v2，v3，……，vn，以及对应的运动时间t1，t2，t3，……，tn，则 ①总位移： ②总时间： ③平均速度： 若已知物体做变速运动的各个阶段的速度v1，v2，v3，……，vn，以及对应的运动位移x1，x2，x3，……，xn，则 ①总位移： ②总时间： ③平均速度： 课堂训练： 5．一物体以10 m/s的速度从甲地运动到乙地，又以20 m/s的速度从乙地运动到丙地。已知甲、乙两地之间的距离与乙、丙两地之间的距离相等，如图所示，则该物体从甲地到丙地的平均速度大小为（　　） A．12 m/s B．15 m/s C．m/s D．18 m/s 6．一辆汽车以速度v1行驶了全程的，接着以速度v2＝20km/h行驶完余下的路程。如果汽车行驶完全程的平均速度为，则v1的值为（　　） A．25km/h B．34km/h C．35km/h D．38km/h 7．一物体朝着某一方向做直线运动，在时间t内的平均速度是v，紧接着内的平均速度是．则物体在全过程内的平均速度是 ( 　 　) A． B． C． D． 8．在一次爬山比赛中，某人从山脚爬上山顶，然后又沿原路返回到山脚。上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，则此人往返一次的平均速度的大小和平均速率是（　　） A．， B．， C．0， D．0， 知识点三：打点计时器 电火花计时器 电磁打点计时器 结构图示 工作原理 给电火花计时器接220V的电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流，经接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点。 当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场在作用下向上或向下运动，这样振针便在纸带上打下一系列的点。 工作电压 220V交流电源 6～8V交流电源 打点方式 周期性产生电火花，使墨粉在纸带上成点 振针周期性上下振动，通过复写纸在纸带上打点 阻力来源 纸带与限位孔的摩擦 纸带与限位孔的摩擦、振针与纸带打点接触时的摩擦 优点 ①依靠火花放电打点，阻力小，误差小； ②打出来的点：点迹清晰，容易辨别。 工作电压较低，使用安全 缺点 价格较贵，使用电压较高，安全性低 依靠振针振动打点，所受阻力大，误差较大 相同点 ①打点频率：打点计时器在1s内打点的次数，用f表示，f＝50Hz(每隔1s打50个点) ②打点周期：打点计时器重复打点一次所用的时间，用T表示，T＝0.02 s(每隔0.02s打一个点) ③记录信息：可以同时记录位移(间接，需要测量)、时间(直接，不需测量，不需要秒表) 注意 ①打点计时器的周期只与频率有关，而与电压、永久磁铁的磁性、小车的运动快慢均无关； ②周期与频率的关系：或.★★★ 电磁打点计时器使用过程的常见问题 常见问题 原因分析 解决方法 打点不清晰，不打点 ①振针过高，导致振针与纸带距离过大，打点力度不足；②复写纸用的太久，复印效果变差；②接直流电源，无法正常打点。 ①把振针适当调低；②更换新的复写纸；③改接交流电源。 打点成短线，打出的不是点 ①振针过低，振针与纸带接触时间过长；②所加电压过高，使振幅过大。 ①把振针适当调高；②适当调低电压。 打出双点 振针松动，导致振针在振动过程中位置不稳定，可能出现一次振动打出两个点的情况。 调节振片位置，紧固后观察其振幅，使其达到共振状态。 漏点 ①振针松动，振针振动不稳定，有时不能与纸带接触打点；②电源电源不稳定，导致打点的时间间隔不均匀；③纸带不平整。 紧固振针，更换电源，更换或将纸带烫平整。 打点过疏、过密 电源电压过低 提高电压，观察振动情况 打点频率不稳定 电源频率不稳定，电磁打点计时器的打点频率是由电源频率决定的，如果电源频率不稳定，打点频率也会不稳定。 使用稳定的电源，例如稳压电源 课堂训练： 9．关于电磁打点计时器，下列说法正确的是（     ） A．是一种使用直流电源的计时仪器 B．工作电压约为220V，能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点 C．当电源频率是50Hz时，每隔0.2s打一次点 D．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中物体的位移大小 10．下列关于电磁打点计时器和电火花打点计时器的有关说法不正确的是（　　） A．图甲表示电磁打点计时器，图乙表示电火花打点计时器 B．电磁打点计时器使用220V交流电，电火花打点计时 器使用约8V的交流电 C．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 D．电火花打点计时器工作时，纸带运动时受到的阻力 比较小 11．打点计时器是中学物理实验中常用的物理仪器，它可以在有限长度的纸带上打出一系列的点，人们通过对相关点间的距离的测量，便可测量出带动纸带的小车或滑块的平均速度、瞬时速度及加速度。某次使用打点计时器研究某小车的运动时，所用交流电源的频率为50Hz。关于该打点计时器的下列说法正确的是（　　） A．使用打点计时器时，应先释放纸带后接通电源 B．打出相邻计时点的时间间隔为0.1s C．纸带上两相邻计数点间还有四个计时点，则打出两相邻计数点的时间间隔为0.1s D．打点计时器也可使用低压直流电源 12．如图所示，左图是打点计时器在某次实验中打出的纸带，右图是某打点计时器的示意图，则以下说法中正确的是（　　） A．该打点计时器应接在直流电源上 B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方表示纸带的运动速度越大 C．纸带上相邻两点间的时间间隔为0.1s D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为∆t，两点间距离为∆x，则可以用大致表示打下E点时纸带的瞬时速度 知识点四：实验：用打点计时器测量速度 实验目的 1．了解两种打点计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用； 2．掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度； 3．会用图象法表示速度随时间变化的规律。 实验原理 1．平均速度的测量：根据v＝可知，Δx是纸带上任意两点间的距离，可以利用刻度尺测量，Δt是通过这两点间的时间间隔； 2．瞬时速度的测量：纸带上某点的瞬时速度可以粗略地由包含该点在内的相距较近的两点间的平均速度来表示。 实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。 实验步骤 1．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上； 2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与6 V的低压交流电源的接线柱相连接，让纸带穿过两个限位孔，并压在复写纸的下面； 3．接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源； 4．取下纸带，舍去纸带开头比较密集的点，然后选取计数点； 5．用刻度尺测量这些点的距离Δx，根据公式＝计算纸带在这段时间内的平均速度．把测量和计算的结果填入表中。 数据处理 1．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＝0.1 s．在纸带上用O、A、B、C、D、…标出这些“计数点”，如图所示： 依次测出OA、AB、BC、CD、……之间的距离为x1、x2、x3、x4、…… 思考：这种测量方式的误差在哪里？有没有更好的方法？ 答：以上做法是分段测量各段的位移，每次都要找零刻度线，偶然误差较大；可以一次测量完毕，即统一测量出各个计数点到起始点之间的距离。 (3)A、B、C、D、…各点的瞬时速度分别为：vA＝、vB＝、vC＝、vD＝、…… (4)区别两种点： ①计时点和计数点：计时点是打点计时器在纸带上实际打下的点，两相邻计时点间的时间间隔为T＝0.02 s；计数点是人们根据需要选择一定数目的计时点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择计时点的规则而定，时间间隔可表示为△t＝0.02ns。 ②纸带上相邻两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计时点越稀疏。 2．用图像表示速度 (1)建系：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立平面直角坐标系。 (2)描点：根据实验测量得到的数据，在坐标系中描点。 ( 不 能 用折线连点而是用平滑 的 曲线 的 原因： 在实验过程中，用手拉动纸带，手的运动快慢并没有发生突变，因此用平滑的曲线连接各点，更接近实际的运动过程 。 )(3)连线：然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v－t图像。 ①由图像能看出每一时刻对应的瞬时速度。 ②由图像能看出速度方向，速度为正，表示物体的速度方向与规定的正方向相同；速度为负，表示物体速度方向与规定的正方向相反。 ③由图像能看出物体是在做加速运动还是在做减速运动。 误差分析 1．系统误差：利用平均速度代替瞬时速度会带来误差．为减小这种误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度； 2．偶然误差：分段测量计数点间的位移x会带来误差．为减小这种误差，应该一次测量完成，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．偶然误差：作图时描点、连线存在误差．为减小这种误差，应选取合适的坐标单位，利用坐标纸作图。 注意事项 1．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带； 2．手拉动纸带时速度应尽量快一些，以防点迹太密集； 3．使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面； 4．为了减小实验误差，计数点要每隔T＝0.1 s选一个，即每隔四个点取一个计数点，而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v＝； 5．打点计时器不能连续工作太长时间，打点完之后应立即关闭电源； 6．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕； 7．用刻度尺测量点间距，测量结果需要保留小数点后2位。 8．实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材。 课堂训练： 13．(1)长乐一中实验室使用的是电火花计时器，为下图中的 （选填“甲”或“乙”）。 (2)使用打点计时器时，接通打点计时器电源和让纸带开始运动这两个操作应（　　） A．先接通电源，后让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源 14．(1)电火花打点计时器使用的是 （选填“直流”或“交流”）电源，工作电压 伏，当电源频率为50赫兹，它每隔 打一次点。 (2)在使用打点计时器测速度的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的“电磁打点计时器”使用的电压是 V（选填“约为8”或“220”）的 （选填“直流电”或“交流电”），它每隔 s打一个点。 (3)接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是___________。 A．先接通电源，再让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以 (4)在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50Hz时，如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实数值偏 （选填“大”或“小”）。 15．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用O、A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。 (1)电火花计时器使用 V的 电源（填“交流”或“直流”）。 (2)由图可以知道，纸带做的是 （填加速、减速或匀速）直线运动。 (3)小车经过OE段的平均速度是 m/s（结果保留1位小数），小车经过B点时的速度是 m/s（结果保留1位小数）。 16．打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题： (1)图1中 （选填“A”或“B”）是电火花打点计时器，它使用的电源为 （选填“交流”或“直流”）电源。 (2)电磁打点计时器的工作电压 ，电火花打点计时器的工作电压 （前两空选填“为220V”或“约为8V”）。已知电源频率为，则打点计时器每隔 s打一次点。 (3)图2为同一打点计时器打出的两条纸带，记录了甲、乙两辆小车的运动情况。由两纸带可知 （选填“甲”或“乙”）小车运动的速度较大。 ( 新高一物理 · 必修一 第 1 页 ( 共 4 页 ) ) 学科网（北京）股份有限公司 $$