鲁科版高中物理必修第一册精品课件 第2章 匀变速直线运动 第4节 科学测量 做直线运动物体的瞬时速度.ppt

重难探究·能力素养全提升探究一数据分析情境探究下面是一位同学用打点计时器打的一条纸带,他从点迹清楚处开始选取相邻的A、B、C、D、E、F六个点,用刻度尺测量各点间的距离,如图所示。利用测量的数据怎样求各点的速度?怎样分析速度变化情况?怎样求加速度?知识归纳1.根据纸带上的数据判断物体的运动情况(1)设s1,s2,s3,…为相邻两计数点之间的距离。①若s2-s1=s3-s2=s4-s3=0,则与纸带相连的物体做匀速直线运动;②若s2-s1=s3-s2=s4-s3≠0,则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。(2)v-t图像法:①在坐标纸上建立平面直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据求出连续5~6个计数点处的瞬时速度,在坐标系中描点。②若数据点的分布趋势在一条直线上,则画一条直线,让这条直线通过尽可能多的数据点,不在线上的点大致均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示。③若图像为倾斜的直线,则物体做匀变速直线运动,速度均匀变化。2.测量物体的瞬时速度v:当物体做匀变速直线运动时,某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度。即vn=,如图所示。3.测量物体的加速度(1)公式法:当物体做匀变速直线运动时,连续相等时间内的位移差等于加速度与时间二次方的乘积,即根据公式sn+1-sn=at2求加速度。①若连续相等时间内的位移为偶数段,假设为6段,则(2)v-t图像法:先求出打第n点时纸带的瞬时速度vn=(一般要5个点以上),然后作出v-t图像,根据v-t图像的斜率等于加速度求出加速度。应用体验【例题1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,利用打点计时器打出了如图所示的一条纸带,其中1、2、3、4、5、6、7均为计数点,且相邻的两个计数点之间都还有4个点没有画出来,已知电源的频率为50Hz(打点周期T=0.02s)。现测得s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.40cm,s4=2.90cm,s5=3.40cm,s6=3.90cm。(1)在打点计时器打出点2、3、4、5时,小车的速度大小分别为v2=cm/s,v3=cm/s,v4=cm/s,v5=cm/s。?16.5021.5026.5031.50(2)在如图所示的坐标纸上作出速度—时间图像。(3)根据作出的速度—时间图像,求出小车的加速度为m/s2。(结果保留两位有效数字)?答案见解析图0.50(0.47~0.53)解析(1)打点计时器打出点2、3、4、5时小车的速度可利用平均速度求出,(2)如图所示。规律方法求直线的斜率大小时,(1)应在直线上选择相距较远的两个点;(2)读点的坐标时,应根据坐标轴上的最小刻度进行估读;(3)结果要符合题目的有效数字位数、单位等要求。针对训练某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”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7个计数点,其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表,要求保留小数点后三位。速度vBvCvDvEvF数值/(m·s-1)?0.4790.5600.640?0.4000.721(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在平面直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。答案见解析图(3)由所画速度—时间图像求出小车加速度为m/s2。(结果保留小数点后两位)?(4)根据速度—时间图像判断,在打A计数点时,小车的速度vA=m/s。(结果保留小数点后两位)?0.800.32解析(1)两个相邻的计数点之间的时间间隔T=5×0.02s=0.1s,则B点速度(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图像如图所示。(4)图像的纵轴截距表示A点的速度,vA=0.32m/s。探究二实验注意事项和误差分析情境探究在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学释放小车之前的装置如图所示。请指出该装置中存在的两处明显错误。提示(1)细线与木板不平行;(2)小车离打点计时器太远;(3)打点计时器接的是直流电源(选任意两项作答即可)。知识归纳1.实验注意事项(1)开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器