第1章 3 第2课时 测量纸带的平均速度和瞬时速度 速度—时间图像-【金版教程】2025-2026学年高中物理必修第一册作业与测评课件PPT（人教版）

第一章　运动的描述 3.位置变化快慢的描述——速度 第2课时　测量纸带的平均速度和瞬时 速度　速度—时间图像 目录 1 关键能力提升练 必备知识对点练 2 必备知识对点练 必备知识一　测量纸带的平均速度和瞬时速度 1．如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，其中a、b间的平均速度最大的是(　　) 解析：由于打点计时器打点的时间间隔不变，打点越少所用时间越短，则运动相同位移ab时纸带A所用时间最短，所以纸带A中a、b间的平均速度最大，故选A。　 必备知识对点练 1 2 3 4 5 4 必备知识对点练 1 2 3 4 5 5 必备知识对点练 1 2 3 4 5 6 3．在“用电磁打点计时器测速度”实验中，已知交流电源的频率为50 Hz。 (1)某同学拖动纸带运动，打点计时器在纸带上 打出一系列点，处理时每隔1个点取一个计数点， 标上字母A、B、C、D、E、F(中间的点未画出)。 如图所示，某同学用毫米刻度尺进行测量，请读出B在刻度尺上的位置，填到下表中： (2)由读出数据可计算出打下AF段纸带时小车的平均速度为________ m/s(保留三位有效数字)。 (3)打点计时器打下C点时纸带的速度vC＝_______ m/s(保留三位有效数字)。 计数点 B C D E F 位置(cm) ________ 2.75 4.44 6.22 8.12 1.32 0.406 0.390 必备知识对点练 1 2 3 4 5 7 必备知识对点练 1 2 3 4 5 8 必备知识对点练 1 2 3 4 5 9 必备知识二　速度—时间图像 4．(多选)某新型电动汽车试车时的v­t图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．0～4 s内，新型电动汽车的速度增大 B．在6 s到10 s内，新型电动汽车处于静止状态 C．在4 s末，新型电动汽车向相反方向运动 D．在12 s末，新型电动汽车的速度为2 m/s 必备知识对点练 1 2 3 4 5 10 解析：v­t图像的纵坐标值表示速度，0～4 s内，图像的纵坐标值随时间增大，则新型电动汽车的速度增大，A正确；在6 s到10 s内，v­t图像的纵坐标值不是0，则新型电动汽车处于运动状态，B错误；在4 s末前后，v­t图像的纵坐标值均为正值，表示速度方向相同，运动方向不变，C错误；由v­t图像的纵坐标值可知，在12 s末，新型电动汽车的速度为2 m/s，D正确。 必备知识对点练 1 2 3 4 5 11 5．(多选)如图所示是物体做直线运动的v­t图像。由图可知，该物体(　　) A．第1 s内和第3 s内的运动方向相反 B．第3 s内和第4 s内的运动方向相反 C．第3 s内的速度逐渐减小 D．第4 s内的速度逐渐减小 解析：v­t图像纵坐标的正负表示速度方向，物体在第1 s内和第3 s内的速度都为正值，因此这两秒内物体的运动方向相同，A错误；物体在第3 s内的速度为正值，在第4 s内的速度为负值，因此这两秒内物体的运动方向相反，B正确；v­t图像纵坐标的绝对值表示速度大小，可知第3 s内的速度逐渐减小，第4 s内的速度逐渐增大，C正确，D错误。 必备知识对点练 1 2 3 4 5 12 关键能力提升练 1．如图所示为四个物体在一条直线上运动的v­t图像，那么由图像可以看出，物体做匀速直线运动的是(　　) 解析：匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。图A中物体做初速度为零的加速运动；图B中物体的速度随时间减小，所以物体做减速运动；图C中物体速度大小不变，但方向改变，故物体做变速运动；图D中物体速度大小、方向均不变，故物体做匀速直线运动。故选D。 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 2．(多选)甲、乙两物体在同一条直线上运动，它们的速度—时间图像分别如图中a、b所示，在t1时刻(　　) A．它们的运动方向相同 B．甲一定在乙的后面 C．甲的速度比乙的速度大 D．乙的速度比甲的速度大 解析：v­t图像上，若速度为正值，则表示速度方向与规定的正方向相同；若速度为负值，则表示速度方向与规定的正方向相反。在t1时刻，由图像可看出甲、乙的速度均为正值，则甲、乙的运动方向相同，A正确；由于在零时刻甲和乙的相对位置未知，所以无法判断t1时刻两者的位置关系，故B错误；由图可知，在t1时刻乙的速度大于甲的速度，C错误，D正确。 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 3．如图所示，是某同学练习使用电火花计时器得到的纸带，所用电源频率为50 Hz。 (1)电火花计时器采用的是________ V的__________电源。 (2)图中直尺的单位为cm。从打下O点到打下H点，共9点，共历时________ s，位移为________ cm。 (3)打下OH段纸带时的平均速度是__________ m/s，打下G点时的速度是__________ m/s。(结果保留两位有效数字) 220 交流 0.16 11.40 0.71 1.3 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 4．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s。(本题计算结果均保留三位有效数字) (1)在实验中，使用打点计时器时应先__________再____________。(填“释放纸带”或“接通电源”) (2)每两个相邻计数点间还有________个点没有标出(电源频率为50 Hz)。 接通电源 释放纸带 4 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 (3)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表： (4)如果打A点时开始计时，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。 vB vC vD vE vF 数值(m/s) 0.628 0.705 0.375 0.459 0.545 如图所示 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 1 2 3 4 创新考法 关键能力提升练 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R 2．(多选)如图所示，是打点计时器在某次实验中打出的纸带，各点与A点间的距离如图所示，相邻两点间的时间间隔为Δt。以下说法中正确的是(　　) A．纸带打下B、G两点间的平均速度是eq \o(v,\s\up6(－))BG＝eq \f(x6－x1,6Δt) B．纸带打下B、E两点间的平均速度是eq \o(v,\s\up6(－))BE＝eq \f(x4－x1,3Δt) C．纸带打下B、D两点间的平均速度是eq \o(v,\s\up6(－))BD＝eq \f(x3－x1,2Δt) D．用B、E两点间的平均速度代表纸带打下C点的瞬时速度，比用B、D两点间的平均速度代表纸带打下C点的瞬时速度更精确 解析：纸带打下B、G两点间的位移是xBG＝x6－x1， 所用时间是tBG＝5Δt，所以纸带打下B、G两点间的平均 速度是eq \o(v,\s\up6(－))BG＝eq \f(xBG,tBG)＝eq \f(x6－x1,5Δt)，A错误；同理可知，纸带打下 B、E两点间的平均速度是eq \o(v,\s\up6(－))BE＝eq \f(x4－x1,3Δt)，纸带打下B、D两点间的平均速度是eq \o(v,\s\up6(－))BD＝eq \f(x3－x1,2Δt)，B、C正确；纸带上某一点的瞬时速度，可以粗略地由包含这一点在内的两点间平均速度表示，如果把包含该点在内的间隔取得小一些，那么经过首尾两点所用的时间就会更短，用这两点间的位移与时间的比值计算得到的平均速度会更接近该点的瞬时速度，故用B、D两点间的平均速度代表纸带打下C点的瞬时速度，比用B、E两点间的平均速度代表纸带打下C点的瞬时速度更精确，D错误。 解析：(1)由图可读出B在刻度尺上的位置为1.32 cm。 (2)交流电源的频率为f＝50 Hz，则打点计时器的打点周期为T＝eq \f(1,f)＝0.02 s，纸带上每隔1个点取一个计数点，所以相邻计数点之间的时间间隔t＝2T＝0.04 s，打下AF段纸带时小车的平均速度为eq \o(v,\s\up6(－))＝eq \f(xAF,5t)＝eq \f(8.12×10－2 m,5×0.04 s)＝0.406 m/s。 (3)打点计时器打下C点时纸带的速度近似等于BD两点间的平均速度，即vC＝eq \f(xBD,2t)＝eq \f(（4.44－1.32）×10－2 m,2×0.04 s)＝0.390 m/s。 [名师点拨]　处理实验数据时的注意事项 (1)平均速度可由v＝eq \f(Δx,Δt)求出。求瞬时速度时，应当取包含该点的尽可能短的时间间隔，由平均速度代替瞬时速度，同时要注意两点间距离过小带来的测量误差。 (2)注意相邻两计数点之间的时间间隔，明确周期与频率的关系T＝eq \f(1,f)。 (3)注意纸带中涉及的字母、数据，以及数据的含义、单位，单位不统一的，要换算成统一单位。 (4)注意题干要求，明确有效数字的保留规则。从左侧第一个不为零的数字起到最末一位数字止，共有几个数字，就是几位有效数字。 解析：(1)电火花计时器采用的是220 V的交流电源。 (2)由电源的频率是50 Hz，可知电火花计时器的打点周期是T＝0.02 s，则从打下O点到打下H点共历时t＝8T＝0.16 s，由题图可知，位移为xOH＝11.40 cm。 (3)打下OH段纸带时的平均速度是v＝eq \f(xOH,t)＝0.71 m/s，G点的瞬时速度可用包含G点在内的FH段的平均速度表示，xFH＝11.40 cm－6.15 cm＝5.25 cm，则打下G点时的速度是vG＝eq \f(xFH,2T)＝1.3 m/s。 解析：(1)在实验中，使用打点计时器时应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放纸带。 (2)电源频率为50 Hz，每两个相邻计时点间的时间间隔ΔT＝0.02 s，则每两个相邻计数点之间还有n＝eq \f(Δt,ΔT)－1＝eq \f(0.10 s,0.02 s)－1＝4个点未标出。 (3)vB＝eq \f(xAC,2Δt)＝eq \f(（3.33＋4.16）×10－2 m,2×0.10 s)＝0.375 m/s，vC＝eq \f(xBD,2Δt)＝eq \f(（4.16＋5.02）×10－2 m,2×0.10 s)＝0.459 m/s，vD＝eq \f(xCE,2Δt)＝eq \f(（5.02＋5.88）×10－2 m,2×0.10 s)＝0.545 m/s。 (4)描点作图，图线如下： (多选)某高速公路自动测速仪装置如图1所示，雷达向汽车驶来方向发射不连续的电磁波(速率为c)，每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形；在收到反射回来的电磁波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波。根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达距离，根据如图2所示两次发射和接收电磁波的图像，可求出该汽车的车速，根据给出的t1、t2、t、c可求出汽车车速表达式，则下面关于测速原理及结果表达正确的是(　　) A．第一次反射电磁波时汽车离雷达的距离为ct1 B．第二次反射电磁波时汽车离雷达的距离为eq \f(1,2)ct2 C．汽车速度可表示为eq \f(c（t1－t2）,2t) D．汽车速度可表示为eq \f(c（t1－t2）,2t－t1＋t2) 解析：汽车第一次反射电磁波时，汽车距离雷达的距离为x1＝eq \f(1,2)ct1，第二次反射电磁波时，汽车距离雷达的距离为x2＝eq \f(1,2)ct2，故A错误，B正确；汽车两次反射电磁波的时间间隔内的位移为Δx＝x1－x2＝eq \f(1,2)c(t1－t2)，两次反射电磁波的时间间隔为Δt＝t－eq \f(1,2)(t1－t2)，则汽车的速度为v＝eq \f(Δx,Δt)＝eq \f(c（t1－t2）,2t－t1＋t2)，故C错误，D正确。 $