高一物理必修一人教版1.4 实验用打点计时器测速度

调节方法：固定振针。
1.在本节课的实验中：
(1)使用打点计时器是先接通电源还是先拉纸带？
(2)手拉纸带速度应快一些还是慢一些？ (3)测量各计数点间的位移时，应一次测量出各计数点到起始
计数点的距离，还是分段测量各段距离？
提示：(1)使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器打点
稳定后再用手拉纸带，这是实验规则。 (2)手拉纸带时，速度应快一些，以防止点迹太密，不易测量 导致误差过大。 (3)测量各计数点间的位移时，应一次测量出各计数点到起始
(4)取下纸带，把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后每 隔相等时间取一个计数点，分别标上A、B、C、D…如图所示，依
次测出O到A、A到B、B到C……之间的距离x1、x2、x3…
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 x x3 x x4 x x5 x1 x 2 、v B 2 、vC 3 、v D 4 2T 2T 2T 2T
x 求平均速度。 t
(2)当两点间距离越小或通过两点的时间越短时，两点间某点
的瞬时速度越接近于两点间的平均速度。
【解析】由题意知,相邻两点间的时间间隔为0.02 s。AC间的
距离为14 mm=0.014 m,AD间的距离为25 mm=0.025 m。
0.025 x 0.014 v m/s 由公式 v 得, v AC m / s 0.35 m / s, AD 3 0.02 2 0.02 t 0.42 m / s,
点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…现在量得0、1间的
根据瞬时速度的定义，A、C两点比A、D两点更接近于B点，算
出的平均速度更接近于B点的瞬时速度，所以B点的瞬时速度更 接近于0.35 m/s。 答案:0.35 0.42 0.35
图象法处理纸带 【典例2】(2012·东莞高一检测)如图所示是用打点计时器测 瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打
结构图示
工作电压 打点方式 打点周期
220 V交流电
6 V以下交流电 振针周期性上下振动
周期性产生电火花
0.02 s
0.02 s
位移、时间
记录信息
2.电火花计时器(学生实验使用)或电磁打点计时器(需学生电源、 导线、复写纸)、纸带、刻度尺、交流电源、坐标纸。
【知识点拨】
1.电火花计时器的优点
电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小，实验误 差比电磁打点计时器要小。
来减小。
【知识点拨】 电磁打点计时器易出现的故障及调节方法
(1)打点不清晰。
形成原因： ①振针过高；②电压太低；
③复写纸用得太久。
调节方法： ①把振针适当降低；②调高电压；③换用新的复写纸。 (2)打出的是短横线，而不是点。 形成原因： ①振针过低；②电压太高，振针的振幅太大。 调节方法： ①把振针适当调高一些； ②适当调低电压。 (3)打双点。 形成原因：振针松动。
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实验:用打点计时器测速度
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一、实验目的
1.了解两种打点计时器的结构和工作原理。
2.会安装并使用打点计时器。 3.理解根据纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度。 4.明确速度—时间图象的意义，掌握用描点法画图象的方法， 并画出该实验中的速度—时间图象。
2.电火花计时器的缺点
电火花计时器工作电压为220 V，由于电压高，因此不安全。
四、实验过程 1.实验步骤(使用电磁打点计时器)
(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。
二、实验原理 瞬时速度的测定：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，如图，若测E点的瞬时速度，可测 出D、F两个计数点间的位移Δ x和时间Δ t，E点的瞬时速度就 可用 D、F间的平均速度常用打点计时器的对比。
电火花计时器 电磁打点计时器
把数据填入表中，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
A
B
C
D
E
F
(2)利用v-t图象分析物体的运动。 ①v-t图象的建立：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。
当小一点。
利用纸带上的数据求平均速度、瞬时速度
【典例1】打点计时器每隔0.02 s打一次点,某次实验中得到的 一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，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。
【思路点拨】解答本题时应把握以下两点: (1)明确两点间的位移与时间，用 v
②v-t图象的意义:v-t图象非常直观地反映了速度随时间的变
化情况，它不是物体运动的轨迹。
③图象法的优点:可以使物理规律直观易懂，可以减小偶然误 差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数据
等。
【知识点拨】
用刻度尺测量长度时应注意的问题 (1)观察刻度尺的精度。毫米刻度尺的最小刻度是 1 mm，它的 精度就是1 mm。 (2)读数时要按照有效数字的要求进行读数：估读到精度的下 一位。 (3)估读的一位是不准确的，由此带来的误差具有偶然性，称 为“偶然误差”。偶然误差可以通过多次测量取平均值的方法
计数点的距离，而不应分段测量，原因是分段测量会积累误差，
导致误差较大。
2.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差，为 减小此误差应采用什么方法？ 提示：为减小系统误差，通常采取以计数点为中心的较小位移 Δx来求平均速度的方法，用此平均速度代替计数点的瞬时速 度。Δx越小，Δt越小，就越接近该点的瞬时速度，误差就越 小。然而两点间的距离Δx过小，测量误差就会增大。所以， 为兼顾瞬时速度的物理意义和减小测量误差，应使所选Δx适