人教版高中物理必修一1.4实验：用打点计时器测速度1

人
教
电磁打点计时器 电火花计时器
版 必 修
电源性质
6V以下交流电源
220V交流电源(频率 50Hz)
一 新
打点频率
打点时间间隔 0.02s、频率50Hz
打点时间间隔0.02s、频 率50Hz
课 标
打点方式
振针通过复写纸在 火花放电使墨粉在纸带
纸带上打点
上成点
·
·
物
纸带与限位孔、限
理
阻力来源
位盘的摩擦；振针 纸带与限位孔、限位盘 与纸带打点接触时 的摩擦
的摩擦
精确比较 电火花计时器比电磁打点计时器更精确
5、注意事项：
·
人 教
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，
版 如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写
必 修
纸片的高度使之增大一点。
一 ②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计
新 时器稳定后，再释放纸带。
课 标
③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的
修
例1在使用电磁打点计时器以前应检查以下哪些方面
一 的内容
新
课
新 据，运用你学过的知识，判断纸带的运动是匀速运动还
课 标
是变速运动，并把判断结果和理由写清楚．
·
·
物 理
人
教 版 必 修
1．测平均速度的方法
在纸带上选取两个点，测出位移Δx和时间Δt，则
Δx Δt
一 是纸带在这段时间内的平均速度．
·
新
2．测瞬时速度的方法
课 标
如果不要求很精确，用
Δx Δt
求出的平均速度可以代表
过的距离Δx有多长．
人 教 版

3、描出的点是不连续的，之所以要用平滑曲线来 “拟合”实验中描出的点，是因为各个时刻都有速 度，速度随时间是连续变化，实验中又不可能把所 有时刻的速度都测出来。
v/(m·s-1)
v/(m·s-1)
0
t/s 0
t/s
纸带在几个时刻的瞬时速度试画出v-t图象
t / s 0.0 0.1 0.2 0.3
1.4实验：用打点计时器测速度
[新课导入]
问：中国作为世界四大文明古国之一，发明计时器 的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？
日晷 壶漏
摆钟
秒表
手表
原子钟
师：下面介绍国外两位与计时器发展有关的重要人物
伽利略 发现单摆的等时性
惠更斯 发明摆钟
一.打点计时器
• 电磁打点计时器
电火花计时器
一、打点计时器：１.电磁打点计时器：
（1）1．电火花计时器使用交流电源，工 作电压是220V.
（2）．计时原理：
电火花计时装置中有一将正弦式交变电流 转化为脉冲式交变电流的装置．当计时器接通 220V交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器 发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的 纸盘轴产生火花放电，利用火花放电在纸带上 打出点迹．当电源的频率为50Hz时．它每隔 0.02s打一个点．
220V交流电源(频率 50Hz)
打点时间间隔0.02s、打点时间间隔0.02s、频
频率50Hz
率50Hz
振针通过复写纸在 火花放电使墨粉在纸带
纸带上打点
上成点
纸带与限位孔、限 位盘的摩擦；振针 与纸带打点接触时 的摩擦
纸带与限位孔、限位盘 的摩擦
精确比较 电火花计时器比电磁打点计时器更精确
1．实验目的： ①练习使用电火花计时器； ②利用打上点的纸带研究物体的运动情况。 2．实验器材： 电火花计时器、纸带、刻度尺、导线、电源。

3.纸带 (1)使用电磁打点计时器时 ,纸带应穿过限位孔 ,复写纸套在限位 轴上,放在纸带的上面(选填“上面”或“下面”)。打点时,应先接通电 源(选填“接通电源”或“释放纸带”)后释放纸带(选填“接通电源”或 “释放纸带”)。 (2)纸带上记录的是一段时间内运动物体通过的 位移;对于从实 验中得到的纸带,纸带上的点有疏有密,点迹密集的地方表示物体运 动的速度较小。 4.根据纸带分析物体的运动情况 有一打过点的纸带,如图所示。
解析:正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上 ,这样在纸带上 才能留下点。当振针与复写纸片间的距离过大时 ,振针可能够不着 复写纸片,打出的纸带上有时有点 ,有时无点。当振针与复写纸片间 的距离过小时 ,每一个打点周期内振针就会有较长一段时间接触并 挤压在复写纸片上 ,这样就成了一段一段的小线段。所以在使用打 点计时器前要检查一下振针到复写纸片的距离是否适中 ,否则就要 做适当的调整。选项 A 造成的后果是打点计时器不工作 ,选项 B 造 成的后果是打点计时器工作不稳定 ,选项 C 造成的后果是打点周期 不稳定,只有选项 D 才是造成题中所述现象的原因。故应选 D。
(2)根据三角形的中位线可知,质点在 1 s 末的速度是 5 m/s。 (3)质点在 DE 段(6 s 以后),速度由 0 均匀增大,质点做加速运 动,速度为负值,表示质点沿负方向运动。
? 1、电磁打点计时器 ? （1）原理 ? （2）构造
? （3）工作电压：10V以下
? 2、电火花计时器 ? （1）构造： ? （2）原理：
? 2、纸带的简单处理 ——测平均速度
? （1）需测量的量： ? （2）关系式：
疏密与 速度的 关系
三 、测瞬时速度 ? 如何测出E点的瞬时速度？
D

第4节实验：用打点计时器测速度1．（多选）关于测量，下列说法正确的是A．测量长度要有估计数字，估计数字的位数越多，误差就越小B．在记录测量结果时，只写数值，不写单位是毫无意义的C．记录测量的结果，所用单位不同时，不会影响测量结果的准确程度D．为了减小误差，进行任何一个测量，都要采取多次测量求平均值的方法【答案】BCD2．打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材，常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种。

关于电磁打点计时器和电火花计时器，下列说法中正确的是A．电磁打点计时器使用交流电源，电火花计时器使用直流电源B．它们都是使用10 V以下的交流电源C．使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源D．电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小【答案】D【解析】电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源，A错误；电磁打点计时器使用4~6 V交流电源，电火花计时器使用220 V交流电源，B错误；使用电磁打点计时器或电火花计时器都应该先接通电源，待打点稳定后，再拉动纸带，C错误；电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，误差较小，D正确。

3．（多选）某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其可能原因是A．复写纸放反 B．使用了直流电源C．振针过短 D．纸带运动过快【答案】ABC【解析】如果复写纸放反，就不会在纸带上打下点，A正确；打点计时器使用的是交流电源，若打点计时器接在直流电源上，打点计时器的振针不振动，不打点，B正确；振针过短，振针振动时不能接触纸带，即不会在纸带上打下点，C 正确；纸带运动过快，仍然会在纸带上打下点，相邻的两个点的距离会较大，D 错误。

4．（多选）当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕的说法正确的是A ．点痕记录了物体运动的时间B ．点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C ．点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状D ．点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况【答案】ABD【解析】打点计时器打下的点记录了物体的位置，而点的个数又记录了物体运动的时间，点间的距离记录了物体运动的位移，故可反映物体的运动情况，ABD 正确，C 错误。