人教版高一物理必修1 1.4实验：用打点计时器测速度 ppt下载

计算机，利用专门软件可以分析小车的位移与时间的关系。将 这些位移和对应的时间差再利用计算机进行处理，就可以分析 小车的速度随时间的变化。根据小车的两个位置变化可求得 Δx，两位置的相间差为 Δt，则小车速度 v＝ΔΔxt 。
图1－4－3
2．利用光电门测瞬时速度
实验装置如图1－4－4所示，使一辆小
(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＝ΔΔxt 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1－4－1所示， 依次测出O到A、A到B、B到C……之间的距离x1、x2、x3……。
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。
7.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。
六、误差分析 1.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系
图1－4－1
2．数据处理 (1)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：vA＝x12＋Tx2、vB＝x22＋Tx3、vC＝x32＋Tx4， vD＝x42＋Tx5……。 把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动。
位置 (xn＋xn＋1)/ m
v/(m·s－1)
车从一端垫高的木板上滑下，木板旁装有
光电门，其中A管发出光线，B管接收光线。
当固定在车上的遮光板通过光电门时，光线
被阻挡，记录仪上可以直接读出光线被阻 挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电
图1－4－4
门的时间。根据遮光板的宽度 Δx 和测出的时间 Δt，就可以算 出遮光板通过光电门的平均速度( v ＝ΔΔxt )。由于遮光板的宽度 Δx 很小，因此可以认为，这个平均速度就是小车通过光电门的 瞬时速度。
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.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。
3.计数点间的时间Δt搞错。几个计数点间的时间间隔 为Δt＝(n－1)×0.02 s。而非Δt＝n×0.02 s。
图1－4－5中是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面 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 s，这样便记录了物体运动的时间。而物体 运动的位移则可以用尺子量出。
图1－4－5
与打点计时器记录的信息相比，频闪灯的闪光频率相当于 打点计时器交变电源的频率，而相同时间间隔出现的影像则相 当于打点计时器打出的点迹。因此，运动物体的频闪照片既记 录了物体运动的时间信息，又记录了物体运动的位移信息。至 于求平均速度和瞬时速度，两者都是一样的。
ABCDEF
(2)利用v－t图像分析物体的运动
①v－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
图1－4－2
些点连接起来，即得到如图1－4－2所示的v－t图像。
②v－t图像的意义。
v－t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况，
它并不是物体运动的轨迹。
五、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。
3．利用频闪照相分析计算物体的速度 频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一定时间曝光， 从而形成间隔相同时间的影像的方法。在频闪照相中会用 到频闪灯，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔0.1 s闪光 一次，即每秒闪光10次。当物体运动时，利用频闪灯照明， 照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置。通 过这种方法拍摄的照片称为频闪照片。
4.作v－t图像不用坐标纸、尺子，坐标单位选定的不 合理，作图粗糙带来误差。
七、他案设计(常用测速度的方法) 除用打点计时器测速度外，还可用以下的方法进行测量： 1．借助传感器用计算机测速度 如图1－4－3是一种运动传感器的原理图，这个系统由A、
B两个小盒子组成。将红外线、超声波发射器A盒固定在小车上， 接收传感器B盒固定在某一位置并调整其高度与传感器A等高。 小车上A盒发射器对着接收器B，并处在同一直线上。将接收传 感器B探测到的红外线、超声波到达的时间差等数据输入
第一章 运动的描述
第4节 实验：用打点计时器测速度
新知呈现
一、实验目的 了解打点计时器的结构、原理及使用方法。 学会用打点计时器测量物体的速度。 能利用v－t图像分析实验数据，描述物体的运动。
二、实验原理 1.打点计时器的原理及使用：
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交流电
三、实验器材 打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、
坐标纸。 四、实验过程
1．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。
电火花计时器
电磁打点计时器
打点 方式
振针周期性上下振 周期性产生电火花
动
打点周期 记录信息
0.02 s
0.02 s
位移、时间
2.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可由 Δt＝(n－1)×0.02 s 求得，则平均 速度 v＝ΔΔxt ，当 Δt 很短时，可以认为ΔΔxt 为 t 时刻的瞬时速度。