用打点计时器测速度

（1）
图1-4-6
（2）
【例3】在研究物体做变速直线运动的实验中，根据实验数据算出了物 体在各不同时刻的瞬时速度如下表
⑴画出物体的v－t图象。
⑵若０到１两测量点间距离Δx=5.6 cm,试求出t=0.06 s时的瞬时速度。
【答案】(1)如图1-4-7所示（２）56 cm/s 【解析】采用描点法作出v-t图象；用０到１间的平均速度代替 t=0.06 s时的瞬时速度。
说明： ①匀速直线运动的图象是一条平行于t 轴的直线。匀速直线运动的速度 大小和方向都不随时间变化，其v－t图象如图1-4-6（1）所示。 ②从匀速直线运动的v-t图象不仅可以看出速度的大小，而且可以求出位 移，据位移公式x=vt，在速度图象中就对应着边长分别为v和t的一块矩形面 积（图（2）中画斜线的部分）。 ③从v-t图上可以直观地看出速度随时间的变化情况。
工作电压为220伏 • （2）原理： • 脉冲电流经
放电针、 墨粉纸盘放电 •
尖端放电
１、打点计时器的作用是什么？ 什么特点？
使用时有
作用：记录运动物体在一定时间间隔内的位移
特点：使用电压在6V以下的交流电，电源的 频率是50Hz，每隔0.02s打一个点。 不能长时间连续工作。
２、电磁打点计时器和电火花计时器打点有什 么区别？
电磁打点计时器是利用电磁感应原理，其结构如图甲所示； 电火花计时器是利用火花放电在纸带上打点的，其结构如图乙 所示。
甲
图1-4-1
乙
2.打点计时器的使用
实验步骤： ⑴把打点计时器固定在桌子上，按照要求装好纸带。 ⑵打点计时器接交流电源。 ⑶接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出了一行小点， 随后立即关闭电源。 ⑷取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少 个点，如果共有n个点，那么点的间隔数为n-1个，则纸带的运动时间t ＝0.02（n-1） s。 ⑸用刻度尺测量一下从开始计数的一点到最后一点n间的距离。 ⑹利用公式v=Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。
当电源频率低于50 Hz时，实验中实际时间间隔大于0.02 s, 数值计算时，若仍用0.02 s作为时间间隔来计算，实验数值比物 体的实际速度偏大。
2.平常我们见到的计时仪表如手表或电子表等，都是用指针所指刻度 或显示屏上的数字表示出时间，而打点计时器既没有表盘刻度，又没有显 示屏，它是怎样计录运动时间的？
2、纸带的简单处理 ——测平均速度
（1）需测量的量： （2）关系式：
△x ＝？
疏密与 速度的
关系
△t ＝0.1s
• 如何测出E点的瞬时速度？
D
F
D
F
DF
原则：准确性 可行性
三 、测瞬时速度
1、测量原理 测量某一位置的瞬时速度，可以取包含这一位置在
内的一小段位移△x，测出这一段位移内的平均速度， 用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。 2、测量几个时刻的瞬时速度
两种打点计时器
电磁打点计时器
电火花计时器
一.认识打点计时器
1、电磁打点计时器
接4-6V交流电
打点计时器是测量时间的仪器。接在 50Hz的交流电源上时，相临两点的时间 间隔为0.02s。
• （1）原理
•
（2）构造
• （3）工作电压：6V以 下
直流？ 交流？
• 2、电火花计时器 • （1）构造：
A.把电火花计时器固定在桌子上 B.安放纸带 C.松开纸带让物体带着纸带运动 D.接通220 V交流电源 E.按下脉冲输出开关，进行打点 ⑵在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在___纸__盘__轴___上， 还要检查_墨__粉_纸__盘_______是否夹在纸带之间。
学点2 用打点计时器测量瞬时速度
⑶电火花计时器工作时，纸带运动时受到阻力小，比电磁 打点计时器实验误差小。
⑷打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带 跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同 时刻的位置。
说明：电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样， 打点的时间间隔都是0.02 s，所以今后的叙述中不再区分，统称 打点计时器。
【解析】电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，使用低于１０ V低压
交流电源，它每隔一个周期打一个点，因此纸带上的两个点之间的时间间 隔为交流电的周期，使用打点计时器时，纸带应穿过限位孔，复写纸套在 定位轴上，打点时要先接通电源再让纸带运动。
1
使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中： ⑴在如下基本步骤中，正确的排列顺序为____A_、__B_、__D_、__E_、__C____。
图1-4-7
1、 电磁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50 Hz时，振针每隔0.02 s在纸带上打一个点，现在用此打点计时器测 定物体的速度，当电源的频率低于50Hz时，数据计算仍然是按照每隔 0.02 s打一点来处理的，则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是 偏大还是偏小？为什么？
打点计时器是利用在纸带上所打出的点计时的，由于打点 计时器每隔相同的时间（即打点周期T）打一次点，所以，只 要在纸带上做出从某打点A到另一打点B间的间隔数n，就可以 知道A→B的时间为t=nT。
电磁打点计时器是振针上下振动，通过复 写纸在纸带上打点。
电火花计时器是电火花将墨粉蒸发到纸带 上打点。纸带运动受阻较小，实验误差较小。
两种计时器的比较：
电磁打点计时器 电源性质 6V以下交流电源
电火花计时器 220V交流电源
打点频率 打点时间间隔0.02s，频 打点时间间隔0.02s，频
率50hz
图1-4-3
⑤根据v＝Δx/Δt计算出0，1，2，…,5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，并记入下表中，点０作为 计时起点，t＝０，便可看出手拉纸带运动的速度变化情况。
说明： ①在使用电磁打点计时器时把纸带穿过限位孔，把复写纸片压在纸 带上，在使用电火花计时器时，把墨粉纸盘套在纸盘轴上。 ②使用时，必须先通电，再拉动纸带。 ③测量瞬时速度在选择测量点0，1，2，…，5时，每隔0.1s选择一 个较好，方便计算；在选择位移Δx时，应包含上面这个点的一段位移。 ④用平均速度v=Δx/Δt代替测量点的瞬时速度，选取的Δx越小（即Δt 越短），平均速度越接近瞬时速度，误差越小。
【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，用毫米刻度尺测量情况如图1-4-4所示，纸带在A、C间的平均速 度为_0_._3_5m/s，在A、D间的平均速度为__0_.4_2_ m/s,B点的瞬时速度更
接近 于___0_.3__5 m/s。
图1-4-4
2
用同一底片对着小球运动的路径每隔0.1 s拍一次照，得到的照片如 图1-4-5所示。求１到６间小球的平均速度。
率50hz
打点方式 振针通过复写纸在纸带 电火花放电使墨粉在纸
上打点
带上成点
阻力来源 纸带与限位孔、限位盘 纸带与限位孔、限位盘 的摩擦；振针与纸带打 的摩擦 点接触时的摩擦
电火花计时器比电磁打点计时器更精确
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
⑵电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小点而显示点 迹的计时仪器。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，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50 Hz时，它也是每隔0.02 s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时 间间隔也是0.02 s。
△x0 △x1
0
1
△x2
2
△x3
3
四 、用图像表示速度
• 1、图像特点：直观
• 2、常用作图法
• （1）描点作图
• （2）据函数关系式作图
• 3、作图步骤
• （1）建系
（2）描点
（3）作图
• 是折线，还是曲线（拟合）？
？
四 、用图像表示速度
• 1、图像特点：直观
• 2、常用作图法
• （1）描点作图
说明： ①打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的 仪器。 ②在使用前应了解它的结构，在使用时要遵照操作规程。
【例1】电磁打点计时器是一种使用__交__流__电源的计时仪器，它的工作 电压是_低__于__6___ V，当电源频率是50 Hz时，它每隔_0_.0_2___ s打一 次点。使用打点计时器时，纸带应穿过__限__位__孔__，复写纸应套在 __定__位__轴__上，并要放在纸带的__上__面；应把_低__压__交__流_电源用导线接 在__接__线__柱___上；打点时应先__接__通_电__源___，再让纸带运动。
第一章 运动的描述
学案4 实验：用打点计时器测速度
古时候由于生产力不发达，计时的方法是滴水法和回影法 等原始的方法。随着科学技术的发展，今天的计时方法既有钟 表等一般的计时器，又有精确度极高的光电计时器，在实验室 中我们用的是打点计时器，分为电磁打点计时器和电火花计时 器，那么它们的工作原理、构造及使用是怎样的呢？

• （2）据函数关系式作图
• 3、作图步骤
• （1）建系
（2）描点 （3）作图
• 4、速度－时间图像（v-t graph）
手是如何 运动的？
学点1 电磁打点计时器和电火花计时器
⒈对打点计时器的认识
⑴电磁打点计时器：它是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。 当接通6 V以下低压交流电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动 起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振 针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一点， 即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02 s。