第1章 第4节 测量直线运动物体的瞬时速度-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（粤教版）

第四节　测量直线运动物体的瞬时速度

【素养目标】　1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本结构，理解其基本工作原理，并会安装和正确使用。2.会根据纸带上的点迹计算物体运动的瞬时速度。3.能运用实验数据描绘v ­t图像，并会根据图像说明物体的运动情况。4.知道数字计时器的工作原理。

知识点一　打点计时器　用打点计时器测量瞬时速度的方法

【教材梳理】 (阅读教材P19—P20完成下列填空)

1．打点计时器

2．用打点计时器测量瞬时速度的方法

(1)粗略表示某点瞬时速度的方法

在打出的纸带上，选择合适的计数点，测量包含这个点的一段时间内的位移Δx，同时记录对应的时间Δt，就可算出各点附近的平均速度＝，把它当作打点计时器打下这些点时的瞬时速度。

(2)实验：练习使用打点计时器

①把打点计时器固定在水平桌面上，安装好纸带。

②接通交流(选填“直流”或“交流”)电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一系列点迹，然后关闭电源。

③取下纸带，选择某个清晰的点，往后数出若干个点，如果电源频率为50 Hz，数出n个点，则第n个与第1个点之间的间隔数为(n－1)个，由Δt＝0.02(n－1) s，计算出纸带从第一个点运动到第n个点的时间。

④用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δx。

(3)实验：测量沿斜面运动小车的瞬时速度

①把打点计时器固定在斜面的顶端，将一辆系有纸带的小车放置在斜面上。接通打点计时器的电源，让打点计时器开始打点，然后放手让小车带动纸带运动，在纸带上打出一系列的点，记录下小车的运动信息。

②在纸带上选取点迹清晰的一段，将某个能看清的点标为0，以后每隔0.1 s标一个计数点，相邻计数点间的位移为s1，s2，s3，s4，s5……用刻度尺测量相邻计数点间的位移。

③计算包含某个计数点在内的一段位移Δx，同时记录对应的时间Δt，利用v＝计算该计数点的瞬时速度。

(4)注意事项

①打点前，应使物体停在靠近(选填“靠近”或“远离”)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。

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，电源频率为50 Hz，此时两计数点间的时间间隔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＝(第1个计数点标为0)。

(2024·湛江市期中)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)甲图是________________(选填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”)；

(2)关于上面两种打点计时器，下列说法中正确的是________；

A．甲使用的是直流电源，乙使用的是交流电源

B．乙的工作电压是220 V

C．当电源频率为50 Hz时，它们都是每隔0.02 s打一个点

D．打点计时器工作时，应先让纸带运动，再接通电源

(3)在某次实验中，所用交流电频率为50 Hz，小车拖着纸带通过计时器记录下的运动情况如图丙所示，图中A、B、C、D、E为选定的计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔是________ s，在打B点时小车的速度是________ m/s，小车在BE段的平均速度是________ m/s。(以上结果均保留2位小数)

(4)如果当时电网中交变电流的频率是f＝49 Hz，而做实验的同学以为仍是50 Hz，那么由此引起的系统误差将使B点速度的测量值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)实际值。

答案：(1)电磁打点计时器　(2)BC　(3)0.10　0.17　0.20　(4)大于

解析：(1)由题图可知，甲是电磁打点计时器，乙是电火花计时器。

(2)两种打点计时器都要使用交流电源，故A错误；甲是电磁打点计时器，使用的是低压交流电源，乙是电火花计时器，使用220 V交流电源，故B正确；当电源频率为50 Hz时，它们都是每隔0.02 s打一个点，故C正确；打点计时器工作时，应先接通电源，再让纸带运动，故D错误。故选BC。

(3)每隔0.02 s打一个点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间