1-4 实验：用打点计时器测速度
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
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
14实验：用打点计时器测速度1
题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量物理量的方法。
【教学工具】【自主学习】指导学生完成“知识体系梳理”【新知探究】测定物体的运动速度并不是一件容易的事，特别是物体的速度在不断变化时。
为了简化，我们今天只研究物体的直线运动。
当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体的运动信息。
怎样记录呢?打点计时器是高中阶段学习的一个重要的计时仪器，通过本节课的学习要掌握打点计时器的工作原理和操作方法为后面对打点计时器的应用打下良好的基础。
一、电磁打点计时器1．构造电磁打点计时器构造如下图所示。
其工作电压为交流电46V。
当电源频率为50Hz，它每隔0.02s打一次点，即打点周期为0.02s。
2．打点原理如上图所示，通电以前，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。
当接通电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来。
位于振片一端的振针就跟着上下振动起来。
这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列的小点。
3．使用方法及注意事项（1）要在满足电磁打点计时器所需电源，工作电压、频率要求下使用。
（2）使用前应检查打点的清晰程度。
（3）在使用打点计时器时，纸带位置要放正，释放纸带时，要使纸带自始至终与打点计时器基板平面平行，让其紧贴基板移动，要尽量不让纸带在移动过程中与限位孔的侧壁相碰，以减小因摩擦而造成的误差。
（4）在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定时，再放开纸带。
（5）打点计时器属间歇性工作仪器。
每打完一条纸带，应及时切断电源，防止线圈长时间通电过热而损坏。
二、电火花计时器1．构造电火花计时器的构造如下图（甲）所示。
主要由脉冲输出开关、正负脉冲输出插座、墨粉纸盘、纸盘轴等构成。
其工作电压为交流220V，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时T 。
器的打点周期为0.02s2．计时原理电火花计时器装置中有一将正弦式交变电流转换为脉冲式交变电流的装置。
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）。
高中人教版物理必修1(课时作业与单元检测)：第一章 1.4 实验：用打点计时器测速度 Word版含解析
(10“快”或“慢”)，小车在0与1两点间的平均速度为慢0.3 m/s(20分钟，30分)知识点一电磁打点计时器和电火花计时器．下列关于打点计时器的说法中正确的是()．电磁打点计时器是利用振针上下振动，通过复写纸在纸带上留下一行小点．电火花打点计时器是利用火花放电的原理来工作的知识点二知识点三下图所示为同一打点计时器打出的4条纸带，其中，平均速度最大的是哪一条由图可知四条纸带所取点迹的总长相差不多，其中纸带所用时间最短，故其平均速度最大．某同学得到一条打点清晰的纸带，如图所示，要求测出点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，已知交流，下列几种方法中最准确的是()0.12 s0.06 s0.04 s点的瞬时速度，最准确的应是用包含该点且与该点相邻的两点之间的平计算结果保留两位有效数字)．点间的中间时刻，求出0、2点间的平均速度即可认为是点的瞬时速度也可求出.0和6两个点的瞬时速度不便求出，需要注＝0.1 s ．根据v －＝x t得： x知识点四离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔均为0.10 s.试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B 、C 、D 、E 、F 时速度，并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字).v B v C v D v E v F 时速度随时间变化的关系图线．v Bv C v D v 0.400 0.479 0.560 0.640知将计算出的各点速度描在坐标纸上，并将各点用平滑的线连接起来，如下图所示．课后作业时间：45分钟满分：80分________姓名________分数．关于打点计时器的使用说法正确的是()在图中A、B两点之间，两条纸带(甲、乙)运动的时间之比是．无法比较假设打点计时器使用的是频率为50 Hz的交流电源，纸带上每打出两个相邻点8．打点计时器使用交流电源的频率为50 Hz ，在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，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B ．偏小C ．无影响D ．无法判断【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 s ，计算速度时如果仍按0.02 s ，由v ＝Δx Δt可知，将导致测量出的速度值大于其真实值．9.用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度．已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm ，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s ．则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )A ．0.10 m/sB ．100 m/sC ．4.0 m/sD ．0.40 m/s【答案】A【解析】遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v ＝d /t ＝0.004 m/0.040 s ＝0.10 m/s.10．一打点计时器在纸带上依次打出A 、B 、C 、D 、E 、F 等一系列的点，测得AB ＝11.0 mm ，AC ＝26.5 mm ，AD ＝40.0 mm ，AE ＝48.1 mm ，AF ＝62.5 mm.根据测量数据，下列关于物体在AF 段运动速度的判断正确的是( )A ．速度不变B ．速度越来越大C ．速度越来越小D ．速度先变大再变小后变大【答案】D【解析】AB ＝11.0 mm ，BC ＝AC －AB ＝15.5 mm ，CD ＝AD －AC ＝13.5 mm ，DE ＝AE －AD ＝8.1 mm ，EF ＝AF －AE ＝14.4 mm ，物体在AF 段运动速度先变大再变小后变大，选项D 正确．二、非选择题11．用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如图所示．从比较清晰的点起，每五个计时点记为一个计数点，分别标为0、1、2、3、4、…，测得0与1两点间的距离为x 1＝30.0 mm,3与4两点间的距离为x 2＝48.0 mm ，则小车在0与1两点间的平均速度为________m/s ，在3与4两点间的平均速度为________m/s.【答案】0.3 0.48【解析】每五个计时点记为一个计数点，说明相邻两计数点间的时间间隔t ＝5T ＝0.1 s ，根据平均速度的公式v －＝x t 得，小车在0与1两点间的平均速度为v －1＝x 1t＝0.3 m/s ，在3与4两点间的平均速度为v －2＝x 2t＝0.48 m/s. 12．某学生在用电磁打点计时器做测定小车速度的实验时，其开始时的装配图如图所示，其中有错误与不妥之处，请把它找出来．电磁打点计时器必须接交流电源，而图上所接为直流电源，时，小车离定滑轮端太近，向前运动的余地太小，致使纸带上留下的计时点过少，来不便，产生较大误差，即小车离滑轮端太近不妥．．某同学在一次实验中，用打点计时器(频率为50 Hz，即每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、个点未画出．其中x1＝7.05 cm、x2＝7.67 cm、x各相邻计数点间的时间间隔T＝________s.点小车运动的平均速度为________m/s，在保留两位有效数字)0.98由交流电的频率为50 Hz，知相邻两点的时间间隔为一个计数点，则各相邻计数点间的时间间隔Δt＝5T＝0.1 s.ΔxΔt得：8.91＋9.53＋10.15cm/s2.38 cm，x4＝2.88 cm，x5＝3.39 cm，x6＝3.87 cm.那么：在计时器打出点4时，求小车的速度．在平面直角坐标系中作出速度－时间图象，并分析小车的速度如何变化．(1)31.35 cm/s(2)见解析由图象可知小车速度均匀增加．。
1.4 实验：用打点计时器测速度
交流 【例1】电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器，它的工作 电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器， ______电源的计时仪器 低于6 低于6 0.02 电压是________ 当电源频率是50 Hz时 它每隔______ 电压是________ V，当电源频率是50 Hz时，它每隔______ s打一 限位孔 次点。使用打点计时器时，纸带应穿过________ ________， 次点。使用打点计时器时，纸带应穿过________，复写纸应套在 定位轴 上 低压交流 ________上 并要放在纸带的____ ____面 应把________ ________电源用导线接 ________上，并要放在纸带的____面；应把________电源用导线接 接线柱 接通电源 _________上 打点时应先__________ 再让纸带运动。 __________， 在_________上；打点时应先__________，再让纸带运动。 【解析】电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，使用低于１０ V低 电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，使用低于１０
使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中： 使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中： A、B、D、E、C 、 、 、 、 在如下基本步骤中，正确的排列顺序为____________________ ____________________。 ⑴在如下基本步骤中，正确的排列顺序为____________________。 A.把电火花计时器固定在桌子上 A.把电火花计时器固定在桌子上 B.安放纸带 B.安放纸带 C.松开纸带让物体带着纸带运动 C.松开纸带让物体带着纸带运动 D.接通 接通220 V交流电源 D.接通220 V交流电源 E.按下脉冲输出开关 按下脉冲输出开关， E.按下脉冲输出开关，进行打点 在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________ __________上 ⑵在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________上， 纸盘轴 墨粉纸盘 还要检查_____________是否夹在纸带之间。 _____________是否夹在纸带之间 还要检查_____________是否夹在纸带之间。
第一章 4 实验：用打点计时器测量小车的速度
4实验：用打点计时器测量小车的速度[学习目标] 1.学会安装和使用打点计时器。
2.会根据纸带上的点迹计算物体运动的瞬时速度。
3.能运用实验数据描绘v－t图像，并会根据图像说明物体的运动情况。
一、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。
二、实验操作1．按图安装实验器材。
打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电源频率为50 Hz，电磁打点计时器接6 V低压交流电源，电火花打点计时器接220 V交流电源)。
2．使小车在木板上保持静止，并靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器，开启打点计时器的电源开关。
打点计时器稳定工作后，用手拉动细绳，使小车沿木板做直线运动。
待小车运动约一半距离时，松开手，使小车依靠惯性继续运动，直到左端。
纸带上会留下一系列点迹如图所示。
三、数据处理1．在纸带上选取一段点迹清晰并且没有重叠的区间，把第1个点标为O，而后依次标为A、B、C、D…2．用刻度尺测量各点的位置(一般使刻度尺的零刻度线与O点对齐，即O点的位置记为0)，记录在下表中。
计数点序号O A B C D E …计数点对应的时刻/s00.020.040.060.080.10 计数点对应的位置坐标x/m3．计算各相邻计时点间的位移x OA、x AB、x BC、x CD、x DE…并记录在下表中。
4．根据平均速度v＝ΔxΔt，计算各段的平均速度v OA、v AB、v BC、v CD、v DE…并记录在下表中。
相邻计时点间的位移Δx /m x OA x AB x BC x CD x DE x EF … 相邻计时点间的平均速度v /(m·s －1)vOAvABvBCvCDvDEvEF…5.绘制v －t 图像把相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度(例如把v OA 当作v O )，在图所示的坐标纸上绘制v －t 图像。
四、注意事项1．打点前，应使物体停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置。
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电火花计时器
1. 电火花计时器是一个使用 交流 电源的计时仪器。它的工 作电压为 220 V ，当电源频率为50Hz时,它每隔 0.02 s打 一次点。
2. 使用打点计时器时，应将纸袋穿过 两个限位孔 ，复写纸 套在 定位轴 上，并要放在纸袋的 上 面；应把 高压交流 电源用导线接在接线柱上；打点时应先 接通电源 再让纸 袋运动。
3. 误差：纸袋与限位孔的摩擦。
用打点计时器测量瞬时速度
01 2 3 4 5 6
用打点计时器测量瞬时速度
01 2 3 4 5 6
2.92 6.24 9.95 14.04 18.31 22.60
单位：cm
第一章 运动的描述
点计时器
电火花计时器
电磁打点计时器
1. 电磁打点计时器是一个使用 交流 电源的计时仪器。它的 工作电压为 4-6 V ，当电源频率为50Hz时,它每隔 0.02 s 打一次点。
2. 使用打点计时器时，应将纸袋穿过 两个限位孔 ，复写纸 套在 定位轴 上，并要放在纸袋的 上 面；应把 低压交流 电源用导线接在接线柱上；打点时应先 接通电源 再让纸 袋运动。