第3节 测量物体运动的速度

《测量物体运动的速》速度测量行《测量物体运动的速度》在我们的日常生活和科学研究中，测量物体运动的速度是一项非常重要的任务。

速度这个概念不仅能够帮助我们了解物体的运动状态，还能在很多领域发挥关键作用，比如交通运输、体育运动、物理学研究等等。

那什么是速度呢？简单来说，速度就是描述物体在单位时间内移动的距离。

如果一个物体在 1 秒钟内移动了 5 米，那它的速度就是 5 米每秒。

测量速度的方法有很多种，我们先来看看常见的几种。

一种是通过测量物体移动的距离和所用的时间来计算速度。

这是最基本也是最直接的方法。

比如说，我们要测量一辆汽车在一段公路上的速度。

可以在公路上设置两个标记点，然后用秒表记录汽车经过这两个标记点所用的时间，同时测量出这两个标记点之间的距离。

用距离除以时间，就能得到汽车在这段路程中的平均速度。

在物理学实验中，我们经常会用到打点计时器来测量物体的速度。

打点计时器会在纸带或胶片上每隔一定的时间间隔打上一个点。

通过测量相邻两个点之间的距离以及打点的时间间隔，就可以计算出物体在这段时间内的平均速度。

如果点与点之间的距离越来越大，说明物体在加速运动；如果距离相等，那物体就是做匀速运动；如果距离越来越小，物体就是在减速运动。

对于匀速直线运动的物体，速度是恒定不变的。

但在现实生活中，很多物体的运动并不是匀速的，而是变速运动。

这时候，我们可以通过测量多个小段路程的速度，然后取平均值来近似地表示物体的运动速度。

在一些特殊的情况下，我们还可以利用光电门来测量速度。

光电门是由一个光源和一个光敏接收器组成的。

当物体通过光电门时，会遮挡光线，从而触发计时。

通过测量物体通过光电门的时间和光电门的宽度，就能够计算出物体通过光电门时的瞬时速度。

除了这些传统的测量方法，随着科技的不断发展，现代技术也为我们提供了更精确和便捷的速度测量手段。

在交通运输领域，比如飞机和高铁，会使用雷达来测量速度。

雷达通过发射电磁波并接收反射回来的波，根据波的频率变化来计算物体的运动速度。

第三节记录物体的运动信息自主预习秒播新Sffl一、打点计时器及其使用1 •打点计时器：一种通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器.2 •分类：电火花打点计时器和电磁打点计时器.3 •电火花打点计时器（1）工作电压：220 V交流电源.（2）原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一系列点迹.4 .电磁打点计时器（1）工作电压：6_V交流电源.（2）原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动.这时如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一系列小点.5.打点间隔：当电源频率是50 Hz时，纸带上每打出两个相邻点所经历的时间都是0.02_s .二、数字计时器1. 计时装置的组成由数字计时器和光电门组成计时装置，如图所示.2 .光电门由发光装置（红外发光二极管）和光线接收装置（光敏元件）构成.光敏元件接收由发光装置发出的光线，通常处于被照亮的状态.3 .计时器有两个输入插口与光电门相连.4 •计时原理当宽度一定的物体通过光电门时，光线被挡，光敏元件处于暗状态，向数字计时器发出脉冲信号，触发数字计时器开始计时，遮光结束（物体通过）停止计时，这样就记录下物体遮挡一个光电门光线的短暂时间.数字计时器还可以记录物体经过两个光电门之间的时间，即任一光电门第一次遮光时开始计时，第二次遮光时停止计时，计时器显示的是两次遮光之间的时间（物体先后通过两个光电门之间的时间）.1•思考判断（正确的打“V”，错误的打“ X”）（1）电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压都是220 V的交变电压.⑵使用打点计时器（电源频率为50 Hz）打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02 s（3）打点计时器在纸带上准确记录了运动物体的位移和时间. （V）（4）数字计时器不能记录物体前后两次挡光的时间间隔. （X）⑸数字计时器能够测量出小到 1 ms或0.1 ms的时间间隔. （V）2 .关于打点计时器的使用，说法正确的是（）A. 电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源B. 在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C. 使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D. 纸带上打的点越密，说明物体运动得越快C [打点计时器使用的是交流电源，其中电磁打点计时器的工作电压是6V，电火花计时器的工作电压是220 V .使用的交流电源频率f越高，打点的时间间隔△ t就越小（因△ t 1=f）.使用时先接通打点计时器的电源，再让物体运动.物体运动得越快，纸带上打的点就越稀疏.]打点计时器及其使用1.实验步骤（1）了解电火花打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把纸带放在墨粉纸盘的下面.⑵把计时器接到220 V的交流电源上.(3) 接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．(4) 取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点．如果共有n 个点，则用△ t = 0.02 x(n—1) s计算出纸带的运动时间△ t.(5) 用刻度尺测量出第一个点到第n 个点的距离，在进行实验测量之前，自己设计一个表格，用来记录以上测量值．2 ．注意事项(1) 使用电火花打点计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．(2) 使用打点计时器时，应使物体停在靠近打点计时器的位置．(3) 使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定之后，再拉动纸带，打点之后应立即关闭电源．(4) 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( 可统一测量出各个测量点到起始测量点0之间的距离).(5) 区别计时点和计数点①计时点是打点计时器在纸带上打出来的点.②计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点，一般相邻两个计数点之间还有若干个计时点.计数点一般不是从第一计时点开始的，而是选择点迹清晰、与相邻的计时点间距适中的点开始.(6) 区别打点周期和计数周期①打点周期：两个相邻的计时点的时间间隔，即交流电源的周期，一般为0.02 s.②计数周期：两个相邻的计数点的时间间隔，若相邻两个计数点之间还有(n—1)个计时点，则计数周期为T= 0.02 n s.【例 1 】(1) 电磁打点计时器是一种利用__________ 电源的计时仪器，它的工作电压是_____ V,当电源频率是50 Hz时，它每隔__________ s打一次点.(2) 使用电磁打点计时器时，纸带应穿过__________ ，复写纸应套在________ 上，并要放在纸带的________ 面；应把________ 电源用导线接在___________ 上；打点时应先___________ , 再让纸带运动.(3) ( 多选) 打点计时器在纸带上的点迹,直接记录了( )A. 物体运动的时间B. 物体在不同时刻的位置C. 物体在不同时间内的位移D. 物体在不同时刻的速度解析：电磁打点计时器是一种利用交流电源的计时仪器，工作电压为6V，工作频率为50 Hz，周期为0.02 s .电火花打点计时器和电磁打点计时器都是每隔0.02 s在纸带上打一次点，因此打在纸带上的点迹可直接反映物体的运动时间，故A正确.因为纸带跟运动物体连在一起，打点计时器固定，所以纸带上的点迹就相应地记录了物体在不同时刻的位置，故B 正确•用刻度尺量出各点迹间的间隔，可知道物体在不同时间内的位移，再根据速度公式可算出物体在某段时间内的速度，但这些量不是纸带上的点迹直接记录的，故 C D错误.答案：(1)交流 6 0.02 (2)限位孔定位轴上低压交流接线柱接通电源⑶AB由纸带记录的信息(1) 打点计时器是一种计时仪器，它有具体的工作电压，从打出的纸带上可以直接获得物体运动的时间及不同时刻的位置信息.(2) 电火花打点计时器和电磁打点计时器虽然所用电源电压不同，但打点周期均为T= 0.02 s.1 .(多选)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是()A. 先接通电源，后释放纸带B. 电火花打点计时器使用的是220 V交流电源C. 使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越长D. 先释放纸带或先接通电源都可以AB [为了增加纸带的使用率，应先接通电源，后释放纸带，A正确，D错误；电火花打1点计时器使用的是220 V交流电源，故B正确；因为T= f，所以使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越短，C错误.]数字计时器使用数字计时器应该注意的问题(1) 实验前应先调整发光器件和光敏元件的相对位置，因为如果二者没有对准，则不能计时.(2) 根据实验要求正确选择数字计时器的计时功能.【例2】如图所示用光电计时器研究物体的直线运动.1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为 5.00 X 10 s、2.00 X 10 s .则：(1)能否由此确定滑块由光电门1运动到光电门2的时间?（2）滑块通过光电门1时和通过光电门2时相比较，通过哪个位置时更快一些? 解析：（1）光电计时器显示的挡光时间为滑块各自通过光电门 1、光电门2的时间，不能由此确定滑块由光电门 1运动到光电门2的时间.（2）滑块宽度一定，滑块通过光电门时挡光时间越短，滑块运动得越快. 答案：（1）不能（2）通过光电门2时更快些.2 •关于数字计时器的说法正确的是（ ）A. 数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间B. 数字计时器能记录物体通过一个光电门的位移C. 数字计时器能记录物体先后两次经过光电门之间的时间D. 数字计时器不能记录物体先后两次经过光电门之间的时间C [数字计时器即可记录物体通过一个光电门的时间，也可记录物体先后两次经过光电 门之间的时间，但不能记录物体经过一个光电门的位移，故选项C 正确.]1.（多选）对电磁打点计时器和电火花打点计时器的有关说法中，正确的是（ ）A. 电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电B. 两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样C. 电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸D. 电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉AB [电磁打点计时器使用 6 V 的交流电，电火花打点计时器使用 220 V 的交流电，A 对；两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决定，B 对；电火花打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉，C 错；电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸， D 错.]2.打点计时器所用的电源是 50 Hz 的交流电，其相邻点间的时间间隔是T ,若纸带上共打出N 个点，这条纸带上记录的时间为t ,则下列各式正确的是（ ）A. T = 0.1 s , t = NTB. T = 0.05 s , t = （N- 1）TC. T = 0.02 s , t = （N- 1）TD. T = 0.02 s , t = NT1 1C [电源频率f = 50 Hz ，则相邻点间的时间间隔s = 0.02 s ，纸带上共打出 NT 50个点，则有（N — 1）个时间间隔，即t = （N- 1）T ,故C 正确.]3.下列选项中是打点计时器打出的四条纸带， 其当堂达标®中表示物体做匀速直线运动的是（）B [ 匀速直线运动中，相等位移所用的时间相等．打点计时器打出的点与点之间的时间都相同，只要点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速直线运动．] 4．用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示装置，研究木块沿斜面下滑的速度变化．所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器( 含纸带) 、学生电源、米尺、铁架台及导线、开关等，图乙是打点计时器打出的一条纸带，纸带旁还给出了最小刻度为 1 mm的刻度尺，刻度尺的零刻度线与O点对齐，A B、C D为四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未标出，打点计时器所用交流电源的频率是50 Hz.(1) 计数点A到0点的距离是 __________ m m.(2) 根据纸带可看出木块下滑的速度v 的变化情况是____________ ．解析：(1)因为本实验刻度尺最小刻度为 1 mm,根据读数原则应估读到0.1 mm，所以A到O点的距离是105.0 mm.(2)由题中数据知相同时间内木块的位移逐渐变大，所以速度变大.答案：(1)105.0 (2) 变大。

机械运动复习教案年级初二学科物理第 1单元第课时总计课时01年月日《第一章机械运动》复习课学案一、课标要求：2.1.1知道机械运动，举例说明机械运动的相对性。

2.2.1会根据生活经验估测长度和时间。

会选用适当的工具测量长度和时间。

2.2.2用速度描述物体运动的快慢。

通过实验测量物体运动的速度。

用速度公式进行简单的计算。

二、复习目标： 1.会使用适当的工具测量长度.2.会使用适当的工具测量时间.3.能用实例解释机械运动及其相对性.4.能用速度描述物体的运动,能用速度公式进行简单的计算.5.通过测量一个物体运动的平均速度理解平均速度的物理意义.三、教学重、难点： 1.机械运动的概念.研究物体运动的相对性.运动的快慢1.参照物的概念.理解物体运动的相对性.应用知识解决具体问题四、教学准备制好的课件、设计好的导学案五、学情分析：六、教学过程：第1节长度和时间的测量1.在国际单位制中长度的单位是________，符号是________，常用的长度单位还有________、________、________、________、________、________。

2.常用的测量长度的工具是____________，更精确的测量要选用___________等其他工具。

3.在国际单位制中时间的单位是___，符号是___，常用的时间单位还有___和_____。

4.测量时间的工具有____________、____________等。

5._____________和_______________之间的差异叫误差，误差不可____________，但是我们可以通____________________________________________等方法来减小误差。

1.使用刻度尺前要观察刻度尺的____________、____________和____________。

2.正确使用刻度尺：零刻度线要_________被测物体的一端，有刻度线的一边要________被测物体且与被测物体保持_________，不能_________；读数时，视线要_________刻度线，与尺面__________。

《测量物体运动的速》速度测量乐《测量物体运动的速度》在我们的日常生活中，物体的运动无处不在。

无论是车辆在道路上疾驰，还是运动员在赛场上奔跑，亦或是飞机在天空中翱翔，了解物体运动的速度对于我们理解和掌握各种现象都至关重要。

那么，如何测量物体运动的速度呢？这其中又蕴含着怎样的科学原理和方法呢？首先，我们来了解一下什么是速度。

速度简单来说，就是物体在单位时间内所移动的距离。

如果一个物体在 1 小时内移动了 60 千米，那么它的速度就是 60 千米/小时。

速度是一个矢量，它不仅有大小，还有方向。

比如，一辆汽车向北行驶，速度为 50 千米/小时，这里的“向北”就是速度的方向。

测量物体运动速度的方法有很多种，最常见的就是通过测量距离和时间来计算。

例如，我们要测量一个人跑步的速度，可以先确定一段固定的距离，比如 100 米。

然后让这个人从起点开始跑，用秒表记录他跑完全程所用的时间。

假设这个人跑完 100 米用了 15 秒，那么他的速度就是 100 米除以 15 秒，约等于 667 米/秒。

在实际应用中，测量速度的工具也是多种多样的。

对于较短距离和较精确的测量，我们可以使用尺子和秒表。

但如果要测量较长距离的运动速度，比如汽车在高速公路上的行驶速度，就需要用到专门的测速仪器，比如雷达测速仪。

雷达测速仪通过向车辆发射电磁波，并接收反射回来的电磁波，根据电磁波的频率变化来计算车辆的速度。

除了直接测量距离和时间，还有一些间接测量速度的方法。

比如，在物理学实验中，我们可以通过测量平抛运动物体的水平位移和竖直位移，以及运动的时间，来计算出平抛运动的初速度。

这种方法利用了平抛运动的规律，将速度的测量转化为对位移和时间的测量。

在工业生产中，也常常需要测量物体的运动速度。

比如，在流水线上，要确保产品的传输速度合适，就需要使用专门的传感器来测量传送带的速度，并根据测量结果进行调整。

在机械加工中，刀具的切削速度对于加工质量和效率有着重要影响，因此也需要精确测量。

vs第一章，机械运动 第三节、运动的快慢 第四节、测量平均速度1、比较物体运动的快慢有两种方法：①、在相同的时间内，比较物体经过的路程，经过路程长的物体运动得快。

例如：比较同时启程的步行人和骑车人的快慢采用：时间相同路程长则运动快②、在物体运动相同路程的情况下，比较他们所花的时间，所花时间短的物体运动得快。

例如：比较百米运动员快慢采用：路程相同时间短则运动快在物理学中，为了比较物体运动的快慢，采用“相同时间比较路程” 比较单位时间内通过的路程。

实际问题中多用这种方法比较物体运动快慢，物理学中也采用这种方法描述运动快慢。

2、定义：在物理学中，把路程与时间之比叫做速度。

通常用字母v来表示 速度；s 表示路程 ；t 表示 时间 ；公式： 在国际单位制中，速度的基本单位是米每秒，符号是m/s 或m ·s -1在交通运输中，速度的单位也常用千米每小时，符号是km/h 或km ·h-1 速度公式的变形为：①、求路程：s = v t ②、求时间: t = 3、物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量，数值上等于物体在单位时间内通过的路程，这个数值越大，表明物体运动得越快。

匀速直线运动机械运动的分类： ⑴直线运动 机械运动 变速直线运动⑵曲线运动A 、匀速直线运动：（匀速运动的物体速度 v 是个恒量 与路程 S 时间 t 没关系）定义：我们把物体沿着直线且速度（大小和方向）不变的运动叫匀速直线运动。

理解：在匀速直线运动中，速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。

物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量。

去计v v 不能用v s m sm t s v )21(21,/11515+====21212v v v v v +=221v v v +=s m s m s m s m s m v v v v v /8.4/6/4/6/4222121=+⨯⨯=+=B 、 变速直线运动：定义：运动速度变化的运动叫变速运动。

第3节速度的测量一、速度的测量1. 从公式可知，测算平均速度一般需要测量和两个物理量。

【答案】v=s /t路程时间【详解】在测量平均速度时，一般需要测量路程和时间，通过v=s /t来求速度。

2. 如图所示，某位同学做测量钩码运动速度的实验，请回答问题：【实验原理与方案】要测量钩码上升的速度，需要测量钩码通过的____和通过这段路程所用的____，再利用公式______即可计算出钩码速度v的大小。

【实验装置与方法】本实验要用到________、_________、电动机、细线、钩码和铁架台等。

搭建如图所示的实验装置。

电动机稳定运行时，能够通过细线带动钩码缓慢平稳地竖直上升。

【实验操作和数据收集】（1）刻度尺紧靠立柱，平行于细线放置。

在刻度尺上每隔10cm贴一条标记线。

（2）打开电动机，当钩码经过标记线_____处开始计时，此后钩码每经过一个标记线记录一次时间。

【答案】路程时间v=s /t刻度尺电子秒表O【详解】要测量钩码上升的速度，需要测量钩码通过的路程s和通过这段路程所用的时间t，再利用公式v= s/t 即可计算出钩码速度v的大小。

本实验要用到刻度尺、电子秒表、电动机、细线、钩码和铁架台等。

搭建如图所示的实验装置。

电动机稳定运行时，能够通过细线带动钩码缓慢平稳地竖直上升。

（1）刻度尺紧靠立柱，平行于细线放置。

在刻度尺上每隔10cm贴一条标记线。

（2）打开电动机，当钩码经过标记线O处开始计时，此后钩码每经过一个标记线记录一次时间。

3. 某位同学做了测量钩码运动速度的实验（见上图），下表记录了钩码到达各标记线所用的时间。

（1）计算出表格中速度的大小；（2）根据所得数据，描述钩码的运动情况。

【答案】（1）表格中速度的大小：3.23；3.10；3.07；2.98；3.3.【详解】（1）根据v=s /t可以计算出5段路程中的速度大小。

（2）根据计算数据可知，5段路程中的速度大小，基本相等，说明钩码近似做匀速直线运动。