高中物理-打点计时器

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。

高一物理打点计时器公式打点计时器是物理实验中常用的一种仪器，用于测量物体运动的时间。

在高一物理学习中，我们常常会遇到打点计时器的使用，因此了解打点计时器的原理和相关公式是非常重要的。

打点计时器的工作原理是通过红外线传感器来检测物体通过的时间间隔。

当物体经过红外线传感器时，会遮挡住红外线，从而使传感器感应到光的变化。

打点计时器会记录下物体通过传感器的时间，从而得出物体的速度、加速度等相关信息。

打点计时器的公式主要包括以下几个方面：1. 时间间隔公式：打点计时器用来测量物体通过的时间间隔，时间间隔公式可以表示为Δt = t2 - t1，其中Δt表示时间间隔，t2表示物体通过传感器的结束时间，t1表示物体通过传感器的起始时间。

通过测量时间间隔，我们可以计算出物体的速度、加速度等运动参数。

2. 平均速度公式：在实验中，我们常常需要测量物体的平均速度。

平均速度公式可以表示为v = Δx / Δt，其中v表示平均速度，Δx 表示物体通过传感器的距离，Δt表示物体通过传感器的时间间隔。

通过测量距离和时间间隔，我们可以计算出物体的平均速度。

3. 加速度公式：在某些实验中，我们还需要测量物体的加速度。

加速度公式可以表示为a = Δv / Δt，其中a表示加速度，Δv表示物体速度的变化量，Δt表示时间间隔。

通过测量速度的变化和时间间隔，我们可以计算出物体的加速度。

4. 自由落体公式：在研究自由落体运动时，我们常常会用到自由落体公式。

自由落体公式可以表示为h = 1/2gt^2，其中h表示自由落体的高度，g表示重力加速度，t表示物体下落的时间。

通过测量物体下落的时间，我们可以计算出物体的下落高度。

除了上述公式外，打点计时器的使用还需要注意一些实验技巧和注意事项。

首先，我们要保证打点计时器的传感器正常工作，确保传感器对物体通过的检测准确无误。

其次，我们要合理安排物体通过传感器的距离和时间间隔，以保证实验数据的准确性和可靠性。

第1.4课（实验）用打点计时器测速度一、实验原理1.两种打点计时器的比较电磁打点计时器电火花计时器结构示意图打点原理电磁作用下振针上下周期性振动打点脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点工作电压6 V 以下交流电源220 V 交流电源打点周期0.02 s 0.02 s阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，比前者小功能功能相同，都是计时仪器电磁打点计时器的工作原理如图所示，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．振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时，便会打上一系列点．二、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V 交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。

打点计时器的作用1. 测时间（直接测出，电源频率 50 Hz ，每隔 0.02 s 秒打一个点）。

2. 测位移（直接测出）。

3. 测纸带的速度（间接测出），研究物体的运动。

4.分析纸带 → 研究物体运动 用打点计时器测量瞬时速度 （1）测平均速度：x t∆=∆v 方法：先取计数点0，1，2，3，4……用刻度尺量出计数点间的距离（位移）Δx ，计入表格，同时记下对应的时间Δt ，然后根据公式算出平均速度。

（2）测瞬时速度：当Δt 无限小的时候，两点间的平均速度近似等于两点间某点的瞬时速度，故——用两点间的平均速度代替两点间某点的瞬时速度。

三、实验过程 1.实验步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。

(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V 的低压交流电源上。

(3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点。

【高中物理】用打点计时器测速度用打点计时器测速度由物理网资料整理实验原理：1、电磁打点计时器。

电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4~6v。

当电源的频率是50hz时，它每隔0.02s打一个点。

电磁打点计时器是应用电磁原理制成的。

通电前，先在打点计时器上装上纸带，并把复写纸片压在纸带上。

然后把线圈与50hz、4~6v的交流电源接通。

此时，振动板被磁化，并在磁力的作用下振动。

振动针每0.02秒压一次复写纸，一系列想法被记录在移动物体拖动的纸带上。

这些点对应地代表运动物体在不同时间的位置，相邻两点之间的时间间隔为0.02s。

通过测量纸带上这些点之间的距离，我们可以定量地研究物体的运动规律。

2、电火花计时器。

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器。

使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸之间。

当接通用220v交流电源，按下脉冲输出开头时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接到负极的纸盘火花放电，于是在运动的纸带1上打出一列点迹。

当电源频率是50hz时，它也是每隔0.02s打一次点。

这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。

上述两个计时器之间的时间间隔为t=0.02s。

因此，纸带上的点记录纸带的移动时间。

如果纸带与运动物体相连，纸带上的点将相应地代表运动物体在不同时间的位置。

通过研究纸带上点之间的间隔，我们可以了解运动物体在不同时间的位移，从而了解物体的运动。

实验步骤：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在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否在两条纸带之间。

2.将定时器上的电源插头连接至220V交流电源插座。

3.按下脉冲输出开头，用手水平地拉动两条纸带，纸带动上就打上一列车员小点。

4.取下纸带，从你能看到规章制度的地方数一数纸带上的点数。

如果总共有n个点，则间隔点数为（n-1）。

使用t=0.02（n-1）计算纸带的移动时间t。

《打点计时器的使用》（知识点+巩固练习）【知识点回顾】：1.作用：记录运动时间2.分类：电磁打点计时器和电火花计时器3.电源要求：低压交流电源4.电压要求：电磁打点计时器：约8 v；电火花计时器：220v5.工作原理: 电磁打点计时器:在电磁作用下靠振针振动打点电火花计时器: 脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘、纸盘轴放电打点6.搭配器材: 电磁打点计时器:纸带、学生电源、复写纸电火花计时器: 纸带、墨粉纸盘7.阻力来源: 电磁打点计时器:纸带与限位孔、计时器底面的摩擦，与振针的摩擦电火花计时器:纸带与限位孔、计时器底面的摩擦8.打点周期：电源频率为50Hz时，都是每隔0.02s打一次点电源频率小于50Hz时，都是每隔大于0.02s打一次点9.计数周期:电源频率为50Hz时：若每5个点取一个计数点，则：相邻计数点间的时间间隔为0.1s若每3个点取一个计数点，则：相邻计数点间的时间间隔为0.06s10.使用步骤:：一定：将打点计时器固定在桌面、木板或者铁架台上二装：按要求安装纸带三打点：先接通电源，后释放纸带（或物体），打完后，先关闭电源，后取下纸带。

四重复：换新纸带，重复步骤（3），得到多条打点纸带五取点：选取纸带，测量并计算：从能够看清某个点开始，往后数n个点，则从第1个点到第n个点的时间间隔t=(n-1)×0.02s，用刻度尺测量第1个点到第n个点间的距离△x11.使用注意事项:（1）实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。

（2）释放前，物体应靠近打点计时器放置（3）使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放纸带（4）使用电火花计时器时，应注意把两条纸带穿好，使墨粉纸盘位于两条纸带中间，使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过限位孔，压在复写纸下面（5）打点完毕，立即断开电源．(6)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住．(7)选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少（8）对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，可统一测量出各个测量点到起始测量点之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。

高中物理--用打点计时器测速度练习(含答案)1.关于打点计时器及其操作,下列说法正确的是( )A.打点计时器是一种计时仪器,若使用电源的频率为50Hz,则每隔0.02s打一次点B.电磁打点计时器使用的是4～6的交流电或直流电,而电火花计时器使用的是220V的交流电C.实验操作时,先接通打点计时器然后让物体带动纸带运动D.实验操作时,让物体带动纸带运动的同时接通打点计时器2.关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( )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.电源的电压越高,打点的时间间隔就越小3.关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( )A.电磁打点计时器应使用低压交流电源,交流电频率为50HzB.纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复写纸的上面C.要先通电,后释放纸带,纸带通过后立即切断电源D.为减小摩擦,每次测量应先将纸带理顺4.利用打点计时器打出的纸带( )A.能准确地求出某点的瞬时速度B.只能粗略地求出某点的瞬时速度C.不能准确地求出某段时间内的平均速度D.可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度5.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,在图示记录的时间内( )A.纸带均做匀速运动B.丙纸带的平均速度最大C.丁纸带的平均速度最大D.乙和丁纸带的平均速度一样大6.如图所示为在“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,相邻计数点间的距离分别为12x x 、和3x ,时间间隔均为T ,则打点计时器打下点2时物体速度大小的表达式为( )A.32x x T -B.312x x T -C.1233x x x T ++D.232x x T+ 7.在实验中,打点计时器所用电源的频率为50Hz,下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是( )A.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10sB.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08sC.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08sD.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10s8.如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段,A B 、两点为计数点,中间点迹为实际点迹,打点计时器电源的频率为50 Hz,则A B 、两点间的时间间隔为( )A.0.01 sB.0.02 sC.0.05 sD.0.10 s9.在“练习使用打点计时器”实验中,利用重物牵引小车,用电磁打点计时器打点,50Hz f =,得到一条清晰的纸带.取其中的...7A B C 、、、个点进行研究,这7个点和刻度尺标度的对应位置如图所示.(1)小车向_________运动(相对图中方位,填“左”或“右”);(2)A点到D点的距离是___________cm,打F点时小车的瞬时速度是_________m/s;(3)如果当时交变电流的频率是50Hzf=处理,那么速度的测量值将f=,而计算时仍按50Hz_____________(填“偏大”“偏小”或“相等”)(已知1/=).T f10.某同学在用打点计时器测速度”的实验中, 得到如图所示的纸带, 该同学所用的交流电源的频率为.在纸带上从点开始依次取了五个计数点, 且每相邻两个计数点间有3个点未画出, 其中.（1）每相邻两个计数点间的时间间隔为_____ s .（2）打点时纸带的速度大小为_____ , 纸带运动的加速度大小为_____ .（结果均保留位有效数字）11.电磁打点计时器是一种使用______(选填“直流”或“交流”)电源的计时仪器,电源的频率为,则它每隔______s打一次点.在某次“练习使用打点计时器”实验中,其中一段打点纸带如图所示,A、B.C. D是连续打出的四个点.由图中数据可知,纸带的运动是______(选填“匀速”或“变速”)运动,在纸带上打下A. D两点间运动的平均速度大小是______m/s.12.光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器, 其结构如图甲所示, a、b分别是光电门的激光发射和接收装置, 当有物体从a、b间通过时, 光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.利用图乙所示的装置可以测量滑块和长木板间的动摩擦因数, 图中MN是水平桌面, Q是长木板与桌面的接触点, 1和2是固定在长木板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, 长木板顶端P点悬有一铅锤.实验时, 让滑块从长木板的顶端滑下, 光电门1.2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和.测量滑块的宽度d=10.10mm.(1)滑块通过光电门1时的速度＝________m/s, 滑块通过光电门2时的速度＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(2)由此测得的瞬时速度和只是一个近似值, 它们实质上是通过光电门1和2时的________, 要使瞬时速度的测量值更接近于真实值, 可将________（填“滑块”或“光电门”）的宽度减小一些.答案以及解析1.答案: AC解析: 打点计时器是一种计时仪器,若使用电源的频率为50Hz,则每隔0.02s打一次点,A正确;电磁打点计时器的工作电源是4～6V的交流电,B错误;实验操作时,应先接通打点计时器,等打点计时器工作稳定后让物体带动纸带运动,C正确,D错误.2.答案: C解析：电磁打点计时器使用交流低压电源,选项 A 错误；使用打点计时器时应先接通电源,后让物体运动,选项 B 错误;打点的时间间隔是电源频率, 与电源的电压高低无关, 选项C 正确, 选项D 错误.3.答案: ACD解析: 电磁打点计时器应使用低压交流电源,交流电频率为50Hz,故A正确;纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复纸的下面,故B错误;要先通电,后释放纸带,纸带通过后立即切断电源,故C正确;若不理顺纸带,会造成较大摩擦,甚至会把纸带拉断,故D正确.4.答案: B解析: 打点计时器记录了物体在一定时间间隔内的位移,可以求出平均速度,但是不能精确求出瞬时速度大小,故A错误;根据公式v=x/t可知,当时间很短、位移很小时可以利用平均速度求解公式来粗略求出瞬时速度大小,故B正确;根据所打点之间的距离以及时间间隔可以求出平均速度的大小,故C错误;只有在匀变速直线运动中某段时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小,故D错误.5.答案: C解析: 甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、乙、丙不是做匀速运动,故A错误;丙纸带上的点迹最多,则所用时间最长,而且位移小,故平均速度最小,故B错误;甲、乙、丙上均有5个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平均速度最大,故C正确,D错误.6.答案: D解析: 因为物体做匀变速直线运动,打点2时物体的速度等于点1到点3的平均速度,由图可知,1到3过程的位移为,时间为,故打点2时物体的速度为,故选D.7.答案: A解析: 每隔四个点取一个计数点,相邻的计数点间有五个时间间隔,而打点计时器每隔0.02s打一个点,所以两计数点间的时间间隔为0.10s,故A正确,B错误;每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.12s,故C.D错误.8.答案: D解析: 已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02 s.由图可知, 两点间有5个间隔,故间的时间间隔为,故选D.9.答案: (1)左(2)4.13～4.17 0.22～0.24 (3)偏小解析: (1)由纸带可知,相等时间内,从左向右点与点间隔越来越大,而小车在重物的牵引下速度越来越快,所以小车向左运动.(2)由图可知,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s T =,A 点到D 点的距离是4.15cm,匀变速直线运动中某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,则0.10670.0610m/s 0.23m/s 220.1EG F x v T -==≈⨯. (3)如果当时交变电流的频率为51Hz ,50Hz f >,那么实际打点周期偏小,根据运动学公式x v t =,真实的速度值将大于测量值,所以速度的测量值与速度的真实值相比会偏小.10.答案: （1）0.08（2）1.08;1.00解析: （1）由于所用电源频率为 , 每相邻两个计数点间有3个点未画出, 故每相邻两个计数点间的时间间隔为 .（2）打D 点时的速度大小 , 纸带运动的加速度大小 .11.答案: 交流; 0.02; 变速; 2解析: 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器, 电源的频率是50Hz 时, 它每隔0.02s 打一次点.根据纸带数据得出相邻的点之间的距离之差相等, 即△x=0.4cm,所以纸带的运动是匀变速直线运动.根据平均速度定义式得纸带在打下A. D 点间运动的平均速度大小12.答案: (1)1.0; 2.5;(2).平均速度; 滑块解析：（1） ； .（2） 实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度, 要使瞬时速度的测量值更接近于真实值, 可将滑块的宽度减小一些.。