怎样描述运动的快慢（续）PPT课件免费下载2023

沪科版 (2019)高中物理必修 第一册课文《怎样描述运动的快慢（续）》,完整版PPT课件免费下载，优秀PPT背景图搭配，精美的免费ppt模板。轻松备课，欢迎免费下载使用。

一、【课程的主要内容】

二、测量纸带的平均速度和瞬时速度1.下图是打点计时器打出的一条纸带,若Δx=5 cm,在D、G这两个点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是0.5 m/s。
2.上图中,可以用包含E点的DG间或DF间的平均速度来代表E点的瞬时速度,DF间的平均速度更接近E点的瞬时速度。
三、练习使用打点计时器1.实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、纸带、刻度尺、导线、复写纸片、低压交流电源(频率是50 Hz,电火花计时器使用220 V交流电源,频率也为50 Hz)。
2.实验步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面。(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到低压交流电源上。(3)接通电源开关,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,纸带上就打下一系列点。随后立即关闭电源。(4)取下纸带,从能看得清的某个点开始(起始点),往后数出若干个点,如果共有n个点,那么n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间Δt=(n-1)×0.02 s。
(5)用刻度尺测量出从起始点到第n个点间的距离Δx。(6)利用公式v= 计算出纸带在这段时间内的平均速度。(7)用刻度尺测量包含某点在内的两点间的距离,计算出平均速度,用来替代该点的瞬时速度。
3.实验注意事项(1)实验前,应将打点计时器固定好,以免拉动纸带时晃动,并要先轻轻试拉纸带,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快一些,以防点迹太密集。(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。
(5)使用电磁打点计时器时,如打出点较轻或是短线,应调整振针距复写纸的高度。(6)打点计时器不能连续工作太长时间,打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(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。
四、用图像表示速度1.速度—时间图像:物体的速度随时间变化的过程可以用速度—时间图像描述。2.画图像:以速度v为纵轴,时间t为横轴建立坐标系,在坐标系中,根据时刻与瞬时速度对应的坐标值描点。用一条平滑曲线来描出这些点,如果有些点难以落在曲线上,应该使它们大致均匀地分布在曲线两侧,得到v-t图像。

二、【知识巩固】
1.正误辨析(1)两种打点计时器使用的电源都是220 V的交流电源。( )答案 ×(2)使用50 Hz的交流电源,两种打点计时器的打点时间间隔都是0.02 s。( )答案 √(3)电火花计时器工作时,纸带运动时受到的阻力较小。( )答案 √
(4)纸带上两较近点间的平均速度可以近似代表这两点间某点的瞬时速度。( )答案 √(5)作速度—时间图像时,先描点,再将各点用折线连接起来。( )答案 ×
2.目前实验室用的打点计时器有 打点计时器和电火花计时器两种,它们所接电源频率均为50 Hz的交变电流,所以都是每隔 s打一个点。电火花计时器所接交流电压为 V。 答案 电磁 0.02 220
实验装置如图所示,使一辆小车从一端垫高的木板上滑下,木板旁装有光电门,其中A管发出光线,B管接收光线。当固定在车上的遮光板通过光电门时,光线被阻挡,记录仪上可以直接读出光线被阻挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电门的时间。根据测得的物理量能否测出遮光板通过光电门的平均速度?能否将该速度近似看成小车通过光电门的瞬时速度?
要点提示 根据遮光板的宽度Δs和测出的时间Δt,就可以算出遮光板通过光电门的平均速度( )。由于遮光板的宽度Δs很小,可以认为这个平均速度就是小车通过光电门的瞬时速度。
根据v= ,求出任意两点间的平均速度。两点间的位移Δs可以用刻度尺测量出,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,用刻度尺测出第一个点到第n个点的距离Δs,并算出这n个点的时间间隔,则平均速度 ,其中T=0.02 s。
2.粗略计算瞬时速度
当一段位移Δs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, 可以大致表示C点的瞬时速度,即vC= ,A、B两点离C点越近,算出的平均速度越接近C点的瞬时速度。然而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。
例1打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到的一条纸带,用毫米刻度尺测量情况如图所示,纸带在A、C间的平均速度为 m/s,A、D间的平均速度为 m/s,B点的瞬时速度更接近于 m/s。 
解析 打点计时器是根据交变电流的电流方向随时间迅速变化而工作的,打点周期等于交流电的周期,为0.02 s;根据平均速度的定义得:在A、C间的平
A、C段时间比A、D段时间更短,故A、C段平均速度与B点的瞬时速度更接近,即B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s。
答案 0.35 0.42 0.35

三、【拓展学习】  
规律方法 1.确定时间:确定时间时注意相邻计数点间计时点个数及打点周期。2.确定位移:确定位移时注意起始点和终止点。3.计算瞬时速度都是用一段时间内的平均速度来代替瞬时速度。
变式训练1某同学分析小车的运动时,从若干条纸带中选出点迹比较清晰的一条纸带,如图所示,他每隔四个点取一个计数点,并在图上标明了各计数点之间的距离(单位:cm)。
(1)计算0~6点间小车的平均速度。(2)计算打第4个计数点时小车的瞬时速度。
解析 (1)0~6点间小车的位移s=s1+s2+…+s6=40.53 cm每两个相邻计数点间有4个点,故每两个相邻计数点间的时间间隔T=0.02×5 s=0.1 s0~6点间的时间间隔t=6T=6×0.1 s=0.6 s
答案 (1)0.68 m/s (2)0.83 m/s
某小组的同学根据求解瞬时速度的方法,计算出纸带上不同时刻对应的瞬时速度值,以纵轴为速度v,横轴为时间t,建立坐标系,将不同时刻的速度在坐标系中描点(如图甲),最后用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点(如图乙)。对比位移—时间图像,速度—时间图像表示什么?速度—时间图像是描述直线运动还是曲线运动?
要点提示 表示物体的速度随时间的变化情况;直线运动。
1.v-t图像反映了物体的速度随时间变化的规律根据v-t图像可以读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻。2.判断运动方向根据速度的正、负判断运动方向,速度为正,表示物体沿正方向运动;速度为负,表示物体沿负方向运动。
例2如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带,0、1、2、3、4、5、6是七个计数点,每相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出,测得各计数点到0点的距离如图所示,求出各计数点的瞬时速度并画出v-t图像。
解析 用平均速度代替中间时刻瞬时速度的办法求解各点瞬时速度,v1=0.195 m/s,v2=0.40 m/s,v3=0.61 m/s,v4=0.69 m/s,v5=0.70 m/s,而0点和6点的速度不能求出。建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,然后描点,用平滑曲线将描下的点连成线,v-t图像如图所示。
规律方法 在平面直角坐标系中,用横轴表示时间,用纵轴表示速度,根据瞬时速度和相对应的时刻在坐标系中描出各点,再用平滑的曲线连接描出的各点,就得到运动物体的速度—时间图像,即v-t图像,在这一过程中要注意“顺势”平滑,如果有些点难以落在曲线上,应使它们大致均匀分布在曲线的两侧,切忌把各点用折线连接起来。

四、【课堂练习】
变式训练2(多选)如图所示为一物体做直线运动的速度—时间图像,在整个运动过程中,下列说法正确的是( )A.BC段和CD段的运动方向相反B.CD段和DE段的运动方向相反C.物体在D点速度为零,此后运动方向改变D.AB段物体静止
解析 由图可知,物体在0~20 s内的速度均为正值,运动方向不变,物体在D点速度为零,此后运动方向改变,A错误,B、C正确;AB段物体的速度为v=5 m/s,D错误。答案 BC
1.(1)打点计时器是记录做直线运动物体的 和 的仪器。电火花计时器是其中的一种,其工作电压是 ,电火花计时器靠电火花和墨粉打点,当交流电源的频率为50 Hz时,它每隔 s打一个点。 (2)(多选)以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤,其中错误的操作是 。 A.把打点计时器固定在水平桌面上,让纸带穿过限位孔B.把打点计时器与8 V低压交流电源相连C.用手水平地拉动纸带,然后启动电源D.关闭电源,取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离s0,用
解析 (1)打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器,均使用交流电源,电火花计时器的工作电压是220 V,当交流电源频率为50 Hz时,它每隔0.02 s打一个点。(2)电火花计时器使用220 V交流电源,故B错误;实验时应先启动电源,再拉动纸带,故C错误。答案 (1)时间 位移 220 V 0.02 (2)BC
2.用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4 mm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.04 s。
(1)则滑块经过光电门位置时的速度大小为 。 (2)为使 更接近瞬时速度,正确的措施是 。 A.换用宽度更窄的遮光条B.换用宽度更宽的遮光条C.提高测量遮光条宽度的精确度D.使滑块的释放点更靠近光电门
(2)瞬时速度表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度,当Δt→0时, 可看成物体的瞬时速度,Δs越小,Δt也就越小,A项正确,B项错误;提高测量遮光条宽度的精确度,不能减小Δt,C项错误;使滑块的释放点更靠近光电门,滑块通过光电门时的速度可能更小,时间更长,D项错误。
答案 (1)0.1 m/s (2)A
3.某同学在测量做直线运动的物体的瞬时速度的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共七个计数点。相邻计数点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。
(1)在打点结束后,应先 再 (填“取下纸带”或“关闭电源”)。 (2)每两个计数点间还有 个点没有标出。 
(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1 s测一次速度,计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表(结果保留3位有效数字)。
(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
解析 (1)在打点结束后,应先关闭电源,再取下纸带。
答案 (1)关闭电源 取下纸带 (2)4 (3)0.400 0.479 0.560 (4)见解析图
4.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量做直线运动物体的瞬时速度。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1=0.29 s,通过光电门2的时间为Δt2=0.11 s,已知遮光条的宽度为3.0 cm,则滑块通过光电门1的速度为 m/s,通过光电门2的速度为 m/s。(结果均保留两位有效数字)