高考物理实验打点计时器知识点

高中物理实验打点计时器的类型
计时器的种类包括电磁打点计时器、电火花计时器两类。

电磁打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上线序打点的仪器。

当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交流电的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化。

当电流为图甲所示时，此时打点一次或此时不打点，所以在交流电的一个周期内打点一次，即每两个点间的时间间隔等于交流电的周期。

阻力相对电火花打点计时器而言较大。

该计时器常见规格以4-6伏交流电 50hz 为主。

电火花打点器的计时原理与电磁打点器相同，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，给电火花打点计时器接220V电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流，接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期，当电源频率为50赫兹时，它每隔0.02S打一次点。

该计时器常见规格以220伏交流电50hz为主。

中学物理实验中的打点计时器的原理与制作中学物理实验中的打点计时器是一种常用的实验仪器，用于测量物体运动的时间。

它的原理是利用物体的运动与打点计时器之间的接触，通过记录物体通过计时器的每一个点的时间间隔来进行计时。

打点计时器的制作主要包括以下几个步骤：1. 制作计时器底座：可以使用木板或金属板作为底座，通过固定计时器的各个部件来保持稳定。

2. 安装计时器机构：计时器机构是打点计时器的核心部件，它包括定时机构和计数机构。

定时机构是用来控制打点计时器的时间间隔的，计数机构则用来记录通过计时器的点的数量。

3. 安装触发装置：触发装置是用来启动计时器的，它可以通过物体的运动与计时器之间的接触来实现。

触发装置需要精确地安装在计时器的位置，以确保准确的计时。

4. 连接电路：一些打点计时器需要使用电路来控制计时和记录数据。

在制作过程中，需要将电路与计时器的各个部件连接起来，以确保正常的运行。

制作好的打点计时器可以用于各种物理实验中，例如测量物体的自由落体加速度、测量弹簧振子的周期等。

在实验中，首先要确定物体运动的起点和终点，并将打点计时器安装在合适的位置上。

当物体经过计时器时，触发装置会启动计时器，计时器会记录下物体通过每一个点的时间间隔。

通过计算这些时间间隔，可以得到物体的运动时间。

使用打点计时器进行实验时需要注意以下几点：1. 确保打点计时器的稳定性：在实验过程中，打点计时器需要保持稳定的位置，以确保准确的计时。

可以通过使用夹子或固定装置将计时器固定在合适的位置上。

2. 精确记录数据：在使用打点计时器进行实验时，需要准确地记录下物体通过每一个点的时间间隔。

可以使用计数器或手动记录的方式来记录数据，确保数据的准确性。

3. 注意实验环境的影响：实验环境的变化可能会对实验结果产生影响。

在进行实验时，应尽量保持实验环境的稳定，避免因外界因素的干扰而导致实验结果的误差。

打点计时器是一种常用的物理实验仪器，可以用于测量物体运动的时间。

【高中物理】高中物理知识点：打点计时器1、打点计时器：是一种测量时间的工具。

如果运动物体带动的纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间，纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置。

研究纸带上的各点间的间隔，就可分析物体的运动状况。

2、电磁打点计时器：是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器，它使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6V以下，当电源的频率是50Hz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。

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。

如果把纸带跟运动的物体连在一起，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。

3、电火花计时器的原理与电磁打点计时器：电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小。

打点计时器：(1)作用：计时仪器，当电源频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点。

(2)工作条件：①电磁打点计时器：4V~6V交流电源。

②电火花打点计时器：220V交流电源。

(3)纸带上点的意义：①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。

②通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况。

③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。

利用纸带判断物体运动状态的方法：(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v、v2、v3、v4、…，若v2－v1＝v3－v2＝v4－v3＝…，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a＝===…(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x，x2，x3，x4…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝.aT 2。

第四讲打点计时器实验基本知识点1.电磁打点计时器使用的工作电压为 V 的交流电源.电火花打点计时器使用的电源电压为 V.若电源频率是50Hz,则每隔 s打一次点.2.打点计时器所打纸带的处理.(1)取点原则:必须从打下的纸带中选取的纸带,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的位置取开始点A,然后每5个点(或者每隔4个点)取一个计数点B、C、D、E、F…如图所示.这样每两个计数点间的时间间隔为T=0.1s,计算比较方便.(2)从纸带读取长度的方法:读取长度利用毫米刻度尺.测出各点到A 点的距离,算出相邻计数点间的距离x1、x2、x3、x4、x5、x6…由于毫米尺的最小刻度是1mm,读数时必须估读到位.(3)利用打下的纸带计算各计数点的速度和加速度的方法:①利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度,如v B = .利用v-t 图像求a,求出B、C、D、E、F…各点的瞬时速度,画出v-t 图线,图线的斜率就是所要求的加速度.②直接利用纸带求加速度,如用x1、x2 求加速度a= .重难点突破1.打点计时器在考纲要求掌握的四个力学实验中有三个要用到.打点计时器是计时仪器,一般需要与刻度尺配合使用,测量出两个点之间的距离,又知道打这两点的时间间隔,就可以进行相关的数据处理和实验研究了.2.为了计算方便,通常每隔T=0.1s取一个计数点,计算第n 个点的瞬时速度时有vn=(xn-1+xn)/2T ,取相邻4段计算加速度,则有a=(x3+x4)-(x1+x2)/(2T)2 ,这种方法叫“逐差法”,实际上可以看做取两个相邻的大段.注意:打点计时器每年学业水平考试都考查,必须理解并记住上面两个专用公式,特别是公式中每个物理量的意义.计算过程中注意单位换算,计算结果保留几位有效数字根据题目中要求作出选择.例题分析【例1】用打点计时器研究匀变速直线运动的规律,打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.有一段纸带如图所示.取O 为起点,A 为第一个记数点,每相邻两计数点间还有4个打点,则相邻计数点间的时间间隔为T= s.若量得OA=3.00cm,OB=6.50cm,OC=10.50cm,则B 点对应的速度vB= m/s,物体运动的加速度a= m/s2【例2】小明用如图甲所示的装置做“探究加速度与力的关系”的实验.保持小车的质量不变,通过实验作出了图乙所示的图像.则:(1)图像不通过坐标原点的原因是 ;(2)用接在50Hz交流电源上的打点计时器,测定小车速度,某次实验中得到一条纸带,如图丙所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个计数点,分别标明0、1、2、3、4…,量得0与1两点间距离x1 =30 mm,3 与4 两点间的距离x2 =48 mm,则小车在2 点的瞬时速度为m/s,小车的加速度为 m/s2.【例3】在“研究匀变速直线运动”的实验中,小车拖着纸带的运动情况如图所示,图中A、B、C、D、E 为相邻的计数点,相邻的计数点的时间间隔是0.10s,标出的数据单位是cm,则打点计时器在打C 点时小车的瞬时速度是 m/s,小车运动的加速度的大小是m/s2.课堂巩固1.小明用打点计时器研究小车的运动,在实验过程中:(1)打点计时器应使用 (选填“直流”或“交流”)电源.(2)他打出一条纸带,按打点先后顺序每5个点取一个计数点,并计算出相应时刻的瞬时速度,如下表所示.请根据表中的数据,在坐标系中作出小车运动的v-t 图像.(3)由作出的v t 图像可以判断,小车做 (选填“匀速”、“匀加速”或“变加速”)直线运动.2.小明拉着穿过打点计时器的纸带的一端运动,纸带上打出的点如图所示,由此判断纸带的运动情况是( )A.先匀速后减速B.先加速后匀速C.先减速后加速D.先加速后减速3.在用打点计时器测速度的实验中,某同学打出了如图所示的一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,则通过对纸带的分析,下列说法中正确的是( )A.物体做匀加速直线运动B.物体做匀减速直线运动C.如果测出A、B 两点间的距离,就可以求出A、B 两点间的平均速度D.如果测出A、B 两点间的距离,就可以求出A 点的瞬时速度4.在做“研究匀变速直线运动”的实验中,取下一段如图所示的纸带研究其运动情况.设O 点为计数的起始点,在四个连续的计数点中,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s,若物体做理想的匀加速直线运动,则物体的加速度为 m/s2,打计数点O 时物体的瞬时速度为m/s.(保留两位有效数字)5.某同学在用电磁打点计时器做探究匀变速直线运动规律的实验时:(1)使用电磁打点计时器时,下列做法正确的是 .A.应使用220V 的交变电流B.使用时应当先放开小车,让其运动起来,再接通电源C.也可以用干电池作为打点计时器的电源D.每打完一条纸带要及时切断打点计时器的电源(2)若实验中的所用交流电源的频率为50 Hz时,得到如图所示的一条纸带,从比较清晰的点开始起,每5个点取一个计数点,分别标上O、A、B、C…量得A 与B 两点间的距离x1=39mm,B 与C 两点间的距离x2=47mm, 则在打B 点时小车的速度为m/s;小车的加速度为 m/s2.6.在用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D 等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s.用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD =2.70cm.由此可知,纸带做 (选填“匀加速”或“匀减速”)运动,打C 点时纸带的速度大小为 m/s.。