高中物理人教版必修一教学案：第一章 第4节 实验：用打点计时器测速度
第4节实验：用打点计时器测速度一、实验目的1．了解两种打点计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用。
2．理解根据纸带测量速度的原理，学会粗略测量瞬时速度。
3．能利用v -t图像分析物体的运动。
二、实验原理1．两种打点计时器的对比电火花计时器电磁打点计时器结构图示工作电压220 V交流电 6 V以下交流电打点方式周期性产生电火花振针周期性上、下振动打点周期0.02 s0.02 s记录信息位置、时刻和位移、时间2．电磁打点计时器的工作原理如图1-4-1所示，当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交流电的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化。
振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时，便会打上一系列点。
图1-4-13．电火花计时器的工作原理电火花计时器是利用电火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器。
使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带间，当接通220 V交流电源，按下脉冲输出开关时，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，于是在运动的纸带上就打出一列点迹。
4．测平均速度、瞬时速度的原理与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 ，这两点间的时间间隔Δt ，则平均速度v ＝Δx Δt。
当Δt 很短时，可以认为Δx Δt为t 时刻的瞬时速度。
三、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V 交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。
四、实验步骤1．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。
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。
3．接通电源开关，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。
随后关闭电源。
4．取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n 个点，那么这n 个点的间隔数为n －1，则纸带的运动时间Δt ＝(n －1)×0.02 s 。
5．用刻度尺测量出这几个点间的距离Δx 。
6．利用公式v ＝Δx Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。
7．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1-4-2所示，依次测出O 到A 、A 到B 、B 到C ……之间的距离x 1、x 2、x 3……图1-4-2五、数据处理1．计算瞬时速度打点计时器打点的周期为T ，则A 、B 、C 、D ……各点的瞬时速度分别为：v A ＝x 1＋x 22T、v B ＝x 2＋x 32T 、v C ＝x 3＋x 42T 、v D ＝x 4＋x 52T…… 把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动。
位置 A B C D E F(x n＋x n＋1)/mv/(m·s－1)2．利用v -t图像分析物体的运动(1)v -t图像：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系。
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1-4-3所示的v -t图像。
图1-4-3(2)图像的意义：v -t图像直观地反映了速度随时间变化的情况，注意它不是物体运动的轨迹。
六、误差分析1．纸带与打点计时器间的摩擦会带来系统误差，为减小误差，应选择较平整的纸带做实验。
2．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度存在系统误差。
为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移进行计算。
3．测量计数点间的位移x会带来偶然误差。
减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离。
4．作v -t图像时坐标单位选定的不合理，或者作图粗糙也会带来偶然误差。
七、注意事项1．实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。
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。
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。
[例1]用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。
下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号写在空白处。
A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。
B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过________，并压在________下面。
C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx。
D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________。
E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。
F．利用公式v＝ΔxΔt计算纸带运动的平均速度。
实验步骤的合理顺序是__________。
[解析]打点计时器使用交流电；把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面；若打n个点，则有(n－1)个时间间隔，故这段纸带记录的时间Δt＝(n－1)×0.02 s；实验步骤的排列一般要按先安装器材然后进行实验的思路进行，故实验步骤的合理顺序是：BAEDCF。
[答案]交流限位孔复写纸(n－1)×0.02 sBAEDCF[例2]打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量如图1-4-4所示，纸带在A、C间的平均速度为______ m/s，在A、D间的平均速度为________m/s，B点的瞬时速度更接近于______m/s。
图1-4-4[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＝ΔxΔt 得v AC＝0.0142×0.02m/s＝0.35 m/s，v AD＝0.0253×0.02m/s≈0.42 m/s。
B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s。
[答案]0.350.420.35[例3]如图1-4-5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。
求出各计数点的瞬时速度并画出速度－时间图像。
图1-4-5[解析]1点对应时刻是0、2之间的中间时刻，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出。
而相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s。
故v1＝x022T＝3.9×10－22×0.1m/s＝0.195 m/s，v2＝x132T＝9×10－2－1.0×10－22×0.1m/s＝0.40 m/s，同理v3＝0.61 m/s，v4＝0.69 m/s，v5＝0.70 m/s。
以0点为坐标原点，横坐标表示时间，纵坐标表示速度建立直角坐标系。
根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到速度－时间图像如图所示。
[答案]见解析1．(多选)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上面B．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带C．使用打点计时器时，拉动纸带的方向应与限位孔平行D．打点计时器只能连续工作很短时间，打点之后要立即关闭电源解析：选BCD电磁打点计时器需要使用复写纸，电火花计时器不需要用复写纸，选项A错误；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，选项B正确；为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，选项C正确；打点计时器不能长时间连续工作，打点完毕后应立即关闭电源，选项D正确。
2．如图1-4-6所示，根据打点计时器打出的纸带判断哪条纸带表示物体做匀速运动()图1-4-6解析：选B匀速直线运动中相等位移所用的时间相等。
通过题意打点计时器打出的点与点之间的时间都相同，只要点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速直线运动。
3．在实验中得到小车做直线运动的x-t关系图像如图1-4-7所示。
图1-4-7(1)由图可以确定，小车在AC段和DE段的运动分别为()A．AC段是加速运动；DE段是匀速运动B．AC段是匀速运动；DE段是加速运动C．AC段和DE段都是匀速运动D．AC段和DE段都是加速运动(2)在与AB、AC、AD对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是________段中的平均速度。
解析：(1)在x-t关系图像中，AC段显示相同时间内位移在增大，所以小车在做加速运动；DE段图线是直线，说明小车做匀速运动。
(2)在AB、AC、AD三个阶段，AB段的平均速度最接近小车在A点时的速度。
答案：(1)A(2)AB4．图1-4-8是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。
图1-4-8(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。
(2)A 、B 、C 、D 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A 、B 两点间距s ＝________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。
解析：毫米刻度尺应估读到0.1 mm ，故AB 间的距离为1.70 cm －1.00 cm ＝0.70 cm ，v C ＝BD 2T ＝2.00×10－22×0.1m/s ＝0.100 m/s 。
答案：(1)0.02 s (2)0.70 cm(0.68 cm ～0.72 cm 即可)0．100 m/s5．在测定速度的实验中，使用打点计时器测小车的速度，实验得到的一条纸带如图1-4-9所示，0、1、2、3、4是选用的计数点，每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出。
图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况，读出图中所给的测量点的读数分别是________、________、________和______。
1、3两点间的平均速度是______m/s,1、4两点间的平均速度是______m/s,2点的速度更接近于________m/s 。
高中物理第1章第4节1.4实验用打点计时器测速度教案(新人教版必修1)
1.4 实验用打点计时器测速度一、教材剖析物理学是一门以实验为基础的自然科学.本节课为实验课，目的是让学生自主研究学习打点计时器的使用方法，测定物体牵引纸带的速度，并试试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系 .依据刹时速度是在无穷短时间内的均匀速度的思想方法，让学生用求均匀速度的方法，大略表示物体运动的刹时速度.教材这样办理更进一步加深了上节课对均匀速度和刹时速度观点的理解 .自然这类用均匀速度取代刹时速度的方法，在匀变速直线运动中有它的准确性，这要在下一章中学习，在此可不用要向学生介绍这类结论性的知识，免得冲淡学习重点，加重学生负担 .本节课旨在让学生学到科学实验中研究的方法，而不是着重研究的结果多么完满，因此千万不可以让学生养成不尊敬实验事实、拼集实验结果的习惯.要让学生在亲身体验描点法作图象的思想方法，向学生讲清图象的横、纵坐标，描点法，图象的物理意义.要充足发挥学生的主观能动性，让学生踊跃参加.教师要增补一些更加典型的、学生特别熟习的、不必定是物理方面的图象，要突出图象的直观性，使学生对图象的作用有更多、更深入的认识，为本节成立物理图象来剖析、找寻物体运动的规律打下基础.二、教课目的知识与技术1.认识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，理解依据纸带丈量速度的原理并丈量刹时速度.3.明确速度—时间图象的物理意义，描点法绘图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象，能从图象中获得实用的信息.过程与方法1.经过学生自己看打点计时器的说明书，培育学生独立学习的能力.2.经过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来.培育学生获守信息、办理信息的能力，领会办理问题的方法，意会如何间接测一些不可以直接丈量的物理量的方法.3.经过画速度—时间图象培育学生用图象法办理数据的能力，体验数学工具在物剪发展中的作用 .4.体验实验中理性思想的重要，既要着手，更要动脑.5.经历科学研究过程，认识科学研究的意义，试试应用科学研究的方法研究物体运动.感情态度与价值观1.感觉打点计时器的奇妙设计思路，领会物理原理在解决实质问题中的指导作用，加强将物理知识应用于生活实质的意识.2.经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与愉悦，并乐于研究自然界的奇妙.3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣.培育学生用数学方法办理物理问题的意识.培养学生敢于创新和脚踏实地的科学态度和科学精神.4.培育学生合作与沟通的精神，有将自己的看法与别人沟通的梦想，养成在合作中既坚持原则又尊敬别人的习惯 .三、教课要点1.学会使用打点计时器.2.能依据纸带计算物体运动的刹时速度.3.会用描点法描述物体的速度—时间图象，并从中获得物理信息.四、教课难点办理纸带的方法，用描点法绘图象的能力.五、教课过程［新课导入］测定物体的速度其实不是一件很简单的事情，特别是当物体的运动速度在不断变化时，测定某时辰的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确立它某一时辰的速度是很困难的.我们此刻只研究直线运动的速度的丈量问题.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，我们第一要正确记录物体运动的信息.直接丈量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在丈量时能够试试通过丈量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动状况.在实验中，我们能够使用秒表和尺子，直接丈量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采纳这种方法的丈量偏差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以经过丈量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.【讲堂活动】作为同桌的两位同学合作，简略模拟打点计时器.1.同桌两位同学之间，一位同学手拿一枝彩色画笔，另一位同学牵动一条宽约 1 cm 的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线迟缓向前挪动.你依据必定的时间间隔点击纸带（比方每秒 1 次，或每秒 2 次），比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小.想想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响?2.两位同学竞走竞赛，为了比较他们的运动状况，此刻让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一同竞走，而后经过他们的漏沙状况来判断他们的匀速运动状况和加快状况 .以上两个研究活动目的是让学生体验打点计时器经过打点达到计时目的的原理.学生做完后议论.生：相邻两点间的距离跟着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀，点子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响.生：参加竞走的两人若运动快慢比较稳固，则漏沙比较均匀，若加快运动，会发现快的时候漏沙少，慢的时候漏沙多.［新课教课］师：在以上的活动中，同学们认识到了打点和漏沙能够表现物体运动的快慢.今日我们就来学惯用打点计时器测定物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来.一、电磁打点计时器教师部署学生比较仪器看说明书，指引学生注意其要点：察看打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的构造、各部分的名称、工作原理及使用方法.电磁打点计时器是一种使用沟通电源的计时仪器，如图 1－4－1 所示 .工作电压为 4 V～6 V. 当电源的频次是 50 Hz 时，它每隔 0.02 s 打一次点 .通电从前，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边 .当接通电源时，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远磁铁的磁场中.因为振动片的磁极跟着电流方向的改变而不断变化，在永远磁铁的磁场作用下，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，即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来.这时，假如纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点.图 1－ 4－ 1电磁打点计时器【沟通与议论】电磁打点计时器使用低压沟通电源工作，大家想想能不可以使用直流电源，为何？生：工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，进而促进振动片上下振动，而且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.若使用 50 Hz 的沟通电，打点的时间间隔为 0.02 s.这个值正好是电源频次的倒数.二、电火花计时器教师部署学生比较仪器看说明书，指引学生注意其要点：察看打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的构造、各部分的名称、工作原理及使用方法.电火花计时器电火花计时器的外形如图1－ 4－ 2 所示，它能够取代电磁打点计时器使用，也能够与简略电火花描迹仪配套使用.图 1－4－2使用时电源插头直接插在沟通220 V 插座内，将裁成圆片（直径约38 mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切齐整的两条一般有光白纸带（20 mm× 700 mm ）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，而且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于一直在墨粉纸盘的同一地点而影响到点迹的清楚度.也能够用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下边）做实验，还能够用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸能够使用比较长的时间，一条白纸带也能够重复使用，应注意降低实验成本.【沟通与议论】从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器对比，哪个更好些，偏差可能会更小？生：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.教师议论并系统总结.师：电火花计时器使用中运动阻力极小，这类极小阻力来自于纸带运动的自己，而不是打点产生的，因此系统偏差小，计时精度与沟通电源频次的稳固程度一致（脉冲周期不大于50 μ s，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简略，使用安全靠谱（脉冲放电电流均匀值不大于 5 μA ） .师：打点计时器能记录哪些信息？生：时间和位移.下边的时间交给学生自主研究.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.指导学生着手练习使用打点计时器，并指引学生思虑：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，如何将纸带上的点变为有关的数据？【沟通与议论】针对问题，学生议论实践后回答.问题 1.电磁打点计时器中如何安置复写纸和纸带的地点？生：将复写纸套在复写纸定位销上，推进调理片，可调理复写纸地点. 将纸带从复写纸圆片下穿过 .问题 2.振针打的点不清楚或打不出点可能是哪些原由?如何调整？生 1：可检查压纸框的地点能否高升，而阻挡了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其本来地点 .生 2：可能是复写纸该换新的了 .生 3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的地点.生 4：可能是振针的地点太高，调整振针的地点，直到打出点为止.生 5：我选的电压在 4 V 和 6 V 的状况下，打点的清楚度有点差异，电压高的时候稍清楚，因此可调高一点电压 .问题 3.开启电源打点完成后要实时封闭电源，这样做有什么利处？生：因打点计时器是按间停工作设计的，故长久工作可能会因线圈发热而破坏.投影展现：电火花计时器的纸带安装方法（让学生阅读）：使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一地点的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带.学生实验时可采纳这一方法 .另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时因为两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不一样地点的墨粉蒸发到纸带上，因此打出的点迹颜色较重.墨粉盘上边的一条纸带没有点迹，可重复使用 .用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大 .不论用哪一种方法，打完纸带后应立刻切断电源 .师：办理纸带时，从能够看清的某个点开始，今后数出若干个点.假如数出n 个点，这些点区分出来的时间间隔数是多少？生：共（ n－ 1）个 .学生亲身手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录丈量数据.【思虑与议论】师：如何依据纸带上的点迹计算纸带的均匀速度？生：测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个0.02 s，用这个总距离开除以所需用的时间.【讲堂训练】出示题目：打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间.假如把纸带和运动的物体连结在一同，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不一样时辰的地点.研究纸带上的点子之间的间隔，就能够认识运动物体在不一样时间内发生的位移，进而认识物体的运动状况 .请你用简洁的语言描述图1－4－ 3 所示每条纸带记录的物体的运动状况.图 1－4－3参照答案：（ a）、（ b）的各点散布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，（ b）上的点子较稀少，所反应的物体运动较快，速度较大.（ c）表示物体运动得越来越快，速度在增大；（ d）表示物体运动得愈来愈慢，速度在减小.四、用打点计时器丈量刹时速度思想方法：用某段时间内的均匀速度大略代表这段时间内的某点的刹时速度.所取的时间间隔越靠近该点，这类描述方法越正确.示例：如图1－ 4－ 4，丈量出包含 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均匀速度v =x，用这个均匀速度代表纸带经过 E 点时的刹时速度. t图 1－4－4x 能够大概表示E 点的刹时速度， D 、F两点离 E 点越近，算出的均匀速度越靠近Et点的刹时速度 .但是 D 、 F 两点距离过小则丈量偏差增大，应当依据实质状况选用这两个点学生依据大略表示某点刹时速度的方法，选择适合的计数点，丈量包含这个点的一段时间内的位移x，同时记录对应的时间t ，填入教材第23 页中设计好的表 1 中 ..依据 v =x算出刚填完的表 1 中各点邻近的均匀速度，把它看作计时器打下这些点时t的刹时速度，抄入教材第24 页表 2 中.从该表中能大略看出手拉纸带运动的速度变化状况【讲堂训练】出示题目：如图 1－ 4－ 5 所示，打点计时器所用电源的频次为50 Hz ，某次实验中获得一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC=14.0 mm， AD =25.0 mm.那么由此能够算出纸带在.AC 间的均匀速度为__________m/s，纸带在AD 间的均匀速度为_____________m/s；B 点的刹时速度更靠近于____________m/s.图 1－4－5参照答案： 0.350.420.35分析： AC 间的均匀速度为AC14.010 3=2m/s=0.35 m/s， AD 间的均匀速度为2T0.02AD = 25.010 3m/s=0.42 m/s.对描述 B 点的刹时速度来说，AC 段所取的位移间隔更小，3T30.02更能靠近 B 点的真切速度，即 B 点速度更靠近于0.35 m/s.五、用图象表示速度师：方才我们从表 2 中的数据能够大略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化状况，图象是表示变化规律的好方法，我们能够用图象来描述物体的速度变化状况，那么如何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.生：在方格纸上成立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，依据表中各时辰的速度，将（v， t）作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度—时间图象（v-t 图象），简称速度图象 .学生详细操作描点 .师：我们从依据实测数据所描的点，能够从这些点的走向大概看出纸带速度的变化规律.师：为了更清楚，你能够把这些点用折线连起来.在老师的提示和帮助下连线 .师：速度的实质变化应当是比较光滑的，因此，假如用一条光滑的曲线来“拟合”这些点，曲线反应的规律应当与实质状况更靠近.指导学生换用红色笔用光滑的线将方才描过的点再从头描绘一遍.师：我们此刻来察看图象，能够更形象直观地显示自己手拉纸带的运动状况.【六、讲堂小结电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一准时间间隔内位移的仪器.v－ t 图象：表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律.某段时间图线与时间轴围成的面积值表示该段时间内物体经过的位移大小.形状同样的图线，在不一样图象中所表示的物理规律不同.。
人教版物理必修一1.4 实验：用打点计时器测速度 教学设计
《用打点计时器測速度》教学设计【课题】用打点计时器測速度【教材】人民教育出版社《物理》必修I 第一章第四节【课型】实验课【课时】1课时【教材分析】内容分析一、打点计时器原理及构造；二、练习使用打点计时器；三、用打点计时器测量瞬时速度；四、用图像表示速度、v—t图像。
强调能力的培养，如阅读仪器说明书、从图像获取数据、分析数据、用图像描述研究物理过程的能力。
教材的地位和作用课本P24-25问题与练习中出现了匀速、匀加速、匀减速运动的图像，编者的意图是巩固速度与瞬时速度的意义，加深对图像的理解，为下一节《加速度》的教学做准备。
新旧教材的对比如上表所示，从课题的名称、编排、内容上有很大变化。
旧教材放在实验里。
新教材放在了课本里，用较为正式、较长的篇幅，共7页来介绍，可见其地位的变化。
老教材只要求测量手的运动平均速度，判断是否做匀速运动。
新教材强调了能力的培养，如阅读仪器说明书、从图像获取数据、分析数据、用图像描述研究物理过程的能力。
【学生学情分析】1.学生已经具备的知识准备有：平均速度和瞬时速度的概念，长度的测量方法，即刻度尺的使用。
2.学生的障碍：瞬时速度和平均速度的区别，记录、处理实验数据时有效数字位数问题。
【教学目标】知识与技能①了解电磁打点计时器和电火花计时器的构造、差异及功能②能够阅读产品说明书，掌握打点计时器的使用方法。
③初步学会从纸带上获取时间和位移等实验数据信息进行处理，测定物体的速度④学会建立物体运动的v—t图象。
过程与方法①通过实验探究过程，了解物理学的研究方法，培养学生信息收集和处理能力分析、解决问题和交流、合作能力。
②初步了解用图象描述和研究物理过程的方法，体会数学在物理知识中的应用。
情感态度与价值观①在实验活动中，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学精神。
②在探讨问题的过程中，鼓励学生主动与他人合作，交流思想，感受团队精神体验探索的乐趣。
【重点难点】本节重点：①学会使用打点计时器。
高中物理 第一章第四节1.4实验用打点计时器测速度教案 新人教版必修1
1.4实验用打点计时器测速度一、教材分析物理学是一门以实验为基础的自然科学.本节课为实验课，目的是让学生自主探究学习打点计时器的使用方法，测定物体牵引纸带的速度，并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系.根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法，让学生用求平均速度的方法，粗略表示物体运动的瞬时速度.教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解.当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法，在匀变速直线运动中有它的准确性，这要在下一章中学习，在此可不必要向学生介绍这种结论性的知识，以免冲淡学习重点，加重学生负担.本节课旨在让学生学到科学实验中探究的方法，而不是注重探究的结果多么完美，所以千万不能让学生养成不尊重实验事实、拼凑实验结果的习惯.要让学生在亲身体验描点法作图象的思想方法，向学生讲清图象的横、纵坐标，描点法，图象的物理意义.要充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与.教师要补充一些更为典型的、学生非常熟悉的、不一定是物理方面的图象，要突出图象的直观性，使学生对图象的作用有更多、更深入的了解，为本节建立物理图象来分析、寻找物体运动的规律打下基础.二、教学目标知识与技能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，描点法画图象的方法，并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.过程与方法1.通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力.2.通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来.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.3.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.4.体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑.5.经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物体运动.情感态度与价值观1.感受打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识.2.经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙.3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣.培养学生用数学方法处理物理问题的意识.培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神.4.培养学生合作与交流的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯.三、教学重点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—时间图象，并从中获取物理信息.四、教学难点处理纸带的方法，用描点法画图象的能力.五、教学过程［新课导入］测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的.我们现在只研究直线运动的速度的测量问题.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运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动情况.在实验中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.【课堂活动】作为同桌的两位同学合作，简易模拟打点计时器.1.同桌两位同学之间，一位同学手拿一枝彩色画笔，另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你按照一定的时间间隔点击纸带（比如每秒1次，或每秒2次），比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响?2.两位同学竞走比赛，为了比较他们的运动情况，现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一起竞走，然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和加速情况.以上两个探究活动目的是让学生体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理.学生做完后讨论.生：相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀，点子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响.生：参加竞走的两人若运动快慢比较稳定，则漏沙比较均匀，若加速运动，会发现快的时候漏沙少，慢的时候漏沙多.［新课教学］师：在以上的活动中，同学们认识到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今天我们就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来.一、电磁打点计时器教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如图1－4－1所示.工作电压为4 V～6 V.当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点.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，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，即为0.02 s.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小点.图1－4－1 电磁打点计时器【交流与讨论】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？生：工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0.02 s.这个值正好是电源频率的倒数.二、电火花计时器教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.电火花计时器电火花计时器的外形如图1－4－2所示，它可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用.图1－4－2使用时电源插头直接插在交流220 V插座内，将裁成圆片（直径约38 mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20 mm×700 mm）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本.【交流与讨论】从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？生：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.教师评论并系统总结.师：电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于50 μs，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于5 μA）.师：打点计时器能记录哪些信息？生：时间和位移.下面的时间交给学生自主探究.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.指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据？【交流与讨论】针对问题，学生讨论实践后回答.问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？生：将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过.问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整？生1：可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置.生2：可能是复写纸该换新的了.生3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置.生4：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止.生5：我选的电压在4 V和6 V的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压.问题3.开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？生：因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏.投影展示：电火花计时器的纸带安装方法（让学生阅读）：使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带.学生实验时可采用这一方法.另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重.墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用.用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大.不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源.师：处理纸带时，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点.如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少？生：共（n－1）个.学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录测量数据.【思考与讨论】师：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？生：测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个0.02 s，用这个总距离去除以所需用的时间.【课堂训练】出示题目：打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间.如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况.请你用简短的语言描述图1－4－3所示每条纸带记录的物体的运动情况.图1－4－3参考答案：（a ）、（b ）的各点分布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，（b ）上的点子较稀疏，所反映的物体运动较快，速度较大.（c ）表示物体运动得越来越快，速度在增大；（d ）表示物体运动得越来越慢，速度在减小.四、用打点计时器测量瞬时速度思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确.示例：如图1－4－4，测量出包括E 点在内的D 、F 两点间的位移Δx 和时间Δt ，算出纸带在这两点间的平均速度v =tx ∆∆，用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度.图1－4－4tx ∆∆可以大致表示E 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E 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，测量包含这个点的一段时间内的位移Δx ，同时记录对应的时间Δt ，填入教材第23页中设计好的表1中. 根据v =tx ∆∆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，抄入教材第24页表2中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况.【课堂训练】出示题目：如图1－4－5所示，打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC =14.0 mm ，AD =25.0 mm.那么由此可以算出纸带在AC 间的平均速度为__________m/s ，纸带在AD 间的平均速度为_____________m/s ；B 点的瞬时速度更接近于____________m/s.图1－4－5参考答案：0.35 0.42 0.35解析：AC 间的平均速度为TAC 2=02.02100.143⨯⨯- m/s=0.35 m/s ，AD 间的平均速度为T AD 3=02.03100.253⨯⨯- m/s=0.42 m/s.对描述B 点的瞬时速度来说，AC 段所取的位移间隔更小，更能接近B 点的真实速度，即B 点速度更接近于0.35 m/s.五、用图象表示速度师：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.生：在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速度，将（v ，t ）作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度—时间图象（v-t 图象），简称速度图象.学生具体操作描点.师：我们从根据实测数据所描的点，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律. 师：为了更清晰，你可以把这些点用折线连起来.在老师的提示和帮助下连线.师：速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，曲线反映的规律应该与实际情况更接近.指导学生换用红色笔用平滑的线将刚才描过的点再重新描画一遍.师：我们现在来观察图象，可以更形象直观地显示自己手拉纸带的运动情况.【六、 课堂小结电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器.v －t 图象：表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律.某段时间图线与时间轴围成的面积值表示该段时间内物体通过的位移大小.形状一样的图线，在不同图象中所表示的物理规律不同.。
高一物理人教版必修一第1章第4节实验：用打点计时器测速度 教学设计
实验：用打点计时器测速度教学设计
用打点计
时器测瞬
时速度
实验结束后，取下纸带，从能看得清的某个点开始，
往后数出若干个点。
如果数出n个点，那么这n个点之
间包含n-l个间隔，就可以得到第一个点到第n个点的
时间间隔为0．02(n-l)s。
用刻度尺测量出从第一个点
到第n个点间的距离△x。
利用公式
t
x
v
∆
∆
=就可以计算
出纸带在这段时间内的平均速度。
例1，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，纸带的记录如图
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，求AE段与BD段的平均速度。
根据速度的定义
t
x
v
∆
∆
=，如果不要求很精确，用这个
平均速度粗略地代表中间c点的瞬时速度，也未尝不可。
然而，如果把包含C点在内的时间间隔取得小一些，
例如取BD，用这个平均速度代表纸带经过c点时的瞬时
速度，就会更准确。
然而我们选取的两点距离过小会
使测量的位移误差增大，所以应该根据实际情况选取
这两个点。
这个纸带的计数点是每5个计时点选取出来
的，所以可以用BD的平均速度表示c点的瞬时速度。
训练学生处理数据的能
力，培养科学严谨的实
验态度。
在学生能较为
熟练使用打点计时器的
基础上，根据己掌握的
速度知识，计步深化理
解平均速度与瞬时速度
的内涵和计算方法。
人教版高中物理全册必修1教案1.4 实验：用打点计时器测速度
上面介绍的两种计时器打点的时间间隔都是T=0.02s，因此，打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间。如果把纸带跟运动物体连接在一起，纸带上的点子就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里民生的位移，从而了解物体运动的情况。
开启电源等待1s~2s拖动纸带,拖出纸带后立即切断电源；
在纸带上选取计数点,测量计数点之间长度时要用量程在30cm以上透明塑料尺一次测量多组计数点间数值,不要用短刻度尺一段一段的测量计数点间距离,减少偶然误差。
作 业
布 置
1. 电磁打点计时器引起的误差较大，因为电磁打点计时器打点瞬间要阻碍纸带的运动。
教学中的几点考虑
①注意培养学生的实验素质。实验课以学生活动为主，各种活动应有序进行。指导学生阅读课文、说明卡，对照课文和说明卡观察仪器结构、了解仪器功能、操作要领。认真观察实验现象，小组之间可以交流、对比实验情况。如有意识的变速拉动纸带，观察纸带上打出的点起始部分、中间部分、最后部分有什么变化？其他小组打出的点有什么不同，这些差异都说明什么问题？以提高对实验现象的观察力。
实验步骤：
1．把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否在两条纸带之间。
2．把计时器上的电源插头在220V交流电源插座上。
3．按下脉冲输出开头，用手水平地拉动两条纸带，纸带动上就打上一列车员小点。
4．取下纸带，从能看得清规戒律的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点。如果共有n个点，点子的间隔数则为（n-1）个，用t=0.02 （n-1）计算出纸带的运动时间t。
点子数n
必修教材1第一章第4课时教案：实验“用打点计时器测速度”
第四课时 用打点计时器测速度
§1－4 实验：用打点计时器测速度
教学内容：实验：用打点计时器测速度
教学目标：1、了解打点计时器的结构和工作原理；
2、学会用打点计时器测物体的速度，练习使用纸带；
教学方法：实验法
教学难点：打点计时器的结构
教学过程：
引入： 过去使用的计时的仪器有：秒表、钟、烧香等。
如何在运动物体上留下时间记号呢？引入打点计时器
一、电磁打点计时器
1、结 构：
线圈，永久磁铁，振片，振针，限位孔等。
2、作用：通过打点来记录时间。
注意：如何记录时间的？
3、工作原理：
4、注意事项：
二、电火花打点计时器
1、工作原理：
2、注意事项：
三、实验
1、实验目的：练习使用打点计
时器，利用打上点的纸带研究物体的
运动情况
2、实验原理：v 平=t
x ∆∆，求纸带的平均速度。
3、实验器材：电火花打点计时器或电磁打点计时器，纸带，刻度尺，导线，电源
4、实验步骤：
5、注意事项： 四、纸带处理
1、纸带及纸带上的点
2、求平均速度
S 1 S 2 S 3。
高一物理必修一第一章第4节用打点计时器测速度教案
教师姓名年级学科物理课题名称第一章第四节用打点计时器测速度课型时间教学目标（1）理解打点计时器的原理,会使用打点计时器。
（2）会对纸带上记录的原始数据实行处理,会用打点计时器测瞬时速度。
（3）能描绘v-t图象，理解图象的物理意义,会通过图象来分析物体的运动情况。
教学重难点重点：1、打点计时器的使用方法。
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—时间图象，并从中获取物理信息.难点：对纸带上记录的原始数据实行处理，描点法画v-t图象，并通过图象来分析物体的运动情况。
教学过程A预习本节内容，理解本节内容基本概况B、新课教学一、打点计时器引入：请说一说你知道的计时器仪器有哪些？古代日晷、漏滴、手表（钟表）、秒表、原子钟。
如何测定一人走路时经过某标杆时的速度？直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量时能够尝试用秒表和尺子通过测量物体运动的时间和位移来计算物体运动的速度。
.我们引入一个新的计时仪器──打点计时器。
1、电磁打点计时器观察电磁打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。
（1）电磁打点计时器使用什么电源？（2）电磁打点计时器振动片为什么会振动？大家想一想能不能使用直流电源，为什么？（3）电源的频率是50 Hz时意味着什么？5个间距对应的时间为多少秒？假如频率低于50 Hz呢？2、电火花计时器观察电火花打点计时器并阅读其使用说明书，明确结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。
交流与讨论：从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，电火花计时器可能误差可能会更小些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.问题1：电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？———将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过.教学过程问题2：振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整？———可检查压纸框的位置是否升高，而防碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置.可能是复写纸该换新的了.可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置.可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止.问题3：：开启电源打点完毕后要即时关闭电源，这样做有什么好处？——因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏.问题4：打点计时器记录了哪些信息？———时间和位移，反映物体的运动的快慢根据纸带求出物体运动的速度？二、平均均速度和瞬时速度怎样理解平均速度和瞬时速度关系的？如图测量出包括E点在内的D、F两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度v=tx∆∆，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度。
高一物理人教版必修一 1.4实验：用打点计时器测速度教案
实验：用打点计时器测速度重/难点重点：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。
难点：处理纸带的方法，用描点法画图象的能力。
重/难点分析重点分析：电磁打点计时器靠电磁带动探针振动通过复写纸打点。
电火花计时器靠产生电火花放电蒸发墨粉打点。
要注意使用方法和领悟注意事项。
通过纸带用包含某点在内的一段时间内的平均速度粗略表示该点的瞬时速度。
速度时间图象：以时间为横轴，速度为纵轴，描点连线作图象。
难点分析：为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。
以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。
突破策略一、电磁打点计时器电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4 V～6 V。
当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点。
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，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面不断变化，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局期一致，即为0.02s。
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小点。
二、电火花计时器使用时电源插头直接插在交流220V插座内，将裁成圆片(直径约38mm)的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带(20mmX700mm)从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间。
这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度。
[精品]新人教版必修1高中物理1.4实验：用打点计时器测速度优质课教案
【教目标】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，并会安装和使用打点计时器。
2会根据纸带上的点分析速度的变情况，并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通过对纸带的处过程培养生获取信息、处信息的能力，体会处问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量物量的方法。
5通过画速度—时间图象培养生用图象法处据的能力，体验工具在物发展中的作用。
【教重点】【教过程】一、导入新课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时为了简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,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?请同桌的两位同合作用彩笔和纸带模拟打点计时器思考1 彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置?2 在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响?[]生讨论师总结彩笔打出的点可以记录纸带的位置但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度原因在哪?生原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了二、新课教师我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器（一）电磁打点计时器布置生阅读打点计时器的说明书明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原及使用方法师总结电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器工作电压为6V以下当电频率为50Hz时, 打点计时器每隔002打一个点通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁,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,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为002如果纸带运动，振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点思考电磁打点计时器用低压交流电工作,能不能用直流电呢,为什么?师总结电磁打点计时器的工作原是靠交流电的方向改变改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒为002若使用直流电振动片将无法振动, 打点计时器将打不出点!（二）电火花打点计时器布置生阅读打点计时器的说明书明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原及使用方法师总结电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用与电磁打点计时器不同的是电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电使用时将电插头直接插在交流220V插座内就可以了电火花打点计时器用墨粉和电火花打点墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽在纸带上当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔002打一个点实验时纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本[]思考1从原上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?生讨论师总结电磁打点计时器使用时阻力较大阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠思考2 打点计时器能记录哪些信息?生时间(时间间隔)和位移（三）练习使用打点计时器生自主阅读教材中的实验步骤提示教师指导生练习使用打点计时器并引导生思考下列问题问题1 电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带?师总结将复写纸套在复写纸定位钉上,推动调节片可以调节复写纸位置将纸带从复写纸圆片下穿过即可问题2 振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节?师总结 1可能是复写纸该换新的了2可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置[,,] 3可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原的位置4可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止5可能是选择的电压太低,可适当调高电压。
人教版高中物理必修1第1章第4节实验：用打点计时器测速度教案
【教学重、难点】 1．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---时间图象,并从中获取物理信息 2．难点 处理纸带的方法，用描点法画图象。
电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器。工作电压为 4—6V.当电源频 率为 50Hz 时，打点计时器每隔 0.02s 打一个点。通电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。通电时，在线圈和永久磁铁的作用下， 偏振片振动起来，带动振针振动，振动频率和电源频率一样。这时，如果纸带运 动，振针就会通过复写纸在纸带上留下一系列的点。这样就记录下了纸带的运动 信息。
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D
E
F
G
如图：要计算 E 点的瞬时速度，可以测量包括 E 点在内的 D、F 两点之间的 位移△x 和时间△t，算出纸带在这两点间的平均速度 v = x ，如果要求不高，可
t 以用这个平均速度代表 E 点的瞬时速度。选取的两点距离 E 点越近，算出的 均速度越接近 E 点的瞬时速度。
请同学们根据粗略表示点的瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含 这个点的一段时间的位移△x 和时间△t，并根据 v = x 计算各点附近的平均速
t 度，填入 P21 的表 1 中，把它当做计时器打下这些点时的瞬时速度。从表中可以 粗略的看出手拉纸带运动的速度变化情况。
5.用打点计时器测量瞬时速度 图象时研究物理问题中经常使用的一种数据处理方式，图像相对于表格更加 直观、方便。我们可以用图象来描述物体的速度变化情况。以速度为纵坐标，时 间为横坐标，在方格纸上建立直角坐标系，根据表 2 中各个时刻的 v、t 数据， 在坐标系中描点。速度的变化是比较平滑的所以用一条平滑的曲线将这些点连接 起来。得到物体运动的 v-t 图象。观察图象可以更形象直观地显示自己手拉纸带 的运动情况。 6.小结