物理必修1第一章 运动的描述第12节学案含答案文档格式.docx
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知识点一 打点计时器的原理
1．电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定________内发生________的仪器，它使用______电源，由学生电源供电，工作电压在______V以下．当电源的频率是50Hz时，它每隔______打一个点．通电前把纸带穿过________再把套在定位轴上的复写纸片压在纸带的______．接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，______便振动起来，带动其上的______上下振动．如果物体带动纸带运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的______．
电火花计时器是利用________在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器．使用时，墨粉纸盘套在________上，并夹在两条纸带之间．接在______电源上，电压为______V，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电．当电源频率为50Hz时，它每隔______时间打一次点，并且这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力较____，实验误差较____．
2．电磁打点计时器振针打点周期决定于（ ）
A．交变电压的高低B．交变电流的频率
C．永久性磁铁磁性的强弱D．振针与复写纸间的距离
知识点二 打点计时器的使用
3．用打点计时器时应注意的事项中说法错误的是（ ）
A．无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面
B．使用打点计时器时应先接电源，再拉动纸带
C．使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
D．使用电磁打点计时器和电火花打点计时器都应将计时器先固定在桌子上
【方法技巧练】
实验数据的处理方法
4．如图3所示是打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度：
vB＝__________m/s，vC＝________m/s，vD＝________m/s.
图3
1．（双选）下列关于打点计时器的说法中，正确的是（ ）
A．打点计时器可以连续工作很长时间，前后两次打点之间，只要时间间隔很短，完全可以在前一次打完点后不关闭电源
B．在正常工作的情况下，打点计时器每打两次点的时间间隔相等
C．纸带通过电火花计时器时，不会受到摩擦阻力的作用
D．电火花计时器是一种比电磁打点计时器先进的计时器，因此，使用电火花计时器进行实验，结果一定比使用电磁打点计时器更精确
2．下列说法中不正确的是（ ）
A．电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样
B．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样
C．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的
D．电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02s
3．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕的说法错误的是（ ）
A．点痕记录了物体运动的时间
B．点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状
D．点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况
4．打点计时器所用的电源是50Hz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＝0.1s，t＝NT
B．T＝0.05s，t＝（N－1）T
C．T＝0.02s，t＝（N－1）T
D．T＝0.02s，t＝NT
5．（双选）关于打点计时器打在纸带上的点，下列叙述正确的是（ ）
A．必须从第一个点开始选取整条纸带
B．根据情况选取点迹清晰的部分纸带
C．选取的第一个点记数为1，到第n个点的时间间隔为0.02ns
D．选取的第一个点记数为1，到第n个点的时间间隔为0.02（n－1）s
题号
1
2
3
4
5
答案
6.用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度．如图4所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11s，已知遮光条的宽度为3.0cm，试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小．
图4
7．电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，它的工作电压是________V，当电源的工作频率是50Hz时，它打点间隔是________s.
一个同学在用电火花计时器研究小车的运动时，打出了一条纸带如图5所示，测出相邻各点间的距离分别为：
AB＝1.99cm，BC＝3.01cm，CD＝4.00cm，DE＝4.00cm，EF＝4.01cm，FG＝4.98cm，GH＝6.01cm，HI＝3.98cm，由以上数据可知该小车的运动特点是（需说明理由）：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________.
图5
8．一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带，如图6所示．纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米．
图6
（1）计算0～6点之间的平均速度；
（2）打点计时器打第4个点时小车的瞬时速度接近多少？
课前预习练
1．①接线柱 ②线圈 ③永久磁铁 ④振片 ⑤振针
⑥限位孔 ⑦复写纸 ⑧纸带
2．相同 不同 电火花和墨粉 较小 较小
3．瞬时速度 更精确
4．光电门 发光 接收 开始 停止
5．C 6.C 7.B
课堂探究练
1．时间 位移 交流 6 0.02s 限位孔 上面 振片 振针 位移 电火花 纸盘轴 交流 220 0.02s 小 小
2．B
3．A [A选项中，都应该把纸带穿过限位孔，但在使用电磁打点计时器时，是把轴上的复写纸片压在纸带的上面．而电火花计时器，是把墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带之间（若用一条纸带时，是把墨粉纸盘放在纸带的上面）．B选项中先接电源，再拉动纸带，这样可以保证让尽可能多的点打在纸带上，能较好地控制实验进行，B正确．C选项中拉动纸带的方向与限位孔平行，能减小纸带与限位孔之间的摩擦，C正确．为了防止实验过程中计时器的移动，实验前都要先把计时器固定在桌子上．]
4．0.26 0.30 0.34
解析 vB＝
m/s＝0.26m/s
vC＝
m/s＝0.30m/s
vD＝
m/s＝0.34m/s
课后巩固练
1．BD 2.B
3．C [打点计时器打下的点记录了物体的位置，而点的个数又记录了物体运动的时间，点间的距离记录了物体运动的位移，故可反映物体的运动情况．]
4．C [电源频率f＝50Hz，则相邻点间的时间间隔T＝
s＝0.02s，纸带上共打出N个点，则有N－1个时间间隔即t＝（N－1）T，C正确．]
5．BD
6．0.10m/s 0.27m/s
解析 滑块通过光电门的时间极短，可以用短程内的平均速度来表示该点的瞬时速度．滑块通过第一个光电门时的瞬时速度v1＝
＝0.10m/s；
滑块通过第二个光电门时的瞬时速度v2＝
＝0.27m/s.
7．交流220 0.02
①小车的运动是变速运动，因为在相同时间内的位移不相等；
②小车在CF段的运动可近似看做匀速运动，因在同样的计时间隔内的位移近似相等．
8．
（1）0.68m/s
（2）0.83m/s
解析
（1）0到6点间的平均速度为：
×
10－2m/s＝0.676m/s≈0.68m/s
（2）当打点计时器打第4个点时，小车的瞬时速度应当最接近于3～5点间的平均速度，则
4＝
10－2m/s＝0.834m/s≈0.83m/s
第四节 物体运动的速度
1．如图1所示，一辆小汽车从位置A运动到位置B，坐标系已建立好，则这辆小汽车在A点的位置坐标为______m，在B点的位置坐标为______m，从A到B的过程中坐标的变化为______m.
2．速度是物体发生的________与发生这个位移所用________的比值，其公式为v＝
，速度的大小反应了物体运动的快慢，速度的方向表示物体运动的方向．
3．变速运动物体的位移跟发生这段位移所用时间的比值，叫做物体在t或位移s内的________．其公式为：
____________.平均速度表示做变速运动的物体在某一段时间或位移内的________________，只能粗略地描述物体____________．平均速度既有大小，又有方向，是矢量，其方向与一段时间Δt内发生的______有关．
4．运动物体经过____________的速度，叫瞬时速度，常简称为速度；
瞬时速度的大小叫______．瞬时速度：
____________的描述物体的运动快慢．瞬时速度是矢量，其方向与物体经过某位置时的____________相同．
5．下列速度中，指平均速度的是（ ）
A．汽车通过长江大桥全程的速度
B．子弹射出枪口时的速度
C．雨滴落地时的速度
D．运动员冲过终点时的速度
6．（双选）下列说法正确的是（ ）
A．由公式v＝
可知，做匀速直线运动的物体，其速度与位移成正比
B．物体运动的时间越短，其速度一定越大
C．速度是表示物体运动快慢的物理量
D．做匀速直线运动的物体，其位移与时间的比值是一个恒量
7．下列关于瞬时速度和瞬时速率的理解说法错误的是（ ）
A．瞬时速度能精确地描述质点运动的快慢
B．瞬时速度指质点在某一时刻或某一位置的速度
C．瞬时速度的大小叫瞬时速率
D．瞬时速率等于路程与时间的比值
8．（双选）有关瞬时速度、平均速度、平均速率，以下说法正确的是（ ）
A．瞬时速度是指物体在某一位置或某一时刻的速度
B．平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值
C．做变速运动的物体，平均速率就是平均速度的大小
D．物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值
知识点一 平均速度和瞬时速度
1．（双选）下列关于速度的说法正确的是（ ）
A．速度是表示物体运动快慢的物理量，它既有大小，又有方向，是矢量
B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小没有方向，是标量
C．汽车以速度v1经过某一路标，子弹以速度v2从枪口射出，v1和v2均指平均速度
D．运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫瞬时速度，它是矢量
2．（双选）下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的是（ ）
A．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零
B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零
C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度
D．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度
3．（双选）日常生活中，对平均速度和瞬时速度我们都称“速度”．下列所说的速度中，哪些是平均速度（ ）
A．网球比赛中发球是至关重要的一环，罗迪克曾在戴维斯杯半决赛中发球时速达到249千米，近几年尚无人超越
B．经提速后列车的速度达到150km/h
C．由于堵车，在隧道内的车速仅为1.2m/s
D．子弹以800m/s的速度撞击在墙上
知识点二 平均速度的计算
4．物体沿一条直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体在某一时刻的速度是3m/s，则物体在1s内一定运动了3m
B．物体在某1s内的平均速度是3m/s，则物体在这1s内的位移一定是3m
C．物体在某一段时间内的平均速度是3m/s，则物体在1s内的位移一定是3m
D．物体在发生某一段位移过程中的平均速度是3m/s，则物体在发生这段位移一半时的速度一定也是3m/s
5．某同学在百米比赛中，以6m/s的速度迅速从起点冲出，到50m处的速度是8.2m/s，在他跑的全程的中间时刻即t1＝6.25s时的速度为8.3m/s，最后以8.4m/s的速度冲过终点，他在百米比赛中平均速度的大小为________m/s.
知识点三 速度和速率
6．对于各种速度和速率，下列说法中正确的是（ ）
A．速率是瞬时速度的大小
B．平均速率是平均速度的大小
C．速度是矢量，平均速度是标量
D．平均速度的方向就是物体运动的方向
7．（双选）甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为＋2m/s，乙质点的速度为－4m/s，则可知（ ）
A．乙质点的速率小于甲质点的速率
B．因为＋2>
－4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C．这里的正、负号的物理意义是表示质点运动的方向
D．若甲、乙两质点同时由同一地点出发，则10s后甲、乙两质点相距60m
平均速度大小的计算方法
8．某人爬山，从山脚爬到山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速度为v1，下山的平均速度为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率是（ ）
A.
，
B.
C．0，
D．0，
9．一辆汽车沿笔直的公路行驶，第1s内通过5m的距离，第2s内和第3s内各通过20m的距离，第4s内又通过15m的距离，求汽车在最初2s内的平均速度和这4s内的平均速度各是多少？
1．（双选）关于速度的说法，下列各项中正确的是（ ）
A．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快
B．速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大
C．速度越大，位置变化越快，位移也就越大
D．速度的大小就是速率，速度是矢量，速率是标量
2．关于匀速直线运动，下列说法错误的是（ ）
A．只要每秒位移相同，一定是匀速直线运动
B．匀速直线运动的速度大小和方向都不变
C．匀速直线运动的任何一段时间内的平均速度等于瞬时速度
D．匀速直线运动的任何时间内的位移大小与路程相等
3．（双选）在下列各种速度中表示平均速度的是（ ）
A．赛车飞跃某栏杆时的速度为80m/s
B．火车由北京到天津以36km/h的速度行驶时为慢车，快车的速度可达100km/h
C．远程炮弹射出炮口时的速度为2000m/s
D．某同学从家里到学校步行速度为1.5m/s
4．关于平均速度的下列说法中，含义正确的是（ ）
A．汽车出发后10s末的平均速度是5m/s
B．汽车在某段时间内的平均速度是5m/s，表示汽车在这段时间内每1s内的位移都是5m
C．汽车经过两路标间的平均速度是5m/s
D．汽车在某段时间内的平均速度一定等于它在这段时间内最小速度与最大速度之和的一半
5．（双选）一个做直线运动的物体，某时刻的速度是10m/s，那么这个物体（ ）
A．在这一时刻之后的0.1s内的位移一定是1m
B．在这一时刻之前的0.1s内的位移一定是1m
C．在这一时刻之前的1s内的位移可能是10m
D．从这一时刻起以后的10s内的位移可能是80m
6.
（双选）三个质点A、B、C同时从N点出发，同时到达M点，三质点的运动轨迹如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．三个质点从N到M的平均速度相同
B．B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同
C．到达M点的瞬间速率一定是A的大
D．三个质点从N到M的平均速率相同
7．如图3所示在08北京奥运会中，牙买加选手博尔特是公认的世界飞人，在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍
B．200m决赛中的平均速度约为10.36m/s
C．100m决赛中的平均速度约为10.32m/s
D．100m决赛中的最大速度约为20.64m/s
8．用同一张底片对着小球运动的路径每隔
s拍一次照，得到的照片如图4所示，则小球运动的平均速度是（ ）
A．0.25m/sB．0.2m/s
C．0.17m/sD．无法确定
6
7
8
9.世博会参观者预计有7000万人次，交通网络的建设成为关键．目前上海最快的陆上交通工具是连接浦东国际机场和龙阳路地铁站的磁悬浮列车，如图5所示．它的时速可达432km/h，能在7min内行驶31km的全程．则该车的平均速率约为多少？
10.如图6所示，一修路工在长L＝100m的隧道中，突然发现一列火车出现在距右隧道口200m处，修路工所处的位置恰好在无论向左还是向右均能安全脱离危险的位置，问这个位置离隧道右出口的距离是多少？
他奔跑的最小速度至少应是火车速度的多少倍？
11.一辆汽车以20m/s的速度沿平直的公路从甲地开往乙地，又以30m/s的速度从乙地开往丙地．已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等，求该汽车在从甲地开往丙地的过程中平均速度的大小．
有一位同学是这样解的：
m/s＝25m/s，请问上述解法正确吗？
为什么？
应该如何解？
12．刘翔在瑞士洛桑世界超级田径大奖赛以12.88s夺得110m栏冠军，并打破世界纪录．由下表信息，计算刘翔在各段的平均速度并回答以下问题.
路段
起跑线至第三栏
第三栏至第八栏
第八栏至终点
全程
距离
32m
45.75m
32.25m
110m
时间
4.50s
4.83s
3.55s
12.88s
平均
速度
（1）他全程的平均速度是多少？
（2）各段的平均速度是多少？
（3）他全程始终保持一样的速度吗？
1．100 －200 －300
2．位移 时间
3．平均速度
平均快慢程度 运动的快慢 位移
4．某个位置 速率 可以准确 运动方向
5．A
6．CD [速度是表示物体运动快慢的物理量，对于匀速直线运动，位移随时间均匀增大，但位移与时间的比值是一个恒量，不能误认为速度与位移成正比，与时间成反比，C、D正确．]
7．D 8.AB
1．AD [速度的物理意义就是描述物体运动的快慢，它是矢量，有大小，也有方向，故A选项正确；
平均速度指质点运动的位移与通过这段位移所用时间的比值，它描述变速直线运动的平均快慢程度，不是速度的平均值，它也是矢量，故B不对；
C中v1、v2对应某一位置，为瞬时速度，故C不对；
D为瞬时速度的定义，正确．]
2．AC [由于各时刻的瞬时速度都等于零，即物体静止，因此平均速度也一定等于零，故A正确；
物体从某点沿一曲线运动又回到原出发点，则平均速度为零，但各个时刻的瞬时速度不为零，故B错误；
匀速直线运动中速度不变（包括大小、方向），平均速度与瞬时速度相等，故C正确；
由于运动情况不确定，一段时间的平均速度可能等于某时刻的瞬时速度，故D错误．]
点评
（1）位移和发生这段位移所用时间的比值称为这段时间内的平均速度．
（2）物体在某一时刻的速度称为瞬时速度，瞬时速度与位置、时刻对应；
平均速度与位移、时间间隔对应．
3．BC 4.B
5．8
解析 本题中隐含条件是“百米比赛”，所以s＝100m．“全程的中间时刻t1＝6.25s”，所以全程时间t＝2×
6.25s＝12.5s．因此平均速度v＝
m/s＝8m/s.
点评
（1）一般的变速直线运动求平均速度时，要紧扣定义找位移及该位移对应的时间，不要仅凭想当然来编造公式；
（2）平均速度与时间有关，不同时间内的平均速度一般不相同，所以，对平均速度要明确指出是哪段时间内的平均速度．当质点在各区段以不同速度运动时，全程的平均速度一般不等于各区段上速度的算术平均值．
6．A [速率是瞬时速度的大小，但平均速率并不是平均速度的大小，它是路程跟时间的比值，平均速度的方向与位移的方向一致，而物体运动的方向与瞬时速度的方向一致．]
7．CD 8.D
9．12.5m/s 15m/s
解析 前2s时间为2s，位移为（5＋20）m，前4s时间为4s，位移为（5＋20＋20＋15）m.
根据平均速度的定义式得
v1＝
m/s＝12.5m/s，
v2＝
m/s＝15m/s.
方法总结 计算平均速度的大小要紧扣平均速度的计算公式
，计算中只要找到位移的大小和所对应的时间，便可代入公式进行求解．
1．AD
2．A [匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动，每秒位移相同，但反过来每秒位移相同，却不一定速度始终不变，不一定是匀速直线运动，所以A项错误；
因为匀速直线运动是单向的直线运动，且速度恒定，所以B、C、D正确．]
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