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。
4. 实验打点计时器测速度
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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．
高中物理 14实验用打点计时器测速度精品课件 新人教必修1
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．
⑥利用公式 v ＝Δtx计算出纸带在这段时间内的平均 速度，把测量和计算的结果填入表一中．⑦在纸带上找
出连续的6个点，分别标上记号A、B、C、D、E、F， 用直尺量出相邻点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、Δx4、 Δx5，如下图所示，把数据填入表二中．根据这些数 据，运用你学过的知识，判断纸带的运动是匀速运动还
电火花计时器比电磁打点计时器更精确
1．实验目的：①练习使用电火花计时器；②利用打 上点的纸带研究物体的运动情况．
2．实验器材：电火花计时器、纸带、刻度尺、导线、 电源．
3．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，检查两条纸带 是否已经正确地穿过限位孔，墨粉纸盘是否夹在两条纸带 中 间 ． ② 把 计 时 器 上 的 电 源 插 头 插 在 220V 的 交 流 电 源 上．③按下脉冲输出开关，用手水平地拉动两条纸带，纸 带上就打了一系列小点．④取下纸带，从能看得清的某个 点开始，数一数纸带上共有多少个点．如果共有n个点，点 的间隔数为(n－1)个，用t＝0.02s×(n－1)就可以算出纸带 的运动时间．⑤用刻度尺测量一下打下这些点时，纸带通 过的距离Δx有多长．
是变速运动，并把判断结果和理由写清楚．
表一
点数n
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。
2021_2022高中物理第一章运动的描述第4节实验：用打点计时器测速度5作业含解析新人教版必修
实验：用打点计时器测速度1．为完成“练习使用打点计时器”实验，在如图145所示的四种器材中，找出这两种打点计时器，并完成以下填空：________图为电磁打点计时器，工作电压为交流________；________图为电火花打点计时器，工作电压为交流________V.图145【解析】电磁打点计时器是利用交变电流使铁芯产生磁性，吸引带打点针的铁条通过复写纸在纸带上打出点，丙图为电磁打点计时器，工作电压为交流4～6 V；电火花打点记时器是利用家用电打出的火花吸引铅盘而打出点，乙图为电火花打点计时器，工作电压为交流220 V.【答案】丙4～6 V 乙2202．电火花计时器通常的工作电压为________伏，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点；如图146所示纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是________(选填“速度减小”或“速度增大”)．若所用电源的频率为50 Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时________ s.图146【解析】电火花计时器通常的工作电压为交流220伏，实验室使用我国民用电时，每隔0.02秒打一次点；相等时间内纸带右侧位移大于左侧位移，说明右侧的速度大于左侧的速度，即物体做速度增大的运动．又因从打下A点到打下B点共14个点迹，即A到B共有13个时间间隔，所以共用时：t＝13×T＝0.26 s.【答案】交流220 0.02 速度增大0.263．用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况．某次实验中得到一条纸带，如图147所示，从比较清晰的点起，每五个计时点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、…，量得0与1两点间距离x1＝30 mm，2与3两点间的距离x2＝48 mm，则小车在0、1两点间平均速度为v1＝________ m/s，在2、3两点间的平均速度v2＝________ m/s.据此可判定小车做________(填“加速”“减速”或“匀速”)运动．图147【解析】 每五个计时点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为T ＝0.1 s ，那么由平均速度的定义得v 1＝0.03 m 0.1 s ＝0.3 m/s ，v 2＝0.048 m 0.1 s＝0.48 m/s.从计算结果看小车运动的速度在增大，所以可以判断小车在做加速运动．【答案】 0.3 0.48 加速4．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148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.图148【解析】 由毫米刻度尺可读出0、1、3、4点的读数分别是10.00 cm 、12.60 cm 、22.60 cm 、30.00 cm.由题意知各计数点间的时间间隔Δt ＝4×0.02 s＝0.08 s ，由读数可得1、3两点和1、4两点间的位移大小分别是Δx 1＝22.60 cm －12.60 cm ＝10.00 cm ，Δx 2＝30.00 cm －12.60 cm ＝17.40 cm ，则1、3和1、4两点间的平均速度分别是v 1＝Δx 1Δt 1＝10.00×10－20.16m/s ＝0.625 m/s ， v 2＝Δx 2Δt 2＝17.40×10－20.24m/s ＝0.725 m/s ， 1、3两点更接近于2点，故2点的瞬时速度更接近于1、3两点间的平均速度0.625 m/s.【答案】 10.00 cm 12.60 cm 22.60 cm 30.00 cm0．625 0.725 0.6255．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图149甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射、接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置测量，图中MN 是水平桌面，PQ 是长1 m 左右的木板，Q 是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2s和2.0×10－2s.用游标卡尺测量滑块的宽度d＝5.015 cm.则：甲乙图149(1)滑块通过光电门1的速度v1的大小是多少？(2)滑块通过光电门2的速度v2的大小是多少？【解析】由于滑块通过两光电门的时间极短，故可用滑块通过光电门的平均速度代替其通过的瞬时速度．故v1＝dt1＝5.015×10－25.0×10－2m/s＝1.003 m/s；v2＝dt2＝5.015×10－22.0×10－2m/s≈2.508 m/s.【答案】(1)1.003 m/s (2)2.508 m/s。
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:
人教版高中物理必修1第一章第4节实验：用打点计时器测速度课件
（3）用纸带分析物体的运动情况
并能计算平均速度
①在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s （电源频率为50Hz），所以点迹密集的地方 表示纸带运动的速度很小。 ②根据v=△x/△t，求出在任意两点间的平均速 度，这里△x可以用直尺测量出两点间的距离， △t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。这 里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。
练 习 打点计时器的使用
Байду номын сангаас
使 1.把打点计时器固定在桌子上。
用 2.按说明正确安装纸带。
打 点
3.启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上打出 一系列的点，随后立即关闭电源。
电磁打点计时器
（2）电磁打点计时器工作原理
线圈 振片 振针
永久磁铁 平均速度 v x
t
限位孔
Δx
Δx Δx
0.08s 0.06s
0.04s
0 01
2
34 1
5
67 2
8
9 cm10
工作原理图
电磁打点计时器原理：被交变磁场磁化的振 片在永久磁铁的作用下振动，振针打在复写 纸上使纸带上打出一系列的点。
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。
培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和 科学精神。
教学重难点
重点
打点计时器的使用。 由纸带计算物体运动的瞬时速度。 画物体的速度—时间图象。
难点
对纸带上记录的原始数据进行处理。 测定瞬时速度，画出v-t图象，并通过图象 来分析物体的运动情况。
②电火花打点计时器使用220 V交流电 源．当电源频率为50 Hz时，每隔0．02 s打 一次点.
③工作原理：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过放电针、 墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在 运动的线带上就打出一行点迹.
1.4 实验：用打点计时器测速度 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修一第一章：运动的描述 (10)
第4节实验：用打点计时器测速度三维目标知识与技能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..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.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教学难点：处理纸带的方法，用描点法画图象的能力教具准备：多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸课时安排：2课时教学过程：1.认识打点计时器电磁打点计时器（1）下图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称分别是：1、接线柱2、线圈3、永久磁铁4、振片5、振针6、限位孔7、定位轴8、复写纸9、纸带电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生位移的仪器，它使用低压交流电源，由学生电源供电，工作电压在 6伏以下，当电源的频率是50 Hz时，它每隔 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，接通电源后，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。
4实验：用打点计时器测速度（学生版）
作业(四) 实验：用打点计时器测速度实验要点归纳一、实验步骤1．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 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，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源．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的点间的距离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、….二、数据处理1．计算瞬时速度打点计时器打点的周期为T ＝0.02 s(足够小)，则A 、B 、C 、D 、…各点的瞬时速度可分别认为是：v A ＝x 1＋x 22T ，v B ＝x 2＋x 32T ，v C ＝x 3＋x 42T，v D ＝x 4＋x 52T，….把计算所得的各点的速度填入下表中．位置 A B C D E F(x n＋x n＋1)/mv/(m·s－1)2.用v-t图象描述物体的速度(1)v-t图象的画法用横轴表示时间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，即得到如图所示的v-t图象．三、误差分析1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度．2．分段测量计数点间的位移x带来误差．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．四、注意事项1．电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用6 V以下的交流电源；电火花计时器要使用220 V交流电源．2．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．3．打点前应使物体停在靠近打点计时器的位置．4．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．5．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．[基础训练]1．下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是()①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源②两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样③电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸④电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉A．①②B．③④C．①③D．②④2．某同学在匀变速直线运动的实验探究中，发现纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，可能是因为()A．打点计时器错接在直流电源上B．电源电压不稳定C．电源的频率不稳定D．振针压得过紧3．(多选)打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，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 ．位移C ．瞬时速度D ．平均速度4．在一次实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)得到如图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，下列表述正确的是( )A ．实验时应先放开纸带再接通电源B ．从纸带上可求出计数点F 对应的速率C ．从纸带上可求出计数点B 对应的速率D ．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s5．在实验中，某同学得到一条打点清晰的纸带如图所示，要求测出D 点的瞬时速度．本实验采用包含D 点在内的一段时间间隔中的平均速度来粗略地代表D 点的瞬时速度，下列几种方法最准确的是( )A.AG Δt 1＝v D ，Δt 1＝0.14 s B.BE Δt 2＝v D ，Δt 2＝0.06 s C.CE Δt 3＝v D ，Δt 3＝0.1 s D.CE Δt 4＝v D ，Δt 4＝0.04 s6．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中．(1)下列操作中正确的是________(填选项序号)．A ．在释放小车前，小车要靠近打点计时器B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C．先接通电源，后释放小车D．电火花计时器应使用低压交流电源(2)如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，四条纸带的a、b间的平均速度最小的是()7．在“用打点计时器测速度”的实验中．(1)打点计时器使用的电源是________(填“交流”或“直流”)电源，其中电火花计时器的工作电压为________ V.(2)某同学在实验中，用交流电频率为50 Hz的打点计时器记录了抽动纸带的运动情况，图示为某次实验中得到的一条纸带的一部分，以及用毫米刻度尺测量的情况，纸带上点迹清晰，A、B、C、D是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是________ s；试估算打A、D点的时间内抽动纸带的速度为________ m/s(结果保留两位有效数字)；打B点时抽动纸带的速度为________ m/s(结果保留两位有效数字)．[能力提升]8．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，其相邻两点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s.(1)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 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)．v B v C v D v E v F数值(m/s)(2)将B、C、D、E、F各时刻的瞬时速度标在如图所示的直角坐标系中，并在图中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．9．如图所示是一个物体运动的速度图象，据此读出物体在各阶段的运动情况．10．在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，试根据纸带求解以下问题：(1)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？(3)BD段对应的平均速度是多大？(4)打C点时瞬时速度的大小是多大？。
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【基础知识】1．打点计时器有两种，一种是电磁打点计时器，一种是电火花计时器，它是一种记录时间与相等时间间隔内位移大小的仪器。
2．电磁打点计时器使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6V 以下，一般为4～6V 。
当电源的频率是50H z 时，它每隔0.02S 打一个点。
3．如图所示是电磁打点计时器的构造示意图，其中A 是接线柱，B 是线圈，C 是振片，D 是永久磁铁，G 定位孔，H 是复写纸，I 是纸片。
4．当电源频率是50H z 时，打点计时器打点的时间间隔是0.02S 。
因此，打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带与运动物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。
研究纸带上的点之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移，从而了解物体运动的情况。
5．安装打点计时器，应注意将其固定牢固，且应注意将复写纸套在定位轴上，并压在纸带上方，复写纸涂有复印油墨的一面应向下放置。
6．利用打点计时器进行实验的过程中，用手拉动纸带的速度不要太小，拉动要沿水平方向，保证纸带不与限位孔的边缘相擦，直到将纸带全部拉出。
【学法指导】一、疑难分析1．电磁打点计时器的工作原理：它是利用通过电磁打点在纸带上打出点迹的一种仪器；电火花计时器利用火花放电的计时仪器。
当交流电源频率为50Hz 时，它每隔0.02s 打一个点，所以，在纸带上我们均能计算出它们的打点时间，其时间等于打点间隔数与0.02s 的乘积。
.2．利用纸带上记录的位移计算瞬时速度方法如图所示，当t ∆很短时，B 、D 之间的平均速度可以近似地看成是打C 点时的瞬时速度，即BD C v v ≈，当纸带是被物体拉着做匀变速直线运动时，某段时间内的时间中点的速度等于这段时间内的平均速度，即：BD C v v =。
二、典型例题（一）打点计时器的基本概念打点计时器是一种重要的力学实验仪器，弄清它的工作原理、结构是正确操作的前提。
实验 用打点计时器测速度
电火花计时器
组成结构
工作电压 打点周期
功能
六 V以下交流电源
二二0 V交流电源
0.0二 s 计时仪器
2.根据纸带计算平均速度 根据 v＝ΔΔxt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。 3．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。
【一】如果测得C、D两点间距x四＝二.七0 cm!!D、E两点间 距x五＝二.九0 cm!!则据此数据计算在打D点时的速度公式为 ________!!小车的速度值vD＝________ m/s？？【保留三位有效 数字】
【二】该同学分别算出其它点的速度：vA＝0.二二0 m/s!!vB ＝0.二四一 m/s!!vC＝0.二五八 m/s!!vE＝0.三00 m/s!!请设计表格 将实验数据填入表格中!!并在坐标系中作出小车运动的v t图象!! 设O点为计时起点？？
二．分段测量计数点间的位移x带来误差？？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？？
注意事项
一．如果在纸带上数出了n个点!!那么!!它们的间隔数是 【n－一】个!!它们的时间间隔为【n－一】×0.0二 s？？
二．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？？
二．用图象表示速度 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!!即得到如图所示的v t图象？？
误差分析 一．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度带来系统误
差？？为减小误差!!应取以计数点为中心的较小位移Δx
高一物理人教版必修1 第一章运动的描述第4节实验：用打点计时器测速度导学案
高一物理必修1第一章运动的描述第4节实验：用打点计时器测速度导学案【教学目标】1．了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本结构，理解其基本工作原理。
2．经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打点计时器。
3．会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度。
理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬时速度。
4．能运用实验数据描绘v-t图象，并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点。
【教学重点】1．要了解打点计时器的使用方法和在实验中的作用2．要知道如何计算纸带上各点的速度3．会在v-t坐标系中描点、拟合曲线并描述物体运动的规律【教学难点】打点计时器的正确使用和掌握测速度的方法【自主学习】一、电磁打点计时器1．电磁打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器。
它使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在。
当电源的频率是50Hz时，它每隔打一个点。
2．电磁打点计时器的结构如图所示。
通电以前，把纸带穿过两限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带上面。
接通电源后，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。
3．如果把纸带跟物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移。
由这些点的位置，就可以了解物体的运动的情况。
二、电火花计时器1．电火花计时器的计时原理与电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉。
2．使用时，墨粉纸套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔如图所示。
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。
工作电压是。
当电源的频率是50Hz时，它每隔打一次点。
3．这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小。
三、练习使用打点计时器1．了解打点计时器的结构，然后把它固定好。
高中物理必修一课件：1.4用打点计时器测速度 (共22张PPT)
△x0 △x1
△x2
△x3
0
1
2
3
位置
0
t/s
v/m·s-1
表2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度
1
2
3
联
系
展示细
生
节，有
活
助于更
好的研
究过程
三、用图象表示速度
1. 图象有什么特点？ 直观
2. 你常用的作图方法有哪些？ 描点作图、根据函数关系式作图
3. 一般的作图步骤有哪些？ 建系 描点 作图
用图象表示速度—描点作图
表1 手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度
区间 0-1 1-2 2-3 3-4 △x/m △t/S
v/m·s-1
0-2 2-4
2、如何测出某个点 E 处的瞬时速度？
D
F
D
F
DF
原则：准确性、可行性
测瞬时速度
测量几个时刻的瞬时速度
看书并回答： 哪几个时刻？如何确定？为何这样定？ 如何设计表格？
注意两种计时器的区别：(1)工作电压不同；(2)工作原理 不同；(3)打点方式不同。
2.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，其中错误的步骤是__A_B___，有遗漏
内容的步骤是___D____。
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
要将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源后松 开纸带
点 （1）测时间 直接测出
计
(电源频率50Hz，每隔___秒打一个点)
时 器 有
（2）测位移 直接测出
（3）分析纸带 →测纸带的速度（间接测出） 研究物体运动
什
人教版高中物理高一必修1知识点第一章运动的描述第四节1.4用打点计时器测速度知识全解
004实验：用打点计时器测速度知识全解【教学重点、难点】1．教学重点（1）打点计时器的使用；（2）由纸带计算物体运动的瞬时速度；（3）画物体的速度-时间图象。
2．教学难点（1）对纸带数据的处理；（2）画图象的方法。
【内容解析】1．电磁打点计时器与电火花计时器这两种计时器由于计时原理相同，所以在实际应用中不加区分，根据学校的实际条件，用哪一种都行。
对这部分的教学要注意以下几点：（1）突出计时原理，不过分追求工作原理。
（2）要充分向学生展示实物，以使学生掌握接入电源的方法和穿纸带的方法。
（3）明确纸带上的点是如何反映时间和物体运动情况的。
（4）让学生知道电火花计时器比电磁打点计时器误差小的原因。
2．练习使用打点计时器练习使用打点计时器主要包括两个方面，一是打点计时器的安装，特别是纸带的安装；二是用纸带上的点研究物体的运动。
由于是第一个学生实验，所以教学中要注意：（1）要让学生在教师的指导下按步骤有序操作，培养学生规范进行实验操作的习惯。
（2）掌握由纸带上的点确定物体运动位移与运动时间的方法与原理。
（3）牵拉纸带一定要让学生亲自动手操作，然后与纸带上的点迹分布相对应，以感悟运动速度变化情况。
（4）要注意测量点与打点的区别，并学会灵活选定测量点。
3．用打点计时器测量瞬时速度用打点计时器打出的纸带计算平均速度绝大多数学生都能掌握，但用打点计时器测量瞬时速度多数学生可能会感到困惑。
教学中要突出：（1）平均速度与瞬时速度主要是描述的精确程度不同。
（2）这里采取的描述方法是：用包含该点在内的一小段位移上的平均速度代替该点的瞬时速度。
（3）要求每个0.1s测一次速度，这主要是为了处理实验数据时计算方便，在实际教学中根据纸带上的点的分布情况灵活确定。
（4）要严格按实际测出数据进行计算，不可主观臆造，培养学生严肃进行科学研究的学习品质。
4．用图象表示速度用图象表示速度，在这里主要是作为一种处理实验数据的方法，而不是作为一个重要知识点，这一点在实际教学中要充分注意。
高中物理第一章第四节实验用打点计时器测速度导
第四节实验：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，【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，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。
【预习自测】1．关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（）A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带同时接通电源 D．先接通电源或先释放纸带都可以2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到或直接测量得到的物理量是（）A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度4．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是（）A．点痕记录了物体运动的时间B．点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况5．如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，及毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度_________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/s6．如图所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是 50 Hz ．试回答：单位：cm(1) A、B、C、D是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是多少．(2) 测量数据标在图中，试估算出打点B时的抽动纸的速度大小．【课堂探究】知识点一：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问题1：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?问题2：如图所示，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（）知识点二：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，测量包含这个点的一段时间内的位移△x，同时记录对应的时间△t，填下表．位置0 1 2 3 4 5△x/mt/sv/m·s－1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度变化情况．知识点三：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．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
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第四节 实验：用打点计时器测速度
一．选择题（在每小题所给的答案中有一项或几项是正确的，选对但不全得一半分）
1．打点计时器振针打点的周期决定于（ ）
A ．交变电流的高低
B ．交变电流的频率
C ．永久磁铁的磁性强弱
D ．振针与复写纸的距离
2．如果打点计时器在纸带上打出的痕迹不是间隔清晰的点，而是间隔清晰的短划线，其可能的原因是（ ）
A ．电源电压偏高
B ．电源电压偏低
C ．振针与计时器底板的间隔偏大
D ．振针与计时器底板的间隔偏小
3．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是（ ）
A ．时间间隔
B ．位移
C ．速度
D ．平均速度
4．在“用打点计时器测速度”的实验中，根据打出点的纸带判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时（ ）
A ．可以通过测出每相邻两点的距离，看其是否都相等来判断
B ．应通过测出纸带表示的运动的全路程来判断
C ．必须通过计算任意两点间的平均速度来判断
D ．必须通过计算全程的平均速度来判断
5．采用下列哪些措施，有利于减少纸带受到摩擦而产生的实验误差（ ）
A ．改用直流6v 电源
B ．电源电压越低越好
C ．先拉动纸带再接通电源
D ．纸带应理顺摊平，不要让纸带卷曲和歪斜
6．在使用打点计时器时，发现打点计时器打点的周期不稳定，可能是下列什么原因（ ）
A ．交流电的电压不稳
B ．永久磁铁的磁性不稳
C ．电源的频率不稳定
D ．振动片的固有频率与交流电源的频率有偏离
7．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，其可能的原因是（ ）
A ．复写纸放反或未放复写纸
B ．振针松动或过短
C ．使用了直流电源
D ．纸带运动过快
8．打点计时器所用的电源是50Hz 的交流电，其两个相邻的点的时间间隔为T ，若纸带上共有n 个点，这条纸带上记录的时间为t ，则（ ）
A ．T=0.1s ；t=Nt
B ．T=0.05s ；t=（n-1）T
C ．T=0.02s ；t=（n-1）T
D ．T=0.02s ；t=nT
电磁打点计时器
电火花打点计时器
二、填空题（把最简结论填到横线上）
9．电火花计时器是利用在纸带上打出小孔而显示出点迹的仪器，使用时套在纸盘轴上。
当接通220v的交流电源，按下开关时，就可以在纸带上打出一系列的点迹。
当电源的频率为50Hz时，它是每隔打一次点。
10．电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，振针每隔打一个点，现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50Hz时，如果仍按50Hz的时间间隔打一个点计算，则算出的速度测量值将比速度的真实值。
11．某次实验纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A开始每打5个点取1个计数点，计时器打点频率为50Hz。
测得各段长度为AB=1.6cm ，AC=3.4cm，AD=5.4cm ，AE=7.6cm，则打点计时器打计数点的时间间隔为______s, 从打A点打到E点共历时s，从A到E纸带的平均速度是m/s，B点的瞬时速度为________m/s 。
三、论述计算题（解答要有必要的文字说明、方程式和重要的运算步骤，直接给结果的不得分。
）12．某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D……依次表示点O以后连续的各点。
已知打点计时器每隔T=0.02 s打一个点。
（1）打点计时器打下点G时重锤的速度可用表达式v G=____________进行计算，式中各量的意义是___________________________________。
（2）用上式计算出打下点G时重锤的速度为v G=____________m/s
13．某同学在研究小车的运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，已知打点计时器每隔0.02s打一个计时点，该同学如图所示选取了A、B、C、D、E、F六个计数点，对计数点进行测量的结果记录在图中，单位是cm。
（1）纸带在AE段运动的平均速度为多大？
（2）打B、E两点时速度分别为多大？。