1.3　第2课时　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“测量纸带的平均速度和瞬时速度”实验，涵盖打点计时器结构原理、纸带数据处理及v-t图像绘制，通过仪器介绍、操作演示衔接平均速度到瞬时速度概念，为运动规律学习搭建实践支架。 其亮点在于融合科学思维（极限思想推导瞬时速度）、科学探究（实验步骤与数据收集分析）和科学态度（误差分析与操作规范），结合典例解析纸带速度计算及运动性质判断，强化理论实践结合，助力学生提升实验能力与科学素养，为教师提供系统教学方案，提高课堂效率。

第2课时　实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度 【实验目的】 1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的结构和工作原理。 2.会正确安装、熟练使用电磁打点计时器和电火花打点计时器。 3.理解根据纸带上的点迹测量速度的原理,会计算瞬时速度。 4.理解v -t图像的意义,掌握用描点法画图像,会根据画出的图像描述物体速度 的变化特点。 【实验器材】 _______________(配学生电源、复写纸)或电火花计时器(配交流电源)、_____、 坐标纸、导线、_______。 电磁打点计时器 纸带 刻度尺 【实验原理与设计】 1.实验的基本思想—— _______________。 2.实验原理: (1)跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置。 (2)如图,若测E点的瞬时速度,可测出D、F两个计数点间的位移Δx和时间Δt, E点的瞬时速度就近似可用 D、F间的平均速度v=表示。 极限的思想方法 【实验过程】 一、实验步骤 1.把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面。 2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到8 V的低压交流电源上。 3.接通电源,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,在纸带上打下一系列点。 4.关闭电源,取下纸带,把纸带上能看得清的某个点作为起始点O,以后每隔相等时间取一个计数点,分别标上A,B,C,D,…如图所示,依次测出O到A,B, C, D,…的距离,然后计算出O到A、A到B、 B到C……之间的距离x1,x2,x3,… 二、数据收集与分析 1.表格法:每相邻两个计数点之间的时间间隔为T,则A,B,C,D,…各点的瞬时速度分别为:vA=,vB=,vC=,vD=,… 把数据填入表中,根据数据判断纸带是否做匀速运动。 位置 A B C D E F G xn+xn+1/m               v/(m·s-1)               2.图像法: 用横轴表示时间t,纵轴表示速度v,建立直角坐标系。根据测量的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。 【误差分析】 1.实验原理不完善造成系统误差: 利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身会带来系统误差。为减小误差,应取以计数点为中心的较小位移Δx来求瞬时速度。 2.测量、操作不够准确造成偶然误差: 若采用分段测量计数点间的位移x,会使测量误差增大。减小此误差的方法是一次测量完成,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。 【实验探究】 1.使用打点计时器时,先接通电源还是先释放纸带? 提示:使用打点计时器时应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放纸带。 2.纸带上的点迹直接记录了哪些信息? 提示:纸带上的点迹直接记录了运动物体在不同时刻的位置和不同时间内的位移及运动时间。 实验典例 类型一 实验原理和实验操作 【典例1】研究“打点计时器测速度”的实验: (1)打点计时器是记录做直线运动物体的　　　和　　　　的仪器。电火花计时器是其中的一种,其工作电压是　　　　,电火花计时器靠电火花和墨粉打点,当交变电源的频率为50 Hz时,它每隔　　　　s打一次点。  (2)(多选)以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤,其中错误的操作是　　　　。  A.把打点计时器固定在桌子上,把墨粉纸套在纸盘轴上,让纸带穿过限位孔 B.把打点计时器与8 V低压交变电源相连 C.用手水平地拉动纸带,然后启动电源 D.关闭电源,取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0,用公式v=计算纸带运动的平均速度 【解析】(1)打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器,均使用交变电源,电火花计时器的工作电压是220 V,当交变电源频率为50 Hz时,它每隔0.02 s打一次点。 (2)电火花计时器使用220 V交变电源,故B错误;实验时应先启动电源,再拉动纸带,故C错误。 答案:(1)时间　位移　220 V　0.02　(2)B、C 类型二 练习使用打点计时器测速度 【典例2】(2025·枣庄高一检测)(1)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,如图甲所示,这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,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。试求BD、DF两个过程的平均速度vBD=　 　m/s; vDF=　　　　　m/s。(结果均保留2位有效数字)  (2)某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,纸带的记录如图乙所示,图中O点为纸带的第一个点,接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点。   ①推测纸带的运动是　　　　　(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动。  ②在打出A、F这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是　　　m/s。(结果保留3位有效数字)  【解析】(1)BD、DF两个过程的平均速度分别为 vBD== m/s≈0.21 m/s vDF== m/s≈0.31 m/s (2)①图乙中O点为纸带的第一个点,由图中纸带可知,相同时间内通过的位移逐渐增大,则纸带的运动是加速运动。 ②从A点开始每打五个点取一个计数点,则相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s 则在打出A、F这两点的时间间隔中, 纸带运动的平均速度为vAF== m/s=0.365 m/s 答案:(1)0.21　0.31　(2)①加速　②0.365 谢 谢 $