1.4用打点计时器测速度
1.4实验：用打点计时器测速度(已校)
知识精析
三、实验数据的处理 1、计算平均速度 某两个点之间 2、计算瞬时速度 以包括该点在内的两点间的平均速度代替该点的瞬时速度。 这两点距离该点越近，平均速度越接近该点的瞬时速度。 但过小的间距也会增大测量的误差。
实验：用打点计时器测速度
知识引入
“自制”模拟打点计时器一条宽约1cm的长纸带。 每隔一秒甲用画笔在纸上点一个点。
思考：点出的点与牵动纸带的快慢有关吗？
使用打点计时器
知识精析
一、打点计时器 1、作用 记录位移和时间的仪器 2、电磁打点计时器 交流 4—6V （6V以下） 频率50Hz 周期0.02S
知识精析
四、描绘速度—时间图像 1、建系 平面直角坐标系 2、描点 点不能太少 让多数落在线上 3、连接 尽可能“平滑”
曲线
知识巩固
例1 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 于纸带上的点迹说法正确的是 （
ABD ）
A.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
知识精析
3、电火花打点计时器 交流 220V 频率 50Hz 周期 0.02s
优点：系统误差小；操作 简易；安全可靠。
知识精析
二、练习使用打点计时器 1、器材： 打点计时器、纸带、刻度尺、电源、导线等 2、步骤： （1）固定安装 选择打点计时器类型 （2）连接电源 不同打点计时器电源要求不同
知识精析
C.纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状
D.纸带上的分布情况反映了物体运动的情况
高中物理必修第一章实验1.4用打点计时器测速度 Microsoft Office PowerPoint 97-2003 幻灯片 - 副本
• 3、操作步骤
• （1）了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项， 固定计时器 • （2）按照说明连接使用仪器并穿好纸带 • （3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源 • （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。 • （6）在进行实际测量之前，依据实验要求自己设计一 个表格，用来记录以上测量值和填写相应计算的结果。
同步跟综训练
1. 某同学在用打点计时器做实验时，得到的纸带如图所示，这可能是因为 ( ) 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．振针压得过紧 解析 正常情况下，振针应该恰好敲打在限位板上，这样在纸带上才能留下 点．当振针与复写纸的距离过大时，振针可能打不到复写纸，这时会出现有 时有点，有时无点．当振针与复写纸的距离过小时，振针就会有较长的时间 与复写纸接触，这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段． 答案 D
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＝得，vAC＝ m/s＝0.35 m/s vAD＝ m/s≈0.42 m/s B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.
答案 0.35
0.42
0.35
点评 求某点瞬时速度时，我们应取此点两侧靠近此点 的两点间的平均速的运动规律
A B C D
同步跟综训练
2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均 匀,下列判断正确的是 A．点子密集的地方物体的运动速度比较大 B．点子密集的地方物体的运动速度比较小 C．点子不均匀说明物体在做变速运动 D．点子不均匀说明打点计时器有故障 (B C )
一、两种打点计时器
1.4实验：用打点计时器测量小车的速度
在公式v x
t
中，当t 0 时，在t
时间内的平均
速度即为某时刻(或某位置)的瞬时速度.(极限思想)
1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度
一、实验原理
小车拉动纸带，用打点计时器按相同的时间间隔在纸 带上打下一系列点迹，这些点迹对应着各时刻小车的位置。 通过测量各个时刻小车的位置，计算出相邻时刻间的位移， 我们就可以算出小车的速度。
二、实验器材
小车 附有滑轮的长木板 打点计时器 纸带 细绳 刻度尺 坐标纸
五、绘制v-t图像
操作步骤：
1.建立直角坐标系，标物理量，写单位 2.选择合适的标度（图像占坐标系3/4区域） 3.描点 4.连线（平滑的曲线/提前预知判断图像大概走势）
要求：（1）使用铅笔、刻度尺、圆规、三角板规范作图 （2）试卷答题卡（用签字笔描黑）
课堂练习
1. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均
匀,下列判断正确的是: ( BC )
A．点子密集的地方物体的运动速度比较大 B．点子密集的地方物体的运动速度比较小 C．点子不均匀说明物体在做变速运动 D．点子不均匀说明打点计时器有故障
2.一同学在使用电磁打点计时器时，纸带上点不是圆点 而是一些短线，这可能的原因是（ D ）
A．接在直流电源上 B．电源电压不稳 C．电源频率不稳 D．打点针s vAE xAE (10 2)102 m / s 0.2m / s
t总
4 0.1S
注意事项：
1.两个计时点之间的时间间隔T0=0.02s，一般选择5个计时 点为一个计数点，T=5×0.02s=0.1s（减小纸带长度测量误 差，0.1s方便计算）；
1.4实验：用打点计时器测速度
B __是越走越快的，纸带______ D _是
先越走越快，后来又越走越慢。 7、若所用电源频率是50赫，图中D纸带，从A点通过计时器到 B点通过计时器，历时_____ 0.04 ___s，位移为___ 0.27 ___米，这 6.75 ／s。BC段的平 段时间内纸带运动的平均速度是__ ____m 均速度是___ ___m __ 11 ／s，而AD段的平均速度是 _ 7.875 m／s。
许多变化过程，如气温的变化、物价上涨、传染 病发病人数的增减……可以用图象展示，目的是更直 观地反映变化的规律。
1、图像特点：直观 2、常用作图法:（1）描点作 （2）据函数关系式作图 3、作图步骤:（1）建系 （2）描点 （3）作图
以速度v 为纵轴，时间t 为 v/(m· s-1) 横轴建立直角坐标系，根据用打 点计时器测出的各时刻的瞬时速 4 度值，用描点法在坐标系中描出 3 各个点，再用平滑的曲线将各点 连接起来，就得到一条能反映速 2 度随时间变化关系的图线，描述 1 速度v 与时间t 关系的图象，叫 做速度—时间图象或v－t 图象。 0 1 2
△t (s)
0.014
0.1
0.023
0.1
0.032
0.1
V (m/s)
0.14
0.23
0.32
疑问: 如果纸带上点迹分布不均匀，点迹密集 的地方表示速度较大还是较小？
解答: 点迹密集表示在相等时间间隔内纸带运 动的位移较小，根据v=Δx／Δt，可知点迹密 集的地方表示速度较小。
四、利用打点计时器测瞬时速度
1.4用打点计时器测速度实验报告
1
高 一 物 理 实 验 报 告
1.4实验：用打点计时器测速度
一.打点计时器的原理
如右图示,当线圈通以50赫6-8伏交流电时(我国交流电的频率为50赫)，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中。
由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，
其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时。
便打上一系列点。
这就是打点计时器的原理。
f=50hz T=1s/50=0.02s
二.实验步骤
1、把打点计时器接到低压交流电源上，电压旋钮打到6-8伏位置。
2、安装好纸带。
3、启动电源，用手水平地拉动纸带，在纸带上打出一系列小点，然后迅速关闭电源。
4、取下纸带，进行测量。
①测平均速度：
Δx= Δt= x
v t
∆==∆ ②测瞬时速度
如图示意，4、6两点的时间极短，故可以将4、6两点间的
位移Δx 除以对应时间Δt 近似认为是5点的瞬时速度V 5。
如此下去，测出各点的瞬时速度。
请根据你实际打出的纸带进行测量，并将数据记在表格中，完成计算。
计数点
1 2 3 4 5 6 与计数点对应的时刻 t /s 与计数点相邻的两点间距离Δx/m 与计数点相邻的两点间平均速度 计数点的瞬时速度V
③作v-t 图象？
Δx
0 2 3 1 7
贴
纸
带
位
置
t/s
V /（m.s -1）。
1.4 实验：用打点计时器测速度
1.4实验：用打点计时器测速度班级：组别：姓名：【学习目标】1．了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移)．2．会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度．3．明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度一时间图象，【学习重点】1．学会使用打点计时器．2．能根据纸带计算物体运动的瞬时速度．3．会用描点法描绘物体的速度一时间图象，并从中获取物理信息．【学习难点】处理纸带的方法，用描点法画图象的能力．【自主学习】一、电磁打点计时器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．1、电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，每隔________秒打一次点，【思考与交流】电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么?二、电火花计时器观察打点计时器并阅读说明书了解电火花打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法．1、电火花计时器通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，振针每隔 s打一次点三．练习使用打点计时器学生自主阅读教材中的实验步骤提示．学生动手练习使用打点计时器四、用打点计时器测量瞬时速度实例：如图，测量出包括E点在内的D，F两点间的位移△x和时间△t，算出纸带在这两点间的平均速度v=△x/△t，用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度．△x/△t可以大致表示正点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近正点的瞬时速度．然而D，F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点．学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这根据v=△x/△t算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，填下表．从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速五、用图象表示速度问题：刚才我们从表2中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况，图象是表示变化规律的好方法，我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢?请同学们先看课文并回答．学生具体操作描点．学生用打点计时器测得数据作出图象一一速度时间图象，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律．更形象直观地显示自己手拉纸带的运动速度变化情况．【合作探究】百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?如果有变化，你估计是怎样变化的?某位运动员的百米赛跑的成绩是10．57s，按照你的估计画出他在这段时间的v—t图象的草图．如果是没有受过训练的同学跑百米，他的v—t图象的形状可能有什么不同?【反思小结】速度时间图的应用：1、根据v-t图像确定物体的运动状态：a、图线是平行于t轴的直线表示物体进行匀速直线运动b、图线是倾斜的直线表示物体在进行匀变速直线运动c、图线是一般的曲线表示物体进行一般的变速运动2、确定任意时刻的速度。
1.4实验：用打点计时器测速度(自备)
例3如图为某次实验时打出的纸带，打点计时器每 隔0.02s打一个点，图中O点为第一个点，A、B、C、 D为每隔两点选定的计数点．根据图中标出的数据， 打A、D点时间内纸带的平均速度有多大？打B点 时刻纸带的瞬时速度有多大？计算的依据是什么？ 你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为 什么？
答案：231.25cm/s 212.50cm/s 不能 不知时间 分析：根据平均速度和瞬时速度的定义式求解．
变式训练2 当纸带与运动物体相连接时，打点 计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上点痕 的说法中正确的是 ( ) A．根据点痕和交流电周期可得物体运动时间 B．根据点痕可以得到物体运动的距离 C．点痕在纸带上的分布情况反映了物体的形状 D．纸带上点痕的分布情况反映了物体的运动情 况 答案：ABD
解析：点痕可以记录物体的运动时间，相邻两 点之间的时间间隔为0.02s，只要在纸带上数出 间隔数n，就可以求出运动的时间间隔n×0.02s， 所以A正确；物体的始末位置可以用纸带上对应 的点来表示，可以得出相应时刻的位置，用刻 度尺测量始末位置对应点的距离，可以得出物 体的位移，所以B正确；纸带上点痕的疏密程度 可以表示相应时间内通过的距离，所以可以表 示物体运动的快慢，因此D正确；点痕可以反映 物体的运动情况，但是不能反映物体的质量和 形状，因此C错误．所以说法正确的是A、B、 D.
纸带与限位孔的摩擦
振针通过复写纸 打点方式 在纸带上打点
纸带与限位孔的摩 擦；振针与纸带 阻力来源 打点接触时的摩 擦
精确比较 电火花计时器比电磁打点计时器更精确
3、打点计时器的作用
（1）测时间 0.02 (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
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。
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1.H01110：记录物体运动的时间和位移 2.电磁打点记时器
3.电火花打点计时器
4.瞬时速度的测量
5.探究小车速度随时间变化的规律
6.实验：研究匀变速直线运动 7.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
一 1、电磁打点计时器 ` （ 1 ）原理 两 种 （2）构造 打 （ 3 ）工作电压： 6V 以下 点 计 直流？ 时 交流？ 器
1.4实验：用打点计时器测速度
学习目标：
1.了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动 的信息（时间、位移） 2.会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理 并测量瞬时速度
3.明确速度—时间图象的物理意义，掌握描点法画图象的方
法，并能画出该实验中的速度—时间图象，能从图象中获 取有用的信息
自学指导 （3分钟） 阅读课本P19-22的内容，并把重点内容 用笔画出来，同时思考以下问题：
1.物体运动的信息包含哪些内容？常用什么仪 器来记录这些信息？
2.电火花打点计时器、电磁打点计时器使用的 是直流电还是交流电?其工作电压分别是多 少? 我国交流电的频率是50Hz，使用这种电 源时，纸带上每打出两个相邻点所经历的时 间（即周期）分别是多少？ 3.怎样利用打出的纸带求运动过程中的平均速 度及某时刻的瞬时速度？
2-4
0.0091 0.0136 0.08 0.08
△ t /S
v /(m s 1) 0.11
0.17
问题：点越密集的地方表示速度是越பைடு நூலகம்还是越小？ 越小
2、这些都是向左拉动的纸带，请判断他们的速度变 化情况。 匀速
匀速
加速 减速
2.如何测出E点的瞬时速度？ 三 测 瞬 时 速 度
误差太大
D
电磁打点计时器：6V以下交流电 电火花计时器：220V交流电 3.振针打点时与纸带接触，会对纸带产生阻碍 作用；而火花放电基本不会阻碍纸带的运动
实 例 探 究
一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆 点而是一些短线，这可能的原因是（ ） A．接在直流电源上 B．电源电压不稳 C．电源频率不稳 D．打点针压得过紧 解析： A．接在直流电源上不会打点。A错。 B．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压 有关。B错。 C．频率不同打的点仍为圆点。故C错。 D．打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出 一些短线。D正确。 答案：D
V的交流电
是利用火花放电 在纸带上打出小孔而 显出点迹的计时仪器
V的交流电
频率为
Hz，每隔
s打一个点。
哪一种误差小?原因是什么?
作 业
课本P24 1—4
课时作业
练习册P16-17 周报第2期②随堂练习
③同步检测
一 2、电火花计时器 ` （ 1 ）构造： 两 种 打 （ 2 ）原理： 点 计 脉冲电流经放电针、墨粉 时 纸盘放电 器 （3）工作电压：220V
尖端放电
两种电磁打点计时器的共同点与不同点
打点频率相同
1.打点方式不同
电磁打点计时器：利用振动的振针打点 电火花计时器：利用火花放电打点
2.电源电压不同
一 ` 两 种 打 点 计 时 器
3、打点计时器的作用 （1）测时间 0.02s 秒打一个点) (电源频率50Hz，每隔___ （2）测位移 （3）研究纸带 → 研究物体运动
二 ` 1、操作步骤 练 （ 1 ）固定计时器 习 使 （2）穿纸带 用 （3）启动电源，拉纸带，随后立即关 打 点 电源 计 时 器
少了什 么？
（3）作图
四 ` 用 图 象 表 示 速 度
1、图象特点：直观 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 （3）作图 4、速度－时间图象（v-t graph）
手是如何 运动的？
实 例 ：
某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器 记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、 C、D、E、F、G共7个计数点（如图所示）。其相邻点间的距 离如图中所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为 0.10s。 v （1）试根据纸带上各个计数点间的距离，每个0.10s测一次 速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度， 并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字)
F
D
F 误差太大 D F
原则：准确性 可行性
△ x0
△ 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/（m/s）
四 1、图象特点：直观 ` 2、常用作图法 用 （1）描点作图 图 （2）据函数关系式作图 象 表 3、作图步骤 （1）建系 （2）描点 示 速 度
C F D B E
单位：m/s
VB
VC
VD
VE
VF
数值
0.400 0.479
0.560 0.640 0.721
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中， 并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
实 例：
绘 Vt 图 象
思 考
用打点计时器测量物体速度的方法能用在 什么地方？
只能测量单向直线运动的速度
五、 速 度 I 时 间 图 象
v v1
0
试分析物体的运动情况
t1
t2
t3
t
v-t 图象中速度的正负表示物体的运动方向
练 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 C.物体做往复运动 B.物体做直线运动 D.物体一直向一个方向运动
v
0
t
打点计时器作用：计时仪器，并且能记 录物体的相对位置。 （1）测时间
（2）测位移
（3）研究纸带 → 研究物体运动 说明： 我国民用交流电频率为50Hz，两 个点间的时间间隔为0.02s。
使用具体的打点计时器要注意具体的使 用要求。
电磁打点计时器
电火花打点计时器
被交变磁场磁化 的振片在永久磁铁的 工作 作用下振动，振针打 原理 在复写纸上使纸带上 打出一系列的点。 电源 电压 电源 频率
纸带
•
时间 位移
• •
点的数目 两点间距离
探 究
△x ＝？
△t ＝？
纸带的处理 ——1.测平均速度
V =
△X
（1）关系式： △t （2）需测量的量：
初 识 制 表
0.91cm 0 1 1.36cm 2
3
4
表1 手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度
区间 △x/m
0-1
1-2
2-3
3-4
0-2