粵教版高中物理必修第一冊(cè)第一章第四節(jié)測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度課件

第四節(jié)測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)物體的瞬時(shí)速度第一章運(yùn)動(dòng)的描述1．知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、理解其工作原理，并會(huì)安裝和正確使用．2．學(xué)會(huì)探究測(cè)量瞬時(shí)速度的方法，能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪v-t圖像．3．知道數(shù)字計(jì)時(shí)器的工作原理．學(xué)習(xí)任務(wù)必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備知識(shí)點(diǎn)一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及其使用1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：一種通過(guò)在紙帶上打出一系列的點(diǎn)來(lái)記錄物體________的儀器．2．分類：______計(jì)時(shí)器和____打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．運(yùn)動(dòng)信息電火花電磁3．電火花計(jì)時(shí)器(1)工作電壓：____V交流電源．(2)原理：當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡．2204．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)工作電壓：______交流電源．(2)原理：接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，____便振動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)其上的____上下振動(dòng)．這時(shí)如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過(guò)復(fù)寫紙?jiān)诩垘狭粝乱幌盗行↑c(diǎn)．5．打點(diǎn)間隔：當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，紙帶上每打出兩個(gè)相鄰點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間都是

_______．4～6

V振片振針0.02

s體驗(yàn)

(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓都是220V的交變電壓． (

)(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電源頻率為50Hz)打出的紙帶相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s． (

)(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上準(zhǔn)確記錄了運(yùn)動(dòng)物體的位移和時(shí)間． (

)×√√

2．測(cè)量沿斜面運(yùn)動(dòng)小車的瞬時(shí)速度(1)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面的頂端，將一輛系有紙帶的小車放置在斜面上．接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)，然后放手讓小車帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，記錄下小車的運(yùn)動(dòng)信息．

刻度尺知識(shí)點(diǎn)三數(shù)字計(jì)時(shí)器1．計(jì)時(shí)裝置的組成：由__________和______組成的計(jì)時(shí)測(cè)量裝置，如圖所示．2．光電門：由____裝置(紅外發(fā)光二極管)和________裝置(光敏元件)構(gòu)成．光敏元件接收由發(fā)光裝置發(fā)出的光線，通常處于被照亮的狀態(tài)．3．計(jì)時(shí)器：有兩個(gè)輸入插口與光電門相連．

數(shù)字計(jì)時(shí)器光電門發(fā)光光線接收4．計(jì)時(shí)原理：當(dāng)寬度一定的物體通過(guò)______時(shí)，光線被擋，光敏元件處于暗狀態(tài)，向數(shù)字計(jì)時(shí)器發(fā)出脈沖信號(hào)，觸發(fā)數(shù)字計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，遮光結(jié)束(物體通過(guò))停止計(jì)時(shí)，這樣就記錄下物體__________________的短暫時(shí)間．?dāng)?shù)字計(jì)時(shí)器還可以記錄物體__________________的時(shí)間，即任一光電門第一次遮光時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，第二次遮光時(shí)停止計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)器顯示的是兩次遮光之間的時(shí)間(物體先后通過(guò)兩個(gè)光電門之間的時(shí)間)．提醒

數(shù)字計(jì)時(shí)器能測(cè)量出小到1ms或0.1ms的時(shí)間間隔，計(jì)時(shí)更精確靈敏．

光電門遮擋一個(gè)光電門光線經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門之間關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是應(yīng)用電磁鐵的原理，讓振針周期性的振動(dòng)，通過(guò)復(fù)寫紙?jiān)诩垘洗蛳曼c(diǎn)跡，來(lái)記錄物體運(yùn)動(dòng)情況．請(qǐng)?zhí)骄浚?1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器各使用什么電源？(2)如果電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的點(diǎn)不清晰，可能是什么原因？提示：(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用4～6V交流電源，電火花計(jì)時(shí)器用220V交流電源．(2)打點(diǎn)不清晰可能是電壓太低，調(diào)高電壓就可以．

考點(diǎn)1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及其使用1．實(shí)驗(yàn)步驟(1)了解電火花計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上，紙帶穿過(guò)限位孔，把紙帶放在墨粉紙盤的下面．(2)把計(jì)時(shí)器接到220V的交流電源上．(3)接通電源，用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源．(4)取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)．如果共有n個(gè)點(diǎn)，則用Δt＝0.02×(n－1)s計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt．(5)用刻度尺測(cè)量出第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的距離，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量之前，自己設(shè)計(jì)一個(gè)表格，用來(lái)記錄以上測(cè)量值．2．注意事項(xiàng)(1)使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫紙下面．(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置．(3)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定之后，再拉動(dòng)紙帶，打點(diǎn)結(jié)束后應(yīng)立即關(guān)閉電源．(4)對(duì)紙帶進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要分段測(cè)量各段的位移，正確的做法是一次測(cè)量完畢(可統(tǒng)一測(cè)量出各個(gè)測(cè)量點(diǎn)到起始測(cè)量點(diǎn)O之間的距離)．(5)區(qū)別計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)①計(jì)時(shí)點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出來(lái)的點(diǎn)．②計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)點(diǎn)中選出來(lái)的具有代表性的點(diǎn)，一般相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有若干個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)．計(jì)數(shù)點(diǎn)一般不是從第一計(jì)時(shí)點(diǎn)開(kāi)始的，而是選擇點(diǎn)跡清晰、與相鄰的計(jì)時(shí)點(diǎn)間距適中的點(diǎn)開(kāi)始．(6)區(qū)別打點(diǎn)周期和計(jì)數(shù)周期①打點(diǎn)周期：兩個(gè)相鄰的計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔，即交流電源的周期，一般為0.02s．②計(jì)數(shù)周期：兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔，若相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有(n－1)個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)周期為T＝0.02ns．【典例1】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)器材，請(qǐng)你完成下列有關(guān)問(wèn)題．(1)甲圖是_______________(選填“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”或“電火花計(jì)時(shí)器”)．(2)關(guān)于上面兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，下列說(shuō)法中正確的是________．A．甲使用直流電源，乙使用交流電源B．甲、乙的工作電壓分別為4～6V和220VC．當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它們都是每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)

D．乙工作時(shí)，應(yīng)先讓紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器BC(3)在某次實(shí)驗(yàn)中，小車拖著紙帶通過(guò)計(jì)時(shí)器記錄下的運(yùn)動(dòng)情況如圖丙所示，圖中A、B、C、D、E為連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.10s，則在打C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度是________m/s，小車在BE段的平均速度是________m/s(保留2位有效數(shù)字)．0.190.20[解析]

(1)題圖甲是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都使用交流電源，故A錯(cuò)誤；電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓是4～6V，電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V，故B正確；當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它們都是每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，故C正確；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用時(shí)應(yīng)先接通電源，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．

[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．圖甲是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車瞬時(shí)速度時(shí)得到的一條紙帶的一部分，從0點(diǎn)開(kāi)始按照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6…，現(xiàn)在量得0、1間的距離s1＝5.18cm，1、2間的距離s2＝4.40cm，2、3間的距離s3＝3.62cm，3、4間的距離s4＝2.78cm，4、5間的距離s5＝2.00cm，5、6間的距離s6＝1.22cm．(每0.02s打一次點(diǎn))(1)在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先________再________(選填“釋放紙帶”或“接通電源”)．(2)根據(jù)上面的記錄，計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打3點(diǎn)時(shí)小車的速度值并填在表中．位置12345v/(m·s-1)1.201.00

0.600.40接通電源釋放紙帶0.80(3)根據(jù)(2)表格中的數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出小車的速度—時(shí)間圖像，并說(shuō)明小車速度變化的特點(diǎn)：_______________________．見(jiàn)解析

考點(diǎn)2數(shù)字計(jì)時(shí)器使用數(shù)字計(jì)時(shí)器應(yīng)該注意的問(wèn)題(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)整發(fā)光器件和光敏元件的相對(duì)位置，因?yàn)槿绻邲](méi)有對(duì)準(zhǔn)，則不能計(jì)時(shí)．(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求正確選擇數(shù)字計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)功能．【典例2】如圖所示用光電計(jì)時(shí)器研究物體的直線運(yùn)動(dòng)．1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．則：(1)能否由此確定滑塊由光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的時(shí)間？(2)滑塊通過(guò)光電門1時(shí)和通過(guò)光電門2時(shí)相比較，通過(guò)哪個(gè)位置時(shí)更快一些？思路點(diǎn)撥：根據(jù)平均速度大小來(lái)確定物體運(yùn)動(dòng)的快慢．

[解析]

(1)光電計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間為滑塊各自通過(guò)光電門1、光電門2的時(shí)間，不能由此確定滑塊由光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的時(shí)間．(2)滑塊寬度一定，滑塊通過(guò)光電門時(shí)擋光時(shí)間越短，滑塊運(yùn)動(dòng)得越快．[答案]

(1)不能(2)通過(guò)光電門2時(shí)更快些

[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．關(guān)于數(shù)字計(jì)時(shí)器的說(shuō)法正確的是(

)A．?dāng)?shù)字計(jì)時(shí)器只能記錄物體通過(guò)一個(gè)光電門的時(shí)間B．?dāng)?shù)字計(jì)時(shí)器能記錄物體通過(guò)一個(gè)光電門的位移C．?dāng)?shù)字計(jì)時(shí)器能記錄物體先后兩次經(jīng)過(guò)光電門之間的時(shí)間D．?dāng)?shù)字計(jì)時(shí)器不能記錄物體先后兩次經(jīng)過(guò)光電門之間的時(shí)間√C

[數(shù)字計(jì)時(shí)器既可記錄物體通過(guò)一個(gè)光電門的時(shí)間，也可記錄物體先后兩次經(jīng)過(guò)光電門之間的時(shí)間，但不能記錄物體經(jīng)過(guò)一個(gè)光電門的位移，故選項(xiàng)C正確．]學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)1．(多選)關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是8V的交流電源B．在測(cè)量物體速度時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再讓物體運(yùn)動(dòng)C．使用的電源頻率越低，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越小D．紙帶上打的點(diǎn)越稀疏，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)得越快√√

√

3．用鐵架臺(tái)將長(zhǎng)木板傾斜支在水平桌面上，組成如圖甲所示裝置，研究木塊沿斜面下滑的速度變化．所提供的儀器有長(zhǎng)木板、木塊、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶)、學(xué)生電源、米尺、鐵架臺(tái)及導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等，圖乙是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，紙帶左端連接木塊，紙帶旁還給出了最小刻度為1mm的刻度尺，刻度尺的零刻度線與O點(diǎn)對(duì)齊，A、B、C、D為四個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率是50Hz．甲乙(1)計(jì)數(shù)點(diǎn)A到O點(diǎn)的距離是________mm．(2)根據(jù)紙帶可看出木塊下滑的