第一章 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-（配套练习）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）

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 知识点一 解析：（1）打点计时器接交流电源。当频率是50 Hz时，打点计时器的打点时间间隔为T＝＝0.02 s。 （2）可以从纸带上直接得到的物理量是时间间隔和位移，故选A、B。 （3）BD段的平均速度为 ＝＝≈0.21 m/s E点的瞬时速度为 vE＝＝≈0.31 m/s。 知识点二 【例2】　C　由题图可知，当t＝1 s时，该物体速度最大，当t＝2 s时，物体的速度减为0，此时距离出发点最远，运动方向改变，A、B错误，C正确；t＝2 s至t＝3 s时间内，物体沿负方向运动，速度均匀增大，D错误。 【例3】　A　在t＝4 s时，甲、乙的图像相交，说明此时速度大小相等且均为正值，则两物体速度方向相同，选项A正确，B错误；在0～2 s内，甲物体的速度减小，乙物体的速度增大，选项C错误；在2～4 s内，乙物体速度大小不变，做匀速直线运动，选项D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　测量纸带的平均速度和瞬时速度　速度—时间图像 1.学会安装和使用打点计时器。2.学会设计表格及记录数据。 3.掌握测量瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度。 4.理解速度—时间图像，会通过图像描述物体的运动。 知识点一　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 1.测量平均速度 （1）实验步骤 ①把打点计时器固定在桌子上。 ②把打点计时器的两个接线柱接到　　　　电源上（电源频率为50 Hz，电磁打点计时器接约8 V低压交流电源，电火花计时器接220 V交流电源）。 ③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。 ④从纸带上点迹清晰的某一点为起始点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。 ⑤用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离x。记录在表1中。 ⑥计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt。 表1　手拉纸带的位移和平均速度 位置 0 1 2 3 4 … x/m Δx/m Δt/s v/（m·s－1） （2）数据处理 根据Δx和Δt计算纸带在相邻两计数点间的平均速度v＝　　　　。 2.测量瞬时速度 （1）思路：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。如图所示，时间Δt越短，D、F两点间的　　　　速度越接近E点的　　　　速度，即vE＝　　　　。 　　 （2）实验步骤 每隔0.06 s计算一次速度 ①选取一条点迹清晰便于分析的纸带； ②从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点； ③测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表2中； ④计算相邻两计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt； ⑤根据Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表2中。 表2　手拉纸带各计数点的瞬时速度 位置 0 1 2 3 4 5 … x/m Δx/m Δt/s v/（m·s－1） （3）数据处理：运动物体在1，2，3，4，…各点的瞬时速度分别为v1＝，v2＝，v3＝，v4＝，… （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　　　个，它们的时间间隔为　　　　　　s。 ②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。 ③手拉动纸带时速度应适当快一些，以防点迹太密集。 ④打点计时器不能连续工作太长时间，打点完成后应立即关闭电源。 ⑤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＝。 【例1】　（利用纸带求解平均速度和瞬时速度的大小）（2025·广东汕头市高一期中）（1）打点计时器接　　　　（选填“交流”或“直流”）电源，当频率是50 Hz时，打点计时器每隔　　　　秒打一个点。 （2）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是　　　　（填选项字母）。 A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度 （3）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻两计数点间的时间间隔为0.1 s，则BD段的平均速度及E点的瞬时速度分别为＝　　　　m/s；vE＝　　　　m/s（结果保留2位有效数字）。 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点二　速度—时间图像 　情境：某小组的同学根据求解瞬时速度的方法，计算出纸带上不同时刻对应的瞬时速度值，以纵轴为速度v、横轴为时间t，建立坐标系，将不同时刻的速度在坐标系中描点（如图甲），最后用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点（如图乙）。 问题：（1）对比位移—时间图像，速度—时间图像的含义是什么？ （2）v-t图像是描述物体的直线运动还是曲线运动？ 1.速度—时间图像（v-t图像）：以　　　　　为横轴，　　　　为纵轴，建立直角坐标系，根据测量数据在坐标系中描点，然后用　　　　　把这些点连接起来，即得到物体运动的v-t图像。 2.v-t图像的意义：v-t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它不是物体运动的　　　　。 【易错辨析】 1.速度—时间图像中的图线为曲线，则物体做曲线运动。（　　） 2.速度—时间图像能够描述任意时刻速度的大小和方向。（　　） 3.速度—时间图像某段时间内为平行于t轴的线段，表示该段时间内物体静止。（　　） 1.图像纵坐标正负的意义 （1）瞬时速度为正，说明物体沿选定的正方向运动，如图中的图线1、4、5； （2）瞬时速度为负，说明物体沿与选定的正方向相反的方向运动，如图中的图线2、3； （3）若图线经过t轴，说明物体的运动方向发生变化，如图中的图线6。 2.根据图像判断物体的运动性质 （1）若图线平行于t轴，则表示物体做匀速直线运动，如上图中的图线1、2； （2）若图线不平行于t轴，则表示物体做变速运动，如上图中的图线3、4、5、6。 3.截距的意义 （1）纵轴上的截距：表示初始时刻物体的瞬时速度； （2）横轴上的截距：表示该时刻物体的速度为零，该时刻前后物体的速度方向相反。 4.图线交点的意义：两条图线相交，表示该时刻两物体的瞬时速度相同。 【例2】　（速度—时间图像的理解）一物体沿某一方向做直线运动，其v-t图像如图所示。关于该物体的运动情况，下列说法正确的是（　　） A.当t＝1 s时，该物体距离出发点最远 B.当t＝2 s时，该物体回到出发点，运动方向改变 C.在0～2 s内，该物体运动方向不变，当t＝2 s时距离出发点最远 D.t＝2 s至t＝3 s时间内，速度均匀减小 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【例3】　（速度—时间图像的应用）在如图所示的v-t图像中，直线表示甲物体从A地向B地运动的v-t图像，折线表示同时开始运动的乙物体由静止从A地向B地运动的v-t图像。下列说法正确的是（　　） A.在t＝4 s时，甲、乙两物体速度大小相等、方向相同 B.在t＝4 s时，甲、乙两物体速度大小相等、方向相反 C.在0～2 s内，甲、乙两物体的速度都增大 D.在2～4 s内，乙物体处于静止状态 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：完成课后作业　第一章　3.　第2课时 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $