1.4 测量直线运动物体的瞬时速度 课件 -2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“测量直线运动物体的瞬时速度”，通过“想一想”环节从实验室小车运动实际问题切入，引导学生思考减小误差的方法，衔接平均速度知识，搭建从平均到瞬时速度的学习支架，涵盖打点计时器和数字计时器的原理与应用。 其亮点在于以科学探究为主线，通过打点计时器实验（安装、选点、计算v-t图像）培养科学思维，误差分析表格化提升数据处理能力，结合数字计时器拓展测量方法。学生能深化运动观念和实验技能，教师可依托完整流程（导入-探究-检测）高效教学。

第4节 测量直线运动物体的瞬时速度 第一章 运动的描述 1 实验室中小车的运动是物理学中最简单的物体运动。我们如何测量小车各时刻的瞬时速度呢?可直接用直尺和秒表测量位移和时间，但误差较大，用什么方法可减小测量误差呢？ 想一想 新知导入 2 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。 学习目标 3 知识点一：打点计时器 打点方式： 工作电压： 打点频率： 阻力来源： 1.电磁打点计时器 振针振动，利用复写纸在纸带上留下点迹 4 V~6 V交流电 与交流电的频率相同，若为50 Hz，则每隔0.02 s打一个点 振针和纸带之间的摩擦，以及限位孔和纸带间的摩擦，阻力较大 如果电磁打点计时器打的点不清晰，可能是什么原因？ 振针打点力度不够 ——电源电压偏低、永磁体磁性不足、振针位置过高、复写纸陈旧 新知探究 4 打点方式： 工作电压： 打点频率： 阻力来源： 2.电火花打点计时器 利用火花放电，在纸带上“打”出点迹 220 V交流电 与交流电的频率相同，若为50 Hz，则每隔0.02 s打一个点 来自纸带本身的运动，阻力较小，实验误差较小 墨粉被熔化 如果电火花计时器打的点不清晰，可能是什么原因？ 墨粉较少 新知探究 O A B C D E　　 F　　 G 打点计时器打出的纸带 时间间隔0.02 s 时间间隔0.02 s 任意相邻两点对应间隔的时间均为0.02 s 时间： 位移： 相邻两点之间的距离可用刻度尺测量 新知探究 知识点二：用打点计时器测量瞬时速度的方法 测量出D、F两点间的位移Δs和时间Δt，算出这两点间的平均速度。 v= 近似表示纸带经过点E时的瞬时速度 ∆t ∆s 新知探究 在测量纸带速度时，DF段的平均速度更接近打E点的瞬时速度，还是DG段的平均速度更接近打E点的瞬时速度？ D、F两点离点E较近，算出的平均速度更接近点E的瞬时速度，然而Δt过小时测量Δs的误差会增大，应该根据实际情况选取两点。 新知探究 (1)纸带上打出的原始点为计时点。 (2)由于纸带被打出的原始点过于密集，测出的间距误差较大，为便于测量和计算，我们另选间距较大且时间间隔相等的计时点来研究，这样的点叫做计数点。 计时点 0 1 2 3 s1 s2 s3 (3)用刻度尺量出相邻两计数点间的长度，分别记为 s1，s2 ，s3…… 新知探究 如何求纸带上某点的瞬时速度？ 在间隔时间很短的情况下，平均速度可近似视为瞬时速度。由此，根据纸带上打出的点，可计算打点计时器打下某点时小车的瞬时速度。考虑到实际测量的误差，所选择的点也不宜太近。 打下点1时小车的瞬时速度可近似认为等于点0至点2间的平均速度，即 。同理，可近似求出打下点2，3，…时小车的瞬时速度。 新知探究 练习使用打点计时器 1.固定打点计时器； 2.安装纸带； 3.先启动电源, 后用手水平地拉动纸带，随后立即关闭电源； 4.取下纸带； 试拉纸带无明显阻滞现象 0 5 10 15 5.取下纸带，利用刻度尺从参考点测量位移数值，设计表格记录数据。 区间 0~5 0~10 0~15 0~n x/m t/s 新知探究 新知探究 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顶端，将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。 新知探究 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。 新知探究 3.计算包含某个计数点在内的一段位移Δs，同时记录对应的时间Δt，利用v=计算该计数点的瞬时速度。 计数点 0 1 2 3 4 5 t/s s/m v/(m·s-1) 新知探究 （1）固定打点计时器时，应注意使两限位孔和小车运动轨迹在同一直线上。滑轮不能过高,细绳应与木板平行。 （2）开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。 （3）实验中“接通电源”和“释放小车” 两步应先接通电源,打点稳定后释放小车；打点结束后立即关闭电源，再将纸带取下。 （4）实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时用手按住它。 注意事项 新知探究 v/(m·s-1) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 t/s 4.建立平面直角坐标系：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。 5.描点：用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。(所描的点一般用“·”标明) 6.连线：用直线尽可能的把绝大部分点连接起来，如果有些点难以落在直线上，应使它们大致均匀地分布在直线两侧，个别严重偏离的点舍去。 新知探究 v/(m·s-1) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 （1）图像具有什么特点？ 一条倾斜的直线 （2）小车的运动特点？ 速度随时间均匀变化，小车做匀加速直线运动 （3）如何根据图像求小车的加速度？ t/s 通过作函数图像判断物理量之间的规律联系叫做拟合，符合一次函数的叫线性拟合。 新知探究 误差分析 误差 产生原因 减小方法 偶然误差 ①纸带上计数点间隔距离得测量 ②v-t图线作出的并非一条直线 ①多次测量求平均值 ②大多数点在线上，不在线上的点尽可能分布在线的两侧 系统误差 ①小车、纸带运动过程中有摩擦 ②电源的不稳定性 ①使用电火花打点计时器 ②使用稳压电源 新知探究 知识点三：数字计时器 1.计时装置的组成： 由数字计时器和光电门组成。 光电门的外形像门， 其一边安装发光装置， 另一边安装光线接收装置，并都与数字计时器连接。 新知探究 当宽度一定的物体通过光电门时，光线被遮挡，数字计时器开始计时；当物体离开光电门时，数字计时器停止计时。这样就可以记录物体遮挡一个光电门光线的短暂时间。 极限思想 当→0时， 平均速度 ≈ 瞬时速度 新知探究 瞬时速度的测量 物体通过两光电门间的平均速度 v= = 物体通过光电门时遮光时间比较短，可以用平均速度近似代表通过光电门时的瞬时速度。 物体的宽度 遮光时间 两光电门间距离 物体在两光电门间运动时间 新知探究 打点计时器 电火花打点计时器：220V的交流电源 电磁打点计时器：4~6V的交流电源 测量直线运动物体的瞬时速度 数字计时器 极限思维：当→0 平均速度≈瞬时速度 打点计时器测瞬时速度 测量出D、F两点间的位移Δs和时间Δt，算出平均速度， 近似表示纸带经过点E时的瞬时速度。 v= 实验：打点计时器的使用及瞬时速度的测量 课堂小结 1.(多选)对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是(　　) A.电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电 B.两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 C.电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸 D.电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉 AB 当堂检测 2.(多选)在“使用打点计时器测速度”的实验中，除电源、纸带外，还需选用的仪器是( ) A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.打点计时器 BD 当堂检测 BD 3.(多选)在利用光电计时器测瞬时速率时，已知固定在滑块上的遮光板的宽度为2.00 cm，遮光板经过光电门的遮光时间为16 ms，下列说法正确的是( ) A.滑块经过光电门位置时的瞬时速率为0.125 m/s B.滑块经过光电门位置时的瞬时速率为1.25 m/s C.为使平均速度大小更接近滑块的瞬时速率，应选更宽的遮光板 D.为使平均速度大小更接近滑块的瞬时速率，应适当减少遮光时间 当堂检测 Lavf58.12.100 $