人教版物理必修1同步课件：第1章4实验：用打点计时器测速度

人
教
电磁打点计时器 电火花计时器
版 必 修
电源性质
6V以下交流电源
220V交流电源(频率 50Hz)
一 新
打点频率
打点时间间隔 0.02s、频率50Hz
打点时间间隔0.02s、频 率50Hz
课 标
打点方式
振针通过复写纸在 火花放电使墨粉在纸带
纸带上打点
上成点
·
·
物
纸带与限位孔、限
理
阻力来源
位盘的摩擦；振针 纸带与限位孔、限位盘 与纸带打点接触时 的摩擦
的摩擦
精确比较 电火花计时器比电磁打点计时器更精确
5、注意事项：
·
人 教
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，
版 如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写
必 修
纸片的高度使之增大一点。
一 ②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计
新 时器稳定后，再释放纸带。
课 标
③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的
修
例1在使用电磁打点计时器以前应检查以下哪些方面
一 的内容
新
课
新 据，运用你学过的知识，判断纸带的运动是匀速运动还
课 标
是变速运动，并把判断结果和理由写清楚．
·
·
物 理
人
教 版 必 修
1．测平均速度的方法
在纸带上选取两个点，测出位移Δx和时间Δt，则
Δx Δt
一 是纸带在这段时间内的平均速度．
·
新
2．测瞬时速度的方法
课 标
如果不要求很精确，用
Δx Δt
求出的平均速度可以代表
过的距离Δx有多长．
人 教 版

[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。

B．vD＝BΔEt2，Δt2＝0.06 s D．vD＝CΔEt4，Δt4＝0.04 s
D [求D点的瞬时速度，最准确的应是包含该点的最短的一段
间隔的平均速度．题中间隔CE最好，选项A、B错误；选项C中时间
间隔数据错误，CE间的时间间隔应为0.04
s，选项D正确，C错
误．]
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C [电磁打点计时器使用的是6 V以下的交流电源，故A错误； 实验过程中应先接通电源，后释放纸带，否则纸带上留下的点太 少，不利于数据的处理，故B错误；交流电源的频率越高，打点的 时间间隔就越小，故C正确；纸带上打的点越密，说明相等的时间 内物体运动的位移越小，说明物体运动得越慢，故D错误．]
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3．接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点， 随后立即关闭电源．
4．取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多 少个点．如果共有n个点，则用Δt＝0.02×(n－1)s计算出纸带的运动 时间Δt.
5．用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离Δx，利用公式 v＝ΔΔxt 计算纸带在这段时间内的平均速度．把测量和计算的结果填入 表中．
3．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．
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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． 三、实验步骤 1．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上． 2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与6 V的低压交流电 源的接线柱相连接，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面．

D. 纸带上点迹的分布情况，反映了物体的运动情况
二、练习使用打点计时器
1、把打点计时器固定在实验桌上。 2、正确安装纸带。（若用电磁打点计时器，纸带应穿过限位孔， 压在复写纸的下面；若用电火花计时器，应将两条纸带从限位孔 中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间 ） 3、连接电源。（电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V 的低压交流电源的接线柱相连接；电火花计时器上的电源插头 插在220V交流电源上） 4、启动电源，等待1-2s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。 5、取下纸带，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，则这些点划分出来的间隔数为（n-1）个，由此计 算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间为△ t=0.02（n-1）。 6、用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离△x。
4、复写纸太陈旧
4、更换复写纸
5、永久磁铁磁性不强 5、更换打点计时器
1、振针位置过低
1、把振针适当调高一些
2、电压太高
2、适当调低电压
3、振幅过大
3、调节振动片的位置
1、压纸框的位置升高而阻 1、将压纸框向下调节到原来的位置 碍了振动片，使振针打不 到纸带上 2、所加的电源为直流电源 2、连接交流电源
2、如图所示的纸带D、G两点间的平均速度，不但能代表E点的 瞬时速度，还能代表D、G间其他点的瞬时速度。
注意：要用量程在30cm以上的透明塑料尺一次测量多组计数点间数值，不要用
手拉纸带：短刻度尺一段一段的测量计数点间距离，最好用长刻度尺对齐各计数点（不移 动尺子）读出各计数点间长度值，避免测量误差的积累，减小偶然误差。
为___4_~_6___V，后者的工作电压为___2_2_0___V。当电源频率为50Hz时，每隔