打点计时器纸带处理方法及其应用
打点计时器是一种使用交流电的计时仪器，它每隔0.02s 打一次点，因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点子之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。
1、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图1所示，
A 、
B 、
C 、
D 、
E 为时间间隔相等的各计数点，s 1、s 2、s 3、s 4为相邻计数点间的距离，若△s ＝s 2－s 1＝s 3 －s 2＝…… ＝c(常数)，即若连续相等的时间间隔内的位移差是恒量，则与
纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。
2、由纸带求物体加速度的方法：根据s 4－s 1＝s ５－s 2＝s ６－s 3＝3a T 2（T 为相邻两计数点间的时间间隔），
求出a 1，a 2 ，a 3 ，再计算出其平均值即为物体运动的加速度。
同学们在学习纸带处理方法时，要灵活理解题目在信息呈现方式上的差异，再运用最基本的原理进行求解。下面举几例变化的情况，同学们可从中体会一下。
一．位移给出形式的变化
例1．在“研究匀变速直线运动”的实验中，小车拖着纸带运
动，打点计时器每隔0.02s 打一个点，打出的纸带如图2，选出
A 、
B 、
C 、
D 、
E 共5个计数点，每相邻两点间还有四个实验点
（图中未画出），以A 点为起点量出的到各点的位移已标在图
上。由此可求得小车运动的加速度a = m/s 2 ，打下A 点时
小车运动的速度为v A = m/s 。
二．时间间隔给出形式的变化
例2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，小车
拖着纸带运动，打点计时器每隔0.02s 打一个点，打
出的纸带如图3，选出A 、B 、C 、D 、E 共5个计数点，
每相邻两点间还有四个实验点（图中未画出），以A
点为起点量出的到各点的位移已标在图上。由此可求
得小车运动的加速度a = m/s 2 ，打下A 点时小
车运动的速度为v = m/s 。
三．纸带数据呈现方式的变化
例3．做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带，通过打点计时器交流电
源的频率是50Hz ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按
如图4所示，使每一条纸带下端与x 轴重合，左边与y 轴平行，将纸带贴在直
角坐标系中，求：
（1）在第一个0.1s 内中间时刻的速度是 m/s 。
（2）运动物体的加速度是 m/s 2。 四．运动情景呈现方式的变化 例4．两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图5所示。连续两次曝光的时间间隔是相等
的。由图可知（ ） A ．在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同
B ．在时刻t 3两木块速度相同
C ．在时刻t 3以及时刻t 4
图2
图1 图
4 1234567图5
之间某瞬间两木块速度相同
D ．在时刻t 4以及时刻t 5之间某瞬间两木块速度相同
五．纸带处理方法的拓展应用
例5．如图所示，一块涂有碳黑的玻璃板，质量为2kg ，在拉力F 的作用下，由静止开
始竖直向上做匀变速运动。一个装有水平振针的振动频率为5Hz 的固定电动音叉在玻璃板
上画出了如图所示曲线，量得OA=1cm ，OB=4cm ，OC=9cm 。求外力的大小。（g =10m/s 2）
例1解析：首先可根据纸带上给出的数值，计算出相邻计数点间的距离分别为 1.60cm 、
1.80cm 、
2.00cm 、2.20cm ，算出△s =s 2-s 1= s 3-s 2= s 4-s 3= 0.20cm 。
由△s =aT 2知，22222/20.0/1.01020.0s m s m T s a =?=?=-。 求打A 点时的速度，可先求出B 、C 两点的瞬时速度， 即s m s m T AC v B /17.0/1.021040.322=??==-，s m s m T AE v c /19.0/1
.041060.742
=??==-，再求出2
19.02+=+=A C A B v v v v ，所以有s m v v v C B A /15.02=-=。 例2解析：本题较之上例中，题目在给出位移数值对应的时间上有所不同，但所遵照的物理原理是完全一样的，同学们要始终把握住这一点。由上例可知，s 2=1.80cm, △s =s 2-s 1=0.20cm ，
2222
2/05.0/2
.01020.0s m s m T s a =?=?=-， 所以有 s m v v v C B A /75.085.08.022=-?=-=。
例3解析： 由图可知，在第一个0.1s 内中间时刻的速度s m s m T s v /25.2/1
.0105.222
11=?==-。 同理从图中可得出 △s = s 2-s 1 = s 3-s 2 = s 4-s 3 = s 4-s 3 = s 4-s 3 = 0.75cm ，
2222
2/75.0/1
.01075.0s m s m T s a =?=?=-。 例4解析：设连续两次曝光的时间间隔为t ，记录木块位置的直尺最小刻度间隔长为l ，由图可看出下面两木块之间间隔均为4l ，木块做匀速直线运动，运动速度t
l v 4=。上面木块相邻时间间隔内木块的间隔分别为2l 、3l 、4l 、5l 、6l 、7l ，相邻相等时间间隔t 内的位移之差△l =l =恒量，所以上面木块做匀加速直线运动。它在某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得t 2、t 3、t 4、t 5时刻的瞬时速度分别为：
t l t l l v 252322=+=；t l t l l v 272433=+=；t l t l l v 292544=+=；t l t l l v 2112655=+=。可见，速度t l v 4=介于v 3和v 4之间，选项C 正确。
例5解析：振动周期s T 51==0.2s ，图中OA 、AB 、BC 三段运动时间均为s T t 1.02
==，玻璃板的运动为匀变速运动。设其加速度为a ，则222/101.0)14()49(s m a -?---=，由牛顿第二定律得F =mg +ma =24N 。
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4~6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点。 电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，指导运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小。 电磁打点计时器：1.打点计时器使用的电源必须是交流电源，且电压是6~9V。 2.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是小横线线，应调整振针具复写纸片的高度，使之大一点。 3.使用打点计时器，应先接通电源，待打点计时器稳定后再放开纸带。 使用电火花计时器时，1应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。 2复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，若还不够清晰，考虑更换复写纸。 3处理纸带时，密集点的位移差值测量起来误差大，故应舍去。 编辑本段电火花计时器与电磁打点计时器的比较 这两种计时器的共同点是在纸带上记录运动物体的“时——空”分布信息，计时基准都是取自家用电的周期，在我国每两个点之间的时间间隔为0．02秒，因而有相同的数据采集方法与数据整理分析方法，并可与斜面小车、轨道小车等配套使用，但在可靠性、准确性以及课时利用率等方面，则有很大的差别。电火花计时器成功地克服了电磁打点计时器的缺点。， 电火花打点计时器： 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再纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否夹再两条纸带之间。 2.把计时器上的电源插头插在交流220V电源插座上。 3.按下脉冲输出开关，用守水平地拉动拉动两条纸带，纸带上就打上一列小点。 电磁打点计时器： 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的低压交流电源的接线柱相连接. 3.闭合电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打上一列小点
《打点计时器的使用及相关计算》专题 命题人：王树斌 班级：姓名： 一、知识要点： 1、打点计时器构造及原理： 1）、电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器，其工作电压约为 V，电火花计时器的工作电压是 V。通常打点的时间间隔为 s.如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。 2）、根据图所示的打点计时器构造图，指出各主要部件的名称：①____，②____，③____，④____，⑤____，⑥____，⑦____，⑧____，⑨____ 2、相关计算： 1)、通过打点计时器在纸带上打点(或照像法记录在底片上)来研究物体的运动规律：此方法称留迹法。 2）、初速无论是否为零,只要是匀变速直线运动的质点,就具有下面两个很重要的特点： 在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数； s = aT2（判断物体是否作匀变速运动的依据）。中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度。 3）、注意： ⑴、判断物体是否作匀变速直线运动的方法 ⑵、求平均速度的方法、 ⑶、求a方法： （4）、根据各计数点的速度画出图线,图线的斜率等于a； （5）、求某一段位移 4）、易出错的地方： （1）、找位移关系时容易出错：相等时间间隔的位移 （2）、找时间关系时容易出错：计时点和计数点的区别 （3）、计算中未统一单位容易出错：纸带上通常以厘米为单位
二、针对训练： 1、根据电磁打点计时器的工作原理可知，影响其打点周期的主要因素是（ ） A.振片的长度 B.振针的长度 C.电源的频率 D.电源的电压 2、在“练习使用打点计时器”的实验中，确定纸带上的点表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时：（ ） A 、可以根据测出每相邻两点间的距离，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。 3、用打点计时器研究纸带的运动规律时，在拉动纸带和合上电源开关两个操作中，应当先进行的操作是：（ ） A 、先拉动纸带； B 、先合下开关； C 、拉动纸带和合下开关同时进行； D 、先进行哪个操作都可以。 4．下列关于打点计时器说法正确的是（ ） A ．在处理数据时，纸带上的点一定要每五个点选一个 B ．电磁打点计时器和电火花计时器统称为打点计时器 C ．电磁打点计时器使用的电源是6V 以下低压，故可用4节干电池供电 D ．在纸带上打点时候必须先接通电源，让打点计时器工作一段时间稳定后再进行拉纸带或让小车带动纸带运动，次序不能颠倒 5、利用打点计时器测定物体做匀变速直线运动的加速度时，在纸带上所打的一系列的点如图，各相邻记数点之间的距离分别为s 1、s 2、s 3、s 4、……，则下面各关系式中正确的是（ ） A 、s 2- s 1=aT 2 B 、s 3-s 1=3aT 2 C 、s 2-s 1=s 3-s 2 D 、s 3-s 2=aT 2/2 6、在研究匀变速直线运动的实验中，如图为记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的记数点，相邻记数点间的时间间隔t=0.1s 。根据 可判断小车做 运动。根据 计算各点瞬时速度，且V B = m/s 。小车运动的加速度是 。 7. 研究“匀变速直线运动”的实验中，打点计时器在纸带上打出一系列的点如图所示，每两点之间有4个记时点，其中OA=0.9cm ，OB=2.4cm ，OC=4.5cm ，OD=7.2cm ，求纸带加速度=a ，A 点的瞬时速 度是=A v 。 8、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz ，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5 六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、
专题十、实验（一）：打点计时器和纸带的处理 一、典例精析： 例1某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条 （每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。 5.007.109.1010.8 1 12.7015.1[0单 1 O ■J* * A ■- E t 1 3 C ■ ■ D * ‘I p ? E F 由这些已知数据计算：①该匀变速直线运动的加速度a=_l.93 _m/s2。②与纸带上D点相对应的瞬时速度 A. ①③ B.②③ C.①④ D.②④ 例3、“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），得到如图8 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来，下列表述正确的是（C） A.实验时应先放开纸带再接通电源 B . （S6 —S）等于（S2 —S）的6 倍 C.从纸带可求出计数点B对应的速率 v=___1.39 __ m/s。（答案均要求保留3位有效数字） 例2、小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬 速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使光片的前 端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，高轨道的一端。小 明同学将小车从该端同一位置由静止释放, 得了如下几组实验数据。 则以下表述正确的是（D） ①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小 ②四个挡光片中，挡光片W的宽度最小 ③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车 头到达光电门时的瞬时速度 ④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车 头到达光电门时的瞬时速度 实验不同的通过光电门的时间速度 次数挡光片(s ) (m/s) 第一次I0.230440.347 第二次n0.174640.344 第三次出0.116620.343 第四次IV0.058500.342
精心整理 打点计时器及纸带处理 1．张强同学在做“研究匀变速直线运动”实验时打出纸带如图6所示，舍去前面较密集的点，取O为起始位置，每隔五个间隔为一个计数点，则在A、B、C三个计数点处的瞬时速度分别为v A＝______，v B＝______，v C＝______(图中刻度尺的最小刻度为mm)，整个运动中的平均速度是______． 2． 3、（1 用在纸带上打出点迹的，它接的是V交流电源，当使用的交流电源频率是 点． （2）一辆小车沿一条直线运动，车上放着盛水的滴漏，每隔 G 4 0、13=3.62 cm，3 5点 5点开始每测得OA= t/s 答案：0.11.20.26 6．山东省实验中学在“研究匀变速直线运动”的实验中所使用的电源是50H Z的交流电，某同学打好三条纸带，选取其中最好的一条，其中一段如图所示。图中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出。
根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度，则V B =________m/s,并计算纸带所对应小车的加速度a=m/s 2（本题结果均要求保留三位有效数字） 答案： 7取了 （1（2（3（48． 9.、G 大小：_______________m/s ；(2)纸带运动的加速度大小：________________m/s 。(结果保留3位有效数字) 答案：1.18 m/s ；1.50 m/s 2。 10．江苏省马塘中学（6分）在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，从0点开始，每9.50 11.00 12.55 14.00 15.50 17.05 单位：cm A B C D E F G s
怀仁名师教育高一物理学案 打点计时器、运动学公式 知识点：打点计时器的介绍基本使用 一、了解打点计时器（打点计时器是计时仪器） 1．作用及分类 打点计时器是一种使用________电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔________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________．供高中学生实验用的计时器有________打点计时器和________打点计时器两种． 2．电磁打点计时器 ①工作电压：________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，________便振动起来，带动其上的________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 ①工作电压：________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． 4．两种计时器误差比较，________计时器使用中运动阻力极小，因而系统误差较小．5.使用打点计时器应注意哪些事项？ 6.纸带上的计时点和计数点的区分。
7.测量各计数点间的距离时，逐个测量较好还是一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再计算各计数点间的距离较好？（刻度尺的读数） 8.纸带上平均速度的计算和某点瞬时速度的计算。 二、现代科技仪器测速度 1．借助传感器用计算机测速度 2．光电门测速度 例题一：如图所示，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Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时 间Δt2＝0.11 s，已知遮光板的宽度为3.0 cm，分别求 滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小． 3．利用频闪照相分析计算物体的速度 例题二：下图是采用每秒闪光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．
第四讲实验：用打点计时器测速度 【第一部分】知识点分布 1.打点计时器的使用。（重点） 2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。（重点） 3.画物体的速度—时间图象。（考点） 4.对纸带数据的处理。（难点） 5.画图象的方法。（难点） 【第二部分】高频常考知识点总结 一、仪器 1.打点计时器的认识 2.工作原理 (1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少? (2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少? (3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间? (4)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。 (5)复写纸放在纸带上边还是下边? (6)解释电火花计时器的工作原理?如图1—4—2所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么? 二、使用 选择一条点迹清晰的纸带,如图1—4—3所示,回答下列问题: (1)怎样从打出的纸带中获取数据? (2)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？ (用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间隔,即根据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的乘积。) 图1—4—3 (3)在打出的B、C两个点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多少? (4)如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？(在纸带上相邻两点间的时间间隔均为，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小) 3.用打点计时器测量瞬时速度 (1)在图1—4—3中求出B、C之间的平均速度,如果要求不很精确,能否用该平均速度表示B点右边一点的瞬时速度? (2)能否把该点的速度表示的更准确一点? (3)如果想每隔测一次速度,应怎么办? (4)把测量所选“测量点”在内的一段位移填入表格。 (5)引导学生求出上述“测量点”附近的平均速度。 (6)引导学生把上述的平均速度作为对应点的瞬时速度填入表格。 (7)引导学生分析表格中速度的变化情况。 4.用图象表示速度 为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。
（2013 福建）19．（18分） ⑴（6分）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： ①下列说法哪一项是正确的。（填选项前字母） A ．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B ．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C ．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O 、A 、B 、 C 计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ，则打B 点时小车的瞬时速度大小为____m/s （保留三位 有效数字）。 （2013 广东）34．（18分）（1）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16（a ）所示，其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz 。纸带上计数点的间距如图16（b ）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。 ①部分实验步骤如下： A. 测量完毕，关闭电源，取出纸带。 B. 接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车。 C. 将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连。 D. 把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔。 上述实验步骤的正确顺序是：_________________________（用字母填写）。 ②图16（b ）中标出的相信两计数点的时间间隔T =_________s 。 ③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v 5=_________。 ④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a =_________. 【答案】①CDBA ②0.1s ③ 45 2s s T + ④ 4561232()() 9s s s s s s T ++-++ （2013 四川） 2）（11分） 如图1所示，某组同学借用“探究a 与F 、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验： ①为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做___________运动。 ②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带。纸带上O 为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s 的 小图16（b ）
实验报告 一、 实验名称： 用打点计时器测速度 二、实验目的： 1. 理解打点计时器的原理，会正确使用打点计时器。 2. 掌握纸带上运动信息的处理方法。 3. 掌握用v-t 图象处理实验数据的方法。 三、实验原理：（略）见课堂讲解和实验报告册P2 四、实验器材：电火花计时器、纸带、刻度尺、电源等。 五、实验方法与过程： 1. 练习使用打点计时器： （1） 把打点计时器固定在桌子上，对照打点计时器的使 用说明书了解它的结构及作用 （2） 将打点计时器与交流电源相连接，并按照说明书将 纸带装好。 （3） 接通打点计时器的电源，用手水平地拉动纸带，打 点计时器就会在纸带上打出一行小点。随后立即关闭电源 （4） 取下纸带，给纸带编号，如：“纸带1” （5） 在“纸带1”上从某个点开始，向后数出若干个点，如果数出的个数为n ，由每两个点间的时间间隔可以计算出从打下第一个点到打下第n 个点过程中纸带运动的时间，用刻度尺测量出第一个点到第n 个点的距离。将上述数据填到“记录数据的表格中” 2. 用打点计时器测速度： （1） 重新给打点计时器装上纸带，用打点计时器再打出 两条纸带，给纸带编上号，如“纸带2”、“纸带3”。 （2） 在“纸带2”上，每隔0.1s 取一个点，在纸带上 分别标出A 、B 、C 、D 、E 、F 等点，测量出相邻点间的位移 ，记录在表二中，同时记录对应的时间 ，将上述数据记录到相应的表格中。 （3） 在“纸带3”上，选取点迹清晰、间距适当的几个 连续点，并标上0、1、2、3、4、5、6。测量出与各点相邻两点间的距离， 并计算出平均速度，把它当做打点计时器打下这个点时的瞬时速度，填入相应的表格，点0做为计时的开始，即t=0. 六、实验记录及处理 1.纸带采集 图为 一条已经编好计数点的纸带，其比例尺为1:2（图上距离/实际距离） 2.实验数据记录 表三：测纸带瞬时速度的数据记录表 坐标纸：
打点计时器问题 1．“研究匀变速直线运动”的实验中，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来，下列表述正确的是() A．实验时应先放开纸带再接通电源 B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍 C．从纸带可求出计数点B对应的速率 D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s 解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错误．根据做匀变速直线运动的物体在相邻相等的时间间隔内通过的位移差相等得x M－x N＝(M－N)aT2，可知(x6－x1)等于(x2－x1)的5倍，B错误．根据B 点为A与C的中间时刻点有v B＝x AC 2T，C正确；由于相邻的计数点之间还有4个 点没有画出，所以时间间隔为0.1 s，D错误． 答案：C 2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是() A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算 D．适当增加挂在细绳下钩码的个数 解析：选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A项正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B错，D对；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C项正确．
打点计时器纸带处理方法及其应用 打点计时器是一种使用交流电的计时仪器，它每隔0.02s 打一次点，因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点子之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 1、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图1所示， A 、 B 、 C 、 D 、 E 为时间间隔相等的各计数点，s 1、s 2、s 3、s 4为相邻计数点间的距离，若△s ＝s 2－s 1＝s 3 －s 2＝…… ＝c(常 数)，即若连续相等的时间间隔内的位移差是恒量，则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。 2、由纸带求物体加速度的方法：根据s 4－s 1＝s ５－s 2＝s ６－s 3＝3a T 2 （T 为相邻两计数点间的时间间隔），求出a 1，a 2 ，a 3 ，再计算出其平均值即为物体运动的加速度。 同学们在学习纸带处理方法时，要灵活理解题目在信息呈现方式上的差异，再运用最基本的原理进行求解。下面举几例变化的情况，同学们可从中体会一下。 一．位移给出形式的变化 例1．在“研究匀变速直线运动”的实验中，小车拖着纸带运动，打点计时器每隔0.02s 打一个点，打出的纸带如图2，选出A 、B 、C 、D 、E 共5个计数点，每相邻两点间还有四个实验点（图中未画出），以A 点为起点量出的到各点的位移已标在图上。由此可求得小车运动的加速度a = m/s 2 ，打下A 点时小车运动的速度为v A = m/s 。 二．时间间隔给出形式的变化 例2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，小车拖着纸带运动，打点计时器每隔0.02s 打一个点，打出的纸带如图3，选出A 、B 、C 、D 、E 共5个计数点，每相邻两点间还有四个实验点（图中未画出），以A 点为起点量出的到各点的位移已标在图上。由此可求得小车运动的加速度a = m/s 2 ，打下A 点时小车运动的速度为v = m/s 。 三．纸带数据呈现方式的变化 例3．做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带，通过打点计时器交流电源的频率是50Hz ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按如图4所示，使每一条纸带下端与x 轴重合，左边与y 轴平行，将纸带贴在直角坐标系中，求： （1）在第一个0.1s 内中间时刻的速度是 m/s 。 （2）运动物体的加速度是 m/s 2。 图2 图1 图4
1.4 实验：用打点计时器测速度 ★新课标要求 （一）知识与技能 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测量瞬时速度。 4、明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。 （二）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、通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、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。 4、体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。 （三）情感、态度与价值观 1、感觉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、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、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。 ★教学难点 1、对纸带数据的处理。 2、画图象的方法。 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。 ★教学过程 （一）课前活动 教师活动：课前布置学生预习本节实验。 学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。 （二）进行新课 1、对“打点计时器的认识”的学习 教师活动：教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点部分 学生活动：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。 教师活动：指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据。 学生活动：动手练习使用打点计时器，打出几条纸带，讨论怎样获取数据，并用列表格的形式把数据列出。 教师活动：聆听学生回答，进行点评和指导。 学生活动：思考23页的思考与谈论：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？如果纸带上的点
打点计时器实验专题 试题1 一、选择题 1.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 B ．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 D ．电磁打点计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘 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． 答案：AB 2．打点计时器在纸带上的点迹，直接记录了 ( ) A ．物体运动的时间 B ．物体在不同时刻的位置 C ．物体在不同时间内的位移 D ．物体在不同时刻的速度 解析：电火花计时器和电磁打点计时器都是每隔 s 在纸带上打一个点．因此，根据打在纸带上的点迹，可直接反映物体的运动时间．因为纸带跟运动物体连在一起，打点计时器固定，所以纸带上的点迹就相应记录了物体在不同时刻的位置．故正确答案为AB. 答案：AB 3．关于纸带上打点间隔的分析，下列说法正确的是( ) A ．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做加速运动 B ．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做减速运动 C ．纸带上点间间隔相等，表示纸带是在做匀速运动 D ．纸带上点间间隔相等，表示纸带是在做变速运动 解析：纸带上点间间隔相等，由v ＝Δx Δt 知纸带运动是匀速的，若沿点迹运动的方向看去，点间 距离越来越小，即Δx 变小而时间Δt 不变，说明纸带在做减速运动． 答案：BC
纸带 打点计时器 图1-1 打点计时器实验 实验名称：打点计时器测小车加速度（重力加速度） 实验原理：电磁打点计时器（电火花打点计时器）都是使用50Hz 交流电，所以每隔0.02s 都会打下一个点。 实验器材：（测小车加速度）打点计时器、纸带若干条、铅笔、签字笔、毫米刻度尺、交流电源、带滑轮的长木板、小车、钩码 （测重力加速度）打点计时器、纸带若干条、铅笔、签字笔、毫米刻度尺、交流电源、重锤、缓冲沙盒 实验图： 实验步骤： （一）实验操作部分 1.依照实物图连接好电路图。 （注意：一定要使用交流电源！电磁打点计时器是6v 低压交流电源；电火花打点计时器是220v 交流电源。测重力加速度时，使用的是铁架台；测小车加速度时使用的是带定滑轮的长木板，山东科技大版在设计该实验室使用了调节长木板与水平桌面的夹角来使得小车的下滑分力来平衡小车与长木板间的摩擦力） 2.取一条长度合适的纸带，一段与小车相连，另一端穿过打点计时器限位孔并压在复写纸之下。将小车另一端通过细线、绕过定滑轮与钩码相连。并将小车靠近打点计时器，并用手按住小车。（测重力加速度时）将纸带一端与重锤相连，另一端通过打点计时器限位孔压在复写纸之下，用手提起纸带使重锤靠近打点计时器。 3.接通电源，让打点计时器先工作一会在释放小车。（测重力加速度时）先接通电源，让打点计时器先工作一会，再释放重锤。 4.在小车运动到快靠近定滑轮时关闭电源，同时按住小车，取下纸带。（测重力加速度时）待纸带落入缓冲沙盒后在关闭电源。 5.换上新纸带，改变小车自重或钩码重，重复多次实验。（测重力加速度时）在实验室不同的位置同一高度、同一位置不同高度等采用控制变量法多做几次。 6.挑选点迹清晰的纸带，将起点处标记为O 点，以后依次每隔四个点标为一个计数点，分别为A 、B 、C 、D ……并用毫米刻度尺量出每两个相邻计数点间的距离，分别记为1x 、2x 、纸带 夹子 重物 打点计时器 接电源 图1-2
用打点计时器研究物体的运动规律是中学物理常用的方法，要探究物体运动规律，就要分析打出的纸带，纸带分析时要做的工作一般有： 1.判定物体的运动性质 （1）若纸带上各相邻点间距相等，则物体做匀速运动. （2）若相邻计数点时间间隔为T ，计算各个连续相等时间内位移的差Δx ，若Δx =aT 2 （恒量），则物体做匀变速直线运动. 2.某点瞬时速度的计算 根据在匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于该段时间中点时刻的瞬时速度：v n =T x x n n 21 ++即n 点的瞬时速度等于（n －1）点和（n +1）点间的平均速度. 3. 加速度的计算：一般有两种方法 由于物体做匀变速运动，所以满足在连续相等的时间间隔内位移差相等，即Δx =aT 2可得a =2T x ?.但利用 一个Δx 求得的加速度偶然误差太大，为了减小实验中的偶然误差，分析纸带时，纸带上的各段位移最好都用上，方法如下： （1）利用“逐差法”求加速度 (a)如图所示，若为偶数段，设为6段，则 ，， ，然后取平均值，即 或由 直接求得； (b)若为奇数段，则中间段往往不用，如5段，则不用第三段，则，然后取平均 值，即 ；或去掉一段变为偶数段由 （2）先求出第n 点时纸带的瞬时速度（一般要5点以上），然后作出图像， 用图像的斜率求物体运动的加速度。 例1、 在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50Hz ，如图1所示为小车带动的纸带上记录的一些点，每5个点取一个计数点。按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、5点到0点的距离如图1所示。试求： （1）小车做什么运动？（写出判断的依据．．．．．．．）（2）当打第3个计数点时，小车的速度为多少？（写出求解．．．．加速度的过程．．．．．．）（3）若小车做匀变速直线运动，小车的加速度为多少？（写出求．．． x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 ０ 1 2 3 4 5 6
授课类型打点计时器测速度和加速度 1?掌握打点计时器的原理及其使用方法。 2?掌握对纸带上记录的原始数据进行处理的能力。 3. 能利用打出的纸带测定某段时间内的平均速度。 4. 掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法。 教学目的 并 利用测出的速度，画出v-t图象，通过图象来分析物体的运动情况? 5?掌握建立图像的一般规律，了解用图像研究物理问题的方法。 6.培养学生养成良好的实验习惯和实验态度；培养学生尊重原始测量数据这一实事求是的 科学态度? 教学内容 I.课堂导入 考点分析： (1) 考查重点：利用打点计时器测出物体运动速度，得到v-t图像，从而分析物体运动情况。 (2) 2016高考考向前瞻：运动图像。考查从图线斜率、面积、正负等判断物体的运动情况，并近而延伸至对受力和功能关系的综合分 析。 n .同步讲解 一、要点提纲： \ 打点计时器 1.仪器介绍
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔 0.02s 打一个点(由于电源频率是 50Hz )。 纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。 2. 分类 (1 )电磁打点计时器 图示是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及名称。 当给电磁打点计时器通电后，线圈产生磁场，放在线圈中的振片被磁化，由于线圈通的是交变电流，电流方向不 断变化，振片就会因反复地受到向上、向下的吸引而不停地振动起来.当交变电流的频率是 50 Hz 时，电磁打点计时 器的振针每0.02 s 打下一个点。 (2)电火花计时器 图示是电火花计时器的构造图?图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称见图。 弹性片 黠2 鹅1 放电针 电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显示出点迹的计时仪器 脉冲放电周期也是 0.02s ，即每隔0.02s 打下一个点。 ［试一试］ .当电源的频率是 50Hz 时,它的 限位孔 永久磁铁
知识改变命运，名师成就人生怀仁名师教育高一物理学案 打点计时器、运动学公式 知识点：打点计时器的介绍基本使用 一、了解打点计时器（打点计时器是计时仪器） 1．作用及分类 打点计时器是一种使用________电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔________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________．供高中学生实验用的计时器有________打点计时器和________打点计时器两种． 2．电磁打点计时器 ①工作电压：________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，________便振动起来，带动其上的________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 ①工作电压：________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． 4．两种计时器误差比较，________计时器使用中运动阻力极小，因而系统误差较小．5.使用打点计时器应注意哪些事项？ 6.纸带上的计时点和计数点的区分。
知识改变命运，名师成就人生7.测量各计数点间的距离时，逐个测量较好还是一次测出各计数点到起始计数点O的 距离，再计算各计数点间的距离较好？（刻度尺的读数） 8.纸带上平均速度的计算和某点瞬时速度的计算。 二、现代科技仪器测速度 1．借助传感器用计算机测速度 2．光电门测速度 例题一：如图所示，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Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时 间Δt2＝0.11 s，已知遮光板的宽度为3.0 cm，分别求 滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小． 3．利用频闪照相分析计算物体的速度 例题二：下图是采用每秒闪光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． 4.电子雷达测速
4练习使用打点计时器较易 1．关于打点计时器的使用说法正确的是（） A．电磁打点计时器使用的是10V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 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快 【答案】C 【解析】 A、电磁打点计时器使用的是6V以下的交流电源，故A错误； B、实验过程应先接通电源，后释放纸带，否则在纸带上留下的点很少，不利于数据的处理和减小误差，故B错误； C、打点的时间间隔取决于交流电压的频率，电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确； D、纸带上打的点越密，说明相等的时间间隔位移越小，即物体运动的越慢，故D错误。2．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是使用交流电 B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 C．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电火花和墨粉 【答案】AB 【解析】 电磁打点计时器使用的是4-6V的低压交流电，电火花打点计时器使用的是220V的交流电，A正确；两者的打点周期都与交流电频率相等，B正确；电火花计时器在纸带上打点时火花放电针和墨粉盘，电磁打点计时器打点的是靠振针和复写纸，CD错误；3．在使用打点计时器时，发现打点计时器打点周期不稳定，其原因可能是__________ A．交流电压不稳定 B．永久磁铁磁性太弱 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差 【答案】CD 【解析】 打点计时器的打点周期跟电源频率和振动片的固有频率有关．一个性能良好的打点计时
1 实验：用打点计时器测速度 一. 教学内容： 实验：用打点计时器测速度 二. 教学重点 ： 1. 了解误差有关常识和有效数字运算相关知识． 2. 学会使用打点计时器。 3. 能根据纸带计算物体运动的瞬时速度。 4. 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。 三. 教学难点： 处理纸带的方法，用描点法画图象的能力。 四. 重点、难点解析： （一）误差和有效数字 1. 误差 测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。 （1）系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。系统误差具有确定的方向性，因此找出其产生的原因后，可采取适当的措施减小或消除它。 （2）偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。 2. 有效数字 带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。 （1）有效数字是指近似数字而言。 （2）只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。 凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值（可靠数字）后，再向下估读一位（不可靠数字），这里不受有效数字位数的限制。 间接测量的有效数字运算不作特别要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。 从仪器上读出来的数值，经常有一位数是估计出来的，或多或少存在着误差。例如米尺的最小刻度是mm （0.001m ），那么用米尺测量长度可读到十分之一毫米（0.0001m ）。0.001m 这一位可以从米尺上读出来，是可靠的，0.001m 位前面的数都是可靠数，0.0001m 这一位是测量者估读出来的，估读的数字因人而异，因此是有疑问的，称为存疑数。由于0.0001m 位已存疑，在它以后各位数的估读已无必要。我们把可靠数加上最后一位存疑数，一起记录下来，统称为有效数字。 （二）打点计时器原理及使用 1. 电磁打点计时器 教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如图1所示。工作电压为4V ～6V 。当电源的频率是50Hz 时，它每隔0.02s 打一次点。通电以前，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。当接通电源时，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，即为0.02s 。位于振片一端的振针就跟着上下振动起来。这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。 图1电磁打点计时器
§1.4实验:用打点计时器测速度 一、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(时间和位移) 2. 会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度 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 的速度---时间图象 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,用数学的方法表述出来.培养学生获取信 息处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量一些不能直接测 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 4. 体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑 5. 经历科学探究过程认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体的运动 情感态度价值观 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实际生活的意识 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秘 3. 体验用图象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 4. 培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成 尊重他人的习惯 二、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 三、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 课件投影仪幻灯片 课时安排 2课时
第1课时 四、教学设计 [新课导入]（5分钟） 测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢? 课堂活动 请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器. 思考1. 彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置? 2. 在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响? 学生讨论: 总结:彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪? 生: 原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了. 新课教学（25分钟） 师:我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器. 一电磁打点计时器 1．振片 2。线圈3。永久磁铁 4。振针 5。纸带 6。限位孔 7。复写纸 布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,个部分的名称,工作原理 及使用方法. 总结:电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50H z时, 打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面. 通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,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,在永久磁铁的作用下,振动片将上
打点计时器纸带问题的分析方法 1.由纸带判断物体的运动性质 在纸带上测出各个连续相等的时间T内的位移分别是x1、x2、…、x n, ①如果x1=x2=…=x n,则物体做匀速直线运动; ②如果x2-x1=x3-x2=…=x n-x n-1≠0,即在连续相等时间内的位移差相等,则据此可判断物体做匀变速直线运动; ③如果在连续相等时间内的位移差不相等,则物体做变速直线运动. 2.由纸带求物体运动的速度 如果物体做匀变速直线运动,x1、x2、…、x n为其在连续相等时间内的位移,T为相等时间间隔,则纸带上某点对应的瞬时速度等于以这个点为中间时刻的位移内的平均速度,即v n=. 3.由纸带求物体运动的加速度 (1)由图象求加速度:利用多组数据描绘出v-t图象,则v-t图线的斜率表示物体运动的加速度. (2)利用逐差法求加速度 如图所示的纸带,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点,用刻度尺测量相邻两计数点之间的距离分别是x1、x2、x3、x4、x5、x6,T 为打下相邻计数点的时间间隔,由Δx=aT2可得 x2-x1=aT2 x3-x2=aT2 x4-x3=aT2 x5-x4=aT2 x6-x5=aT2
x4-x1=(x4-x3)+(x3-x2)+(x2-x1)=3aT2, x5-x2=(x5-x4)+(x4-x3)+(x3-x2)=3aT2, x6-x3=(x6-x5)+(x5-x4)+(x4-x3)=3aT2, 则物体运动的加速度 a1= a2=a3= a =. a== . 注意:若为偶数(2n)段,求n个加速度，即a1 a2……a n, 再求平均加速度a =（a1 + a2+……+a n）/n,这样可使测定的数据x1 x2 ……x n,利用率最高，计算出的平均加速度最精确。 读者也可尝试求2个加速度a1 a2，再求平均加速度，x5-x1=(x5-x4)+(x4-x3)+(x3-x2)+(x2-x1)=4aT2 x6-x2=(x6-x5)+(x5-x4)+(x4-x3)+(x3-x2)=4aT2 a1 =(x5-x1)/4T2 a2 =(x6-x2)/4T2 平均加速度a =(a1 +a2)/2 =【(x5-x1) + (x6-x2)】/8T2 =【(x6+x5)-(x2+x1)】/8T2 会发现，部分数据在运算中被消去，测定的数据x1 x2 ……x n,利用率不高，计算出的平均加速度不够精确。 1.当有4段时，依然使用逐差法