人教版高中物理必修一用打点计时器测速度教案

基础夯实

1．电磁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，我们可以从纸带上无需测量直接得到的物理量是

() A．时间间隔B．位移

C．平均速度D．瞬时速度答案：A

解析：时间间隔可以通过数纸带上所打点的个数得出，故A正

确。位移需通过测量纸带上所打点间的距离得出，故B错误。而平

均速度和瞬时速度都是依据实验测量数据通过计算得出的，C、D错

误。

2．(杭州高级中学11～12学年高一上学期期中)如图是用频闪法

(闪光频率一定)拍得的三幅体育摄影作品，请根据运动学知识判断下列说法中正确的是()

A．第一幅图是车减速阶段拍摄的B．第二幅图是车减速阶段拍摄的

C．第三幅图是车减速阶段拍摄的

D．三幅照片都是车匀速行驶时拍摄的

答案：C 3.

某同学在用打点计时器做实验时，得到的纸带如图所示，请你判

断一下这可能是因为()

A．打点计时器错接在直流电源上

B．电源的电压不稳

C．电源的频率不稳

D．振针压得过紧答案：D

解析：正常情况下，振针应该恰好敲打在限位板上，这样在纸上

才能留下点。当振针与复写纸的距离过大时，振针可能打不到复写纸，

这时会出现有时有点，有时无点。如果振针与复写纸的距离过小，振

针就会有较长的时间与复写纸接触，这样就会在复写纸上留下一段一

段的小线段。

4．(青州市12～13高一上学期检测)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，用毫米刻度尺测

量情况如图所示，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。

答案：0.350.420.35

解析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02s。AC间的距离

为14mm＝0.014m，AD间的距离为25mm＝0.025m。

由公式v＝ΔxΔt得，

vAC＝0.0142×0.02m/s＝0.35m/s，

vAD＝0.0253×0.02m/s＝0.42m/s。

B点的瞬时速度更接近于0.35m/s。

5．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，光电计时器就可以显示

物体的挡光时间。乙图中MN是水平桌面。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。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，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。用游标卡尺测量小滑块的宽度d。读出滑块的宽度d＝5.015cm。

求：滑块通过光电门1的速度v1和滑块通过光电门2的速度v2。答案：1.003m/s；2.508m/s

解析：v1＝dt1＝5.015×10－25.0×10－2m/s＝1.003m/s

v2＝dt2＝5.015×10－22.0×10－2m/s＝2.508m/s。

6．一个同学左手拿着一只秒表，右手拿着一只彩色画笔，当他的同伴牵动一条宽约5mm的长纸带，使纸带在他的笔下沿着直线向前移动，每隔1s他用彩色画笔在纸带上点一个点，如下图所示，连

续点了6个点，量得每两个相邻点之间的距离x1＝5.18cm，x2＝

4.40cm，x3＝3.62cm，x4＝2.78cm，x5＝2.00cm。

(1)相邻两个点的时间间隔为多少秒？

(2)纸带在各段的平均速度多大？

(3)纸带在这段时间(连续点6个点)内的平均速度多大？

(4)用描点法作出纸带在这段时间(连续点6个点)内的x－t图象。答案：(1)1s(2)0.0518m/s；0.0440m/s

0．0362m/s；0.0278m/s；0.0200m/s；(3)0.036m/s(4)略

解析：本题考查的知识点比较多，相邻两个点的时间间隔可从题

目中直接得出，每隔1s用彩笔点一个点儿，说明两个点的时间间隔

为1s；平均速度的计算由v＝ΔｘΔｔ公式算出，但要注意计算哪段上的就

是那段上的位移除以时间。再在x－t图象上描出图线。

能力提升

1．(无锡市洛社中学11～12学年高一上学期期中)某人在医院做了一次心电图，结果如图所示。如果心电图仪卷动纸带的速度为

1.5m/min，图中方格纸每小格长1mm，则此人的心率为()

A．80次/min B．70次/min

C．60次/min D．50次/min 答案：C

2．(太原市11～12学年高一上学期期中)学校进行乒乓球比赛，某同学拍摄比赛照片，洗出后发现照片上的乒乓球不是圆形的，而是

有了一段“尾巴”，经测量和计算，可知乒乓球连“尾巴”在内共长

14.4cm。已知乒乓球直径为4cm，照相机曝光时间是1/60s，可知乒乓球在这1/60s内发生的位移是________m，乒乓球飞过镜头时的速度为________m/s。

答案：0.1046.24

3．在“用打点计时器测速度”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择

0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计

数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离并填入表

格中。

距离d1d2d3测量值/cm

计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2＝______m/s。答案：0.21

距离d1d2d3测量值/cm1.205.4012.00

解析：d1＝1.20cm，d2＝5.40cm，d3＝12.00cm

每两个相邻计数点间的时间间隔T＝0.10s，

v2＝x132T＝5.40－1.200.10×2cm/s＝21.0cm/s＝0.21m/s

4．某学生在用打点计时器做测定小车速度的实验时，其开始时的装配图如下图所示，其中有错误与不妥之处，请把它找出来。

解析：电磁打点计时器必须接交流电，而图上所接为直流电源，

显然是个错误；开始时，小车离定滑轮端太近，向前运动的余地太小，

致使纸带上留下的计时点过少，给测量带来不便，产生较大误差。

5．如图为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02s打一个点，图中O点为第一个点，A、B、C、D为每隔两个间隔选定的

计数点。根据图中标出的数据，打A、D点时间内纸带的平均速度有

多大？打B点时纸带的瞬时速度有多大？计算的依据是什么？你能

算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？

答案：2.31m/s；2.13m/s；不能

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＝ADtAD＝43.25－15.500.02×2×3cm/s＝2.31m/s。

当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度，故B点的

瞬时速度

vB＝ACtAC＝32.50－15.500.02×2×2cm/s＝2.13m/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，

不知道OD段的时间间隔。

6．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0.10s.

(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 5个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入表中。(要求保留三位有效数字)

vBvCvDvEvF数值/(m·s－1)

(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并在图中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。

解析：(1)据vn＝xn＋xn＋12T知

B点对应的速度

vB＝3.62＋4.38×10－22×0.10m/s＝0.400m/s

C点对应的速度

vC＝4.38＋5.20×10－22×0.10m/s＝0.479m/s

D点对应的速度

vD＝5.20＋5.99×10－22×0.10m/s＝0.560m/s

E点对应的速度

vE＝5.99＋6.80×10－22×0.10m/s＝0.640m/s

F点对应的速度

vF＝6.80＋7.62×10－22×0.10m/s＝0.721m/s

如表所示

vBvCvDvEvF数值/(m·s－1)0.4000.4790.5600.6400.721

(2)将计算出的各点速度描在坐标纸上，并将各点用平滑的线连

接起来，如图所示。