1.3 实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度（第2课时）导学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

人教版（2019）物理（必修第一册） 3．位置变化快慢的描述——速度 课时2 实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 【课标要求】掌握测量平均速度与瞬时速度的方法，会用纸带求出平均速度与瞬时速度． 【学习目标】 1. 我能安装和使用打点计时器． 2. 我能测量纸带、制表和记录数据． 【学习重难点】 重点：学会使用打点计时器． 难点：能够根据纸带数据计算平均速度． 课本导练 请同学们回顾打点计时器的用法和基本原理． （1）本实验除了打点计时器外还需要什么实验器材呢？本次实验的实验原理是什么呢？ （2）上图是什么打点计时器？它所接电源有什么样的特征？其打点频率是多少？若计算E点的速度，需要哪些数据？ 点评点拨 一、打点计时器的使用　平均速度的测量 1. 把打点计时器固定在桌子上． 2. 安装纸带． 3. 把打点计时器的两个接线柱接到交变电源上（电源频率为____，电磁打点计时器接_______，电火花打点计时器接____________）． 4. 启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点．随后立即关闭电源． 5. 取纸带上能够看清的某一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用1,2,3…标出这些计数点，则两相邻计数点之间的时间间隔ΔT＝_______ s． 6. 用_______测量出各计数点到________的距离． 7. 计算两相邻计数点间的位移Δx． 8. 利用公式 计算纸带上各相邻计数点间的________． 二、瞬时速度的测量 图像 1. 测瞬时速度的原理 纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移 内的平均速度表示，即根据 可知当 或 较小时，用这个平均速度代表纸带上该位置的瞬时速度． 如图所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即 ． 2. 数据处理 （1）根据 计算出的速度可以代表在 这一段位移内任意一点的瞬时速度，将数据填入表中． 位置 0 1 2 3 4 5 ... x/m Δx/m Δt/s v/(m·s-1) （2）建立平面直角坐标系，如图，根据测量数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到纸带运动的v-t图像． 三、注意事项 1. _________________________________________________________ 2._________________________________________________________ 3. _________________________________________________________ 4. _________________________________________________________ 5. _________________________________________________________ 6. _________________________________________________________ 四、拓展实验 1. 利用光电门测速度 如图所示，当滑块在导轨上运动时，光电计时器记录了遮光条通过光电门的时间，而遮光条的宽度Δd已知，且非常小．由于滑块通过光电门的时间Δt非常短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动，所以可认为遮光条通过光电门时的瞬时速度等于其通过光电门的平均速度，即 ． 2. 借助传感器与计算机测速度 如图是利用位移传感器测量速度的示意图，这个系统由A、B两个小盒子组成．将红外线、超声波发射器A固定在小车上，接收传感器B固定在某一位置并调整其高度与A等高，使小车上发射器A对着接收传感器B，并使A和B处在同一水平线上． 从B接收到红外线脉冲开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，根据两者的时间差和空气中的声速，计算机需要测出______．设小车到达两个位置时的位移差为Δx，时间差为Δt，则小车的速度 v=______． 例1． 用如图甲所示的实验装置“测量小车做直线运动的瞬时速度”，完成下列相关内容： (1)下列实验要求或操作，正确的有_______（填正确答案标号）． A．必须使用交流电源 B．钩码质量必须远小于小车质量 C．必须倾斜长木板以平衡小车所受到的阻力 D．小车应靠近打点计时器释放 E．先接通电源，再释放小车 (2)图乙是某次实验中从一条纸带上截取的一段，在连续打出的点上依次标记a、b、c、d四个点，则c点的读数为______cm．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，则在打下c点时，小车的瞬时速度为______m/s（计算结果保留3位有效数字）． 小结小测 一、课堂小结 二、课堂小测 1. 先接通电源，再使纸带运动． （ ） 2. 接好纸带的小车停在靠近滑轮处． （ ） 3. 实验过程停电，可用 节干电池代替电源． （ ） 4. 实验中获得的一条纸带如图所示，其中两相邻计数点间有四个点未画出．已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时的速度大小为_______m/s．（结果要求保留2位有效数字） 如果当时电网中交变电流的频率是49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_______（选填“大”或“小”）． 【参考答案】 一、打点计时器的使用 平均速度的测量 3. 50 Hz 8 V低压交变电源 220 V交变电源； 5 ．0.1； 6 ．刻 度尺 起始点；8．平均速度 三、注意事项 1. 打点前 ，应使纸带穿过打点计时器的一端在靠近打点计时器 的位置． 2. 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． 3. 打点计时器不能连续工作太长时间 ，打点之后应立即关闭电 源． 4. 对纸带进行测量时 ，不要分段测量各段的位移 ，正确的做法 是统一测量出各个计数点到起始点0之间的距离． 5. 为减小实验误差， 1,2,3,4…不一定是连续的计时点 ，可以每5 个点（中间隔4个点）取一个计数点 ，此时两计数点的时间间隔 为T＝0.1 s． 6. 计算某计数点的瞬时速度时 ， 一般地Δx 、Δt应取该计数点 前、后两个计数点之间的位移和时间， vn = A与B的距离； Δx Δt 例1 (1)ADE；(2)7.40；0.610 二、课堂小测 判断题1、√2、× 3、× 4、0.34 大 学科网（北京）股份有限公司 $$