第1章 04 平均速度和瞬时速度的测量（突破疑难）（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（人教版）

该高中物理课件聚焦“平均速度和瞬时速度的测量”，从运动的描述基础出发，通过对比电磁打点计时器与电火花计时器的原理、电源及误差，搭建从理论到实验操作的学习支架，帮助学生衔接前后知识。 其亮点在于整合打点计时器、光电门、频闪照相、超声波传感器等多种测量方法，结合实验误差分析（科学思维）和易错警示（科学探究），强化运动观念（物理观念）。采用实验创新与方法总结结合的教学方式，学生能提升科学探究能力，教师可利用丰富实例优化教学效果。

第一章 运动的描述 第1讲　描述运动的基本概念 实验创新 04　平均速度和瞬时速度的测量 第1讲　描述运动的基本概念 电磁打点计时器与电火花计时器 电磁打点计时器 电火花计时器 工作 原理 电磁打点计时器利用电磁铁,让振针有规律地振动,通过复写纸在纸带上打下点迹 电火花计时器通过有规律的电 火花放电在纸带上留下印迹 工作 电源 电磁打点计时器的工作电压较低,用约8 V的交流电源 电火花计时器的工作电压较高, 用220 V的交流电源 误差 使用电磁打点计时器,振针打点时,复写纸挤压纸带,纸带运动所受阻力较大,误差较大 使用电火花计时器,纸带运动时 所受阻力较小,误差较小 第1讲　描述运动的基本概念 易错警示    安装时确保纸带位置正确:使用电磁打点计时器时,让纸带穿过限位孔,并让复写纸压住纸 带;使用电火花计时器时,墨粉纸盘夹在两条纸带之间时,打出的点迹更清晰。 名师点津    打点计时器使用交流电源,若交流电源的频率为f=50 Hz,则打点周期T= =0.02 s。 第1讲　描述运动的基本概念 1.利用打点计时器测量平均速度和瞬时速度的原理分析 如图所示是打点计时器(交流电源的频率为50 Hz)打出的一条纸带示意图,若想计算实验时运动的纸带 在某两点间的平均速度v,只需测出这两点间的位移Δx和所用时间Δt,就可以算出平均速度v= 。   用 求出的平均速度可以粗略代表Δx范围内某点的瞬时速度,并且Δx越小、Δt越短,平均速度越接近 第1讲　描述运动的基本概念 该点的瞬时速度。图中E点的瞬时速度,可由包含E点在内的DG段的平均速度粗略地代表。如果把包 含E点在内的间隔Δx取得小一些,如图中的DF段,那么用算出的平均速度代表纸带在E点的瞬时速度会 更精确一些。 2.利用光电门测量平均速度和瞬时速度 如图甲所示,由数字计时器和光电门组成计时装置。 当滑块在导轨上运动时,光电门利用光敏电阻的特性记录了遮光条通过光电门的时间,而遮光条的宽度 d已知,并且非常小,其通过光电门的时间Δt非常短,在这段时间内滑块的运动可以近似看成匀速直线运 动,所以遮光条通过光电门时的瞬时速度等于遮光条通过光电门时的平均速度,即v= 。 第1讲　描述运动的基本概念        3.利用频闪照相法测平均速度和瞬时速度 频闪照相是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时 间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。 如图乙所示为利用频闪照相得到的频闪照片,若闪光频率为20 Hz,则物体相邻闪光位置的运动时间为T =0.05 s。测量物体在某段时间内的位移,然后可以类似处理纸带来求解某段位移的平均速度和某个闪 光位置的瞬时速度。 第1讲　描述运动的基本概念 4.利用位移传感器(借助超声波)测速 如图所示,信号源两次发射超声波信号,从发出超声波时开始计时,收到反射波时计时完成,物体与超声 波相遇的时刻为往返时间的中点,相遇时物体与信号源的距离等于信号传播速度与传播时间一半的乘 积。信号两次与物体相遇位置之间的距离等于物体运动的位移大小,时间之差等于物体的运动时间,则 物体的速度v= 。   第1讲　描述运动的基本概念 勘破疑难 (1)测某段平均速度:直接用“该段位移/对应时间”。测某点瞬时速度:用包含该点在内的一小段位移 内的平均速度近似代替。 (2)分清计时点和计数点:计时点是打点计时器直接打出的点,相邻点间的时间间隔T= (f为打点频率); 计数点是为了测量、计算方便人为选取的点,二者本质不同。 名师点津  本质是遮光条通过光电门的平均速度,遮光条的宽度d越小,测得的平均速度越接近遮光条通过光电 门的瞬时速度,误差越小。 第1讲　描述运动的基本概念 易错警示 在频闪照片上测量物体在某段时间内的位移,这个位移不是运动物体的实际位移,可以通过比较物体与 周围已知尺寸的物体来按比例放大得到。 图形剖析 超声波测速的x-t图像如图所示:   第1讲　描述运动的基本概念 $