第4节电磁打点计时器
第4节 实验：用打点计时器测速度
运动的描述
用打点计时器测速度
一、两种打点计时器
电磁打点计时器
电火花打点计时器
电磁打点计时器
（1）原理：振片随交变电流的变化做周期振动 （2）构造：
（3）工作电压：交流6V以下，频率50 Hz
电磁打点计时器
电火花计时器
（1）构造：
尖端放电 （2）原理： 脉冲电流放电针、墨粉纸盘放电 （3）工作电压：220V交流电，频率50 Hz
对纸带的影响和振针压得太紧相似，是间断的直线。
打点计时器打点不正常及解决的措施
问题 打点不清晰 不打点 打短线
打双点
原因 ①振针过高 ②电压过低 ①振针过低 ②电压过高 振针松动
解决措施 ①适当调低振针 ②适当调高电压 ①适当调高振针 ②适当调低电压 固定振针
4、用v－t图象分析实验数据
（1）v－t图象 在平面直角坐标系中，用纵轴表示速度，横轴表示时间 ，图象中的任一点表示某时刻的速度，得到速度－时间图象 (v－t图象)，简称速度图象．
注意事项
1．如果在纸带上数出了 n 个点，那么，它们的间隔数是 (n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02 s. 2．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时 器打点稳定后，再拉动纸带． 3．手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集． 4．使用电火花计时器时，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．
1、操作步骤 （1）固定计时器 （2）穿纸带 （3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源
2、纸带的简单处理 ——测平均速度
（1）需测量的量： 位移、时间
x （2）关系式： v t
疏密与 速度的 关系
第4节 “实验：用打点计时器测速度” 知识要点小结
第4节 “实验：用打点计时器测速度” 知识要点小结一．打点计时器的原理及使用二、实验操作1．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，压在复写纸的下面．2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V 交流电源的接线柱相连接．3．启动电源，用手水平拉动纸带使它在水平方向上运动，纸带上就打下了一系列点，随即关闭电源。
4．取下纸带，把纸带上能看得清的某个点作为起始点O ，以后的点分别标上A 、B 、C 、D …作为“计数点”，如图所示，测出O 到A 、A 到B 、B 到C …之间的距离x 1、x 2、x 3…并记录下来，根据数据判断纸带的运动情况．三、计算平均速度和瞬时速度的方法1．测平均速度的原理跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移Δx ．打两个点的时间可用Δt=(n-1)×0.02s 求得，则平均速度v =t x ∆∆. 2.计算瞬时速度的原理和方法：当Δt 很短时，可以认为tx ∆∆为t 时刻的瞬时速度．若打出的纸带如下图，相邻两计数点间的时间间隔是T, 则各点的瞬时速度分别是： T x x v A 221+=，T x x v B 232+=，T x x v C 243+=，Tx x v D 254+=…四、做速度—时间图象（1）把计算所得的各点的速度填入下表中，（2）根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v-t图象．五、实验注意事项1．电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用6V左右的交流电源；电火花计时器要使用220 V交流电源．2．使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．3．手拉纸带时速度应适当快一些，以防点迹太密集．4．使用电火花计时器时，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．5．使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．6．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．。
第4节 实验：用打点计时器测速度
答案：ABD.
纸带的测量、分析和计算 【例 2】 如图 144 所示为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，图 中 O 点为第一个点，A、B、C、D 为每隔一点选定的计数点．根据图中标出的数据，纸带 上 A、C 两点对应的时间为______s，纸带在 A、D 间的平均速度为______cm/s，打 B 点时纸 带的瞬时速度为______cm/s，你能求出打 O、D 点时间内纸带的平均速度吗？答：________.
图 144
思路点拨：平均速度由 v ＝ 含该点的时间间隔要尽可能短． Δx 求解．求瞬时速度时，由平均速度代替瞬时速度，取包 Δt
解析：纸带上 A、C 两点对应的时间 Δt1＝4×0.02 s＝0.08 s A、D 段的平均速度 xAD 43.25－15.50 v AD＝ ＝ cm/s＝231.25 cm/s tAD 0.02×2×3 B 点的瞬时速度 xAC 32.50－15.50 vB＝ v AC ＝ ＝ cm/s＝212.50 cm/s tAC 0.02×2×2 无法算出 OD 段的平均速度，因为不知道 O、D 间有多少个点，也就不知道 OD 段的时 间间隔．
答案：(1)ABDEC (2)纸盘轴 墨粉纸盘
4．质点做匀速直线运动，从 O 点经时间 t1 到达 A 点，如图 148 所示的图象中，能正确 表示该质点运动图象的是( BC )
图 148
解析：匀速直线运动的位移随时间均匀变化，xt 图象为倾斜的直线，选项 B 对；匀速直 线运动的速度不变，vt 图象为平行于时间轴的直线，选项 C 正确．
人教版必修一第一章第四节 打点计时器实验学案
第四节实验：用打点计时器测速度自学导引：一、认识打点计时器1、打点计时器是一种2、电磁打点计时器1）结构：2）工作电压是，当电源是50Hz时，每隔打一个点。
3)工作原理:当接通电源时，在的作用下，便振动起来，带动上下振动,这时如果纸带运动，就通过在纸上留下一行小点．4)电磁打点计时器使用方法:①固定:安装好复写纸并将打点计时器固定在桌子边缘或铁架台上。
②穿:将穿过限位孔与墨粉纸盘。
③定:将打点计时器接入50Hz交流电源，电压从4 V开始，观察振动情况，若振动片振幅较小再升高电压至6 V。
④接:启动电源，然后拖动纸带（或释放物体）打出点,观察点迹是否 .⑤关:打完点后，立即电源5）注意事项：①工作电流为②工作电压为以下③实验前检查打点的稳定性和清晰程度④使用时应先，待打点计时器稳定时再拉动纸带或释放物体⑤手拉动时，速度应适当一些，以防打的点迹太密集3、电火花打点计时器1)结构：2）工作电压是，3）工作原理：使用时，套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔．接通交流电源，按下开关时，计时器发出的脉冲电流经、到纸盘轴，产生放电．当电源是50Hz时，它每隔打一个点。
4、电火花计时器使用方法:①固定:安装好并将打点计时器固定在边缘或铁架台上。
②穿:将纸带穿过与③定:将打点计时器接入交流电源。
④接:启动电源，然后拖动（或释放物体打出点并观察点迹是否清晰.⑤关:打完点后，立即关闭电源二、练习使用打点计时器实验目的：利用打出的纸带研究物体的运动实验器材：实验步骤：(1)将电火花计时器固定在上，检查是否已经正确地套在纸盘轴上。
(2)把纸带装好(3)把电火花计时器的电源插头插在的交流电源上。
(4)按下，用手水平地拉动，纸带上就打出一行小点，随后立即电源．快乐体验:1．接通电源与释放纸带（或物体），这两个操作时刻之间的关系应当是 ( ) A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电C．释放纸带的同时接通电源 D．先接通电源或先释放纸带都可以2.打出的点迹不够清晰的原因可能是？A：电源电压偏低B：永磁体磁性不足C：振针位置过高D：复写纸陈旧3．一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，你能告诉他可能的原因吗?( )A．打点计时器错接在直流电源上 B．电源电压过低C．打点计时器使用的电压过高 D．振针到复写纸片的距离太小4.对纸带上的点迹说法正确的是？( )A：点迹记录了物体运动的时间。
高一上学期人教版物理必修一讲义：第一章 第4节打点计时器测速度要点梳理
打点计时器测速度【学习目标】1．知道电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理2．学会使用打点计时器3．会用打出的纸带求加速度、瞬时速度4．能通过纸带上点的位置关系分析物体运动【要点梳理】要点一、电磁打点计时器与电火花计时器的构造和工作原理要点诠释：1.电磁打点计时器及电火花计时器的构造电磁打点计时器及电火花计时器的构造分别如图甲、乙所示．2.电磁打点计时器的原理电磁打点计时器是利用电磁原理打点计时的一种仪器，它的工作原理可以用图甲、乙来说明．当线圈中通入的交流电为正半周时，设电流方向如图甲所示，则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极，永久磁铁使簧片受到一个向下的力；当交流电转为负半周时，电流方向如图乙所示，簧片左端变为S极，永久磁铁使簧片受到一个向上的力．随着交变电流方向的周期性变化，簧片周期性地受到向下、向上的力就振动起来．位于簧片一端的振针随簧片的振动而在复写纸上打点．如果在复写纸下有运动的纸带，振针就在纸带上打出了一系列的点．交流电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一个点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔是0.02s．3.电火花计时器的工作原理电火花计时器的原理与电磁打点计时纸带问题分析器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉，它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器．使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔．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行点迹．当电源频率是50Hz时，也是每隔0.02s打一次点．4.电磁打点计时器与电火花计时器的比较①两种计时器使用的都是交流电源；当电源的频率为50Hz时，都是每隔0.02s打一个点．②电磁打点计时器使用4～6V交流电，电火花打点计时器工作电压是220V交流电．③无论是使用电磁打点计时器还是使用电火花计时器，打出的纸带上的点，都记录了纸带运动的时间．如果纸带是跟物体连接在一起的，纸带上的点就相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究点之间的距离，就可以了解在不同时间里物体发生的位移、速度的大小和变化情况．④电火花计时器工作时纸带运动受到的阻力比较小，实验误差较小．5.使用打点计时器的注意事项①会安装复写纸，并且会调节复写纸的位置，将纸带从复写纸下穿过．将计时器接入50Hz交流电源，从交流4V开始，观察振片振动情况，若振片振幅较小，再升高电压至6V；对电火花计时器，应将墨粉纸盘套在纸盘轴上，两条纸带要对齐穿过限位孔，墨粉纸盘夹在中间，使用220V交流电源．②开启打点计时器，待1～2s再拖动纸带打出点，观察点迹是否清晰，打完纸带后，立即关闭电源．③在纸带上打不出点或点迹颜色过淡情况下，纠正时大致从以下方面注意：电源电压较低情况下，可适当提高(对电火花计时器这种情况较少)；调整复写纸位置或更换复写纸(或墨粉纸盘)；调整打点计时器．④调整打点计时器．如果打不出点，首先要检查压纸框的位置是否升高，阻碍了振片上的振针打不到纸带上，若是，可将压纸框向下压，恢复到原来的位置．这种情况一般是由于操作不当引起的．另外也可能是振片没有工作，在共振情况下，此时可松动固定振片的螺丝，适当调节振片位置，紧固后观察振幅，若达到或接近共振状态即可正常工作．如果振片振动较大仍打不出点，可调整振针的位置，直到打出点为止．若振针向下调节过长，则打点的声音过大，且易出现双点，调节时要仔细．⑤如果将打点计时器错接在学生电源的直流电源上(非稳压电源)，也能在纸带上打出点迹，这是因为直流输出单向脉冲电流，频率为100Hz，会导致数据处理时错误．⑥使用电火花计时器时，若用一条纸带要将纸带压在墨粉纸盘下，打完一条纸带后要将墨粉纸盘转一角度再打另一纸带，否则会只用纸盘的某一位置，打出的点迹颜色较淡；若使用双纸带，将墨粉纸盘夹在中间，拖动时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉纸盘会随纸带转动，电火花将墨粉纸盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，点迹颜色较重，而上面的纸带没有点迹，可重复使用，但用两条纸带时摩擦阻力较大．不管用哪种方法，打完纸带后都应立即关闭电源．要点二、实验原理和步骤、注意事项要点诠释：1.实验目的①进一步练习打点计器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法．②利用打点纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度随时间变化的规律．2.实验器材附有滑轮的长木板、小车、带小钩的细线、钩码若干、打点计时器、纸带、刻度尺、导线、交流电源．3.实验原理把纸带跟运动物体连接在一起，并穿过打点计时器，这样纸带上的点不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置，研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况．4.实验步骤①把附有滑轮的长木板放在实验台上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示．②把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下面挂上合适的钩码．放手后，看小车能否在木板上平衡地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在车的后面．③使小车停在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，再按同样的方法(不改变钩码个数)打出两条纸带．从这三条纸带中选用一条最清晰的，记录为纸带Ⅰ．④增加一个钩码，按上述方法打出纸带Ⅱ．⑤在打纸带I时的基础上减少一个钩码，仍按上述方法打出纸带Ⅲ．⑥整理器材．5.注意事项(1) 平行：纸带和细绳要和木板平行．(2) 一先一后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验后应先断开电源后取纸带．(3) 防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞．(4) 减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜.(5)弄清间隔：要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s．(6)仔细描点：描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位．用细铅笔认真描点．要点三、实验数据的处理要点诠释：1. 纸带上点的意义①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置．②通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况．③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔．2.纸带的选取从三条纸带上选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点．为计算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时间作为时间间隔，即T ＝0.1s ．3.采集数据的方法如图所示，不直接测量两个计数点间的距离，而是要先量出各个计数点到计时零点的距离x 1、x 2、x 3、x 4…然后再计算出相邻的两个计数点的距离．11x x ＝，221x x x -＝，332x x x -＝，445x x x -＝，554x x x -＝．4. 根据纸带分析物体的运动情况并计算速度(1)根据纸带分析物体的运动情况并计算平均速度①在纸带上相邻两点的时间间隔均为0.02s(电源频率为50Hz)，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度小．②根据x v t ∆=∆，求出任意两点间的平均速度，这里△x 可以用直尺测量出两点间的距离，△x 为两点间的时间间隔数与0.02s 的乘积．这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度．(2)粗略计算瞬时速度某点E 的瞬时速度可以粗略地由包含E 点在内的两点间的平均速度来表示，如图所示，DG F v v =或DF E v v =．【说明】在粗略计算E 点的瞬时速度时，可利用x v t∆=∆公式来求解，但需注意的是，如果取离E 点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近E 点的瞬时速度，但是距离过小会使测量误差增大，应根据实际情况选取这两个点．各计数点的瞬时速度用平均速度来代替，即1212x x v t ∆+∆=∆，2322x x v t∆+∆=∆…(△t 为相邻两个计数点之间的时间间隔)将各计数点对应的时刻及瞬时速度填入下表中： 计数点位置编号n 0 1 2 3 4 5 6时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 相邻两计数点间的距离s/m对应计数点的速度v/(m ·s －1)5.由实验数据得到v-t 图象①如何由实验数据得出v-t 图象有了原始实验数据，如何更好地确定运动规律呢?最好的方法是作v-t 图象，具体的运动规律便能直接显现．根据表格中的v 、t 数据，在直角坐标系中仔细描点．作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v-t 图象，它是一条倾斜的直线，如图所示．②如何由实验得出的v-t 图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律可以从两条途径进行：一是通过直接分析图象(如图所示)的特点得到．小车运动的v-t 图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值△t ，速度也会增加相同的值△v ．也就可得出结论：小车的速度随时间均匀增加(或变化)．二是通过图象写出函数关系式进一步得到结论，既然小车的v-t 图象是一条倾斜的直线，那么v 随t 变化的函数关系式为v ＝kt+b ，显然v 与t 成“线性关系”小车的速度随时间均匀增加(或变化)．6.由纸带求加速度的方法由图所示的纸带各计数点1、2、3、4、5…所对应的速度分别是v 1、v 2、v 3、v 4、v 5…T 为计数点间的时间间隔． 211v v a T -=，322v v a T -=，433v v a T -=，…，1n n n v v a T+-=． 求加速度的平均值 122132111()()()++++⋅⋅⋅+-+-+⋅⋅⋅+--===n n n n a a a v v v v v v v v a n nT T从结果看，真正参与运算的只有v 1和v n+1，中间各点的瞬时速度在运算中都未起作用． 方法二：逐差法求41123∆-∆=x x a T ，52223∆-∆=x x a T ，63323∆-∆=x x a T ，则 1234561232()()39++∆+∆+∆-∆+∆+∆==a a a x x x x x x a T 这样可使各点的瞬时速度都参与了运算，可减小误差．比较两种方法，“方法二”比“方法一”好，一般不用方法一．方法三：由图象求加速度由多组数据描绘出v-t 图象，v-t 图象的直线斜率即为物体运动的加速度． 三种方法中，最准确，科学的是方法三，不过较繁一点．要点四、一些利用现代技术测速度的方法除用打点计时器测速度外，还可用以下的方法进行测量：(1)借助传感器用计算机测速度如图所示是一种运动传感器的原理图，这个系统由A、B两个小盒子组成．将红外线、超声波发射器A盒固定在小车上，接收传感器B盒固定在某一位置并调整其高度与传感器A 等高．小车上A盒发射器对着接收器B，并处在同一直线上．将接收传感器B探测到的红外线、超声波到达的时间差等数据输入计算机，利用专门软件可以分析小车的位移与时间的关系．将这些位移和对应的时间差再利用计算机进行处理，就可以分析小车的速度随时间的变化．根据小车的两个位置变化可求得△x，两位置的时间差为△t，则小车速度xvt∆=∆．(2)利用光电门测瞬时速度实验装置如图所示，使一辆小车从一端垫高的木板上滑下，木板旁装有光电门，其中A 管发出光线，B管接收光线．当固定在车上的遮光板通过光电门时，光线被阻挡，记录仪上可以直接读出光线被阻挡的时间．这段时问就是遮光板通过光电门的时间．根据遮光板的宽度△x和测出的时间△t，就可以算出遮光板通过光电门的平均速度xvt∆⎛⎫=⎪∆⎝⎭．由于遮光板的宽度△x很小，因此可以认为，这个平均速度就是小车通过光电门的瞬时速度．(3)利用频闪照相分析计算物体的速度频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一定时间曝光，从而形成间隔相同时间的影像的方法．在频闪照相中会用到频闪灯，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔0.1s闪光一次，即每秒闪光10次．当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置．通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片．如图中是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.1s，这样便记录了物体运动的时间．而物体运动的位移则可以用尺子量出．与打点计时器记录的信息相比，频闪灯的闪光频率相当于打点计时器打出的点迹．因此，运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息，又记录了物体运动的位移信息．至于求平均速度和瞬时速度，两者都是一样的．。
第4节 实验：用打点计时器测速度
一、观察打点计时器并阅读教材，了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法。
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一个点（电源频率是50Hz，工作电压在6V以下）。
纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。
①电磁打点计时器图示是电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号及名称。
当给电磁打点计时器通电后，线圈产生磁场，放在线圈中的振片被磁化，由于线圈通的是交变电流，电流方向不断变化，振片就会因反复地受到向上、向下的吸引而不停地振动起来。
当交变电流的频率是50 Hz时，电磁打点计时器的振针每0.02 s打下一个点。
②电火花计时器电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显示出点迹的计时仪器（工作电压为220V）。
当电源的频率是50Hz时,它的脉冲放电周期也是0.02s，即每隔0.02s 打下一个点。
电火花式打点计时器比电磁式打点计时器优越处在于：（1）电火花式打点计时器阻力小，更准确（2）电火花式打点计时器打出的点，点迹清晰，成圆点状，更容易辨认。
二、打点计时器的使用1．电磁打点计时器的使用（1）用限位孔限定纸带，复写纸压在纸带的上面。
通电，振片带动振针打点。
若纸带运动，其上就会留下一行小点。
（穿孔压复通电打点）（2）如由物体带动纸带运动，物体的位移就对应为纸带上相应点间的距离，运动时间可由该距离上点痕的数目计算。
三、练习使用打点计时器1、了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项，把打点计时器固定好。
2、按照说明连接使用仪器并把纸带装好。
3、启动电源，用手水平地拉纸带，纸带上就打出一行小点。
随后立即关闭电源。
4、取下纸带，观察点子的分布情况，选择适当的计数点，注意计数点间的时间间隔。
5、用刻度尺分别测量出第一个点到第n个点的距离，把测量数据填入自己设计的表格中。
（1）根据平均速度的定义式x v t ∆=∆，当t ∆很短时，可以认为x t∆∆表示t 时刻的瞬时速度。
实验：用打点计时器测速度
t1
t2
t3
t
v-t 图象中速度的正负表示物体的运动方向
练 图如下所示， 习 一物体的 v-t 图如下所示，则下列说法正确的是
A.物体做曲线运动 物体做曲线运动 C.物体做往复运动 物体做往复运动 B.物体做直线运动 物体做直线运动 D.物体一直向一个方向运动 物体一直向一个方向运动
v
0
t
七、借助传感器测试速度
• 1、用超声波测速度 • 阅读课本P22页内容，用超声波测速度有几 种方法？哪一种好？请分析图1.4-5中超声 波测汽车速度的原理，图中是超声波发射 时脉冲，脉冲经汽车发射后超声波测速仪 接收到的脉冲，依次类推……
八、气垫导轨和数字计时器
• 阅读课本P23页“科学漫步”，气垫导轨有 什么作用？光电门是如何工作的？这样测 出的速度是平均速度还是瞬时速度？精确 程度如何？
看书并回答： 看书并回答： 哪几个时刻？如何确定？为何这样定？ 哪几个时刻？如何确定？为何这样定？ 如何设计表格？ 如何设计表格？
△ x0
△ x1
△ x2
△ x3
0
1
2
3
六、用图像表示速度
1、图像特点：直观 图像特点： 2、常用作图法 （1）描点作图 （2）据函数关系式作图 3、作图步骤 （1）建系 （2）描点
三、打点计时器的作用
1、测时间 电源频率50Hz 每隔___秒打一个点) 50Hz， ___秒打一个点 (电源频率50Hz，每隔___秒打一个点) 2、测位移 3、研究纸带 → 研究物体运动
四、练习打点计时器的使用
教材P 教材P20
1.把打点计时器固定在桌子上。 1.把打点计时器固定在桌子上。 把打点计时器固定在桌子上 2.正确安装纸带。 2.正确安装纸带。 正确安装纸带 3.启动电源，用手水平拉动纸带， 3.启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上打出 启动电源 一系列的点，随后立即关闭电源。 一系列的点，随后立即关闭电源。
高一上物理第4节：打点计时器的应用
第4节：打点计时器的应用1、实验：用打点计时器测速度【教学目标】1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理，并学会安装并使用打点计时器。
2.学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度和测量瞬时速度。
3.明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出实验中的速度—时间图象。
4.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。
5.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。
【教学重点与难点】重点:1.打点计时器的使用。
2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。
3.画物体的速度—时间图象。
难点:1.对纸带数据的处理。
2.画图象的方法。
【教学方法】实验探究式教学方法【教学设计】（一）新课内容1.打点计时器的认识先让学生阅读教材,然后老师提出问题,引导学生回答:(1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少?(2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少?(3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间?(4)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。
(5)复写纸放在纸带上边还是下边?(6)解释电火花计时器的工作原理?如图1—4—2所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么?2.练习使用打点计时器指导学生动手练习使用打点计时器，要让学生按步骤有序操作,并打出几根纸带。
选择一条点迹清晰的纸带,如图1—4—3所示,引导学生回答下列问题:(1)怎样从打出的纸带中获取数据?指导学生用列表格的形式把数据列出。
(2)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？(用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间隔,即根据v =△x /△t ，求出在任意两点间的平均速度，这里△x 可以用直尺测量出两点间的距离，△t 为两点间的时间间隔数与0.02s 的乘积。
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第4节 实验：用打点计时器测速度
一、 打点计时器分类 1、 电磁打点计时器
电磁打点计时器是一种使用 低压交流 电源的计时仪器（低压交流电源又叫学生电源）。
工作电压为 6V 以下（或者填4V-6V ），当电源频率为50Hz 时, 打点计时器每隔 0.02 s 打一个点。
通电后，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，在纸带上打出点。
2、电火花计时器
电火花计时器工作电压是 220V ，当电源的频率为50Hz 时，它每隔 0.02 s 打一个点。
它与电磁打点计时器的区别是 电磁打点计时器在纸带上打点的是振针和复写纸，电火花计时器在纸带上打点的是电火花和墨粉。
电火花计时器比电磁打点计时器误差小，因为电磁打点计时器使用振针与复写纸打点时候，振针与纸带间有摩擦，而电火花打点计时器使用墨粉与电火花打点，摩擦小 二、练习使用打点计时器
1. 把电磁打点计时器固定好，以免拉动纸带时候晃动，纸带穿过限位孔，复写纸压在纸带上面，轻轻拉试纸带，应无
明显阻滞现象。
2. 连接好线路，先接通电源，1-2s 后，待打点计时器稳定工作后，再拉动纸带，这样可以节约纸带，且打点计时器刚
开始工作时候是不稳定的，使用完毕后要立即关闭电源，因为打点计时器不能长时间工作，会烧坏线圈，拉动纸带时，速度应快一些，以防点迹太过密集，但也不能太快，防止点迹太少。
3. 取下纸带，舍弃开头密集的点，从某个能看清楚的点开始，往后数出n 个点,一共有n+1个点，n 个间隔，时间间隔
为nT ，T 为打点周期。
4. 用刻度尺测量出这几个点间的距离，把纸带上能看得清的某个点开始作为O 点，以后的点分别标上A 、B 、C 、D 、
E ……作为计数点，一次测出O 点到A 、B 、C 、D 、E ……点之间的距离x 1、x 2、x 3、x 4、x 5…… 5. 利用公式，计算速度（用公式t
v
=
） 注意：1、哪段的位移就除以哪段的时间，写的时候要加下标以具体区分不同段平均速度、不同段位移、不同段时间
2、v 上面加小横线，表示平均值
3、厘米要化成米来计算
4、中间过程可以不带单位，结尾一定要带单位 OB 段的平均速度为 0.86m/s CD 段的平均速度为
A 点瞬时速度为 0.86m/s
B 点的瞬时速度为
C 点瞬时速度为
D 点瞬时速度为
E 点瞬时速度为 求瞬时速度的方法：取A 点左右的两个点，求这两点间的平均速度，近似的表示A 点的瞬时速度，例如求A 点的瞬时速度则求OB 间的平均速度，近似的认为是A 点的瞬时速度 7. 绘制v-t 图像
注意：1、要用平滑线连接点，不可以用折线 2、尽可能分布满坐标纸
3、让点迹尽可能多的分布在这条线上，如果不能在这条线上则均匀分布在这条线两侧
4、不可以画线段，要延长与纵轴或者横轴相交，另一端也要延长，画成射线 若以上纸带中 ，相邻两个计数点间有四个点没画，则B 点速度为 0.25m/s
s m t x v OB
OB OB /8625.0202.01045.32=⨯⨯=
=
-s
m t x v v OB
OB OB A /8625.0202.01045.32=⨯⨯=
=
=-s
m t x v v AC
AC
AC B /252.02
1.010)30.134.6(2=⨯⨯-=
=
=-
注意：若每隔四个点取一个计数点，或者每五个点取一个计数点，都指的是打点周期为0.1s v-t 图像与x-t 图像，注意，图像中没有曲线运动
注意：
1、在练习使用打点计时器时，小车拖动纸带并在上面打下了一系列的小点．根据所打出点的纸带，在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时，可以通过测量每相邻两点间的距离，看其是否都相等来判断
2、振针打的点不清晰或打不出点可能是因为振针过高或者复写纸旧了，应该降低振针，更换新的复写纸，若打出短线，可能因为振针过低，应抬高振针
3、如果纸带上的点迹分布不均匀，那么点迹密集表示运动的速度较小，点迹稀疏表示运动速度较大 练习
1、下列图像中纸带表示物体做什么运动？
a 做匀速直线运动
b 做匀速直线运动，且b 比a 快
c 做匀加速直线运动
d 做匀减速直线运动
2、在下列所给出的实验器材中，选出练习使用打点计时器所需的器材填在横线上：打点计时器，低压直流电源，纸带，秒表，一端有滑轮的长木板，不需要的器材是：低压直流电源，秒表，缺少的器材是：低压交流电源，刻度尺
3、在使用打点计时器前应检查（ABD ）
A 所用电源是否符合要求
B 纸带是否平整
C 打点周期的等时性是否良好
D 复写纸安装是否正确 4、当纸带与运动物体链接时，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正确的是（ABD ） 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 5、在使用电磁打点计时器时，有时发现计时器的打点周期不稳定，其原因可能是（B ）
A 交流电源的电压不稳定
B 交流电源的频率不稳定
C 永久磁铁的磁性太弱
D 振片的固有频率与交流电源的频率有偏差 6、如图是一辆汽车做直线运动的x-t 图像，对线段OA 、AB 、BC 、CD 所表示的运动，下列说法正确的是( C )
A ．OA 段运动速度最大
B ．AB 段物体做匀速运动
C ．C
D 段的运动方向与初始运动方向相反 D ．运动4h 汽车的位移大小为30km
7、如图所示为甲、乙两质点的v-t 图象，下列说法中不正确的是（BCD ） A 、质点甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反 B 、质点甲、乙的速度相同
C 、在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同
D 、甲、乙之间的距离一定越来越大。