知识点四 实验：用打点计时器测速度
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.
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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)
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【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．
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．。
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）；
实验：用打点计时器测瞬时速度
如图各点的瞬时速度可以由x13点平均速度代替v2=x13/t13得到。
实验：用打点计时器测瞬时速度
【二、经典例题】
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？
【提示】
根据平均速速度和瞬时速度的定义式求解。
实验：用打点计时器测瞬时速度的区别。计时点是打点计时器实际 打出的点，而计数点则是测量时从计数点中按一定的标准选出的点。
实验：用打点计时器测瞬时速度
【三、变式训练】
如图是某质点做直线运动的v－t图象，试回答： (1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动？ (2)质点在2 s末的速度多大？
实验：用打点计时器测瞬时速度
【答案】
(1)AB段表示质点做加速运动；BC段表示质点做匀速运动； CD段表示质点做减速运动。
(2)质点在2 s末的速度是7.5 m/s。 根据v－t图象可知在AB段速度随时间不断增加，所以AB段 表示质点做加速运动；在BC段速度不随时间而变化，所以 BC段表示质点做匀速运动；在CD段速度随时间不断减少， 所以CD段表示质点做减速运动。质点在2 s末的速度由v－t 图象可知是7.5 m/s。
知识点——实验：用打 点计时器测瞬时速度
实验：用打点计时器测瞬时速度
【一、步骤】
打点计时器测速度的实验步骤 ： (1)把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写 纸上。 (2)把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源接线柱相连接。 (3)打开电源开关,用手水平的拉动纸带,纸带上就打下了许多小点。 (4)取下纸带,关闭电源。从能看清的某个点数起,数一数纸带上共有多少个 点。如果共有N个点,那么点子的间隔数为（N-1）个,纸带的运动时间： t=0.02（N-1）s。 (5)用刻度尺量一下从开始计数的一点到最后一点间的距离x。 (6)利用公式 平均速度v=x/t计算出纸带在这段时间内的平均速度。 (7)可用两点之间的平均速度粗略计算中间点速度。
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
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．
高中物理 1.4.实验用打点计时器测速度(共33张PPT)
第七步：将数据填入表格中：
分针转动一周，用时30分钟，每分钟针分成2等份，每等份30秒。
(1)实验装置：把打点计时器固定在远离滑轮的长木板的一端，将纸带固定在小车的尾部，在小车的前端用细线跨过定滑轮与钩码相连
。
在曝光时间内，如果被拍物体在运动的位移较大时，拍摄的照片就会模糊。
位移 0 0.0040 0.0085 0.0135 0.0194 0.0270 0.0380 0.0520 0.0670 0.0845 m
速度 m/s
0.21 0.24 0.27 0.34 0.47 0.63 0.73 0.81
三、雷达、超声波测速问题：
测速原理：
①测速仪每隔相同的时间发射一个脉冲，脉冲遇到运 动的物体，原路返回，被测速仪接收。在测速仪的荧 光屏会显示出发射脉冲与接收到的脉冲(发射脉冲的 幅度大于接收脉冲的幅度)，如图所示。 ②根据荧光屏上的时间坐标轴，可确 定脉冲来回的时间，根据脉冲传播的 速度可求出被测物体反射脉冲时与测 速仪间的距离。
0 t1 t2 t3
t
思考： 1、匀速直线运动的速度图像有什么特点？ 2、如何根据图像求物体的位移？
3、作图的步骤：①建系，②选取单位长度 ，③描点 。 ④作图：必须用平滑的曲线将各点连接起来。
平滑曲线
折线
强调：
(1)选取单位长度时，尽可能充分利用坐标纸，使画出 的图线尽可能长。
(2)物体的速度是逐渐变化的，必须用平滑的曲线把各 点连接起来。
第六步：计算出第一个计数点到每个点计数点所用的 时间；并用毫米刻度尺测出每个点计数点到第一个计 数点间的距离。 第七步：将数据填入表格中：
计数点 0 1 2 3 4