第四节 实验：用打点计时器测速度
实验用打点计时器
第四节实验：用打点计时器测速度【目标要求】1．知识与技能了解和练习使用电火花计时器和电磁打点计时器。
测定平均速度，画出v-t图象了解用图象研究物理问题的方法知道什么是速度时间图象，知道速度时间图象的物理意义。
以及如何用图象来表示速度和时间的关系２．过程与方法认识数学中的函数图象在物理学中的作用,实验时注意培养学生的操作习惯，培养学生具有一定的信息收集和处理能力，分析、解决问题能力３．情感、态度与价值观乐于探究与日常生活有关的物理学问题，初步体验探索自然规律的艰辛与喜悦，有主动与他人合作的精神【巩固教材—稳扎稳打】1．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是( ) A．时间间隔B．平均速度C．位移D．瞬时速度2．某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其可能原因是( ) A．复写纸放反B．使用了直流电源C．振针过短D．纸带运动过快3．小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点间的距离为18 cm，则( ) A．小车运动的平均速度为0.03m/sB．小车运动的平均速度为1.5m/sC．小车运动的平均速度为1.8m/sD．小车运动的平均速度为180m/s4．某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后，纸带上打下了一列点，他要根据这些点计算纸带运动的平均速度，下列操作正确的是( ) A．他首先查清共有多少个点B．首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点C．分别测出每两个相邻清晰点间的距离，然后相加，把相加的结果作为所有能看清点间的长度，用来计算平均速度D．分别测出每两个相邻清晰点间的距离，用来计算各段的平均速度【重难突破—重拳出击】1．打点计时器打点的周期，决定于( ) A．交流电压的高低 B. 交流电的频率；C．永久磁铁的磁性强弱； D. 振针与复写纸间的距离．2. 在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是( ) A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车；B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。
高中物理_1-4实验用打点计时器测速度精品课件_新人教版必修1讲解
人
教
电磁打点计时器 电火花计时器
版 必 修
电源性质
6V以下交流电源
220V交流电源(频率 50Hz)
一 新
打点频率
打点时间间隔 0.02s、频率50Hz
打点时间间隔0.02s、频 率50Hz
课 标
打点方式
振针通过复写纸在 火花放电使墨粉在纸带
纸带上打点
上成点
·
·
物
纸带与限位孔、限
理
阻力来源
位盘的摩擦；振针 纸带与限位孔、限位盘 与纸带打点接触时 的摩擦
的摩擦
精确比较 电火花计时器比电磁打点计时器更精确
5、注意事项：
·
人 教
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，
版 如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写
必 修
纸片的高度使之增大一点。
一 ②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计
新 时器稳定后，再释放纸带。
课 标
③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的
修
例1在使用电磁打点计时器以前应检查以下哪些方面
一 的内容
新
课
新 据，运用你学过的知识，判断纸带的运动是匀速运动还
课 标
是变速运动，并把判断结果和理由写清楚．
·
·
物 理
人
教 版 必 修
1．测平均速度的方法
在纸带上选取两个点，测出位移Δx和时间Δt，则
Δx Δt
一 是纸带在这段时间内的平均速度．
·
新
2．测瞬时速度的方法
课 标
如果不要求很精确，用
Δx Δt
求出的平均速度可以代表
过的距离Δx有多长．
人 教 版
4. 实验打点计时器测速度
学习互动
3.计算瞬时速度:根据公式v=,各点对应的瞬时速度分别为v1=
、
v2=
、v3=
、v4=
……
4.分析纸带的运动:将上述数据填入下表,根据数据分析纸带的运动特点,判断其是
否做匀速运动.
学习互动
5.描绘v-t图像: (1)速度—时间(v-t)图像:横轴表示__时__间__t____,纵轴 表示__速__度__v____,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1-4-2所示的v-t图像. (2)v-t图像的意义:v-t图像非常直观地反映了运动物体的__速__度_____随___时__间____ 变化的情况,匀速直线运动的v-t图像是与时间轴__平__行_____的直线. 注意:速度—时间图像并不是物体运动的轨迹.
匀地被利用．墨粉纸盘夹在纸带之
(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地 间，目的是使墨粉纸盘可以更好地转
套在________上，还要检查________是否夹在纸带之间．动．
备用习题
4.某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图 1-4-4 所示，每两点之间 还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频 率为 50 Hz. (1)相邻两个计数点间的时间为________s. (2)打第 4 个计数点时纸带的速度 v4＝________m/s.(保留三位有效数字)
学习互动
【实验器材】 打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)、纸带、_毫__米__刻_度__尺___、导线、 复写纸片(墨粉纸)、__交__流____电源(电磁打点计时器：频率50 Hz，电压6 V以 下；电火花计时器：频率50 Hz，电．把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过_限__位__孔___，把复写纸套在 __定_位__轴___上，并且压在纸带___上_____面(用电火花计时器时让两条纸带夹住墨 粉纸盘)． 2．把电磁打点计时器的两个_接__线__柱___接到6 V的低压交流电源上(电火花计时 器接220 V交流电源)． 3．接通__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 下一系列点． 4．关闭__电__源____，取下纸带．
1.4 实验 用打点计时器测速度
第四节 实验:用打点计时器测速度一、实验目的1、 了解打点计时器的基本构成，知道其计时原理并学会应用2、 根据纸带上的点分析速度的变化情况，学会测定平均速度3、 学会用图像表示速度的变化规律的方法二、实验原理两种打点计时器当接通50Hz 的交流电时，都是每隔0.02s 打一次点。
当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示了物体在不同时刻的位置，纸带上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移，根据平均速度的定义式t x v ∆∆=，当t ∆很短时，就可以认为t x∆∆等于t 时刻的瞬时速度。
三、实验器材打点计时器、低压电源、纸带、刻度尺、导线等（详见导学案第四节第1页）四、实验步骤实验准备1、 把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、 把打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接。
实验进行3、 打开电源开关，用手水平地拉动纸带使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列的点。
4、 多打几条纸带，并且注意打点之后立即关闭电源。
数据处理5、 在几条纸带中挑选一条理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，找一个点做为开始点，然后每五个点（或每隔四个点）取一个计数点（每两相邻的计数点之间的时间间隔就是0.1秒）6、 利用公式t xv ∆∆=，计算出纸带在这段时间内的平均速度，如果时间极短的话，就是中间时刻的瞬时速度。
五、数据处理① 表格法② 图像法（t v -图像）1、 图像的获得：以速度为纵轴，以时间为横轴，在方格纸上建立直角坐标系，根据测得速度在坐标系中描点，并用平滑的曲线连接，就得到了t v -图像。
2、 反映的物理量：① 任一时刻速度的大小② 任一时刻速度的方向，也就是速度的±表示了运动的方向③ 速度随时间的变化情况④特别说明：匀速直线运动的图像是一条平行于t轴的直线3、tv 图像六、注意事项1、电源电压符合要求，电磁打点计时器使用6V以下交流电源；电火花计时器使用220V交流电源。
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．
G1高中物理必修一第一章第四节：实验：用打点计时器测速度
4 实验：用打点计时器测速度[学习目标] 1.了解电磁打点计时器、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.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.4.理解速度随时间变化的图象的意义，掌握描点法画图象的方法，并能根据图象分析物体的运动．义，掌握描点法画图象的方法，并能根据图象分析物体的运动．一、了解打点计时器 1．打点计时器的作用及分类．打点计时器的作用及分类打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为当电源频率为50 Hz 时，时，它每隔它每隔0.02 s 打一次点．打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移．可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移．这就为研究这就为研究物体的运动提供了可能，供高中学生实验用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种．两种．2．电磁打点计时器(如图1所示) 图1 (1)工作电压：6 V 以下的交流电源；以下的交流电源；(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行小点．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行小点． 3．电火花计时器(如图2所示) 图2 (1)工作电压：220 V 交流电源；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行点迹．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． 4．两种计时器误差比较．两种计时器误差比较电火花计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小．电火花计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小．二、练习使用打点计时器1．把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．．把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．2．把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6 V 以下低压交流电，电火花计时器接220 V 交流电)．3．先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．．先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源． 4．取下纸带，从能够看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n 个点，那么n 个点的间隔数为n －1个，则纸带的运动时间Δt ＝(n －1)×0.02 s. 5．用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx . 6．利用公式v ＝ΔxΔt 计算出纸带在这段时间内的平均速度．计算出纸带在这段时间内的平均速度． 三、用打点计时器测量瞬时速度1．既然打点计时器打出的纸带既记录了物体的运动时间，又记录了这段时间内物体的位移，那我们能不能借助打点计时器和纸带测量物体运动的平均速度呢？能不能测量物体运动的瞬时速度呢？瞬时速度呢？答案 ①利用纸带计算平均速度①利用纸带计算平均速度根据v ＝ΔxΔt 可求出任意两点间的平均速度，Δx 是纸带上两点间的距离，Δt 是这两点间的时间间隔．间间隔．②利用纸带粗略计算瞬时速度②利用纸带粗略计算瞬时速度纸带上某点的瞬时速度可以粗略地由包含该点在内的相距较近的两点间的平均速度来表示．平均速度的公式v ＝ΔxΔt ，当Δt 或Δx 较小时，这个平均速度代表纸带经过某点的瞬时速度．度．2．打点计时器所用电源的频率为50 50 Hz Hz ，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量如图3所示，纸带在A 、C 间的平均速度为间的平均速度为 m /s ，在A 、D 间的平均速度为间的平均速度为 m/s ，B 点的瞬时速度更接近于速度更接近于 m/s. 图3 答案 0.35 0.42 0.35 解析 由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s ．A 、C 间的距离为14 mm ＝0.014 m ，A 、D 间的距离为25 mm ＝0.025 m. 由公式v ＝Δx Δt 得v AC＝0.0142×0.02m/s＝0.35 m/s，v AD＝0.0253×0.02m/s≈0.42 m/s. s. B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s. 一、打点计时器的应用原理及操作一、打点计时器的应用原理及操作例1使用打点计时器时应注意() A．无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面的复写纸压在纸带的上面B．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带C．使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行．使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行D．打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源．打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源解析电磁打点计时器使用复写纸，电火花计时器不用复写纸，故A错；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，故B正确；为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，故C 正确；打点计时器不能长时间连续工作，故D正确．答案BCD [归纳总结]使用打点计时器的注意事项(1)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．(2)打点前应使物体停在靠近打点计时器的位臵．(3)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．(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(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．针对训练1(多选)当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹，下列关于纸带上点迹的说法中正确的是() A．点迹记录了物体运动的时间．点迹记录了物体运动的时间B．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状D．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况答案ABD 解析打点计时器每隔一定的时间打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位臵和某段时间内的位移；纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状． 二、瞬时速度的计算和速度图象的画法二、瞬时速度的计算和速度图象的画法例2 在用打点计时器(电源频率为50 Hz)研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图4所示，图中前几个点模糊，因此从A 点开始每5个点取一个计数点，试根据纸带求解以下问题：根据纸带求解以下问题：图4 (1)纸带的哪一端与物体相连？纸带的哪一端与物体相连？ (2)相邻计数点间的时间间隔是多少？相邻计数点间的时间间隔是多少？ (3)BD 段对应的平均速度是多大？段对应的平均速度是多大？ (4)打C 点时瞬时速度的大小？点时瞬时速度的大小？解析 (1)由物体的初速度为零，可判断纸带左端与物体相连．(2)由交流电源频率为50 Hz 知，相邻计时点间的时间间隔为0.02 s ，每5个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔Δt ＝5T ＝0.1 s. (3)由纸带可知x BD ＝(49.60－12.38) cm ＝0.3722 m. t BD＝2Δt ＝0.2 s 由平均速度公式得v ＝x BD t BD ＝0.372 20.2 m /s ＝1.861 m/s . s. (4)C 点瞬时速度近似等于BD 段的平均速度，故v C ＝1.861 m/s. 答案 (1)左端左端 (2)0.1 s (3)1.861 m/s (4)1.861 m/s [总结提升](1)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(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O 之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位． (2)某点瞬时速度的测量：利用v ＝ΔxΔt ，其中Δx 为包含待测点的较近的一段距离． 针对训练2 除打点计时器外，人们还用频闪照相法来记录物体运动的时间和位移．如图5所示是采用每秒闪光10次的相机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0.1 0.1 s s ，这样便记录了小球运动的时间，而小球运动的位移可以用尺子量出．尺子量出．图5 根据小球的频闪照片提供的信息在图6中作出小球的v －t 图象，并由图象确定第一次曝光时小球的速度．时小球的速度．图6 答案 v －t 图象见解析图图象见解析图 0.40 m/s 解析 可以求出第2、3、4、5次曝光时小球的速度． v 2＝0.1600.2 m /s ＝0.80 m/s ，v 3＝(0.300－0.070)0.2 m /s ＝1.15 m/s ， v 4＝(0.500－0.160)0.2 m /s ＝1.70 m/s ， v 5＝(0.710－0.300)0.2m /s ＝2.05 m/s ， 小球的v －t 图象为直线(如图所示)，延长图线可知第一次曝光时小球的速度v 1＝0.40 m/s. 1．练习使用打点计时器时，接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动，这两项操作的先后顺序是() A．先释放纸带，后接通电源．先释放纸带，后接通电源B．先接通电源，后释放纸带．先接通电源，后释放纸带C．释放纸带的同时接通电源．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．先接通电源或先释放纸带都可以2．你左手拿一块表，右手拿一支笔，当你的合作伙伴沿直线拉动一条纸带，使纸带在你的笔下向前移动时，每隔1 s用笔在纸带上点下一个点，这就做成了一台“打点计时器”．如果在纸带上点下了10个点，则在打下的这些点的过程中，纸带的运动时间是() 3．如图7所示为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02 s打一点，图中O点为第一个计数点，A、B、C、D为相邻的计数点，每相邻计数点间还有一个点未画出．根据图中标出的数据，打A、D两点时间内纸带的平均速度是，打B点时纸带的瞬时速度是，你能算出两点时间内纸带的平均速度吗？为什么？打O、D两点时间内纸带的平均速度吗？为什么？图7 一、选择题(1～3为单项选择题，4～6为多项选择题) 1．关于打点计时器的使用，下列说法正确的是() 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．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，打出的两点间的时间间隔就越小．使用的电源频率越高，打出的两点间的时间间隔就越小D．电源的电压越高，打出的两点间的时间间隔就越小．电源的电压越高，打出的两点间的时间间隔就越小Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔为T，若纸带上共打2．打点计时器所用的电源是50 50 Hz出N个点，这条纸带上记录的时间间隔为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＝NT50 HzHz，在“探究小车速度随时间变化的规律”的实3．打点计时器使用交流电源的频率为50 验中，若交流电的频率变小了而未被发现，则测得小车的速度值与真实值比较将() A．偏大．无法判断．无影响 D．无法判断．偏大 B．偏小．偏小 C．无影响4．对电磁打点计时器和电火花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计时器都使用交流电．电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样．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．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放电针和墨粉纸盘．电磁打点计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘5．通过打点计时器得到的一条纸带上的点不均匀，下列判断正确的是() A．点密集的地方物体运动的速度比较大．点密集的地方物体运动的速度比较大B．点密集的地方物体运动的速度比较小．点密集的地方物体运动的速度比较小C．点不均匀说明物体在相等的时间内发生的位移不相等．点不均匀说明物体在相等的时间内发生的位移不相等D．点不均匀说明打点计时器有故障．点不均匀说明打点计时器有故障6．采用下列哪些措施，有利于减少纸带因受到摩擦而产生的误差() A．改用6 V直流电源直流电源B．将电磁打点计时器换成电火花计时器．将电磁打点计时器换成电火花计时器C．用平整的纸带，不用褶皱的纸带．用平整的纸带，不用褶皱的纸带D．纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜．纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜二、非选择题7．在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤：．在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤： A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源B．将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路．将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码D．取下纸带．取下纸带E．放手，使小车在平板上运动．放手，使小车在平板上运动F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔其中错误的步骤是，有遗漏内容的步骤是，将以上步骤完善后以合理的顺序排列为．其中错误的步骤是，有遗漏内容的步骤是，将以上步骤完善后以合理的顺序排列为．8．某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图1所示，每相邻两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz. 图1 (1)相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为 s. (2)打第4个计数点时纸带的速度v4＝m/s.(保留三位有效数字) 9．用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度．如图2所示，滑块在牵引力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板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光板的宽度为3.0 cm，则滑块通过第一个光电门和第二个光电门的速度大小分别为多少？(计算结果保留两位有效数字) 图2 10．如图3所示，甲、乙两位同学对同一条纸带上的点进行测量读数，甲采取的方法是用刻所示，甲、乙两位同学对同一条纸带上的点进行测量读数，甲采取的方法是用刻度尺先测出AB间距离为x1，再分别测出BC间距离x2，CD间距离x3，DE间距离x4，再代入公式求解．而乙同学只把刻度尺零刻度线对齐A点，依次读出B、C、D、E 4点的刻度值x1、x2、x3、x4.通过计算的方法求出AB间距离为x1，BC间距离为x2－x1，CD间距离为x3－x2，DE间距离为x4－x3，再代入公式求解，你认为哪位同学的测量方法更好一些，误差更小一些？更小一些？图3 11．如图4所示是用小车拖动、用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在．试求：纸带上所选的计数点．相邻计数点间的时间间隔为0.1 s．试求：图4 (1)打点计时器打下B点时小车的瞬时速度；点时小车的瞬时速度；(2)在图5中作出小车的速度—时间图象．时间图象．图5 1．答案 B 解析 开始记录时，开始记录时，应先给打点计时器通电打点，应先给打点计时器通电打点，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带，然后释放纸带，然后释放纸带，如果先放开纸带，再接通如果先放开纸带，再接通打点计时器的电源，会导致物体运动较快，会导致物体运动较快，不利于数据的采集和处理，不利于数据的采集和处理，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，A 、C 、D 错误；B 正确． 2． 答案 B 解析 每隔1 1 ss 用笔在纸带上点下一个点，如果在纸带上点下了10个点，也就有9个时间间隔，所以纸带的运动时间是9 s ．故选B. 3．答案 2.312 5 m /s 2.125 0 m/s 不能不能 不知道OD 段的时间间隔段的时间间隔 解析 根据平均速度和瞬时速度的定义式求解． AD 段的平均速度 vAD ＝AD t AD ＝43.25－15.500.02×2×3×10－2 m /s ＝2.312 5 m/s. 当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度， 故打B 点时的瞬时速度v B ＝AC t AC ＝32.50－15.500.02×2×2×10－2 m /s ＝2.1250 m/s . s. 无法算出OD 段的平均速度，因为不知道O 、D 间有多少个点，因而不知道OD 段的时间间隔．1．答案 C 2．打点计时器所用的电源是50 50 Hz Hz 的交流电，其相邻点间的时间间隔为T ，若纸带上共打出N 个点，这条纸带上记录的时间间隔为t ，则下列各式正确的是( ) A ．T ＝0.1 s ，t ＝NT B ．T ＝0.05 s ，t ＝(N －1)T C ．T ＝0.02 s ，t ＝(N －1)T D ．T ＝0.02 s ，t ＝NT 答案 C 解析 电源频率f ＝50 Hz ，则相邻点间的时间间隔T ＝1f ＝150s ＝0.02 s ，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．3．答案 A 解析 打点计时器打点的频率是由电源的频率决定的，且打点的频率等于电源的频率．当交流电的频率为50 Hz 时，打点计时器每隔0.02 s 打一个点；当交流电频率低于50 Hz 时，打点计时器打点的时间间隔将大于0.02 0.02 s s ，计算速度时如果仍按0.02 0.02 s s ，由v ＝Δx Δt 可知，将导致测量出的速度值大于其真实值．4．答案 AB 解析 电磁打点计时器使用6 V 以下的交流电，电火花计时器使用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；电火花计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘，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． 5．答案 BC 解析 纸带上每相邻两个点之间的时间间隔都相等，所以点密集的地方，说明相同长度的纸带通过打点计时器的时间长，所以物体运动的速度比较小，故A 错，B 对．点不均匀说明物体在相等的时间内发生的位移不相等，故C 对，D 错．6．答案 BCD 解析 改用6 V 直流电源，直流电源，打点计时器无法工作，打点计时器无法工作，A 项错误．项错误．电火花计时器与纸带间的摩擦电火花计时器与纸带间的摩擦更小，B 项正确．用平整的纸带，纸带理顺摊平能减小摩擦，C 、D 项正确．二、非选择题7．答案 A D BFCAED 解析 合理的步骤如下：B ．将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路F ．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C ．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码A ．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，接通电源 E ．放手，使小车在平板上运动D ．断开电源，取下纸带8．答案 (1)0.1 (2)1.20 0.11＋0.129＝d Δt ＝3.0×100.29 d Δt ＝3.0×100.11 ＝x AC 2T ＝52.0×1032×0.1 ＝x BD 2T ＝(84.0－24.0)×102×0.1 ＝x CE 2T ＝(120.0－52.0)×102×0.1速度—时间图象如图所示。
高一物理第一章第四节实验：用打点计时器测速度
2、测量原理：
VE = VD-F =
△X △t△ x0来自△ x1△ x2
△ x3
0
1
2
3
表2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度 位置 0 1 2 3
t/s v/s
V0 < V1 < V2 < V3
用图象表示速度示例
0 1 位置 t/s 0 0.1 v/(m· s-1) 0.05 0.1 v/(m· s- 1 ) 一.建系 二.描点
新课标人教版必修一
第 一 章 运 动 的 描 述
实验：用打点计时器 测速度
一 ` 两 种 打 点 计 时 器
电磁打点计时器
电火花计时器
振片
线圈
振针
定位轴
复写纸
压纸框架 纸带
永久磁铁
限位孔
放电针
纸盘轴
电源开关 墨粉纸盘
二 、练习使用打点计时器
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
-
0-1
1-2
2-3
3-4
0-2
2-4
2.如何测出E点的瞬时速度？
F
D
D
F
D F
△X DF 间各点的瞬时速度，两 可以大致表示 △t
边点离得越近算出的平均速度接近E点的瞬时 速度，但过小的间距也会增大测量的误差.
三 ` D F 测 瞬 1、思想方法:用某段时间内的平均速 时 度来粗略的代替这段时间内的某点的 速 瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点 度 计算出的瞬时速度就越精确.
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
2
3
4
5
6
7
8
第四节 实验：用打点计时器测速度课件
2、打出的点迹不够清晰的原因可能是？(ABCDE)
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
E：振动片不在永磁体的中央
例、1 如图所示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，求打点计数器打下 计数点1、2、3、4、5、时的瞬时速度，并画 出v-t图像。
0 x1 1
x2
2
x3
3
比如：v2
x2 x3 2T
数据处理:研究物体的运动规律
△x1 △x2
△x3
△x4
1
2
3
4
n 1234 x △ （m） t △ （s） v（m/s）
课堂练习
1、对纸带上的电迹说法正确的是？ (ABD)
A：点迹记录了物体运动的时间。 B：点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。 C：点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。 D：点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
练习使用打点计时器
2、纸带的简单处理 ——测瞬时速度 （1）需测量的量： （2）关系式：
如何测出E点的瞬时速度？
E
如何测出E点的瞬时速度？
D
F
D
F
DF
原则：准确性 可行性
打点计时器测速度——数据处理
为了减小实验误差，计数点要间隔 T=0.1 s选一个， 即每隔四个点取一个计数点，而计算计数点的瞬时速 度时，Δx、Δt 应取此计数点前、后两个点之间的位移 和时间，即v =(xn+xn+1)/2T
2、电火花计时器:
（1）构造:
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第一章第四节 实验：用打点计时器测速度 姓名_________
基础知识： 班级_________
一、认识打点计时器
1、打点计时器是一种记录物体的 和 的仪器
2、电磁打点计时器使用的是6V 以下的 电源，当电源是50Hz 时，每隔 打一个点。
通电以前，把纸带穿过 ，再把套在轴上的 压在纸带上面。
3、电火花打点计时器工作电源是220V 的 电源，当电源是50Hz 时，每隔 打一个点。
在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是 和 。
这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较 ，实验误差也就比较
二、利用速度—时间图象表示速度
1、速度—时间图象：用横轴表示时间t ，纵轴表示速度v ，建立直角坐标系。
把测得的速度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，即得到速度—时间图象，可表示为v —t 图象，简称为速度图象
2、意义：速度图象非常直观地反映了速度随时间的变化情况，它并不是物体运动的轨迹。
3、如图所示：v —t 图象上平行于时间轴的直线表示物体 做 运动，图中表示①和②两物体的速度大小
① ②（填“大于”“等于”“小于”）
方向
4、在v —t 图象中，正负表示方向不表示大小，无论是正是负，
只要速率增大，则表示物体做加速运动。
如图，哪些时间段表
示物体做加速运动
思考：从v —t 图象中，能读出哪些信息？
练习题：
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，纸带上打出是一些短线，你认为可能的原因是 ( )
A ．打点计时器错接在直流电源上
B ．电源的电压不稳
C ．电源的频率不稳
D ．振针压的过紧
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。
B ．点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。
C ．点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。
D ．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
5．根据你刚才打出的纸带，你可以不利用计算就能直接得到的物理量是( )
A ．时间间隔
B ．位移
C ．瞬时速度
D ．平均速度
6、某物体的速度图象如图，则该物体( )
A ．作往复运动
B ．做匀速直线运动
C ．朝某一方向作直线运动
D ．以上说法都不对
7、利用打点计时器打下的纸带( )
A ．能粗略测出某点的瞬时速度
B ．能精确测出某点的瞬时速度
C ．能准确测出某段时间内的平均速度
D ．可用任意两点间的平均速度代表某点的瞬时速度
8、打点计时器打点周期决定于( )
A ．交流电压的高低
B ．交流电的频率
C ．永久磁铁的磁性强弱
D ．振针与复习纸间的距离
9、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
B ．点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
C ．点迹越密集，说明物体运动越快
D ．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
10、在该实验中，下列说法正确的是（ ）
A ．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点
B ．实验中应使小车速度尽量小些
C ．测量纸带上点迹间距时，为了更精确些应该选择最小刻度为1mm 的刻度尺
D ．为了减少纸带受到的摩擦，纸带应越窄越好
11. 打点计时器的电源频率为50Hz 时，振针每隔 s 打一个点。
如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为_______秒。
现用打点计时器测定物体的速度，当实际的电源频率低于50Hz 时，如果仍按50Hz 来计算，则测得的平均速度值将比真实值偏 。
12、若使用电源的频率为50Hz ，如图，是一条利用打点计时器打出的纸带，纸带上有5个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，则纸带从A 点通过计时器到E 点通过计时器，历时 s ， 这段时间内的平均速度是 m/s ，AC 段的平均速度是 m/s
13、一同学从家中出发，沿平直的马路以一定的速率走到邮局，发信之后，沿原路以相同的速率返回。
设出发时的速度方向为正方向，请画出该同学的v —t 图象。
练后反思：
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 图6。