1.4 测量直线运动物体的瞬时速度(共22张ppt)

(共22张PPT)
粤教版 必修一 第一章
第一章 运动的描述
测量直线运动物体
的瞬时速度
第四节
知识回顾
——可以用该位置前后无穷短时间内的平均速度来表示。
怎样求出物体在某一位置瞬时速度的大小？
　0 　 10 　 20　　 30　
x/ｍ
Δ x
如何利用实验仪器测量物体运动过程中的瞬时速度呢？
Δ t
如何利用实验仪器测量物体运动过程中的瞬时速度呢？
打点计时器是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器
Part 01
打点计时器
打点计时器
电磁打点计时器
电火花计时器
1. 测时间（直接测出，电源频率 50 Hz，每隔 0.02 s秒打一个点）。
2. 测位移（直接测出）。
3. 测纸带的速度（间接测出），研究物体的运动。
电火花计时器
电火花计时器
(1)工作电压：___ V交流电源．
(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一系列点迹．
220
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
电磁打点计时器
电磁打点计时器
(1)工作电压：______交流电源．
(2)原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，____便振动起来，带动其上的____上下振动．这时如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一系列小点．
4～6 V
振片
振针
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
假设交流电源的频率是80Hz，那么它将每隔多长时间打一次点？
打点计时器的使用
操作步骤
（1）固定计时器
（2）限位孔穿纸带(在墨粉纸盘/复写纸的下面)
（3）启动电源，待打点计时器打点稳定
（4）水平地拉动纸带，打点结束后立即关电源
（5）取下纸带，测量和计算速度
讨论与交流
用DF段的平均速度替代E点的瞬时速度，哪个更好呢？
选择合适的计数点
每5个计时点取一个计数点
相邻两个计数点之间还有4个计时点
相邻计数点间的时间间隔：
T＝0.1s
位移的测量
为了减小误差，在测量中我们不移动刻度尺，分别测量1、2、3……与0点间的距离，然后
通过做差计算相邻两个计数点间的位移大小Δx
已知相邻计数点间的时间间隔为T，求各计数点的瞬时速度
课堂练习
例. 实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s。
(2)根据纸带可看出木块下滑的速度v的变化情况如何？
(1)根据纸带计算出小车在点B的瞬时速度点C的瞬时速度
1.38 m/s
2.64 m/s
加速；
相同时间内小车的位移逐渐变大
打点计时器的使用
操作步骤
（1）固定计时器
（2）限位孔穿纸带(在墨粉纸盘/复写纸的下面)
（3）启动电源，待打点计时器打点稳定
（4）水平地拉动纸带，打点结束后立即关电源
（5）取下纸带，测量和计算速度
时间的测量(计数点的选取)
相邻计数点间的时间间隔 Δt
位移的测量
做差计算相邻两个计数点间的位移大小 Δx
计算某点的瞬时速度
打点计时器的使用
——测量沿斜面运动小车的瞬时速度
操作步骤
（1）固定计时器
（2）限位孔穿纸带(在墨粉纸盘/复写纸的下面)
（3）启动电源，待打点计时器打点稳定
（4）水平地拉动纸带，打点结束后立即关电源
（5）取下纸带，测量和计算速度
将小车放置在斜面上靠近打点计时器的位置，
检查小车、纸带、限位孔是否处于同一直线。
释放小车
选取一段
清晰的点迹
打点计时器的使用
——测量沿斜面运动小车的瞬时速度
实验结论：在误差允许范围内，小车的速度随时间均匀增加。
课堂练习
1. (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
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
关系是( )
A．先接通电源，后让纸带运动 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
A
Part 02
数字计时器
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．
数字计时器
数字计时器
数字计时器
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
课堂练习
(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2.00cm，遮光板经过光电门的遮光时间为16ms，下列说法正确的是（ ）
BD
A．滑块经过光电门位置时的瞬时速率为0.125m/s
B．滑块经过光电门位置时的瞬时速率为1.25m/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
课堂小结
要测量物体在某一点的瞬时速度，可以用测量包含这一点的较短时间内的平均速度来近似代替。