新疆昌吉市二中 用打点计时器测速度

第一章 物体的运动

第四节 实验：用打点计时器测速度
小游戏：两位同学一组，一位同学牵动一条长纸带使纸带沿直线向前移动；另一位同学手拿一支彩笔固定在纸带正上方，听口令每隔1s用画笔在纸上点一个点。
现在可以测出这位同学的手运动的速度了吗?
这样测量准确吗？原因在哪？
如果有一种打点时间间隔严格相等的仪器，问题就可以解决了.
想一想：相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系？
牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响？
电磁打点计时器
电火花计时器
一、两种打点计时器
1、电磁打点计时器
（1）原理

（2）构造


（3）工作电压：
6V以下
直流？ 交流？
电磁作用下振针振动打点
一条纸带
2、电火花计时器
1）原理：脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电
2）构造：
3）工作电压
交流220V
两条纸带，一条在墨粉纸盘下
被电火花击穿计时，一条在
墨粉纸盘上方起辅助作用
两种打点计时器
对比
一条纸带
两条纸带
电磁打点计时器 电火花计时器
原理 电磁作用下振针振动打点 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电打点
电源 6V以下交流电源 220V交流电源
打点周期 0.02s 0.02s
优缺点 振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦，系统误差较大
阻力极小, 系统误差较小
3、打点计时器的应用
（1）测时间 直接测出
(电源频率50Hz，每隔__ _秒打一个点)
（2）测位移 直接测出
（3）分析纸带 →测纸带的速度（间接测出） 研究物体运动
打点计时器有什么作用？
0.02s
打点计时器是高中物理实验中常用的仪器，用它进行实验之前应该事先熟悉他的使用方法。
1.把打点计时器固定在桌子上。
2.按照说明把纸带装好。
3.先启动电源，再用手水平地拉纸带，纸带上就打出一行小点。随后立即关闭电源。
二、练习使用打点计时器
4.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，这些点划分出来的间隔数是多少？由此计 算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间。
5.用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离。
在进行实际测量之前，自己应设计一个表格，用来记录以上测量值。如何设置？
?数据记录在哪呢？
纸带的处理 ——1.测平均速度

（1）需测量的物理量：？
（2）关系式：？
看书并讨论回答：
? 选定0-4五个点
? 如何设计表格？
0-1之间位移x= 9.0mm-0 = 9.0×10-3m
9.0×10-3
1.40×10-2
1.80×10-2
2.30×10-2
2.30×10-2
4.10×10-2
0.08
0.08
0.08
0.08
0.16
0.16
0.113
0.175
0.225
0.288
0.144
0.256
2、如何测出某个点 E 处的瞬时速度？
原则：准确性、可行性
测量几个时刻的瞬时速度
看书并回答：
? 选定4个时刻
? 如何设计表格？
测瞬时速度
△ X0=3.2mm=3.2× 10-3m
3.2×10-3
6.5×10-3
9.8×10-3
12.5×10-3
0.04
0.04
0.04
0.04
0.08
0.16
0.25
0.31
表2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度
位置 0 1 2 3
△ x/m 　 　 　 　 　
t/s 　 　 　 　 　
v(m/s) 　 　 　 　 　
展示细节，有助于更好的研究过程
1. 图象有什么特点？
直观
2. 你常用的作图方法有哪些？
描点作图、根据函数关系式作图
3. 一般的作图步骤有哪些？
建系 描点 作图
三、用图象表示速度
0 1 2 3 4 5 6 7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
t/10-1s
v/(m·s-1)
用图象表示速度—描点作图
注意“拟合”
n 0 1 2 3 4 5 6 7
V m/s 0.05 0.10 0.20 0.30 0.28 0.28 0.46 0.55















打点计时器
两种计时器
电磁打点计时器
电火花计时器
用图象表示速度
用打点计时器测量瞬时速度
练习使用打点计时器
课堂小结：
1. 电磁打点计时器的工作电压是________，电火花计时器的工作电压是________，当电源频率是50 Hz时，它们每隔________s 打一次点。使用电磁打点计时器时，纸带应穿过________，复写纸要放在纸带的_____面；打点时应先________，稳定后，再让纸带运动。
6 V以下
220 V
0.02
限位孔
上
接通电源
注意两种计时器的区别：(1)工作电压不同；(2)工作原理不同；(3)打点方式不同。
本节检测：
2.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，其中错误的步骤是______，有遗漏内容的步骤是_______。
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
B．将打点计时器固定在平板上，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
D．取下纸带
E．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
将以上步骤完善后合理的序号排列为____________。
要将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源后松开纸带
将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路
AB
要先断开电源

D
BFCAED
3. 明洲同学从家中出发 ，沿平直的马路以一定的速率走到邮局。发信之后，沿原路以相同的速率返回。设出发时方向为正方向，则下图中能描述该同学运动情况的 v－t 图象是 (　　)
B