学生实验PPT配套教学设计内容

第四节

实验：用打点计时器测速度

一、

实验目的

1、练习使用电火花计时器或电磁打点计时器。

2、学会用打上点的纸带测量瞬时速度。

3、学会用图象表示速度，明确v－t图象的物理意义。

二、

实验原理

1、打点计时器

(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s打一次点。

电磁打点计时器：4 V～6 V交流电源(2)工作条件电火花计时器：220 V交流电源(3)纸带上点的意义：

①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。

②通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况。

③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。

2、速度、加速度的求解方法

(1)vnxnxn1

2T

三、

实验器材

电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。

四、

实验步骤

1、仪器安装

(1)将电火花计时器固定在 上，检查 是否已经正确地套在纸盘轴上；

(2)把电火花计时器的电源插头插在220 V的交流电源上；

电源。

(3)按下 ，用手水平地拉动 ，纸带上就打出一行小点，随后立即

2、测量与记录

用打点计时器测量瞬时速度。

测量瞬时速度的方法(如图1所示)

根据D、F两点的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度表纸带经过E点的 。五、

注意事项

1、交流电源的电压及频率要符合要求

2、实验前要检查打点计时器打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸

3、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器

4、先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源

5、要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s 6、小车另一端挂的钩码个数要适当，避免因速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集

7、选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚相邻计数点间所选的时间间隔T 8、测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差

六、

实验数据分析与处理

(1)由实验数据得出v－t图象

①根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如右图。 所示可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上。

②作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v－t图象，它是一条倾斜的直线。

(2)由实验得出的v－t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律。

七、实验结论 小车的速度随时间均匀的变化。

Δx。用这个平均速度代Δt

八、经典题型练习 自

主

空

间

1、关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是 （ ）

A、打点计时器应用低压交流电源，交流电频率为50Hz B、纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面

C、要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源

D、为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺

2、电磁打点计时器或电火花打点计时器都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，我们可以从纸带上直接得到的物理量是 （ ）

A、时间间隔 B、位移 C、加速度 D、平均速度

3、某位同学在使用电磁打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这

可能的原因是（ ）

A、接在直流电源上 B、电源电压不稳

C、电源频率不稳 D、打点针压得过紧

4、电磁打点计时器的打点周期取决于（ ）

A、交流电压的高低 B、交流电的频率

C、永久磁铁的磁性强弱 D、振针与复写纸间的距离

5、手拖动纸带经过打点计时器（所用交流电的周期是0.02s）后，在纸带上

留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为

18cm，则下列判断中正确的是（ ）

A、手运动的平均速度为0.03m/s B、手运动的平均速度为1.5m/s C、手运动的平均速度为1.8m/s D、手运动的平均速度为180m/s 6、某同学用手水平地拉动纸带，通过打点计时器后，纸带上打下一系列点，

这位同学要根据这一系列点，计算纸带运动的平均速度及判断纸带是否做匀

速直线运动，则下列操作中正确的是（ ）

A、首先要查清共有多少个点

B、首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点

C、分别测量出每两个相邻清晰点间的距离，然后相加，把相加的结果作为所

有能看清点间的总长度，用来计算平均速度

D、分别测量出每两个相邻清晰点间的距离，用来计算各段的平均速度，判断

是是否是匀速运动

7、打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点打点计时器在纸带上

打出点痕，下列关于纸带上的点（ ）

A、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、点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状

D、点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况 自

主

空

间

8、用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到

一条纸带，如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，

分别标明0、l、2、3、4……，量得0与 1两点间距离x1 = 30mm，3与4两

点间的距离x2 = 48mm，则小车在0与1两点间平均速度为 m／s。

9、打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间．如果把纸带和运动的物体连接

在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置．研究纸带

上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而

了解物体的运动情况．请你用简短的语言描述图示每条纸带记录的物体的运

动情况。

（a）

（b）

（c）

（d）

10、某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示,图中

O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点

取一个计数点,推测纸带的运动是加速还是减速？在打出A、F这两点的时间

间隔中，纸带运动的平均速度是多大？ B点的瞬时速度为多大？

O A 1.30 B C D E F G 单位:cm 10.08 14.40 3.45 6.34 19.55

九、课后反思：

答案：

四、实验步骤：1、(1)桌子； 墨粉纸盘； (3) 脉冲输出开关； 纸带； 关闭

2、瞬时速度

八、经典题型练习：

1 CD 8、 0.3 m/s

9、 (a)，(b)的各点分布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，(b)上的点子较稀疏，所反映的物体运动较快，速度较大。(c)表示物体运动得越来越快，速度在增大，(d)表示物体运动得越来越慢，速度在减小。

10、 从A点开始每打五个点取一个计数点，计数点间只有5个间隔，则计数点间运动的总时间为t=0.02×5s=0.1s，每隔0.1s纸带运动的位移分别是2.15cm、2.89cm、3.74cm、4.32cm、5.15cm，说明纸带作加速运动。

A、F间纸带运动的平均速度为v2 AB 3 D 4 B 5 C 6 BD 7 ABD x19.551.3036.50cm/s

t0.15AC6.341.3050.4cm/s

t0.1

B点的瞬时速度可以用AC、AD、AE或AF段的平均速度表示，其中AC段的平均速度最接近B点瞬时速度。 vBvAC