第四节实验用打点计时器测速度

1.4实验：用打点计时器测速度学案.知识要点:1. 学习使用打点计时器。

2. 学会使用打点计时器测平均速度。

体会测瞬时速度的方法。

在实验过程中，掌握正确的方法，结果要符合实验事实。

二.要点预习：（一）实验目的用打点计时器测速度（二）实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器），木板，___________ , __________ , ________导线。

（三）实验原理1. 电磁打点计时器电磁打点计时器的构造如图所示，包含底座、接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、限位孔、定位轴等部件。

电磁打点计时器是一种使用的计时仪器，工作电压为，当接通电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，振针也就跟着上下振动。

如果电源的频率为50Hz,振针就会通过复写纸每隔__________________ 在纸带上打出一个小点。

2. 电火花计时器电火花计时器的构造如图甲所示，包含电源插头、条、纸盘轴、墨粉纸盘等部件。

脉冲输出插座、脉冲输出开关、压纸限位孔接线柱定忡轴使用时，_________ 套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带之间，接通 ______________ 交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发生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。

当电源的频率是50Hz时，每隔____________ 在纸带上打一个点。

电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。

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。

3. 练习使用打点计时器把打点计时器固定在桌子上，然后把纸带装好，先启动 __________ ，然后用手水平纸带，纸带上打出一行小点，然后立即______________ 电源。

4. 用打点计时器测瞬时速度用打过点的纸带，如图。

根据量出的A、D间的距离X和时间间隔At，算出A、D间Xv =的平均速度厶t。

1
高 一 物 理 实 验 报 告
1.4实验：用打点计时器测速度
一.打点计时器的原理
如右图示,当线圈通以50赫6-8伏交流电时(我国交流电的频率为50赫)，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，振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时。

便打上一系列点。

这就是打点计时器的原理。

f=50hz T=1s/50=0.02s
二.实验步骤
1、把打点计时器接到低压交流电源上，电压旋钮打到6-8伏位置。

2、安装好纸带。

3、启动电源，用手水平地拉动纸带，在纸带上打出一系列小点，然后迅速关闭电源。

4、取下纸带，进行测量。

①测平均速度：
Δx= Δt= x
v t
∆==∆ ②测瞬时速度
如图示意，4、6两点的时间极短，故可以将4、6两点间的
位移Δx 除以对应时间Δt 近似认为是5点的瞬时速度V 5。

如此下去，测出各点的瞬时速度。

请根据你实际打出的纸带进行测量，并将数据记在表格中，完成计算。

计数点
1 2 3 4 5 6 与计数点对应的时刻 t /s 与计数点相邻的两点间距离Δx/m 与计数点相邻的两点间平均速度 计数点的瞬时速度V
③作v-t 图象？
Δx
0 2 3 1 7
贴
纸
带
位
置
t/s
V /（m.s -1）。

第四节 实验:用打点计时器测速度一、实验目的1、 了解打点计时器的基本构成，知道其计时原理并学会应用2、 根据纸带上的点分析速度的变化情况，学会测定平均速度3、 学会用图像表示速度的变化规律的方法二、实验原理两种打点计时器当接通50Hz 的交流电时，都是每隔0.02s 打一次点。

当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示了物体在不同时刻的位置，纸带上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移，根据平均速度的定义式t x v ∆∆=，当t ∆很短时，就可以认为t x∆∆等于t 时刻的瞬时速度。

三、实验器材打点计时器、低压电源、纸带、刻度尺、导线等（详见导学案第四节第1页）四、实验步骤实验准备1、 把打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，压在复写纸的下面。

2、 把打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接。

实验进行3、 打开电源开关，用手水平地拉动纸带使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列的点。

4、 多打几条纸带，并且注意打点之后立即关闭电源。

数据处理5、 在几条纸带中挑选一条理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，找一个点做为开始点，然后每五个点（或每隔四个点）取一个计数点（每两相邻的计数点之间的时间间隔就是0.1秒）6、 利用公式t xv ∆∆=，计算出纸带在这段时间内的平均速度，如果时间极短的话，就是中间时刻的瞬时速度。

五、数据处理① 表格法② 图像法（t v -图像）1、 图像的获得：以速度为纵轴，以时间为横轴，在方格纸上建立直角坐标系，根据测得速度在坐标系中描点，并用平滑的曲线连接，就得到了t v -图像。

2、 反映的物理量：① 任一时刻速度的大小② 任一时刻速度的方向，也就是速度的±表示了运动的方向③ 速度随时间的变化情况④特别说明：匀速直线运动的图像是一条平行于t轴的直线3、tv 图像六、注意事项1、电源电压符合要求，电磁打点计时器使用6V以下交流电源；电火花计时器使用220V交流电源。

实验：用打点计时器测速度1．为完成“练习使用打点计时器”实验，在如图1­4­5所示的四种器材中，找出这两种打点计时器，并完成以下填空：________图为电磁打点计时器，工作电压为交流________；________图为电火花打点计时器，工作电压为交流________V.图1­4­5【解析】电磁打点计时器是利用交变电流使铁芯产生磁性，吸引带打点针的铁条通过复写纸在纸带上打出点，丙图为电磁打点计时器，工作电压为交流4～6 V；电火花打点记时器是利用家用电打出的火花吸引铅盘而打出点，乙图为电火花打点计时器，工作电压为交流220 V.【答案】丙4～6 V 乙2202．电火花计时器通常的工作电压为________伏，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点；如图1­4­6所示纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是________(选填“速度减小”或“速度增大”)．若所用电源的频率为50 Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时________ s.图1­4­6【解析】电火花计时器通常的工作电压为交流220伏，实验室使用我国民用电时，每隔0.02秒打一次点；相等时间内纸带右侧位移大于左侧位移，说明右侧的速度大于左侧的速度，即物体做速度增大的运动．又因从打下A点到打下B点共14个点迹，即A到B共有13个时间间隔，所以共用时：t＝13×T＝0.26 s.【答案】交流220 0.02 速度增大0.263．用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况．某次实验中得到一条纸带，如图1­4­7所示，从比较清晰的点起，每五个计时点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、…，量得0与1两点间距离x1＝30 mm，2与3两点间的距离x2＝48 mm，则小车在0、1两点间平均速度为v1＝________ m/s，在2、3两点间的平均速度v2＝________ m/s.据此可判定小车做________(填“加速”“减速”或“匀速”)运动．图1­4­7【解析】 每五个计时点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为T ＝0.1 s ，那么由平均速度的定义得v 1＝0.03 m 0.1 s ＝0.3 m/s ，v 2＝0.048 m 0.1 s＝0.48 m/s.从计算结果看小车运动的速度在增大，所以可以判断小车在做加速运动．【答案】 0.3 0.48 加速4．在测定速度的实验中，使用打点计时器测小车的速度，实验得到的一条纸带如图1­4­8所示，0、1、2、3、4是选用的计数点，每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出．图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况，读出图中所给的测量点的读数分别是________、________、________和________.1、3两点间的平均速度是________ m/s ，1、4两点间的平均速度是________ m/s ，2点的速度更接近于________ m/s.图1­4­8【解析】 由毫米刻度尺可读出0、1、3、4点的读数分别是10.00 cm 、12.60 cm 、22.60 cm 、30.00 cm.由题意知各计数点间的时间间隔Δt ＝4×0.02 s＝0.08 s ，由读数可得1、3两点和1、4两点间的位移大小分别是Δx 1＝22.60 cm －12.60 cm ＝10.00 cm ，Δx 2＝30.00 cm －12.60 cm ＝17.40 cm ，则1、3和1、4两点间的平均速度分别是v 1＝Δx 1Δt 1＝10.00×10－20.16m/s ＝0.625 m/s ， v 2＝Δx 2Δt 2＝17.40×10－20.24m/s ＝0.725 m/s ， 1、3两点更接近于2点，故2点的瞬时速度更接近于1、3两点间的平均速度0.625 m/s.【答案】 10.00 cm 12.60 cm 22.60 cm 30.00 cm0．625 0.725 0.6255．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1­4­9甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射、接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置测量，图中MN 是水平桌面，PQ 是长1 m 左右的木板，Q 是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2s和2.0×10－2s.用游标卡尺测量滑块的宽度d＝5.015 cm.则：甲乙图1­4­9(1)滑块通过光电门1的速度v1的大小是多少？(2)滑块通过光电门2的速度v2的大小是多少？【解析】由于滑块通过两光电门的时间极短，故可用滑块通过光电门的平均速度代替其通过的瞬时速度．故v1＝dt1＝5.015×10－25.0×10－2m/s＝1.003 m/s；v2＝dt2＝5.015×10－22.0×10－2m/s≈2.508 m/s.【答案】(1)1.003 m/s (2)2.508 m/s。

4 实验：用打点计时器测速度[学习目标] 1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理.2.学会使用打点计时器.3.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.4.理解速度随时间变化的图象的意义，掌握描点法画图象的方法，并能根据图象分析物体的运动．义，掌握描点法画图象的方法，并能根据图象分析物体的运动．一、了解打点计时器 1．打点计时器的作用及分类．打点计时器的作用及分类打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为当电源频率为50 Hz 时，时，它每隔它每隔0.02 s 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位移．可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移．这就为研究这就为研究物体的运动提供了可能，供高中学生实验用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种．两种．2．电磁打点计时器(如图1所示) 图1 (1)工作电压：6 V 以下的交流电源；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，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．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． 3．电火花计时器(如图2所示) 图2 (1)工作电压：220 V 交流电源；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．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．两种计时器误差比较电火花计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小．电火花计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小．二、练习使用打点计时器1．把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．．把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．2．把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6 V 以下低压交流电，电火花计时器接220 V 交流电)．3．先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．．先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源． 4．取下纸带，从能够看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n 个点，那么n 个点的间隔数为n －1个，则纸带的运动时间Δt ＝(n －1)×0.02 s. 5．用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx . 6．利用公式v ＝ΔxΔt 计算出纸带在这段时间内的平均速度．计算出纸带在这段时间内的平均速度． 三、用打点计时器测量瞬时速度1．既然打点计时器打出的纸带既记录了物体的运动时间，又记录了这段时间内物体的位移，那我们能不能借助打点计时器和纸带测量物体运动的平均速度呢？能不能测量物体运动的瞬时速度呢？瞬时速度呢？答案 ①利用纸带计算平均速度①利用纸带计算平均速度根据v ＝ΔxΔt 可求出任意两点间的平均速度，Δx 是纸带上两点间的距离，Δt 是这两点间的时间间隔．间间隔．②利用纸带粗略计算瞬时速度②利用纸带粗略计算瞬时速度纸带上某点的瞬时速度可以粗略地由包含该点在内的相距较近的两点间的平均速度来表示．平均速度的公式v ＝ΔxΔt ，当Δt 或Δx 较小时，这个平均速度代表纸带经过某点的瞬时速度．度．2．打点计时器所用电源的频率为50 50 Hz Hz ，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量如图3所示，纸带在A 、C 间的平均速度为间的平均速度为 m /s ，在A 、D 间的平均速度为间的平均速度为 m/s ，B 点的瞬时速度更接近于速度更接近于 m/s. 图3 答案 0.35 0.42 0.35 解析 由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s ．A 、C 间的距离为14 mm ＝0.014 m ，A 、D 间的距离为25 mm ＝0.025 m. 由公式v ＝Δx Δt 得v AC＝0.0142×0.02m/s＝0.35 m/s，v AD＝0.0253×0.02m/s≈0.42 m/s. s. B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s. 一、打点计时器的应用原理及操作一、打点计时器的应用原理及操作例1使用打点计时器时应注意() A．无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面的复写纸压在纸带的上面B．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带C．使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行．使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行D．打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源．打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源解析电磁打点计时器使用复写纸，电火花计时器不用复写纸，故A错；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，故B正确；为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，故C 正确；打点计时器不能长时间连续工作，故D正确．答案BCD [归纳总结]使用打点计时器的注意事项(1)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．(2)打点前应使物体停在靠近打点计时器的位臵．(3)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．(4)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．针对训练1(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迹，下列关于纸带上点迹的说法中正确的是() A．点迹记录了物体运动的时间．点迹记录了物体运动的时间B．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状D．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况答案ABD 解析打点计时器每隔一定的时间打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位臵和某段时间内的位移；纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状． 二、瞬时速度的计算和速度图象的画法二、瞬时速度的计算和速度图象的画法例2 在用打点计时器(电源频率为50 Hz)研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图4所示，图中前几个点模糊，因此从A 点开始每5个点取一个计数点，试根据纸带求解以下问题：根据纸带求解以下问题：图4 (1)纸带的哪一端与物体相连？纸带的哪一端与物体相连？ (2)相邻计数点间的时间间隔是多少？相邻计数点间的时间间隔是多少？ (3)BD 段对应的平均速度是多大？段对应的平均速度是多大？ (4)打C 点时瞬时速度的大小？点时瞬时速度的大小？解析 (1)由物体的初速度为零，可判断纸带左端与物体相连．(2)由交流电源频率为50 Hz 知，相邻计时点间的时间间隔为0.02 s ，每5个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔Δt ＝5T ＝0.1 s. (3)由纸带可知x BD ＝(49.60－12.38) cm ＝0.3722 m. t BD＝2Δt ＝0.2 s 由平均速度公式得v ＝x BD t BD ＝0.372 20.2 m /s ＝1.861 m/s . s. (4)C 点瞬时速度近似等于BD 段的平均速度，故v C ＝1.861 m/s. 答案 (1)左端左端 (2)0.1 s (3)1.861 m/s (4)1.861 m/s [总结提升](1)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O 之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位． (2)某点瞬时速度的测量：利用v ＝ΔxΔt ，其中Δx 为包含待测点的较近的一段距离． 针对训练2 除打点计时器外，人们还用频闪照相法来记录物体运动的时间和位移．如图5所示是采用每秒闪光10次的相机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 0.1 s s ，这样便记录了小球运动的时间，而小球运动的位移可以用尺子量出．尺子量出．图5 根据小球的频闪照片提供的信息在图6中作出小球的v －t 图象，并由图象确定第一次曝光时小球的速度．时小球的速度．图6 答案 v －t 图象见解析图图象见解析图 0.40 m/s 解析 可以求出第2、3、4、5次曝光时小球的速度． v 2＝0.1600.2 m /s ＝0.80 m/s ，v 3＝(0.300－0.070)0.2 m /s ＝1.15 m/s ， v 4＝(0.500－0.160)0.2 m /s ＝1.70 m/s ， v 5＝(0.710－0.300)0.2m /s ＝2.05 m/s ， 小球的v －t 图象为直线(如图所示)，延长图线可知第一次曝光时小球的速度v 1＝0.40 m/s. 1．练习使用打点计时器时，接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动，这两项操作的先后顺序是() A．先释放纸带，后接通电源．先释放纸带，后接通电源B．先接通电源，后释放纸带．先接通电源，后释放纸带C．释放纸带的同时接通电源．释放纸带的同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以．先接通电源或先释放纸带都可以2．你左手拿一块表，右手拿一支笔，当你的合作伙伴沿直线拉动一条纸带，使纸带在你的笔下向前移动时，每隔1 s用笔在纸带上点下一个点，这就做成了一台“打点计时器”．如果在纸带上点下了10个点，则在打下的这些点的过程中，纸带的运动时间是() 3．如图7所示为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02 s打一点，图中O点为第一个计数点，A、B、C、D为相邻的计数点，每相邻计数点间还有一个点未画出．根据图中标出的数据，打A、D两点时间内纸带的平均速度是，打B点时纸带的瞬时速度是，你能算出两点时间内纸带的平均速度吗？为什么？打O、D两点时间内纸带的平均速度吗？为什么？图7 一、选择题(1～3为单项选择题，4～6为多项选择题) 1．关于打点计时器的使用，下列说法正确的是() A．电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源以下的直流电源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．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，打出的两点间的时间间隔就越小．使用的电源频率越高，打出的两点间的时间间隔就越小D．电源的电压越高，打出的两点间的时间间隔就越小．电源的电压越高，打出的两点间的时间间隔就越小Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔为T，若纸带上共打2．打点计时器所用的电源是50 50 Hz出N个点，这条纸带上记录的时间间隔为t，则下列各式正确的是() A．T＝0.1 s，t＝NTB．T＝0.05 s，t＝(N－1)TC．T＝0.02 s，t＝(N－1)TD．T＝0.02 s，t＝NT50 HzHz，在“探究小车速度随时间变化的规律”的实3．打点计时器使用交流电源的频率为50 验中，若交流电的频率变小了而未被发现，则测得小车的速度值与真实值比较将() A．偏大．无法判断．无影响 D．无法判断．偏大 B．偏小．偏小 C．无影响4．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．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．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．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．电磁打点计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘5．通过打点计时器得到的一条纸带上的点不均匀，下列判断正确的是() A．点密集的地方物体运动的速度比较大．点密集的地方物体运动的速度比较大B．点密集的地方物体运动的速度比较小．点密集的地方物体运动的速度比较小C．点不均匀说明物体在相等的时间内发生的位移不相等．点不均匀说明物体在相等的时间内发生的位移不相等D．点不均匀说明打点计时器有故障．点不均匀说明打点计时器有故障6．采用下列哪些措施，有利于减少纸带因受到摩擦而产生的误差() A．改用6 V直流电源直流电源B．将电磁打点计时器换成电火花计时器．将电磁打点计时器换成电火花计时器C．用平整的纸带，不用褶皱的纸带．用平整的纸带，不用褶皱的纸带D．纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜．纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜二、非选择题7．在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤：．在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤： A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源B．将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路．将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码D．取下纸带．取下纸带E．放手，使小车在平板上运动．放手，使小车在平板上运动F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔其中错误的步骤是，有遗漏内容的步骤是，将以上步骤完善后以合理的顺序排列为．其中错误的步骤是，有遗漏内容的步骤是，将以上步骤完善后以合理的顺序排列为．8．某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图1所示，每相邻两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz. 图1 (1)相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为 s. (2)打第4个计数点时纸带的速度v4＝m/s.(保留三位有效数字) 9．用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度．如图2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为Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光板的宽度为3.0 cm，则滑块通过第一个光电门和第二个光电门的速度大小分别为多少？(计算结果保留两位有效数字) 图2 10．如图3所示，甲、乙两位同学对同一条纸带上的点进行测量读数，甲采取的方法是用刻所示，甲、乙两位同学对同一条纸带上的点进行测量读数，甲采取的方法是用刻度尺先测出AB间距离为x1，再分别测出BC间距离x2，CD间距离x3，DE间距离x4，再代入公式求解．而乙同学只把刻度尺零刻度线对齐A点，依次读出B、C、D、E 4点的刻度值x1、x2、x3、x4.通过计算的方法求出AB间距离为x1，BC间距离为x2－x1，CD间距离为x3－x2，DE间距离为x4－x3，再代入公式求解，你认为哪位同学的测量方法更好一些，误差更小一些？更小一些？图3 11．如图4所示是用小车拖动、用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在．试求：纸带上所选的计数点．相邻计数点间的时间间隔为0.1 s．试求：图4 (1)打点计时器打下B点时小车的瞬时速度；点时小车的瞬时速度；(2)在图5中作出小车的速度—时间图象．时间图象．图5 1．答案 B 解析 开始记录时，开始记录时，应先给打点计时器通电打点，应先给打点计时器通电打点，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带，然后释放纸带，然后释放纸带，如果先放开纸带，再接通如果先放开纸带，再接通打点计时器的电源，会导致物体运动较快，会导致物体运动较快，不利于数据的采集和处理，不利于数据的采集和处理，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，A 、C 、D 错误；B 正确． 2． 答案 B 解析 每隔1 1 ss 用笔在纸带上点下一个点，如果在纸带上点下了10个点，也就有9个时间间隔，所以纸带的运动时间是9 s ．故选B. 3．答案 2.312 5 m /s 2.125 0 m/s 不能不能 不知道OD 段的时间间隔段的时间间隔 解析 根据平均速度和瞬时速度的定义式求解． AD 段的平均速度 vAD ＝AD t AD ＝43.25－15.500.02×2×3×10－2 m /s ＝2.312 5 m/s. 当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度， 故打B 点时的瞬时速度v B ＝AC t AC ＝32.50－15.500.02×2×2×10－2 m /s ＝2.1250 m/s . s. 无法算出OD 段的平均速度，因为不知道O 、D 间有多少个点，因而不知道OD 段的时间间隔．1．答案 C 2．打点计时器所用的电源是50 50 Hz Hz 的交流电，其相邻点间的时间间隔为T ，若纸带上共打出N 个点，这条纸带上记录的时间间隔为t ，则下列各式正确的是( ) A ．T ＝0.1 s ，t ＝NT B ．T ＝0.05 s ，t ＝(N －1)T C ．T ＝0.02 s ，t ＝(N －1)T D ．T ＝0.02 s ，t ＝NT 答案 C 解析 电源频率f ＝50 Hz ，则相邻点间的时间间隔T ＝1f ＝150s ＝0.02 s ，纸带上共打出N 个点，则有N －1个时间间隔，即t ＝(N －1)T ，C 正确．3．答案 A 解析 打点计时器打点的频率是由电源的频率决定的，且打点的频率等于电源的频率．当交流电的频率为50 Hz 时，打点计时器每隔0.02 s 打一个点；当交流电频率低于50 Hz 时，打点计时器打点的时间间隔将大于0.02 0.02 s s ，计算速度时如果仍按0.02 0.02 s s ，由v ＝Δx Δt 可知，将导致测量出的速度值大于其真实值．4．答案 AB 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． 5．答案 BC 解析 纸带上每相邻两个点之间的时间间隔都相等，所以点密集的地方，说明相同长度的纸带通过打点计时器的时间长，所以物体运动的速度比较小，故A 错，B 对．点不均匀说明物体在相等的时间内发生的位移不相等，故C 对，D 错．6．答案 BCD 解析 改用6 V 直流电源，直流电源，打点计时器无法工作，打点计时器无法工作，A 项错误．项错误．电火花计时器与纸带间的摩擦电火花计时器与纸带间的摩擦更小，B 项正确．用平整的纸带，纸带理顺摊平能减小摩擦，C 、D 项正确．二、非选择题7．答案 A D BFCAED 解析 合理的步骤如下：B ．将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路F ．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C ．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码A ．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，接通电源 E ．放手，使小车在平板上运动D ．断开电源，取下纸带8．答案 (1)0.1 (2)1.20 0.11＋0.129＝d Δt ＝3.0×100.29 d Δt ＝3.0×100.11 ＝x AC 2T ＝52.0×1032×0.1 ＝x BD 2T ＝(84.0－24.0)×102×0.1 ＝x CE 2T ＝(120.0－52.0)×102×0.1速度—时间图象如图所示。

一、观察打点计时器并阅读教材，了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法。

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（电源频率是50Hz，工作电压在6V以下）。

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。

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（工作电压为220V）。

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。

电火花式打点计时器比电磁式打点计时器优越处在于：（1）电火花式打点计时器阻力小，更准确（2）电火花式打点计时器打出的点，点迹清晰，成圆点状，更容易辨认。

二、打点计时器的使用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。

三、练习使用打点计时器1、了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项，把打点计时器固定好。

2、按照说明连接使用仪器并把纸带装好。

3、启动电源，用手水平地拉纸带，纸带上就打出一行小点。

随后立即关闭电源。

4、取下纸带，观察点子的分布情况，选择适当的计数点，注意计数点间的时间间隔。

5、用刻度尺分别测量出第一个点到第n个点的距离，把测量数据填入自己设计的表格中。

（1）根据平均速度的定义式x v t ∆=∆，当t ∆很短时，可以认为x t∆∆表示t 时刻的瞬时速度。

作业(四) 实验：用打点计时器测速度实验要点归纳一、实验步骤1．把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．2．把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6 V 低压交流电，电火花计时器接220 V 交流电)．3．先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源．4．取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n 个点，那么n 个点的间隔数为(n －1)个，则纸带的运动时间Δt ＝(n －1)×0.02 s.5．用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx .6．利用公式v ＝Δx Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度． 7．把纸带上能看得清的某个点作为起始点O ，以后的点分别标上A 、B 、C 、D 、…作为“计数点”，如图所示，依次测出O 到A 、A 到B 、B 到C 、…之间的距离x 1、x 2、x 3、….二、数据处理1．计算瞬时速度打点计时器打点的周期为T ＝0.02 s(足够小)，则A 、B 、C 、D 、…各点的瞬时速度可分别认为是：v A ＝x 1＋x 22T ，v B ＝x 2＋x 32T ，v C ＝x 3＋x 42T，v D ＝x 4＋x 52T，….把计算所得的各点的速度填入下表中．位置 A B C D E F(x n＋x n＋1)/mv/(m·s－1)2.用v-t图象描述物体的速度(1)v-t图象的画法用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v-t图象．三、误差分析1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度．2．分段测量计数点间的位移x带来误差．减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离．四、注意事项1．电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用6 V以下的交流电源；电火花计时器要使用220 V交流电源．2．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．3．打点前应使物体停在靠近打点计时器的位置．4．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．5．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．[基础训练]1．下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是()①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源②两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样③电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸④电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉A．①②B．③④C．①③D．②④2．某同学在匀变速直线运动的实验探究中，发现纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，可能是因为()A．打点计时器错接在直流电源上B．电源电压不稳定C．电源的频率不稳定D．振针压得过紧3．(多选)打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ( )A ．时间间隔B ．位移C ．瞬时速度D ．平均速度4．在一次实验中，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，下列表述正确的是( )A ．实验时应先放开纸带再接通电源B ．从纸带上可求出计数点F 对应的速率C ．从纸带上可求出计数点B 对应的速率D ．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s5．在实验中，某同学得到一条打点清晰的纸带如图所示，要求测出D 点的瞬时速度．本实验采用包含D 点在内的一段时间间隔中的平均速度来粗略地代表D 点的瞬时速度，下列几种方法最准确的是( )A.AG Δt 1＝v D ，Δt 1＝0.14 s B.BE Δt 2＝v D ，Δt 2＝0.06 s C.CE Δt 3＝v D ，Δt 3＝0.1 s D.CE Δt 4＝v D ，Δt 4＝0.04 s6．在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中．(1)下列操作中正确的是________(填选项序号)．A ．在释放小车前，小车要靠近打点计时器B．打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C．先接通电源，后释放小车D．电火花计时器应使用低压交流电源(2)如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，四条纸带的a、b间的平均速度最小的是()7．在“用打点计时器测速度”的实验中．(1)打点计时器使用的电源是________(填“交流”或“直流”)电源，其中电火花计时器的工作电压为________ V.(2)某同学在实验中，用交流电频率为50 Hz的打点计时器记录了抽动纸带的运动情况，图示为某次实验中得到的一条纸带的一部分，以及用毫米刻度尺测量的情况，纸带上点迹清晰，A、B、C、D是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是________ s；试估算打A、D点的时间内抽动纸带的速度为________ m/s(结果保留两位有效数字)；打B点时抽动纸带的速度为________ m/s(结果保留两位有效数字)．[能力提升]8．某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共7个计数点，其相邻两点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s.(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F 五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字)．v B v C v D v E v F数值(m/s)(2)将B、C、D、E、F各时刻的瞬时速度标在如图所示的直角坐标系中，并在图中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．9．如图所示是一个物体运动的速度图象，据此读出物体在各阶段的运动情况．10．在研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每5个点取一个计数点，试根据纸带求解以下问题：(1)纸带的哪一端与物体相连？(2)相邻计数点间的时间间隔是多少？(3)BD段对应的平均速度是多大？(4)打C点时瞬时速度的大小是多大？。

第四节 实验：用打点计时器测速度【基础知识】1．打点计时器有两种，一种是电磁打点计时器，一种是电火花计时器，它是一种记录时间与相等时间间隔内位移大小的仪器。

2．电磁打点计时器使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6V 以下，一般为4～6V 。

当电源的频率是50H z 时，它每隔0.02S 打一个点。

3．如图所示是电磁打点计时器的构造示意图，其中A 是接线柱，B 是线圈，C 是振片，D 是永久磁铁，G 定位孔，H 是复写纸，I 是纸片。

4．当电源频率是50H z 时，打点计时器打点的时间间隔是0.02S 。

因此，打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带与运动物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。

研究纸带上的点之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里发生的位移，从而了解物体运动的情况。

5．安装打点计时器，应注意将其固定牢固，且应注意将复写纸套在定位轴上，并压在纸带上方，复写纸涂有复印油墨的一面应向下放置。

6．利用打点计时器进行实验的过程中，用手拉动纸带的速度不要太小，拉动要沿水平方向，保证纸带不与限位孔的边缘相擦，直到将纸带全部拉出。

【学法指导】一、疑难分析1．电磁打点计时器的工作原理：它是利用通过电磁打点在纸带上打出点迹的一种仪器；电火花计时器利用火花放电的计时仪器。

当交流电源频率为50Hz 时，它每隔0.02s 打一个点，所以，在纸带上我们均能计算出它们的打点时间，其时间等于打点间隔数与0.02s 的乘积。

.2．利用纸带上记录的位移计算瞬时速度方法如图所示，当t ∆很短时，B 、D 之间的平均速度可以近似地看成是打C 点时的瞬时速度，即BD C v v ≈，当纸带是被物体拉着做匀变速直线运动时，某段时间内的时间中点的速度等于这段时间内的平均速度，即：BD C v v =。

二、典型例题（一）打点计时器的基本概念打点计时器是一种重要的力学实验仪器，弄清它的工作原理、结构是正确操作的前提。

第四节实验：用打点计时器测速度【学习目标】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、位移)．2．会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度．3．明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度一时间图象，【自主学习】一、电磁打点计时器观察打点计时器并阅读教材，了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法．1、电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，每隔________秒打一次点，二、电火花计时器观察打点计时器并阅读说明书了解电火花打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法．1、电火花计时器通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，振针每隔 s打一次点。

【预习自测】1．关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（）A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带同时接通电源 D．先接通电源或先释放纸带都可以2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到或直接测量得到的物理量是（）A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度4．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或某段时间内的位移C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况5．如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，及毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度_________m/s，在A、D间的平均速度为_________m/s，B点的瞬时速度更接近于______________m/s6．如图所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是 50 Hz ．试回答：单位：cm(1) A、B、C、D是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是多少．(2) 测量数据标在图中，试估算出打点B时的抽动纸的速度大小．【课堂探究】知识点一：练习使用打点计时器学生自主阅读教材中的实验步骤提示．学生动手练习使用打点计时器问题1：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?问题2：如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动（）知识点二：用打点计时器测量瞬时速度实例：如图，测量出包括E点在内的D，F两点间的位移△x和时间△t，算出纸带在这两点间的平均速度v=△x/△t，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度．△x/△t可以大致表示正点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近正点的瞬时速度．然而D，F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点．学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这个点的一段时间内的位移△x，同时记录对应的时间△t，填下表．位置0 1 2 3 4 5△x/mt/sv/m·s－1根据v=△x/△t算出刚填完的表1中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，填下表．从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况．知识点三：用图象表示速度问题：刚才我们从表2中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况，图象是表示变化规律的好方法，我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢?请同学们先看课文并回答．学生具体操作描点．学生用打点计时器测得数据作出图象一一速度时间图象，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律．更形象直观地显示自己手拉纸带的运动速度变化情况．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。