第一章

運動的描述第3節

課時2測量紙帶的平均速度和瞬時速度1.學會用打點計時器測量物體的速度。2.能利用v-t圖象分析實驗數據，描述物體的運動。1.實驗目的：練習使用打點計時器及學會用打點計時器測量平均速度、瞬時速度的研究方法，描繪速度—時間圖象。2.實驗器材：電磁打點計時器(或電火花計時器)、8V交變電源(電火花計時器使用220V交變電源)、復寫紙(或墨粉紙盤)、導線若干、刻度尺、紙帶、坐標紙。知識點一：測量紙帶的平均速度和瞬時速度3.實驗步驟①把電磁打點計時器固定在桌子上,紙帶穿過限位孔,把復寫紙套在定位軸上,并且壓在紙帶上面。②把電磁打點計時器的兩個接線柱接到8V的低壓交流電源上。③使用打點計時器獲得3～5條紙帶.④選擇一條點跡清晰便于分析的紙帶，測出紙帶從打第1個點到打第n個點的運動時間Δt.⑤用刻度尺測量第1個點到第n個點間的位移Δx.4.數據處理(1)測量平均速度若電源頻率為50Hz，每隔0.1s(或更短)計算一次平均速度.①在圖中選取紙帶上一點為起始點0，后面每5個點取一個計數點，分別用數字1,2,3，…標出這些計數點；②測量各計數點到起始點0的距離x，記錄在表1中；③計算兩相鄰計數點間的位移Δx，同時記錄對應的時間Δt；④根據Δx和Δt計算紙帶在相鄰計數點間的平均速度v.位置01234…x/m

Δx/m

Δt/s

v/(m·s－1)

表1

手拉紙帶的位移和平均速度(2)測量瞬時速度每隔0.06s計算一次速度①選取一條點跡清晰便于分析的紙帶；②從紙帶起始點0算起，后面每3個點取一個計數點；③測量各計數點到起始點0的距離x，記錄在表2中；④計算兩相鄰計數點間的位移Δx，同時記錄對應的時間Δt；⑤根據Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx這一區間內任意一點的瞬時速度.將算出的各計數點的速度值記錄在表2中.位置0123456…x/m

Δx/m

Δt/s

v/(m·s－1)

5.注意事項①實驗前，應將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并要先輕輕試拉紙帶，應無明顯的阻滯現象。②使用計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器打點穩定后再拉動紙帶。③手拉動紙帶時速度應快一些，以防點跡太密集。④使用電火花計時器時，應注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方；使用電磁打點計時器時，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面。⑤使用電磁打點計時器時，如打出點較輕或是短線，應調整振針距復寫紙的高度。⑥打點計時器不能連續工作太長時間，打點之后應立即關閉電源。⑦對紙帶進行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量完畢(可先統一測量出各個測量點到起始測量點O之間的距離)。讀數時應估讀到毫米的下一位。⑧如果電源頻率為50Hz，在紙帶上數出了n個點，那么它們的間隔數是(n－1)個，它們的時間間隔為(n－1)×0.02s.知識點二：速度—時間圖像（1）建立坐標系：以時間t為橫軸，速度v

為縱軸（2）描點（3）用平滑的曲線連起來v/（m·s-1）t/so1.圖像特點：2.作圖步驟：速度-時間圖像或

v-t圖像直觀3.認識圖象①勻速直線運動的速度圖象是一條平行于時間軸的直線．②變速直線運動的速度圖象隨時間而變化Ｏvｔ①②4.理解圖象若圖象位于時間軸的上方,表示物體運動方向與正方向相同；位于時間軸下方,表示物體運動方向與正方向相反。Ｏv/m﹒s-1ｔ/s①②Ｏvｔvo8-85.應用圖線(1)確定某時刻的速度(2)判斷運動性質(靜止、勻速、變速)(3)判斷運動的方向(正方向、負方向)Ｏvｔt1v11.如圖所示,為一物體做直線運動的速度—時間圖像,在整個運動過程中,下列說法正確的是(

)A.BC段和CD段的運動方向相反B.CD段和DE段的運動方向相反C.物體在D點速度為零,此后運動方向改變D.AB段物體靜止BC2.如圖所示為甲、乙兩車在同一條直線上運動的v—t圖象，t＝0時兩車相距2s0，在t＝1

s時兩車相遇，則下列說法正確的是()A．t＝0時，甲車在前，乙車在后B．t＝2s時，兩車相距最遠C．t＝3s時，兩車再次相遇D．t＝4s時，甲車在乙車后s0處C3.如圖所示的是某同學利用電火花計時器探究變速直線運動時獲得的一條紙帶,A、B、C、D是紙帶上四個計數點,每兩個相鄰計數點間有四個點沒有畫出,已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz。(1)電火花計時器所有電源電壓為

V,紙帶上打相鄰兩計數點的時間間隔為

。(2)C點的瞬時速度大小為

m/s。(計算結果保留三位有效數字)【答案】(1)220

0.1s

(2)0.100(0.090~0.110均正確)4.某同學在用打點計時器測速度的實驗中,用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數點。相鄰計數點間的距離如圖所示,每兩個相鄰的計數點之間的時間間隔為0.1s。(本題計算結果均保留3位有效數字)(1)在實驗中,使用打點計時器時應先

再

(填“釋放紙帶”或“接通電源”)。

(2)每兩個計數點間還有

個點沒有標出。

(3)試根據紙帶上各個計數點間的距離,每隔0.1s測1次速度,計算出打下B、C、D3個點時小車的瞬時速度,并將各個速度值填入下表。計數點BCDEF速度/(m·s-1)

0.6400.721接通電源釋放紙帶40.4000.