第一章 实验：测量直线运动物体的瞬时速度（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）必修 第一册

实验：测量直线运动物体的瞬时速度 核心 目标 1．了解打点计时器的种类、原理及使用要点，会用打点计时器测位移和时间，了解测量速度的原理和方法． 2．会做“测量做直线运动物体的瞬时速度”实验，会分析、处理纸带，会处理实验数据，知道实验存在误差． 考向1　实验原理、操作 1．求平均速度、瞬时速度原理 (1) 测量平均速度：如图所示，测出D、G间的位移和所用时间，利用＝计算平均速度． (2) 测量瞬时速度：如图所示，当Δt或Δx较小时，纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即可将＝____作为打D、E或F点时的瞬时速度． 2．实验操作注意事项 (1) 实验前，要检查打点的稳定性和清晰程度，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象． (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中，以防点迹太密或太疏． (4) 使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸__下面__；电磁打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点． (5) 打点计时器不能连续工作太长时间，打完点后应立即关闭电源． (6) 对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是从能够看清的某个点O开始，将这个点作为起始点，一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的__下一位__． 　(2024·阳江期末)(1) 在做用打点计时器测速度的实验时，要用到打点计时器，打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50 Hz，常用的电磁打点计时器使用的电源是__8__V的__交流电源__(填“直流电源”或“交流电源”)，它每隔__0.02__s打一个点． (2) 接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是__A__． A．先接通电源，再让纸带运动 B．先让纸带运动，再接通电源 C．让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源都可以 (3) 如图所示是某同学在做测量纸带的平均速度和瞬时速度实验中获得的一条纸带． A、B、C、D是纸带上的四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x＝__0.70__cm，C点对应的速度是__0.100__m/s(结果保留三位有效数字)． 解析：(1) 电磁打点计时器使用的电源是电压约为8 V的交流电源．打点时间间隔为交流电源的频率的倒数，当电源的频率是50 Hz时，打点周期是0.02 s． (2) 使用打点计时器时，应先接通电源，让打点计时器稳定工作，再让纸带运动使打点计时器在上面打出点迹，A正确． (3) 由题图可知A、B两点间距约为0.70 cm，C点瞬时速度等于B、D间的平均速度vC＝＝0.100 m/s． 考向2　数据处理、误差分析 1．数据处理方法 (1) 选择一条点迹清晰的纸带，一般每5个点(即以__0.1__ s为周期)标注一个计数点，如图所示． (2) 测平均速度：用刻度尺测出n个点之间的距离Δx，n个点之间的时间间隔Δt＝__(n－1)×0.02__ s，根据＝ 算出小车在OB、AC、BD、CE、DF段的平均速度，填入表中． (3) 测瞬时速度：取包含某一位置在内的一小段位移Δx，根据v＝ 测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．一般取以这个点为中间时刻的一段位移计算．如上图中vD＝____，T＝0.1 s为两个计数点间的时间间隔． (4) 利用各点瞬时速度作出速度—时间图像，并根据图像说明运动情况． 2．注意事项 (1) 确定时间时注意相邻计数点间的计时点个数．如果在纸带上数出了n个点，那么，它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1) ... ...