第一章 第4节 实验:用打点计时器测量小车的速度(课件 学案)高中物理 教科版(2019)必修 第一册

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第一章 第4节 实验:用打点计时器测量小车的速度(课件 学案)高中物理 教科版(2019)必修 第一册

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第4节 
实验:用打点计时器测量小车的速度
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
必备技能·细培养
03.
教学效果·勤检测
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
一、实验目的
1. 学会用打点计时器测量小车的速度。
2. 能利用v-t图像分析实验数据,描述物体的运动。
二、实验原理与设计
1. 实验的基本思想——极限思想。
2. 实验原理
(1)速度的计算: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,利用刻度尺测量。
(3)时间的测量:Δt是这两点间的时间间隔。在Δt足够小时,我
们可以认为其平均速度近似看作某点的瞬时速度。
三、实验器材
 小车、附有滑轮的长木板、细绳、电磁打点计时器(或电火花打点
计时器)、学生电源、复写纸、导线、刻度尺、纸带、坐标纸。
四、实验步骤
1. 把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一边。
2. 纸带前端固定在小车后部,然后穿过打点计时器,小车前端的细绳
穿过定滑轮垂下,如图所示。
3. 把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电源频率为50 Hz,
电磁打点计时器接6 V低压交流电源;电火花打点计时器接220 V交
流电源)。
4. 使小车在木板上保持静止,并靠近打点计时器,启动电源,打点计
时器稳定工作后,用手水平拉动细绳,使小车沿木板做直线运动,
待小车运动约一半距离时松开手,纸带上就打出一行小点,随后立
即关闭电源。
5. 取纸带上能够看清的某一点为起始点0,后面每5个点取一个计数
点,分别用1,2,3,…标出这些计数点,则两相邻计数点之间的
时间间隔Δt=0.1 s。
6. 用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离。
7. 计算两相邻计数点间的位移Δx。
五、数据处理
1. 计算纸带的平均速度:从打第1个点到打第n个点,纸带的运动时间
为Δt=0.02(n-1)s,纸带的位移为Δx,纸带的平均速度v=。
把测量和计算的结果填入表中。
     实验次数 记录项      1 2
点数n
点划分出的间隔数n-1
运动时间Δt/s
位移Δx/m
平均速度v/(m·s-1)
2. 用打点计时器测量瞬时速度
(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。
(2)从能够看清的某个点开始,每隔四个点取一个计数点,每两
个计数点间的时间间隔T=5×0.02 s=0.1 s。在纸带上用O、
A、B、C、D…标出这些“计数点”,如图所示。
用刻度尺依次测出OA、OB、OC、OD…的距离是s1、s2、
s3、s4…再利用x1=s1、x2=s2-s1、x3=s3-s2、x4=s4-s3…确
定出OA、AB、BC、CD…之间的距离x1、x2、x3、x4…计算各
段平均速度、、、、、…
(3)把相邻计时点间的平均速度当作起始点(或中间时刻)的瞬
时速度,在坐标纸上绘制v-t图像。
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。
六、误差分析
1. 实验原理不完善造成系统误差:利用平均速度来代替计数点的瞬时
速度,由于位移Δx的选取会带来系统误差。
2. 测量、操作不够准确造成偶然误差
(1)在进行位移Δx的测量时,分段测量计数点间的位移Δx会带来
偶然误差。
(2)在作图时,由于坐标单位选取使得描点和连线存在偶然误
差。
必备技能·细培养
诱思导学 触类旁通
02
题型一 实验原理与操作
【典例1】 (1)打点计时器是记录做直线运动物体的 和
的仪器。电火花打点计时器是其中的一种,其工作电压是
V,电火花打点计时器靠电火花和墨粉打点,当交变电源的频率为50
Hz时,它每隔 s打一次点。
时间 

移 
220 
0.02 
解析:打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器,均使用交变电源,电火花打点计时器的工作电压是220 V,当交变电源频率为50 Hz时,它每隔0.02 s打一次点。
(2)以下是练习使用电火花打点计时器的部分实验步骤,其中错误
的操作是 。
BC 
A. 把电火花打点计时器固定在长木板上,把墨粉纸套在纸盘轴上,
让纸带穿过限位孔
B. 把电火花打点计时器与6 V低压交变电源相连
C. 用手水平地拉动纸带,然后启动电源
解析:电火花打点计时器使用220 V交变电源,故B错误;实验时
应先启动电源,再拉动纸带,故C错误。
 (1)电火花打点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。其工作时的基本步骤如下:
A. 当纸带完全通过电火花打点计时器后,及时关闭电火花打点计时器
B. 将电火花打点计时器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打点计时器
D. 接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动
交流 
0.02 
上述步骤正确的顺序是 。(按顺序填写步骤编号)
CBDA 
解析:电火花打点计时器所用的是220 V的交流电源,频率
为50 Hz,打点时间间隔为0.02 s。工作时,应先接通电源后释放
纸带,并且打完纸带后应立即关闭电源,正确的顺序是CBDA。
(2)如图所示纸带是某同学练习使用电火花打点计时器时得到的,
纸带的左端先通过电火花打点计时器,从点迹的分布情况可以
断定纸带的速度变化情况是 (选填“速度减小”或
“速度增大”)。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。
速度增大 
0.26 
解析:从A点到B点,点迹越来越稀疏,所以物体速度越来越大,从A到B共有13个时间间隔,所以t=13×0.02 s=0.26 s。
题型二 数据处理与分析
【典例2】 在“用打点计时器测瞬时速度”的实验中得到的一条纸
带的一部分如图甲所示,从0点开始依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。(交流
电源频率为50 Hz)
(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
度并填在下表中:
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s-1)
答案:见解析 
解析:某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均
速度表示。由v=得,打1点时,v1≈1.20 m/s;打2点时,
v2≈1.00 m/s;打3点时,v3=0.80 m/s;打4点时,v4≈0.60
m/s;打5点时,v5≈0.40 m/s;将数值填入表格如下。
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s-1) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40
(2)根据(1)中表格,在图乙中画出小车的速度—时间图像,并说
明小车速度变化特点: 。
答案:见解析图 
小车速度均匀减小 
解析:描点并连线得小车的速度—时间图像,如图所示。
由图像可知,小车速度均匀减小。
 如图所示的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点未画出,各计
数点到0的距离如图所示。求出各计数点的瞬时速度并画出速度-时
间图像。
答案:见解析
解析:1点对应时刻是0、2之间的中间时刻,
求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时
速度,同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求
出。而相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s。故v1
== m/s=0.195 m/s,v2== m/s=0.40 m/s,同理v3=0.61 m/s,v4=0.69 m/s,v5=0.70 m/s。以O点为坐标原点,横坐标表示时间,纵坐标表示速度建立直角坐标系。根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点,然后连线得到速度-时间图像如图所示。
题型三 实验拓展与创新
【典例3】 光电计时器结构下图甲所示,a、b分别是光电门的激光
发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示
物体的挡光时间。乙图中MN是水平桌面,PQ是长1 m左右的木板,Q
是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电
门,与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P点悬
挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计
时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2 s和2.0×10-2 s。用游标卡尺测
出小滑块的宽度d,读出滑块的宽度d=5.015 cm。
则滑块通过光电门1的速度v1= m/s,滑块通过光电门2的速度v2
= m/s。
1.003 
2.508 
解析:滑块通过光电门1的时间t1=5.0×10-2 s,位移是x1=5.015 cm
=5.015×10-2 m,平均速度==1.003 m/s,所以滑块通过光电
门1的速度v1==1.003 m/s。滑块通过光电门2的时间t2=2.0×10-
2s,位移x2=5.015 cm=5.015×10-2m,平均速度=≈2.508
m/s,所以滑块通过光电门2的速度v2==2.508 m/s。
创新角度分析
(1)利用光电计时器记录物体通过光电门的时间。
(2)利用物体通过光电门的平均速度作为物体通过光电门的瞬时
速度。
让小球从斜面的顶端滚下,如图所示的是用闪光照相机拍摄的小球在
斜面上运动的一段过程,已知闪光频率为10 Hz,且O点是0.4 s时小球
所处的位置,试根据此图估算:
(1)小球从O点到B点的平均速度大小;
答案: 0.8 m/s 
解析:依题意知,相邻两次闪光的时间间隔T= s=0.1 s.
vOB===0.8 m/s。
(2)小球在A点和B点的瞬时速度大小。
答案: 0.8 m/s 1.0 m/s
解析:小球在A点时的瞬时速度vA==0.8 m/s,
小球在B点时的瞬时速度vB==m/s=1.0 m/s。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. 同一打点计时器打出的4条纸带如图所示,在图示记录的时间内,
以下说法正确的是(  )
A. 纸带均做匀速运动
B. 丙纸带的平均速度最大
C. 丁纸带的平均速度最大
D. 乙和丁纸带的平均速度一样大
解析:  甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、
乙、丙不是做匀速运动,A错误;丙纸带上的点迹最多,则所用时
间最长,而且位移小,故平均速度最小,B错误;甲、乙、丁上均
有5个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平
均速度最大,C正确,D错误。
2. 如图表示的是A、B两个球在运动过程中的频闪照片,数字表示频
闪的时刻顺序,每次连续频闪的时间间隔相等,则由图可知:
(1)其中 球做匀速直线运动。
解析: 在相同的时间间隔内B球的位移越来越大,所以
B球做的是变速直线运动;在相同的时间间隔内A球的位移不
变,所以A球做的是匀速直线运动。
A 
(2)两球速度相等的时刻在与数字 和数字 对应的时刻之间。
解析: 根据题图可知在数字3和4之间的B球的平均速度大小等于A球的速度大小,故在3和4之间某一时刻B球速度大小可能和A球速度大小相等。
3 
4 
3. 在“用打点计时器测速度”的实验中,打点计时器使用的交变电源
的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、
1、2、3、4、5共六个计数点,相邻两计数点之间还有四个计时点
未画出,纸带旁并排放着最小分度为1 mm的刻度尺,0刻度跟
“0”计数点对齐,读出1、3、5三个计数点到0计数点的距离并填
入表格中。
距离 x1 x3 x5
测量值/cm 1.20 5.40 12.00
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2= m/s。
1.20
5.40
12.00
0.21 
解析:由题图可知x1=1.20 cm,x3=5.40 cm,x5=12.00 cm。每
两个相邻计数点间的时间间隔T=0.02×5 s=0.10 s,v2==
m/s=0.21 m/s。
4. 利用如图所示的装置测量滑块的速度,图中MN是水平桌面,1和2
是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个数字计时
器没有画出。实验时,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自
连接的数字计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3
s,滑块的宽度d=1.010 cm。
(1)滑块通过光电门1时的速度v1= m/s,通过光电门2时的速
度v2= m/s。(结果均保留两位有效数字)
1.0 
2.5 
解析:滑块通过光电门1时的速度v1===1.0 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2===2.5 m/s。
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是滑
块通过光电门1和2时的 ,要使瞬时速度的测量值
更接近于真实值,可将滑块的宽度 (选填“增加”或
“减小”)一些。
解析:v1、v2实质上是滑块通过
光电门1和2时的平均速度,由极限思
想可知,要使平均速度更接近于瞬时
速度,滑块的宽度应减小一些。
平均速度 
减小 
谢谢观看!第4节 实验:用打点计时器测量小车的速度
一、实验目的
1.学会用打点计时器测量小车的速度。
2.能利用v-t图像分析实验数据,描述物体的运动。
二、实验原理与设计
1.实验的基本思想——极限思想。
2.实验原理
(1)速度的计算: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,利用刻度尺测量。
(3)时间的测量:Δt是这两点间的时间间隔。在Δt足够小时,我们可以认为其平均速度近似看作某点的瞬时速度。
三、实验器材
 小车、附有滑轮的长木板、细绳、电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、学生电源、复写纸、导线、刻度尺、纸带、坐标纸。
四、实验步骤
1.把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一边。
2.纸带前端固定在小车后部,然后穿过打点计时器,小车前端的细绳穿过定滑轮垂下,如图所示。
3.把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电源频率为50 Hz,电磁打点计时器接6 V低压交流电源;电火花打点计时器接220 V交流电源)。
4.使小车在木板上保持静止,并靠近打点计时器,启动电源,打点计时器稳定工作后,用手水平拉动细绳,使小车沿木板做直线运动,待小车运动约一半距离时松开手,纸带上就打出一行小点,随后立即关闭电源。
5.取纸带上能够看清的某一点为起始点0,后面每5个点取一个计数点,分别用1,2,3,…标出这些计数点,则两相邻计数点之间的时间间隔Δt=0.1 s。
6.用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离。
7.计算两相邻计数点间的位移Δx。
五、数据处理
1.计算纸带的平均速度:从打第1个点到打第n个点,纸带的运动时间为Δt=0.02(n-1)s,纸带的位移为Δx,纸带的平均速度v=。把测量和计算的结果填入表中。
      实验次数 记录项      1 2
点数n
点划分出的间隔数n-1
运动时间Δt/s
位移Δx/m
平均速度v/(m·s-1)
2.用打点计时器测量瞬时速度
(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。
(2)从能够看清的某个点开始,每隔四个点取一个计数点,每两个计数点间的时间间隔T=5×0.02 s=0.1 s。在纸带上用O、A、B、C、D…标出这些“计数点”,如图所示。
用刻度尺依次测出OA、OB、OC、OD…的距离是s1、s2、s3、s4…再利用x1=s1、x2=s2-s1、x3=s3-s2、x4=s4-s3…确定出OA、AB、BC、CD…之间的距离x1、x2、x3、x4…计算各段平均速度、、、、、…
(3)把相邻计时点间的平均速度当作起始点(或中间时刻)的瞬时速度,在坐标纸上绘制v-t图像。
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。
六、误差分析
1.实验原理不完善造成系统误差:利用平均速度来代替计数点的瞬时速度,由于位移Δx的选取会带来系统误差。
2.测量、操作不够准确造成偶然误差
(1)在进行位移Δx的测量时,分段测量计数点间的位移Δx会带来偶然误差。
(2)在作图时,由于坐标单位选取使得描点和连线存在偶然误差。
题型一 实验原理与操作
【典例1】 (1)打点计时器是记录做直线运动物体的    和    的仪器。电火花打点计时器是其中的一种,其工作电压是     V,电火花打点计时器靠电火花和墨粉打点,当交变电源的频率为50 Hz时,它每隔    s打一次点。
(2)以下是练习使用电火花打点计时器的部分实验步骤,其中错误的操作是    。
A.把电火花打点计时器固定在长木板上,把墨粉纸套在纸盘轴上,让纸带穿过限位孔
B.把电火花打点计时器与6 V低压交变电源相连
C.用手水平地拉动纸带,然后启动电源
D.取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0, 用公式v=计算纸带运动的平均速度
尝试解答                      
                      
                      
                      
                      
                      
                      
                      
                      
 (1)电火花打点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。其工作时的基本步骤如下:
A.当纸带完全通过电火花打点计时器后,及时关闭电火花打点计时器
B.将电火花打点计时器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打点计时器
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    。(按顺序填写步骤编号)
(2)如图所示纸带是某同学练习使用电火花打点计时器时得到的,纸带的左端先通过电火花打点计时器,从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是       (选填“速度减小”或“速度增大”)。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。
题型二 数据处理与分析
【典例2】 在“用打点计时器测瞬时速度”的实验中得到的一条纸带的一部分如图甲所示,从0点开始依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。(交流电源频率为50 Hz)
(1)根据上面的记录,计算打点计时器在打1,2,3,4,5点时的速度并填在下表中:
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s-1)
(2)根据(1)中表格,在图乙中画出小车的速度—时间图像,并说明小车速度变化特点:           。
尝试解答                                            
                                            
                                            
 如图所示的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点未画出,各计数点到0的距离如图所示。求出各计数点的瞬时速度并画出速度-时间图像。
题型三 实验拓展与创新
【典例3】 光电计时器结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。乙图中MN是水平桌面,PQ是长1 m左右的木板,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P点悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2 s和2.0×10-2 s。用游标卡尺测出小滑块的宽度d,读出滑块的宽度d=5.015 cm。
则滑块通过光电门1的速度v1=    m/s,滑块通过光电门2的速度v2=    m/s。
尝试解答                      
                      
创新角度分析
(1)利用光电计时器记录物体通过光电门的时间。
(2)利用物体通过光电门的平均速度作为物体通过光电门的瞬时速度。
 让小球从斜面的顶端滚下,如图所示的是用闪光照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段过程,已知闪光频率为10 Hz,且O点是0.4 s时小球所处的位置,试根据此图估算:
(1)小球从O点到B点的平均速度大小;
(2)小球在A点和B点的瞬时速度大小。
1.同一打点计时器打出的4条纸带如图所示,在图示记录的时间内,以下说法正确的是(  )
A.纸带均做匀速运动
B.丙纸带的平均速度最大
C.丁纸带的平均速度最大
D.乙和丁纸带的平均速度一样大
2.如图表示的是A、B两个球在运动过程中的频闪照片,数字表示频闪的时刻顺序,每次连续频闪的时间间隔相等,则由图可知:
(1)其中    球做匀速直线运动。
(2)两球速度相等的时刻在与数字    和数字      对应的时刻之间。
3.在“用打点计时器测速度”的实验中,打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共六个计数点,相邻两计数点之间还有四个计时点未画出,纸带旁并排放着最小分度为1 mm的刻度尺,0刻度跟“0”计数点对齐,读出1、3、5三个计数点到0计数点的距离并填入表格中。
距离 x1 x3 x5
测量值/cm
计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2=     m/s。
4.利用如图所示的装置测量滑块的速度,图中MN是水平桌面,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个数字计时器没有画出。实验时,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的数字计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s,滑块的宽度d=1.010 cm。
(1)滑块通过光电门1时的速度v1=   m/s,通过光电门2时的速度v2=    m/s。(结果均保留两位有效数字)
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2时的    ,要使瞬时速度的测量值更接近于真实值,可将滑块的宽度    (选填“增加”或“减小”)一些。
第4节 实验:用打点计时器测量小车的速度
【必备技能·细培养】
【典例1】 (1)时间 位移 220 0.02 (2)BC
解析:(1)打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器,均使用交变电源,电火花打点计时器的工作电压是220 V,当交变电源频率为50 Hz时,它每隔0.02 s打一次点。
(2)电火花打点计时器使用220 V交变电源,故B错误;实验时应先启动电源,再拉动纸带,故C错误。
素养训练
 (1)交流 0.02 CBDA (2)速度增大 0.26
解析:(1)电火花打点计时器所用的是220 V的交流电源,频率为50 Hz,打点时间间隔为0.02 s。工作时,应先接通电源后释放纸带,并且打完纸带后应立即关闭电源,正确的顺序是CBDA。
(2)从A点到B点,点迹越来越稀疏,所以物体速度越来越大,从A到B共有13个时间间隔,所以t=13×0.02 s=0.26 s。
【典例2】 (1)见解析 (2)见解析图 小车速度均匀减小
解析:(1)某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示。由v=得,打1点时,v1≈1.20 m/s;打2点时,v2≈1.00 m/s;打3点时,v3=0.80 m/s;打4点时,v4≈0.60 m/s;打5点时,v5≈0.40 m/s;将数值填入表格如下。
位置 1 2 3 4 5
v/(m·s-1) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40
(2)描点并连线得小车的速度—时间图像,如图所示。
由图像可知,小车速度均匀减小。
素养训练
 见解析
解析:1点对应时刻是0、2之间的中间时刻,求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度,同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出。而相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s。故v1== m/s=0.195 m/s,v2== m/s=0.40 m/s,同理v3=0.61 m/s,v4=0.69 m/s,v5=0.70 m/s。以O点为坐标原点,横坐标表示时间,纵坐标表示速度建立直角坐标系。根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点,然后连线得到速度-时间图像如图所示。
【典例3】 1.003 2.508
解析:滑块通过光电门1的时间t1=5.0×10-2 s,位移是x1=5.015 cm=5.015×10-2 m,平均速度==1.003 m/s,所以滑块通过光电门1的速度v1==1.003 m/s。滑块通过光电门2的时间t2=2.0×10-2s,位移x2=5.015 cm=5.015×10-2m,平均速度=≈2.508 m/s,所以滑块通过光电门2的速度v2==2.508 m/s。
素养训练
 (1)0.8 m/s (2)0.8 m/s 1.0 m/s
解析:依题意知,相邻两次闪光的时间间隔T= s=0.1 s.
(1)vOB===0.8 m/s。
(2)小球在A点时的瞬时速度vA==0.8 m/s,
小球在B点时的瞬时速度
vB==m/s=1.0 m/s。
【教学效果·勤检测】
1.C 甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、乙、丙不是做匀速运动,A错误;丙纸带上的点迹最多,则所用时间最长,而且位移小,故平均速度最小,B错误;甲、乙、丁上均有5个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平均速度最大,C正确,D错误。
2.(1)A (2)3 4
解析:(1)在相同的时间间隔内B球的位移越来越大,所以B球做的是变速直线运动;在相同的时间间隔内A球的位移不变,所以A球做的是匀速直线运动。
(2)根据题图可知在数字3和4之间的B球的平均速度大小等于A球的速度大小,故在3和4之间某一时刻B球速度大小可能和A球速度大小相等。
3.1.20 5.40 12.00 0.21
解析:由题图可知x1=1.20 cm,x3=5.40 cm,x5=12.00 cm。每两个相邻计数点间的时间间隔T=0.02×5 s=0.10 s,v2== m/s=0.21 m/s。
4.(1)1.0 2.5 (2)平均速度 减小
解析:(1)滑块通过光电门1时的速度v1===1.0 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2===2.5 m/s。
(2)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度,由极限思想可知,要使平均速度更接近于瞬时速度,滑块的宽度应减小一些。
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