人教版高中物理必修第一册精品课件 第1章 运动的描述 3 位置变化快慢的描述——速度.ppt

【实验原理】1.测得任意一段短时间内的位移和时间,根据可求该时间内的平均速度。2.当Δt很短时,根据计算出的平均速度可以代替Δx内任一点的瞬时速度。3.根据计算出的各点的瞬时速度,画出v-t图像。【实验器材】电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。【实验步骤】1.利用打点计时器打出纸带。2.测量平均速度。(1)在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,记录在表中;(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.测量瞬时速度。(1)在图中选取纸带上一点为起始点0,后面每3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,记录在表中;(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计算速度值,可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速度。【数据处理】1.如图,纸带上某点的瞬时速度可以用前后相邻两点间的平均速度代替,即2.在坐标纸上以纵轴为速度v,横轴为时间t,画出平面直角坐标系,根据不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点,得到v-t图像。【误差分析】1.用刻度尺测量会带来偶然误差。2.用平均速度代替瞬时速度存在系统误差。3.作图时连线存在偶然误差。【注意事项】1.先接通打点计时器电源,再让纸带运动。2.根据点迹合理选取计数点。3.读数时视线不能倾斜。4.在实际计算瞬时速度中并不是Δx越小越好,因为Δx过小,则测量距离时相对误差增大,因此应根据实际情况选取两点来测量Δx。5.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。典例剖析【例2】下图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。答案:见解析建立直角坐标系,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。特别提醒在画图线时,要注意连线过程要“顺势”平滑连接各点,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。学以致用2.某同学用打点计时器测量做加速直线运动的物体的加速度,电源频率为50Hz。在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的四个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA=16.6mm,xB=126.5mm,xD=624.5mm。若无法再做实验,可由以上信息推知:(1)相邻两计数点的时间间隔为s。?(2)打C点时物体的速度大小为m/s。(保留2位有效数字)?答案:(1)0.1(2)2.5三对速度—时间图像的理解重难归纳1.速度—时间(v-t)图像的意义。(1)v-t图像描述的是物体速度随时间的变化规律。(2)能够直观地展现速度的大小以及速度变化快慢的规律。2.获得信息。(1)v-t图像上一个点对应某一时刻的瞬时速度,“线”上的一段对应一个物理过程。(2)v-t图像与横轴的截距表示速度为0的时刻,与纵轴的截距表示开始计时的速度。(3)根据速度的正、负判断物体运动的方向。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。下图中的两条直线分别是两个物体A和B运动的x-t图像。(1)判断物体A和B是否做匀速直线运动。(2)E、F两点的坐标分别是(t1,x1)、(t2,x2),求t1~t2内A的平均速度大小。(3)比较物体A和B的速度大小。提示:(1)经相等时间,A和B分别增加相同位移,A和B均做匀速直线运动。(3)图线的倾斜程度越大,速度越大,vAvB。典例剖析【例3】(多选)甲、乙两个物体在同一条直线上运动,它们的速度—时间图像分别如图中直线a、b所示,在t1时刻()A.它们的运动方向相同B.甲一定在乙的后面C.甲的速度比乙的速度大D.乙的速度比甲的速度大答案:AD解析:图线在横轴上方,速度均为正值,表示物体的运动方向均沿正方向,运动方向相同,选项A正确;由于在初始时刻甲、乙的位置关系未知,所以无法判断在t1时刻甲、乙的位置关系,选项B错误;在t1时刻b图线对应的坐标值大,故乙的速度比甲的速度