人教版高一物理必修一1.4实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 课件

2.利用纸带分析物体运动情况 (1)选取一条点迹清晰的纸带为研究对象。 (2)分析纸带上点与点间距的变化情况。 (3)若点与点之间的距离相等,就可判断物体做匀速直线运动,若点与点间距 越来越大,则物体做加速运动,反之做减速运动。
四、数据处理 1.练习使用打点计时器:在纸带上找出连续的6个点,分别标上A、B、C、D、 E、F,用刻度尺量出相邻两个点之间的距离x1、x2、x3、x4、x5,把数据填入表 中。
A和B的 距离x1/m
B和C的 距离x2/m
C和D的 距离x3/m
D和E的 距离x4/m
E和F的 距离x5/m
2.根据纸带求解物体运动的速度 (1)求解平均速度 根据v= Δx ,求出任意两点间的平均速度。两点间的位移Δx可以用刻度尺测量
Δt
出,Δt为两点间的间隔数与单个时间间隔0.02 s的乘积。如图所示,将打好点 的纸带从能够看清的某个点开始,往后数出若干个点,比如共数出n个点,用刻 度尺测出第1个点到第n个点的距离Δx,并算出这n个点的时间间隔,则平均速
第一章 运动的描述
第4节 实验：测量纸带的平均速度和瞬 时速度
一、实验目的 1.练习使用打点计时器; 2.会利用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度。
二、实验原理 1.打点计时器的原理及使用
电火花打点计时器
结构 图示
电磁打点计时器
工作电压 ① 220 V 交流电 打点方式 周期性产生电火花 打点周期 ③ 0.02 s 记录信息 位移、时间
5.为了减小实验误差,计数点要每隔T=0.1 s选一个,即每隔四个点取一个计数
点,而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=
xn
xn1 2T
。
6.打点计时器不能连续工作太长时间,打完点之后应立即关闭电源。
7.对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕
② 4~6 V 交流电 振针周期性上下振动 ④ 0.02 s
2.测量纸带的平均速度和瞬时速度 (1)测量平均速度:如图所示是打点计时器打出的一条纸带示意图,测出D、G
间的位移和所用时间,利用v=⑤
计算平均速度。
(2)测量瞬时速度: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,即根据v= Δx,当Δt或Δx较小时,用这
C.平均速度
D.瞬时速度
(2)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A、B、C、D、E、F、G是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。则BD段的平均速度vBD=
0.21
2位有效数字)
m/s。(结果保留
解析 (1)打点计时器在纸带上每隔0.02 s打下一个点,点的间隔就反映了物
Δt
个⑥ 平均速度 代表纸带经过该位置的瞬时速度。
如图所示,E点的瞬时速度可用DF段的平均速度代表,即vE=⑦
。
三、实验步骤 1.练习使用打点计时器 (1)把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,压在复写纸下。 (2)把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的正负接线柱相连 接。 (3)打开电源开关,用手水平拉动纸带,纸带上就打下了许多小点。 (4)取下纸带,关闭电源,从能看得清的某个点数起,数一数纸带上共有多少个 点,如果有n个点,那么点的间隔数为(n-1),纸带的运动时间为0.02×(n-1) s。 (5)用刻度尺测量从开始计数的一点到最后一点间的距离x。
度v= Δx (T=0.02 s)。
(n-1)T
(2)粗略计算瞬时速度
当一段位移Δx对应的时间Δt很小时,我们可用这段时间内的平均速度来表示
Δt中某一时刻的瞬时速度。如图所示,
Δx Δt
可以大致表示C点的瞬时速度,即vC
= Δx ,A、B两点离C点越近,算出的平均速度越接近于C点的瞬时速度。然
Δt
而A、B两点距离过小时,测量误差会增大,所以应根据实际情况选取这两个
点。
3.数据处理,画出v-t图像
(1)根据v= Δx 计算出的速度可以代表在Δx这一段位移内任意一点的瞬时速
Δt
度,将数据填入表中。
位置 0
1
2
3
4
5
6
…
x/m
Δx/m
Δt/s v/(m·s-1)
(2)建立平面直角坐标系,如图,根据测量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,即物体运动的v-t图像。
五、注意事项 1.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)×0.02 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快一些,以防点迹太密集。 4.使用电火花打点计时器时,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。
,并压在
复写纸 下面。
C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx。
D.切断电源,取下纸带,如果共有n个清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt=
(n-1)×0.02 s 。
E.打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,纸带上打下一系列小点。
体的位置变化情况,所以可以从纸带上直接得到位移;通过数点的多少可以得
到运动的时间间隔。平均速度和瞬时速度都不能直接得到。故选A、B。
(2)BD段的平均速度为
v源自文库D=
xBD 2T
=
(1.90
2.38) 2 0.1
10-2
m/s≈0.21 m/s
针对训练1 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作
(可先统一测量出各个测量点到起始点O之间的距离)。读数时应估读到毫米
的下一位。
8.实验前要检查打点计时器打点的稳定性和清晰程度,必要时要进行调节或
更换器材。
要点一 实验原理和实验操作的考查
典例1 (1)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 ( AB ) A.时间间隔
B.位移
顺序且写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填上适
当的内容,然后按实际操作的合理顺序,将各步骤的字母代号按顺序写在空白
处。
A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在低
压
交流
(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。
B.把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过 限位孔