2020版高考物理复习课件：实验测量做直线运动物体的瞬时速度(共32张PPT).pptVIP

实验1　测量做直线运动物体的 瞬时速度 -2- 方法一　用打点计时器测瞬时速度 一、实验目的 1.练习使用打点计时器,学会通过纸带上的点测瞬时速度。 2.研究物体做匀变速直线运动的规律。 二、实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。 -3- 三、实验原理 1.打点计时器原理 -4- 2.用“平均速度法”求速度 瞬时速度没法直接测量,因此根据极限的思想,要测量某点的瞬时速度,可通过测量对应的很短时间内的平均速度来测瞬时速度。在公式 中,当Δt→0时v是瞬时速度。 -5- 四、实验步骤 1.按照实验原理图,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源; 2.把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂适量的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面; 3.把小车停靠在打点计时器处,先接通电源,后放开小车; 4.小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带; 5.换纸带反复做三次,选择一条比较理想的纸带进行测量分析。 -6- 五、数据处理 1.由实验数据得出v-t图象 (1)选择一条比较理想的纸带,确定好计数点。 (2)求各计数点的瞬时速度填入表格中。 (3)根据表格中的v、t数据,在直角坐标系中描点。 (4)根据描点法作一条直线。 -7- 2.小车运动的速度随时间变化的规律 小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线,如图所示,可以得出结论:小车的速度随时间均匀变化。 -8- 六、注意事项 1.平行:纸带、细绳要和长木板平行。 2.靠近:释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置。 3.先后顺序:实验时应先接通电源,后释放小车;一次实验结束时先断开电源,后取下纸带。 4.防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地和小车与滑轮碰撞。 5.准确作图。 七、误差分析 1.纸带运动时摩擦不均匀,打点不稳定引起误差。 2.计数点间距测量有偶然误差。 3.作图有误差。 -9- 方法二　用光电门、光电计数器测瞬时速度 光电门测速原理是把物体通过光电门的时间内认为物体做匀速直线运动,利用极短时间的平均速度替代瞬时速度,因此,只要测出物体的宽度和物体通过光电门的时间即可测定物体的速度。 方法三　用频闪照相法测瞬时速度 利用频闪照相拍摄运动物体在不同时刻的位置,再根据照片和实物的比例推算出照片中不同时刻物体位置间的位移,根据运动学公式测得物体的速度。 -10- 命题点一 命题点二 基本实验仪器及数据处理 1.由纸带计算某点的瞬时速度 根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度来计算,即 2.利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)逐差法:如图所示 (2)图象法:v-t图象的斜率即为加速度。 -11- 命题点一 命题点二 典例1(1)打点计时器是一种使用交流电源记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器,目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和　　　　　计时器两种,它们所接电源均为频率为50 Hz的交流电源,但前者所接的电源电压为　　　　　 V,后者所接的电源电压为　　　　　 V,振针每隔　　　　　 s打下一点。现在使用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于50 Hz时,若仍按照50 Hz计算,则测出的速度值将比真实值　　　　　。  (2)某同学在用小车做“测定直线运动的瞬时速度”实验时,从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有四个点没有画出来),上面的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50 Hz。 -12- 命题点一 命题点二 计算出打下计数点2、4时小车的瞬时速度分别为v2=　　　　　、v4=　　　　　。  答案 (1)电火花　4~6　220　0.02　大 (2)0.694 m/s　1.09 m/s -13- 命题点一 命题点二 解析 (1)打点计时器是一种使用交流电源记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器,目前实验室用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种,它们所接电源均为频率为50 Hz的交流电源,但前者所接的电源电压为4~6 V,后者所接的电源电压为220 V,振针每隔0.02 s打下一点,当电源频率低于50 Hz时,打点时间间隔T大于0.02 s,由v= 可知实际计算中时间t偏小,则测出的速度值将比真实值大。 (2)每两个计数点之间的时间间隔T=0.10 s。 根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,可以求出打下2、4点时小车瞬时速度的大小。 -14- 命题点一 命题点二 通过本题要强化瞬时速度概念的建构。要明确对于以纸带为纽带的问题,首先由不同计数点(或计时点)间的长度变化情况明确纸带所对应的物体的运动特点,再利用相应公式进行计算。