人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度教学演示课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度教学演示课件ppt，共38页。PPT课件主要包含了实验必备·自主学习，打点计时器，物体的运动，刻度尺，时间间隔，瞬时速度，V交变，关键能力·合作探究，CBDA，越来越快等内容，欢迎下载使用。

一、实验目的1．学会用__________测量纸带的平均速度和瞬时速度．2．能利用v ­ t图像分析实验数据，描述____________．二、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源、复写纸、导线、________、纸带、坐标纸．
三、实验原理与设计1．实验的基本思想——极限思想(微元法)．2．实验原理(1)速度的计算：根据纸带计算平均速度：根据v＝________可求出任意两点间的平均速度．(2)位移的测量：Δx是纸带上两点间的距离，利用________测量．(3)时间的测量：Δt是这两点间的________．在Δt足够小时，我们可以认为其平均速度近似看作某点的________．
四、实验步骤1．把打点计时器固定在桌子上．2．安装纸带．3．把打点计时器的两个接线柱接到________电源上(电源频率为50 Hz，电磁打点计时器接________V低压________电源；电火花计时器接__________电源)．4．启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．5．取下纸带，整理好实验器材．
五、数据收集与分析1．计算实验中运动的纸带某些点间的平均速度(1)在上图中选取纸带上一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用数字1，2，3，…标出这些计数点；(2)测量各计数点到起始点0的距离x，记录在自己设计的表格中；(3)计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt；(4)根据Δx和Δt计算纸带在相邻计数点间的平均速度v.
3．用v-t图像描述物体的速度(1)以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系．(2)根据不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点．(3)用平滑曲线把这些点连接起来，即得到v-t图像．
[拓展]　系统误差和偶然误差(1)系统误差①来源：实验原理不够完善，实验仪器不够精确，实验方法粗略．②特点：实验结果与真实值的偏差总是偏大或偏小．③减小方法：优化实验原理，提高实验仪器的测量精确度，设计更精巧的实验方法．(2)偶然误差①来源：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的．例如，用刻度尺多次测量长度时估读值的差异，电源电压的波动引起测量值的微小变化等．②特点：多次重复测量时，偶然误差有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的概率比较接近．③减小方法：多次测量取平均值可以减小偶然误差．
[导学1]　打点纸带的数据如何测量误差更小测量各段距离时，用长尺一次性完成较好，以减小实验误差，不要用短尺分段测量．
[导学2]　计时点和计数点的比较计时点是打点计时器在纸带上打出来的点．计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点，一般相邻两个计数点之间还有若干个计时点．选择点迹清晰的点开始，通常每5个计时点取一个计数点，相邻计数点的时间间隔为0.1 s．
探究点一　教材原型实验典例示范题型1　实验原理和实验操作例1　(1)图甲是电火花计时器的示意图．电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源，当电源的频率是50 Hz时，每隔________s打一次点．电火花计时器使用时的基本步骤如下：A．当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电源B．将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动上述步骤正确的顺序是________．(按顺序填写步骤字母)
解析：(1)电火花计时器和电磁打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一次点；实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则，故正确的步骤顺序是CBDA.
(2)如图乙所示的纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带运动得________(选填“越来越快”或“越来越慢”)．若所用电源的频率为50 Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时________s．
解析：打点计时器所用电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一个点，从左往右，纸带上两点之间的距离越来越大，说明纸带运动得越来越快．从打下A点到打下B点共14个点迹，从A到B共有13个时间间隔，所以所用时间t＝13×0.02 s＝0.26 s.
题型2　纸带的测量、分析与计算例2　某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D…依次表示点O以后连续的各点．已知打点计时器每隔T＝0.02 s打一个点．(1)请分别读出DF、FH的长度DF＝________mm，FH＝________mm；(2)求出E、G点的速度vE＝________ m/s，vG＝________m/s.
素养训练1　在一次实验中，使用电磁打点计时器测速度(所用交变电源的频率为50 Hz)，得到如图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，下列表述正确的是(　　)A．实验时应先放开纸带再接通电源B．实验中电磁打点计时器直接接在220 V的交变电源上C．从纸带上可求出计数点AC段对应的平均速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
素养训练2　某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两个计数点之间还有四个点没有画出，图中已标出相邻两计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz.(1)图中纸带右端和运动物体相连，由此推测物体的运动是________(选填“加速”或“减速”)运动．(2)在打出3、6这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是________m/s.(结果保留3位有效数字)(3)如果要求不是很精确，用平均速度可以粗略地代替某点瞬时速度，那么，物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于________．(结果保留3位有效数字)
例4　用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度．如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽度为d＝3.0 cm，则滑块通过第一个光电门的速度为________m/s，通过第二个光电门的速度为________m/s.(结果均保留两位有效数字)
素养训练3　如图甲所示是一种应用传感器监测轨道车运行的实验装置．在轨道某处设置监测点，当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间，信号发生器各发出一个脉冲信号，由记录仪记录．假如轨道车长度为22 cm，记录仪记录的信号如图乙所示，则轨道车经过该监测点的速度为(　　)A．0.20 cm/s B．2.0 cm/sC．22 cm/s D．220 cm/s
1.在“用打点计时器测纸带的速度”的实验中，若打点周期为0.02 s，下列说法正确的是(　　)A．启动电源与拉动纸带可以同时进行B．先拉动纸带，后启动电源C．电火花计时器使用6 V以下的交变电源D．连续n个计时点间的时间间隔为(n－1)×0.02 s
解析：使用打点计时器打点时，应先启动电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，A、B错误；电火花计时器使用220 V的交变电源，C错误；每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02 s，连续n个计时点间有(n－1)个时间间隔，故时间间隔为(n－1)×0.02 s，D正确．
解析：时间间隔应取得尽量小，这样平均速度才能更接近瞬时速度．注意CE段对应的时间间隔为0.04 s.
3．用如图所示的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5.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.05 s.则滑块经过光电门位置时的速度大小为(　　)A．0.10 m/s B．100 m/sC．5.0 m/s D．0.50 m/s
4．打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺进行测量，如图所示，则纸带在A、C间的平均速度为________m/s，在A、D间的平均速度为________m/s，B点的瞬时速度更接近________m/s.
5．如图所示是用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从0点开始按照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6，…现在量得0、1间的距离x1＝5.18 cm，1、2间的距离x2＝4.40 cm，2、3间的距离x3＝3.62 cm，3、4间的距离x4＝2.78 cm，4、5间的距离x5＝2.00 cm，5、6间的距离x6＝1.22 cm.(每0.02 s打一次点)
(1)根据上面的记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在表中．(2)根据(1)中表格，在下图中画出小车的速度—时间图像，并说明小车速度变化的特点．