物理打点计时器测速度PPT课件

直流？ 交流？
振片 振针
定位轴
线圈
复写纸
压纸框架 永久磁铁 纸带
限位孔
振片 振针
定位轴
线圈
复写纸
压纸框架 永久磁铁 纸带
限位孔
2、电火花计时器 （1）构造： （2）原理：
脉冲电流经放电针、墨粉纸盘 放电
（3）工作电压：交流220V
尖端放电
3、打点计时器的作用 （1）测时间 (电源频率50Hz，每隔_0._02_秒打一个点) （2）测位移 （3）研究纸带 → 研究物体运动
二 、练习使用打点计时器
• 1、操作步骤 • （1）固定计时器 • （2）穿纸带 • （3）启动电源，拉纸带，随后
立即关电源
点迹密集的地方表示 速度较小
△x ＝？
疏密与速 度的关系
△t ＝？
探 • 纸带的处理 ——1.测平均速度
究•
（1）需测量的量：
位移 △X=? 时间间隔△t=?
（2）关系式：
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 1 2 3 4 56 7 8
速度－时间图像
t/10-1s
学习永远 不晚。 JinTai College
感谢您的阅读！ 为 了 便于学习和使用， 本文档下载后内容可 随意修改调整及打印。
V0 < V1 < V2 < V3
用图象表示速度示例
位置 0
1
2
3
4
t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 v/(m·s-1) 0.05 0.1 0.2 0.3 0.28
v/(m·s-1)
5 678 0.5 0.6 0.7 0.8 0.28 0.18 0.24 0.45
一.建系

02 实验操作与数据处理
CHAPTER
实验操作
安装纸带
将纸带穿过限位孔，一端固定 在重锤上，另一端穿过打点计 时器并固定在支架上。
Hale Waihona Puke 多次测量为提高准确性，进行多次测量 并记录数据。
实验准备
检查打点计时器、纸带、重锤 等是否完好，确保电源连接稳 定。
启动计时器
按下计时器开始按钮，让重锤 自由下落，打点针在纸带上留 下点迹。
02
03
04
人为误差
测量过程中可能存在的人为误 差，如读数不准确或记录错误
。
仪器误差
打点计时器的机械误差、纸带 与限位孔的摩擦等。
操作误差
实验操作过程中可能出现的误 差，如纸带安装不直、重锤下
落时受到空气阻力等。
随机误差
由于实验条件的不稳定或随机 因素引起的误差。
03 实验结果分析
CHAPTER
实验结果展示
误差分析
实验中可能存在人为操作误 差、测量误差以及打点计时 器的机械误差等，这些都会 对实验结果产生影响。
思考题
01
02
03
04
如何减小实验误差？
如何处理实验数据以提高结果 的准确性？
在实际生活中，哪些场合可以 用到打点计时器测加速度的方
法？
你认为实验中哪些步骤可以进 一步优化或改进？
谢谢
THANKS
在实验过程中，应避免纸带断裂或高速运 动时对人体造成伤害，特别是在更换纸带 或调整设备时更需注意。
确保实验场所整洁
定期检查设备
打点计时器工作过程中会产生纸尘和油污 ，应保持实验场所整洁，避免对人员健康 造成影响。
为确保设备正常运行和安全使用，应定期 对打点计时器进行检查和维护。

[例2] 打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次 实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图1－ 4－6所示，纸带在A、C间的平均速度为____ 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/s。
图1－4－6
[解析] A、C 间的位移为 Δx1＝1.40 cm，A、C 间的时间 为 Δt1＝0.04 s，所以 A、C 间的平均速度
车从一端垫高的木板上滑下，木板旁装有
光电门，其中A管发出光线，B管接收光线。
当固定在车上的遮光板通过光电门时，光线
被阻挡，记录仪上可以直接读出光线被阻 挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电
图1－4－4
门的时间。根据遮光板的宽度 Δx 和测出的时间 Δt，就可以算 出遮光板通过光电门的平均速度( v ＝ΔΔxt )。由于遮光板的宽度 Δx 很小，因此可以认为，这个平均速度就是小车通过光电门的 瞬时速度。
二、实验原理 (1)打点计时器的原理及使用：
电火花计时器
电磁打点计时器
结构图示
工作 电压
220 V交流电
6 V交流电
打点 方式 打点周期 记录信息
电火花计时器
电磁打点计时器
周期性产生电火花
振针周期性上下振动
0.02 s
位移、时间
0.02 s
(2)与运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体 在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移 Δx， 这两点间的时间间隔可由 Δt＝(n－1)×0.02 s 求得，则平均 速度 v＝ΔΔxt ，当 Δt 很短时，可以认为ΔΔxt 为 t 时刻的瞬时速度。
六、误差分析 (1)利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系 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)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。

高一
物理
授课
谭文彬
一、误差
1、概念

物理量在客观上存在着准确的数值， 称为真实值。 实际测量得到的结果称为测量值。 测量值与真实值的差异称为误差。

2.从误差来源看，误差分两类
(1).系统误差：
形成原因：仪器不精确；原理不完善； 方法粗略。 特 点：多次实验总是偏大或总是偏小 减小途径：校准仪器；完善原理； 改进方 法
头脑风暴

2.如何测出E点的瞬时速度？
D
F
D
F
D F
原则：准确性 可行性
△ x0
△ x1
△ x2
△ x3
0
1
2
表2 纸带在几个时刻的瞬时速度
3
位置
0
1
2
3
△x/m △t / S
-1 v/(m s )
t/s
0
用图象表示速度



1、图像特点：直观 2、常用作图法 （1）描点作图 （2）据函数关系式作图 3、作图步骤 （1）建立平面坐标系 （2）描点 （3）作图
打点计时器
3.4 电磁打点计时器 —— 注意
① 工作电流为交流电 ② 工作电压 4-6V 以下 ③ 实验前检查打点的稳定性和清晰程度 ④ 使用时应先接通电源，待打点计时器 稳定时再拉动纸带或释放物体 ⑤ 手拉动时，速度应适当快一些，以防 打的点迹太密集
打点计时器
4.1 电火花计时器 —— 构造
正脉冲输入插座 负脉冲输入插座
用打点计时器测量平均速度
探究
△x ＝？
△t ＝？
疏密与 速度的 关系

纸带的处理 ——1.测平均速度
（1）需测量的量： （2）关系式：

16.1－3.9×10－2 v3＝ m/s＝0.61 m/s， 0.2 22.8－9.0×10－2 v4＝ m/s＝0.69 m/s， 0.2 30.1－16.1×10 v5＝ 0.2
－2
m/s＝0.70 m/s.
(2)以 O 点为坐标原点建立直角坐标系．横坐标表示时间， 纵坐标表示速度，根据第一问计算出的结果在直角坐标系中描 点，然后连线得到 v－t 图象如右图所示．
三、实验器材 打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)、纸带、
刻度尺 、交流电源、导线等．
四、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．
用打点计时器应注意(
)
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片压在纸带的上面 B．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带 C．使用打点计时器在ห้องสมุดไป่ตู้动纸带时，拉动的方向应与限位孔 平行 D．使用电磁打点计时器和电火花计时器时都应将计时器先 固定在桌子上
2.利用 v－t 图象分析物体的运动 (1)v－t 图象
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．
(2)v－t 图象的意义 v－t 图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况， 但它并 不是物体运动的轨迹．
[解析] 在 A 选项中，都应该把纸带穿过限位孔．在应用电 磁打点计时器时，是把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面．而 电火花计时器，是把墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带 之间(若用一条纸带时，是把墨粉纸盘放在纸带的上面)．在 B 选 项中先接通电源，再拉动纸带，这样可以保证让尽可能多的点打 在纸带上，能较好地控制实验进行，B 正确．C 选项中拉动纸带 的方向与限位孔平行，能减小纸带与限位孔之间的摩擦，C 正 确．为了防止实验过程中，计时器的移动，实验前都要先把计时 器固定在桌子上．

变式训练2 当纸带与运动物体相连接时， 打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸 带上点痕的说法中正确的是 ( ) 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．纸带上点痕的分布情况反映了物体 的运动情况 答案：ABD
典型例题解析
例1在使用电磁打点计时器以前应检查以 下哪些方面的内容
(
A．所用电源是否符合要求 B．纸带是否平整 C．打点周期的等时性是否良好 D．复写纸安装是否正确 答案：ABCD
)Байду номын сангаас
解析：选用合适的电源，是保证打点计 时器安全、正常工作的前提；纸带是否平整， 影响到纸带运动时受到的阻力，纸带平整时 阻力比较小；打点周期性是否良好直接决定 着实验结果的误差大小；复写纸的安装是否 正确，影响着打点的清晰度．根据以上分析 可见，四个选项的内容都是实验前应该检查 的．
阻力来源 精确比较
5、注意事项：
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点， 如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写 纸片的高度使之增大一点。 ②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计 时器稳定后，再释放纸带。 ③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的 位置。 ④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正 确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打 点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸 下面。
解析：打点计时器的振针打点的频率一定 (50Hz)，相邻两点间的时间间隔相等，如果 纸带匀速运动，点迹均匀；如果纸带加速运 动，点迹变稀；如果纸带减速运动，点迹变 密．
规律总结：(1)选取一条点迹清晰的纸带 为研究对象． (2)分析纸带上点与点之间间隔的变化情 况． (3)若点与点之间的距离相等，就可判断 物体做匀速运动，若点与点间距越来越大， 则物体做加速运动，反之做减速运动．

（1）测时间t：电源频率50Hz，每隔0.02秒打一个点； （2）测某段时间的位移 x ；（用刻度尺） （3）分析纸带 → 研究物体运动。
二.练习使用打点计时器：
1.将打点计时器固定在长木板的一端；
2.将打点计时器接到学生电源4-6v交流电压档，让纸带穿 过限位孔，压在复写纸下面；
3.先接通电源，待振针工作稳定后，再用手拉动纸带，纸 带上打出一行清晰点迹，随后立即关闭电源；
0.10 0.10 0.10 0.10
0.090 0. 165 0. 240 0. 415
思考与讨论：
• 1. 使用打点计时器时，先接通电源，再拉动纸带，次序 能否颠倒？颠倒后会造成什么样的结果？ 浪费纸带，有效长度短
• 2. 使用打点计时器之前没有检查振针，振针距复写纸的 距离过高，在使用该计时器时可能会造成什么样的结果？ 若振针距复写纸的距离过低，在使用该计时器时可能会 造成什么样的结果？ 无点迹 直线
复写纸工作； • 2. 电火花打点计时器，使用交流220v电压，脉冲电
流经放电针、墨粉纸盘放电打点； • 二. 使用打点计时器 • 1. 固定仪器，安装纸带即穿过限位孔； • 2. 先接电源，后拉纸带，及时断电；
• 二. 数据处理： • 1. 纸带上一点代表一个时刻（位置），一段长度代
表一段时间（位移）； • 2. 若两点之间间隔n个点，则这段时间t=0.02(n+1)s.
AB之间的距离S1=_0__.4_5_cm，AC之间的距离 S2=_1_.4__3_cm，AD之间的距离S3=__2_.5__1_cm，纸带在A、 C间的平均速度为VAC=_0_._3_5_8_m/s，在A、D间的平均速 度为VAD=__0_.4_1__8m/s。（计算结果保留三位有效数字）

第一章 运动的描述
4、实验：用打点计时器测速度
频 闪 照 相
时间间隔相同 时间特点：_____ 逐渐增加 位移特点：_____ 可以怎样研究运动？ 不同时刻对应不同的位置
能否设计一个与“频闪照相”类似的方 头 脑 法？ 风 一种方案： 暴
机器的发明可以帮助完成“不可能的任务”
一 ` 两 种 打 点 计 时 器
二 ` 练 习 使 用 打 点 计 时 器
1、操作步骤
（1）固定计时器
（2）穿纸带
（3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源
2、纸带的简单处理 ——测平均速度 （1）需测量的量： 距离、时间间隔
x （2）关系式：v t
△x ＝？
疏密与速度 大小的关系
△t ＝？
如何测出E点的瞬时速度？ 头 脑 风 F D 暴
F
D
D F
头 脑 风 暴
D
F
D
F
如果我们不要求很精确，可以用D、F间的平均速度粗 略的代表E的瞬时速度，也未尝不可。 D、F两点离E点越近，算出的平均速度就越接近E点 的瞬时速度。然而D、F两点的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。
D F
三 △ x0 △ x1 △ x3 △ x2 ` 测 瞬 1 2 3 时 0 速 1、测量原理：用相邻两点间的平均速度去代替 这点的瞬时速度 度
电磁打点计时器
电火花计时器
一 1、电磁打点计时器 ` （1）构造 两 种 （2）原理 打 （3）工作电压：6V以下 点 计 直流？ 时 交流？ 器
一 2、电火花计时器 ` （1）构造： 两 种 打 （2）原理： 点 脉冲电流经放电针、 计 墨粉纸盘放电 时 （3）工作电压：220V 器

（2）用上式计算出打下点G重锤的速度为vG=
m/s
•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得再没有什么事情需要学习，于是他们不进则退。经验丰富的人读书用两只眼睛，一只眼睛看到纸面上的话，另 一眼睛看到纸的背面。2022年4月11日星期一2022/4/112022/4/112022/4/11 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。2022年4月2022/4/112022/4/112022/4/114/11/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/112022/4/11April 11, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
例题
某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的 实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示， 图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，
点A、B、C、D……依次表示点O以后连续的各点。已
知打点计时器每隔T=0.02 s打一个点。
（1）打点计时器打下点G时重锤的速度可用表达式
vG= ___________进行计算
(4)取下纸带
2.用平整的纸带，不用皱折的纸带、 纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜
使用打点计时器
△x
12 3
……
n
△t
（5）从能够看清的某个点开始，往后数出若干个 点。如果数出n个点，这些点划分出来的间隔数是n-1,
由此计算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间△t。
（6）用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离△x 。
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
计时点和计数点
0Hale Waihona Puke 1231.计时点是打点计时器在纸带上打出来的点．

菜
单
新课标 ·物理
必修1
4．使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中：
课 前 自 主 导 学
(1)在下列基本步骤中，正确的排列顺序为 ________． A．把电火花计时器固定在桌子上 B．安放纸带 C．松开纸带让物体带着纸带运动
当 堂 双 基 达 标
课 堂 互 动 探 究
D．接通 220 V 交流电源 E．按下脉冲输出开关，进行打点 (2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在 ________上，还要检查 ________是否夹在纸带之间．
当 堂 双 基 达 标
【解析】
课 堂 互 动 探 究
当交流电源的频率为 50 Hz 时，打点计时器
每隔 0.02 s 打一个点．当交流电源的频率低于 50 Hz 时，打 点计时器打一次点的时间间隔 Δt 将大于 0.02 s，如果我们仍 Δx 用 0.02 s 计算 ( v ＝ )，则测出的速度将比真实值偏大． Δt 【答案】 0.02 大
菜
单
新课标 ·物理
必修1
2．用图象表示速度
课 前 自 主 导 学
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 1－ 4－2 所示的 v－ t 图象 .
当 堂 双 基 达 标
课 堂 互 动 探 究
图 1－ 4－2
)
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
当 堂 双 基 达 标
课 堂 互 动 探 究
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

小，表示质点做
运动.质减点速在t＝0时刻的速度为0.在5 s末的速度大小为15
m/s.12/10/2021
第十五页，共三十七页。
题型演练(yǎn liàn)
12/10/2021
第十六页，共三十七页。
一、打点计时器的应用(yìngyòng)原理及操作
例1 使用打点计时器测量瞬时速度时应注意
A.电火花计时器使用的电源是220 V的交流电源，电磁打点计时器使用的
解析 每两个计数点间还有 n＝ΔΔTt －1＝00..012ss－1＝4 个点没有标出.
12/10/2021
第二十二页，共三十七页。
解析(jiě 答案
(3) 试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1 s测一次速度(sùdù)，计算出打 下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表.
为了减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，故C错误；
打点12/计10/20时21 器不能长时间连续工作，故D正确.
第十七页，共三十七页。
解析 答案
例2 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 点迹的说法中不正确的是 A.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
12/10/2021
第十二页，共三十七页。
3.注意 (1)为了减小实验误差，A、B、C、D……不一定(yīdìng)是连续计时点，比如可以每 隔四个点选一个点(称为计数点)，此时两个计数点间的时间间隔T＝ s. 0.1 (2)计算计数点的瞬时速度时，Δx、Δt应取此计数点前、后两个计数点之
间的位移和时间，即v＝____x_n_＋_2_Tx_n.＋1
0.400 0.479 0.560