实验：练习使用打点计时器测定加速度(精)(课堂PPT)

实验一：研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器） 实验原理1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s 打一次点（由于电源频率是50Hz ），纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。

2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离，若2132........s s s s s ∆=-=-==恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

右图为打点计时器打下的纸带。

选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O ，然后（每隔5个间隔点）取一个计数点A 、B 、C 、D …。

测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 … 利用打下的纸带可以：求任一计数点对应的即时速度v ：2Ts s 1)(n n ++==v v n ；如Ts s v c 232+=(其中T=5×0.02s=0.1s ） 3．由纸带求物体运动加速度的方法： (1)利用上图中任意相邻的两段位移求a ：如223T s s a -= (2)用“逐差法”求加速度：即根据2415263s 3s s s s s aT -=-=-=（T为相邻两计数点间的时间间隔）求⇒++=⇒===3a a a a 3T s -s a ;3T s -s a ;3T s -s a 321236322522141()()23216549T s s s s s s a ++-++=再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。

(3)用v-t 图法：即先根据2Ts s 1)(n n ++=nv ；求出打第n 点时纸带的瞬时速度，再求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度，画出如图的v-t 图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。

利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度(实验教案)一、介绍两种计时器、构造及原理及使用注意事项二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，纸带,刻度尺,导线,电源，复写纸,小车三、实验步骤（1）把计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上,检查两条白纸带是否已经正确的穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间。

(2）把计时器上的电源插头插在交流4V-—-6V电源插座上.(3）按下开关，用小车水平的拉动两条纸带,纸带上就打下一列小点。

（4）取下纸带，从能看得清的某个点开始，数一数纸带上共有多少个点。

如果共有n个点，点子的间隔数就为n-1个，用t=0。

02（n-1）s计算出纸带的运动时间t.（5）用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离s有多长。

（6）利用公式计算出纸带在这段时间内的平均速度。

把测量和计算的结果填入表1中.1（7）在纸带上找出连续的6个点,分别标上记号o、a、b、c、d、e。

用刻度尺测出两个相邻点间的距离s1、s2、s3、s4、s5（如图所示)把数据填入表2中。

根据这些数据,运用你学过的知识，判断纸带的运动是匀速运动还是变速运动，并把判断的结果和理由写清楚。

表2四、实验数据处理的方法1如果把这些平均速度看成各段时间中点时刻的瞬时速度，立即就可以看出，这辆小车每经过相等的时间(０．１ｓ）,速度变化相等。

小车做匀变速直线运动,其加速度大小为ａ＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿2、也可以用所计算的速度值，描绘出速度图像，利用图像斜率计算加速度五、注意事项:(1）将打点计时器固定在桌子上，以免在拉纸带时晃动它,并要轻轻试拉纸带，应无明显阻滞现象，同时复写纸应该能随纸带的移动而移动。

必要时，可通过定位轴的前后移动来调节复写纸的位置。

（2）若纸带上出现双点或漏点现象，可通过适当调整振动片的长度予以纠正，若纸带上出现拖痕和点迹不清，应调整振针长度。

六、课后思考通过打点计时器得到的一条打点纸带上，如果点子的分布不均匀，那么,是点子密集的地方运动速度比较大,还是点子稀疏的地方运动速度比较大？。

测定匀变速直线运动的加速度－实验报告班级________ 姓名________时间_________一、实验目的1、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法2、测定匀变速直线运动的加速度和计算打下某点时的瞬时速度。

二、实验原理1、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：若x1、x2、x3、x4……为相邻计数点间的距离，若△x＝x2－x1＝x3 －x2＝……＝c(常数)，即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、利用某段时间里的平均速度等于该段时间中点的瞬时速度来计算打下某点时的瞬时速度.3、由纸带求物体加速度的方法：（1）根据Xm－Xn＝(m-n)aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔），选取不同的m和n,求出几个a,再计算出其平均值即为物体运动的加速度。

（2）用V-t图像求物体的加速度：先根据时间中点的瞬时速度等于该段时间的平均速度求几个点的瞬时速度，然后做出V-t图像，图线的斜率就是物体运动的加速度。

***逐差法：物体做匀变速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是X1、X2、X3……则有：△X=X2－X1=X3－X2=X4－X3=……=aT2.由上式还可得到 :X4－X1=（X4－X3）+（X3－X2）+（X2－X1）=3aT2同理有X5－X2=X6－X3=……=3aT2可见，测出各段位移X1、X2……即可求出a1、a2、a3……,再算出a1、a2、a3……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。

三、实验器材四、实验步骤五、分析与处理实验数据1、.纸带采集2、实验数据记录3、计算加速度（用计算和V-T图像两种方法）和某点的瞬时速度六、实验误差分析。

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。

Ⅱ.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。

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.当电源的频率是50Hz 时,它的脉冲放电周期也是0.02s，即每隔0.02s 打下一个点。

[试一试]1.打点计时器能使用直流电源吗？为什么？答：不能。

因为直流电无法改变电流方向，交流电可以使针或者火花塞放电打点假设交流电源的频率不是50Hz，而是60 Hz，打点计时器还是每隔0.02 s打一个点吗？这时它将每隔多长时间打下一个点？答：不是。

此时，即每隔打下一个点3. 使用（1）．电磁打点计时器的使用①用限位孔限定纸带，复写纸压在纸带的上面．通电，振片带动振针打点．若纸带运动，其上就会留下一行小点。

（穿孔压复通电打点）②如由物体带动纸带运动，物体的位移就对应为纸带上相应点间的距离，运动时间可由该距离上点痕的数目计算。

（2）．电火花计时器的使用①使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔．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。

练习使用打点计时器1. 在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，打点计时器使用交流电的频率为50 Hz ．记录小车做匀变速运动的纸带如图 1所示，在纸带上选择标为0～5的6个计数点。

相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出；纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺．零点跟“0”计数点对齐．由图可以读出1、3、5三个计数点跟“0”点的距离d 1，、d 2、d 3填入表格中．计算打计数点“2”时小车的瞬时速度为 m ／s ，通过计数点“4”的瞬时速度为 m ／s ．小车的加速度是 m ／s 2．2. 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，记录下每次曝光时木块的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的。

由图可知 ( )A ．在时刻2t 以及时刻3t 两木块速度相同B ．在时刻3t 两木块速度相同C ．在时刻3t 和时刻4t 之间某瞬时两木块速度相同D ．在时刻4t 和时刻5t 之间某瞬时两木块速度同 3. 一小球自斜面顶端O 点由静止开始做匀加速直线运动，如图示是用频闪照相的方法对正在斜面上滚动的小球拍摄的频闪照片，已知照相的闪光频率是f=10Hz ，测得AB=12.5cm ，图 1BC=17.5cm，CD=22.5cm。

求：OA两点的距离？4.A、B两小物块在一水平长直气垫导轨上相碰，碰撞前小物块B静止不动，用频闪照相机连续拍照4次，拍得如图示的照片，不计两小物块的大小，不计两小物块碰撞过程所用的时间，则由此照片可判断 ( )A．第一次拍照时物块A在55cm处，并且m A：m B=1：3B．第一次拍照时物块A在10cm处，并且m A：m B=1：3C．第一次拍照时物块A在55cm处，并且m A：m B=1：5D．第一次拍照时物块A在10cm处，并且m A：m B=1：55.如图示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪10次，风扇转轴O上装有3个叶片，它们互成120°角．当风扇转功时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是 ( )A．600r/min B．900r／min C．1200r/min D．3000r/min6.图(A)是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时问差，测出被测物体的速度．图(B)中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是P1、P2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt=1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图(B)求：汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离和汽车的速度．。

第4节 实验：用打点计时器测速度【考纲解读】◆ 了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本结构，理解其基本工作原理； ◆ 能正确、熟练使用打点计时器，并亲手使用打点计时器； ◆ 会根据织带上的点迹计算物体运动的平均速度；◆ 理解用平均速度表示瞬时速度多采用的思想方法，并会用这种方法计算瞬时速度； ◆ 能运用实验数据画出t -υ图像，并会根据画出的图像描述物体运动速度的变化特点。

【知识储备】知识点❶、打点计时器的构造与工作原理1、电磁打点计时器（1）电磁打点计时器是一种连续打点记录运动物体在相同时间间隔内位移的仪器。

它是用交流电源，工作电压在V 6以下。

当电源的的频率为Hz 50时，它每隔s 02.0打一个点。

（2）电磁打点计时器的构造如图所示。

（3）工作原理：电磁打点计时器是利用电流的磁效应打点计时的仪器，当打点计时器的线圈中通入交流电流时，线圈将产生磁场，由于电流是周期性变化的，所以线圈产生的磁场也是周期性变化的，振片位于磁场中被磁化，相当于条形磁铁，振针所在一端为一个磁极，其磁性随时间做周期性变化，这样，振片的这一端受永久磁铁的作用而上下运动，振片就这样做周期性振动，每次向下运动时带动振针在纸带上大下一个点，大点的时间间隔就是振片的振动周期，等于交流变电流的周期。

交流电频率为Hz 50时，它每隔s 02.0)501(s 打一个点，则纸带上相邻两点间的时间间隔也是s 02.0。

2、电火花计时器（1）电火花计时器使用交流电源，工作电压是V 220。

（2）电火花计时器的构造如图如图所示。

（3）工作原理电火花计时器中有将正弦式交流电流转为脉冲式变电流的装置，当计时器接通V 220交流电源时，按下脉冲输出开关，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，利用火花放电在纸带上打出点迹。

当电源的频率为Hz 50时，它每隔s 02.0打一个点。

3【辅助理解】例1、电磁打点计时器是一种使用 电源的计时器仪器，它的工作电压为 V 以下，当电源频率为Hz 50时，每隔 s 打一个点，使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过 ，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带上 面；打点时应先 ，再让纸带运动。

1、做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的部分汁数点如图所示．每相邻两点间还有四点未画出来，打点计时器使用的是50Hz的低压交流电，求打点计时器打“2”时，小车的速度v2= m/s，小车的加速度a= m/s2．考点：测定匀变速直线运动的加速度．专题：实验题．分析：根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．解答：解：由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小．v2=x13t13=0.49m/s设1到2之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4-x1=3a1T2x 5-x2=3a2T2x 6-x3=3a3T2为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：a=13（a1+a2+a3）即小车运动的加速度计算表达式为：a= x47−x149T2=(0.0710+0.0800+0.0886)−(0.0447+0.05340.0621)(0.1)2m/s2=0.88m/s2故答案为：0.49，0.88点评：要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．①电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器，它的工作电压是V．当电源频率是50Hz 时，它每隔s打一次点，使用打点计时器时，复写纸应放在纸带的面．②做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的部分计数点如图所示，每相邻两点之间还有四个点未画出来，打点计时器使用的是50Hz交流电，求打点计时器打“B”时小车速度v B= m/s，小车的加速度a= m/s2．考点：测定匀变速直线运动的加速度．专题：实验题；直线运动规律专题．分析：了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压、工作原理即可正确解答；同时要熟练使用打点计时器进行有关的操作．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．解答：解：①电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器，它的工作电压是4-6V．当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点，使用打点计时器时，复写纸应放在纸带的下面．②由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．v B=X AC2T=0.0520.2=0.26m/s根据纸带的数据得出相邻的计数点间位移之差相等，即△x=4mm，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：a=△xT2=0.0040.01=0.4m/s2．故答案为：①4-6，0.02，下．②0.26，0.4．点评：对于基本实验仪器，要会正确使用，了解其工作原理，为将来具体实验打好基础，对于实验装置和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的部分计数点如图所示．每相邻两点还有四个点未画出来，打点计时器使用的是50Hz的低压交流电，求打点计时器打“2”时，小车的速度v2= m/s，小车的加速度a= m/s2．请你依据本实验原理推断第7记数点和第8记数点之间的距离大约是m．考点：探究小车速度随时间变化的规律．专题：实验题．分析：根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小以及第7记数点和第8记数点之间的距离，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．解答：解：由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上“2”点时小车的瞬时速度大小．v2=x132T=0.49m/s设1到2之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以得：x4-x1=3a1T2x5-x2=3a2T2x6-x3=3a3T2为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：a=(a1+a2+a3)3=(x4+x5+x6)−(x1+x2+x3)9T2代入数据解得：a=0.88m/s2．各联系相等时间内的位移差大约为△x=0.88cm，因此x78=x67+△x=9.74cm=9.74×10-2m．故答案为：0.49，0.88，9.74×10-2．。

实验 用打点计时器测加速度一、实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。

二、实验原理解题时要有正方向的规定。

1．平均速度:ts=v匀变速直线运动的平均速度公式：20tv v v +=2．匀变速直线运动： 速度公式：at v v t+=0位移公式：2021at t v x += 推论公式（无时间）：ax v v t 2202=-匀变速直线运动的中间时刻速度公式：202tt t v v v v +==打点计时器求加速度公式：2T x a ∆=打点计时器求某点速度公式：tx v v t 22==3．初速度为零的匀变速直线运动比例规律 第一秒末，第二秒末，第三秒末的速度比： v 1：v 2：......：v n = 1：2：3：......n 前一秒，前二秒，前三秒的位移比： S 1：S 2：......：S n = 1：4：9：......n 2 第一秒，第二秒，第三秒的位移比： S I ：S II ：......：S N = 1：3：5：......(2n-1) 相同位移时间比1：（√2-1）：（√3-2）：（√4-3）常用推论平均速度公式：()v v v +=021一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度：()v v v v t +==0221一段位移的中间位置的瞬时速度：22202v v v x +=设物体做匀加速直线运动，加速度是a ，在各个连续相等的时间T 里的位移分别是s 1、s 2、s 3……则有△s=s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=……=aT 2 由上式还可得到s 4-s 1=(s 4-s 3)+(s 3-s 2)+(s 2-s 1)=3aT 2 同理有s 5-s 2=s 6-s 3=……=3aT 2可见，测出各段位移s 1、s2……即可求出21413T s s a -=22523Ts s a -=…… 再算出a 1、a 2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。