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1、記錄物體的運動信息、物體運動的速度
記錄物體的運動信息
方法設(shè)計
1. 當(dāng)物體運動得不太快或要求精確度不太高時,可直接記錄物體運動的位置、時間等,可用尺子和秒表直接測量物體運動的位移和時間。
2. 當(dāng)物體運動得太快或要求精確度較高時,可用頻閃照相、數(shù)字計數(shù)器、打點計時器等記錄物體運動的信息。
實踐與檢驗
器材選擇:電磁打點計時器
(1)構(gòu)造:電磁打點計時器是一種記錄運動物體在一定時間間隔內(nèi)位移的儀器,構(gòu)造如圖1-3-2所示。
(2)電磁打點計時器使用交流電源,工作電壓為4V~6V。
(3)工作原理:接通交流電源后,線圈中產(chǎn)生周期性變化的磁場,振片被磁化,其極性隨線圈中磁場的
2、變化而變化,于是振片和永久磁鐵之間就產(chǎn)生周期性的引力和斥力,振片就上下振動,帶動其上的振針上下振動。這時,如果紙帶運動,振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上打下一系列的點。
(4)當(dāng)電源頻率是50Hz時,它每隔0.02s打一個點。
操作指南
1. 將打點計時器固定在長木板的一端,連接好電路。
2. 按圖1-3-4把一條細(xì)繩栓在小車上,使細(xì)繩跨過滑輪,下邊掛上合適的鉤瑪,讓小車可以在鉤瑪?shù)臓恳逻\動,把紙帶穿過打點計時器的限位孔,并將紙帶的一端固定在小車的后面。
3. 把小車停在靠近打點計時器處,啟動打點計時器后,放開小車,讓小車拖動紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一行小點。
3、隨后立即關(guān)閉電源。
4. 取下紙帶,從能夠看清的某個點開始,往后數(shù)出若干個點。如果數(shù)出n個點,這些點劃分出來的時間間隔數(shù)是多少?由此計算出紙帶從第一個點到第n個點的運動時間。
5. 用刻度尺測量出第一個點到第n個點的距離。在進(jìn)行實驗測量之前,自己設(shè)計一個表格,用來記錄以上測量值。
分析論證
如果運動的物體帶動紙帶通過打點計時器,在紙帶上打下的點記錄了物體運動的時間,紙帶上的點也相應(yīng)地表示出了運動物體在不同時刻的位置,研究紙帶上各點之間的間隔,就可以了解在不同時間里,物體發(fā)生的位移等,從而了解物體運動的情況,所以紙帶記錄了物體運動的信息。
物體運動的速度
探究點1. 平均
4、速度
1. 平均速度的定義
物理學(xué)中,把運動物體在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所需時間的比值,叫做平均速度。平均速度用符號表示。
2. 平均速度的定義式:
3. 平均速度的矢量性:平均速度的方向與時間t內(nèi)發(fā)生的位移s的方向相同。
4. 平均速度的意義
粗略地描述變速直線運動的物體在時間t(或位移s)內(nèi)運動的快慢程度和方向。
5. 平均速度的單位
國際單位是米每秒。符號是m/s(或m/)。常用的還有千米每小時(km/h)、厘米每秒(cm/s)等。
探究點2 瞬時速度
1. 瞬時速度
(1)定義:物體在從到這樣一個較小的時間間隔內(nèi),越小,運動快慢的差異也就越小,運動的描述就越精確。如果非常非常小,就可以認(rèn)為表示的是物體在時刻的速度,這個速度叫做瞬時速度。
(2)矢量性:瞬時速度也是一個矢量,它的方向就是物體此時刻的運動方向,即物體在運動軌跡上過該點的切線方向。
(3)意義:瞬時速度精確地描述了物體運動的快慢和方向。
2. 速率
(1)速率:瞬時速度的大小叫做速率,是標(biāo)量,僅反映物體運動的快慢。
(2)平均速率:平均速率是指物體通過的路程與所用時間的比值,是標(biāo)量。