(共30张PPT)
物理课堂
4.实验：用打点计时器测速度
学习目标
了解两种打点计时器的结构和工作原理
01
知道实验需要的器材、实验步骤及原理
02
理解根据纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度
03
掌握描点法绘图的的方法，并能画出该实验中的速度-时间图
04
知识回顾
01
知识回顾
01
1.速度
（1）定义：物体运动
和所用时间的比值．
定义式：v=
。
（2）方向：沿物体运动的方向，与
同向，是矢量。
位移
?x/?t
速度变化量
2.一辆汽车在平直的公路上运动，全程前1/3时间以18m/s的速度运动，全程后2/3时间以12m/s的速度运动，则全程的平均速度为( )
A.
17m/s
B.
16m/s
C.
15m/s
D.
14m/s
新课学习
02
新课学习
02
通过学习，我们已经掌握了计算速度的方法，即v=?x/?t，但是这个公式常用于计算物体运动的平均速度，那么如何计算物体运动过程中经过某一位置或在某一时刻的瞬时速度呢？
极限法
v=?x/?t
位移尽可能缩短
时间尽可能缩小
新课学习
02
用打点计时器测速度
实验器材
打点计时器、小车、砝码、一端带有定滑轮的长木板、钩码（沙桶）
新课学习
02
认识两种打点计时器
新课学习
02
认识两种打点计时器
新课学习
02
打点计时器
1.种类
根据结构和工作原理的不同，打点计时器分为电磁打点计时器和电火花计时器
2.作用
通过打点的方式计时
新课学习
02
电磁打点计时器
结构
线圈、永久磁铁、振片、振针、限位孔、复写纸、纸带
新课学习
02
电磁打点计时器
工作原理
当线圈通以50赫6V的交流电时，线圈产生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中。由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02秒。
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02
电火花计时器
结构
正、负脉冲输入、放电针、导电片、墨粉纸盘、纸盘轴、纸带
新课学习
02
电火花计时器
工作原理
利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器。给电火花打点计时器接220V电源，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0.02s。
新课学习
02
两种计时器的对比
项目
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、墨粉纸盘放点打点
电源
4-6V交流电源
220V交流电源
周期
0.02s
优缺点
振针与纸带间有摩擦以及限位孔和纸带间存在摩擦系数，系统误差较大
阻力极小，系统误差较小
新课学习
02
用打点计时器测速度
实验步骤
第一步：按照图示，固定打点计时器、穿纸带，将实验器材组装起来
第二步：接通电源，然后释放小车，在纸带上打出清晰的点（以此打出多条纸带）；关闭电源
第三步：对纸带上的点进行数据分析
新课学习
02
实验步骤、纸带处理
新课学习
02
用打点计时器测速度
如图，通过纸带上的计时点你可以获得哪些信息
1.任意两计时点间的时间间隔
2.任意两计时点间的距离
3.根据计时点之间距离的变化判断物体运动的性质
计时点
?t
?s
思
考
新课学习
02
用打点计时器测速度
例1：如图，是实验中某条纸带的一部分，从左到右依次打下各点。
1.A、B两点间的时间间隔是多少？
2.该纸带做的是什么运动？
A、B两点之间的时间间隔是0.1s；该纸带做的是加速运动
计数点
?t
A
B
新课学习
02
用打点计时器测速度
思
考
如图，如何计算纸带上A、B两点之间的平均速度
根据A、B之间计时点或计数点的个数，确定A、B之间总的时间间隔?t
用刻度尺测量出A、B之间的距离?s
A
B
?t
?s
根据平均速度公式可得：v=?s/?t
新课学习
02
用打点计时器测速度
例2：如图是某实验中得到的一条纸带（相邻两点间还有四个计时点未画出）。则BE间的平均速度是多少。
vBE=（x5-x2）/0.3
新课学习
02
用打点计时器测速度
如何测瞬时速度呢
如图，在纸带上连续选出了ABCDE五个计时点，并测量了相邻两点间的距离。请问如何计算出纸带上C点的瞬时速度呢
用平均速度代替瞬时速度
极限法
v=?x/?t
位移尽可能缩短
时间尽可能缩小
A
B
C
D
E
x1
x2
x3
x4
Δx1
Δx2
Δx3
根据平均速度公式可得：v=?x2/0.04
新课学习
02
用打点计时器测速度
例3：如图是实验中某条纸带的一部分（相邻两点间还有四个计时点未画出），则根据图中数据计算出B、C、D、E、F五个点的瞬时速度，并填入表格中
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
v/(m/s2)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.40
0.48
0.56
0.64
0.72
新课学习
02
用图像表示速度
第一步，建立v-t图像。横坐标为时间轴，纵坐标为速度轴
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
v/(m/s2)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.40
0.48
0.56
0.64
0.72
v
t
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.40
0.48
0.56
0.64
0.72
匀加速直线运动
第二步，描点。在坐标系中描出每一时刻对应的速度
第三步，连线。将每一个点用平滑的曲线连接
v-t图像
更直观
新课学习
02
初识v-t图像
例4：根据下列v-t图像，描述物体做的是什么运动
v
t
0
v
t
0
v
t
0
速度没有发生变化；匀速直线运动
速度均匀减小；匀减速直线运动
速度不断增加；变加速直线运动
课堂小结
03
1.说说两种打点计时器
2.我们如何通过纸带上的点可以计算某段位移内的平均速度和某一点对应的瞬时速度
3.简单聊聊v-t图像
随堂练习
04
1.某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．
①电磁打点计时器是一种使用
（填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压是4～6V，当电源的频率为50Hz时，它每隔
s打一次点．
②使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序，应该是
A．先接通电源，后释放纸带
B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源
D．哪个先，哪个后都可以
交流
0.02
随堂练习
04
2.电火花计时器正常工作时：打点的时间间隔取决于（
）
A.
交流电压的高低
B.
交流电的频率
C.
纸带的长度
D.
墨粉纸盘的大小
3.下列关于使用打点计时器测量瞬时速度时的说法，错误的是（ ）
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.
使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
D.
打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源
随堂练习
04
4.一打点计时器所用电源的频率是50Hz，打出的一条清晰纸带如图所示．纸带上A、B、C、D四个测量点是按照打点的先后顺序选取的，各点之间的距离如图所示．则A、D间用时
s，AD段纸带运动的平均速度是
m/s，C的瞬时速度是
m/s（所有结果均精确到0.01）
A
D
B
C
1.20
1.60
2.00
cm
0.06
0.8
0.9
物理课堂
4.实验：用打点计时器测速度
THE
END
