练习使用打点计时器。

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第四讲、用打点计时器测速度
一、【内容与解析】
本节课要学的内容使用打点计时器测速度，其核心是如何使用打点计时器,理解它关键就是要弄清原理和实验的主要事项。由于它还与动力学有密切的联系,所以在本学科有重要的地位，并有一定的作用,是本学科的核心内容。教学的重点是知道打点计时器是在相同时间间隔内打点，解决重点的关键是理解打点计时器的实验原理。
二、【教学目标与解析】
教学目标
1.了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法。
2.知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的。如果电源的频率为50Hz，则每隔0．02s打一个点。
目标解析
电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是4～6V。电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一个点。电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。
三、【问题诊断分析】
在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是打点计时器的作用，产生这一问题的原因是不理解实验原理。要解决这一问题，就要从原理入手，其中关键是在相同时间间隔内打点。
四、【教学支持条件分析】
五、【教学过程】
1、练习使用打点计时器
电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一次点。

如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置，也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。
2、注意事项：
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。
③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。
④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。
3、对打上点的纸带进行数据处理，目的是研究纸带或与纸带相连的物体的运动况。设打点计时器打点的时间间隔为T，那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T。如果数出纸带上一系列点的总数为N，则打这些点所用的总时间为t=(N-1)T。如果测出这N个点之间的总距离s，则t时间内纸带运动的平均速度为
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如果纸带做匀速直线运动，此式计算出来的就是纸带的运动速度。
六、目标检测；
电磁打点计时器是一种使用_________(交流?直流?)电源的________仪器，它的工作电压是________伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔________s打一次点。
七、配餐作业：
A组：
1．关于计数点的下列说法中，哪些是正确的?()
A．用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差。
B．相邻计数点间的时间间隔应是相等的。
C．相邻计数点间的距离应当是相等的。
D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。
2．本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有()
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O．08秒。
C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。
D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。
E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。
B组：
3．打点计时器振针打点的周期，决定于：()
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．振针与复写纸的距离。
C组：
4．若所用电源频率是50赫，图中D纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器，历时________s，位移为______米，这段时间内纸带运动的平均速度是______m／s。BC段的平均速度是______m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。

精选阅读

用打点计时器测速度

必修一1.4《实验:用打点计时器测速度》（教案）
教材分析：
本节内容重点有三点。一是了解打点计时器的使用方法和实验中的作用。二是知道如何计算纸带上个点的速度。三是会在v-t图像中描点，拟合曲线并描绘物体运动的规律。
教学目标:
1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理，并会使用打点计时器。
2.会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并会测定平均速度。
3.会用打点计时器测量瞬时速度。
4.会用图象表示速度变化规律的方法，会用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点。
教学重难点：
1、学会使用打点计时器，能根据纸带计算物体运动的瞬时速度
2、会用描点法描绘物体的速度---时间图象,并从中获取物理信息
学情分析：
学生已经掌握了描绘直线运动的基本物理量a,v,t,x,及x-t,v-t,的关系，为本节课奠定了基础，只要课前做好预习，掌握本节课内容就比较容易。
教学方法：探究实验法
课时安排：2课时。
实验器材：打点计时器,学生电源,导线,纸带,刻度尺,长木板，小车细线及钩码,坐标纸
教学过程：
教学内容师生互动点评
预习检查：
引入：
测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化，我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢?师：提出设想：请两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器
生：思考小组讨论
1.彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置?
2.在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响?
师：总结:彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪?
生:原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了。培养学生动手实验的能力以及分析实验的能力
电磁打点计时器：
是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,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,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.师：布置学生仔细观察实物，阅读说明书
生：对照实物认真阅读说明书。
思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?
师：总结若使用直流电振动片将无法振动,打点计时器将打不出点!培养学生的观察能力和思考解决问题的能力。
电火花打点计时器：
电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.师：布置学生阅读电火花打点计时器的说明书，明确打点计时器的结构,各个部分的名称,工作原理及使用方法.
生：对照实物认真阅读说明书。
思考:电火花打点计时器用220伏交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?
师：从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?
生：讨论思考
师：总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠.培养学生的观察能力和思考解决问题的能力。
练习使用打点计时器：
主要包括三个方面：
一、打点计时器的安装，特别是纸带的安装；
二、用纸带上的点研究物体的运动，
三、操作步骤，先打开电源，在释放纸带师：电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带?
生：讨论回答
师：将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可。
师：总结，振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节?
生：讨论回答
师：总结，1.可能是复写纸该换新的了
2.可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置
3.可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置
4.可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止
5.可能是选择的4—6V的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V
师：让学生在教师的指导下按步骤有序操作
生：亲自动手操作牵拉纸带进行实验，体会运动速度变化情况，注意测量点与打点的区别，并学会灵活选定测量点。
师：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?
生：讨论回答
师：总结:测出两个点的距离,数出两个点之间有n段时间间隔,则.在用公式
即可计算出平均速度培养学生规范进行实验操作的习惯
用打点计时器测量瞬时速度：
用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.师：布置学生选取纸带进行计算训练
生：用该方法计算出图中各点的瞬时速度填入相应的表中
用图象表示速度：
1、建立坐标系，设定合适的刻度，注明单位。
2、严格按实验数据描点，根据点的分布分析速度的变化特点。
3、描出的点是不连续的，之所以要用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点，是因为各个时刻都有速度，速度随时间是连续变化的，而实验中又不可能把所有时刻的速度都测出来。师：介绍画图象的步骤
生：实际动手画图象训练学生处理数据的能力，培养科学严谨的实验态度
反思总结：
1、电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器．
2、用v—t图象表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律．师：引导总结
生：自主总结培养学生的自主总结能力
布置作业：
教材第26—27页“问题与练习”．
板书设计：
一、计时器三、测速度
电磁式打点计时器用打点计时器测量瞬时速度：用图象表示速度
电火花式计时器
二、练习使用计时器四、总结
1、1、
2、2、
3、
反思总结：1、两种打点计时器的打点周期都是0.02s，工作电压不同。
2、会使用两种计时器。
3、会根据纸带判断物体的运动情况，会画其v-t图像。

学校：临清一中学科：物理编写人：温兰芳审稿人：刘新婷
必修一1.4实验：用打点计时器测速度（学案）
课前预习学案：
预习目标：
1、了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法；
2、知道两种计时器的工作电压，打点周期。
预习内容：
一、电磁打点计时器（阅读说明书）
工作电压：打点周期振针打点不清晰或打不出点的原因可能是什么?应怎样调节?
二、电火花式计时器（阅读说明书）
工作电压：打点周期从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?

提出疑惑：

课内探究学案：

学习目标：
1、学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，会测量物体的速度，掌握一些处理数据的基本方法；
2、学会用图象表示速度变化规律的方法，理解用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点来反映客观规律的思想。
学习过程：
练习使用电磁打点计时器.
（1）把电磁打点计时器固定在桌子上面。
（2）接通10V以下交流电源,用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，立即关闭电源。
（3）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,点之间的间隔数为（n-1）个，用Δt=0.02(n-1)s,计算出纸带从第一个点到第n点的运动时间。
（4）用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δχ。利用公式v=Δχ/Δt计算出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1中。

表1：纸带在某段时间内的平均速度
点数n点间隔数n-1运动时间Δt(s)位移Δχ(m)平均速度v(m/s)

(5)把打点计时器固定在长木板上，钩码通过细线拴在小车前，小车后连接纸带，打开电源，钩码拉着小车打出一条纸带。在纸带上找出连续的六个点，分别标上记号A、B、C、D、E、F,用刻度尺量出相邻的两点间的距离Δχ1,Δχ2,Δχ3,Δχ4,Δχ5，把数据填入表2，根据这些数据，判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动，是加速运动还是减速运动，并写明理由。

表2：纸带的运动情况
A和B的距离Δχ1(m)B和C的距离Δχ2(m)C和D的距离Δχ3(m)D和E的距离Δχ4(m)E和F的距离Δχ5(m)
判断结果和理由：

（6）在纸带上方选取点能看清的一段，将某个能看清的点表为0，以后每隔0.1s标一个测量点，测量包含某个测量点在内的一段位移Δχ，记录在表3中，同时记录对应的时间Δt（设电源频率是50Hz）。
表3：纸带在几段时间中的位移和平均速度
位置012345
Δχ(m)
Δt(s)
v(m/s)

(7)建立v-t坐标系，在坐标纸上画出小车的速度时间图像，并从图像上说明小车的运动情况。
当堂检测：
1．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．平均速度C．位移D．瞬时速度
2．某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其可能原因是()
A．复写纸放反B．使用了直流电源C．振针过短D．纸带运动过快
3．打点计时器打点的周期，决定于()
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．
4.在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是()
A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车；
B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。
C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.01S。
D．实验中应使小车速度尽量小些。
5.一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为()
A．打点计时器错接在直流电源上；
B．电源电压不稳定；
C．打点计时器使用的电压频率不稳定；
D．振针到复写纸片的距离太小
课后练习与提高：
6．在练习使用打点计时器的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，步骤顺序排列正确的是()
①把计时器上的电源插头插在交流220V电源插座上，按下脉冲输出开关，用手水平的拉动两条纸带，纸带上就打下一列小点
②把电火花计时器固定在桌子上
③将纸带穿过打点计时器的限位孔，检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确的穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间
④用刻度尺测量纸带通过的距离x
⑤取下纸带数一下纸带上共有多少个点，记为N，则点子的间隔数为（N-1），纸带的运动时间为（N-1）0.02s
⑥计算纸带运动的平均速度：v=Δx/Δt，把结果填入下表：
A．①②③④⑤⑥B.②③①④⑤⑥C.②③①⑤④⑥D.②①③⑤④⑥
7.质量都是m的物体在水平面上沿直线运动，图1-4中，A、B、C、D是它的运动图象，由图象可知
A．图B表明物体做匀速运动
B．图C表明物体做减速直线运动
C．图D表明物体做加速直线运动
D．图A表明物体做匀速运动
8．如图1-5所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6，现在量得0、1间的距离x1=5.18cm，1、2间的距离x2=4.40cm，2、3间的距离x3=3.62cm，3、4间的距离x4=2.78cm，4、5间的距离x5=2.00cm，5、6间的距离x6=1.22cm（f=50Hz）
⑴根据上面记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中。
⑵根据（1）中表格，在图1-6中画出小车的速度时间图象。并说明小车速度变化特点。
参考答案
1.AC2.ABC
3.B4.AB5.D6.C7.BCD
8．（1）如下表
位置12345
v/(ms-1)1.21.00.80.60.4

《用打点计时器测速度》教学设计

《用打点计时器测速度》教学设计

【教学目标】
1.了解两种打点计时器的结构和工作原理,学会安装和使用。
2.理解根据纸带测量速度的原理,学会粗略测量瞬时速度。
3.理解速度-时间图象的意义,掌握描点法画图象的方法。
【重点难点】
重点:1.打点计时器的使用。
2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。
3.画物体的速度-时间图象。
难点:1.对纸带数据的处理。
2.图象的画法及对图象理解。
【教学安排】2课时
【三维目标】
知识与技能:
1、了解电磁打点计时器和电火花计时器的构造、差异及功能。
2、能够阅读产品说明书,掌握打点计时器的使用方法。
3、初步学会从纸带上获取时间和位移等实验数据信息进行处理,测定物体的速度。
4、学会建立物体运动v-t图。
过程与方法:
1、通过实验探究过程,了解物理学的研究方法,培养学生信息收集和处理能力,分析、解决问题能力和交流、合作能力。
2、初步了解用图象描述和研究物理过程的方法,体会数学在物理知识中的应用。
情感态度和价值观:
1、在实验活动中,培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学精神。
2、在探讨问题的过程中,鼓励学生主动与他人使用,交流思想,感受团队精神,体验探索的乐趣。
【教学过程】
(一)打点计时器
电磁打点计时器原理:被交变磁场磁化的振片在永久磁铁的作用下振动,振针打在复写纸上使纸带上打出一系列的点。
电火花计时器原理:
电磁打点计时器电火花计时器
电源电压4~6V的交流电220V的交流电
电源频率频率为50Hz,每隔0.02s打一个点
特点纸带运动时受到的阻力小,比电磁打点计时器实验误差小
(二)练习使用打点计时器
(步骤详见课本P20)
〖思考与讨论〗
注意:1.电源电压要符合要求:
2.实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要进行调节或更换器材。
3.应先接通电源,待打点稳定时再拉动纸带。
4.手拉纸带时,速度应快一些,以防止点迹太密集。
(三)用打点计时器测量瞬时速度
测量方法:某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。
说明:理论上讲如果这两点离E点越接近(即Δt越短),这个平均速度越接近E点的瞬时速度,但是实际操作时距离太小会使测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点。
(四)用图像表示速度(直线运动)
为了更直观地反映物体的运动情况,我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。
1.v-t图象的画法
以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。
思考:怎样画出速度-时间图象?为什么要用平滑的曲线拟合?
2.v-t图象的信息(在第二章总结)
⑴任一时刻速度的大小和方向
⑵速度的变化情况及相应的时间
……
例:(P24:问题与练习T3)
要求:根据v-t图象叙述物体的运动情况。
【典型例题】
典例1:一同学在使用打点计时器时,纸带上点不是圆点而是一些短线,这可能的原因是(D)
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
典例2: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,我们可以从纸带上直接得到的物理量是(AB)
A.时间间隔B.位移C.平均速度D.瞬时速度
典例3:在用打点计时器测定小车速度的实验中得到一条纸带,如图所示,从比较清楚的点开始,每五个打印点取一个计数点,分别表明0、1、2、3…,量的0与1两点间的距离s1=30mm,2与3两点间的距离为s3=48mm,则小车在0与1两点间的平均速度v1=0.3m/s,在2与3两点间的平均速度v3=0.48m/s,据此可判断小车做加速运动。
总结:注意每两个计数点间的时间间隔。

§1.4实验：用打点计时器测速度

§1.4实验：用打点计时器测速度

【学习目标细解考纲】
1．学会使用打点计时器，能根据纸带研究物体的运动情况。
2．能根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度。
3．能够根据纸带粗略测量物体的瞬时速度。
4．认识v-t图象，能根据图象分析物体运动情况。
5．了解误差和有效数字。
【知识梳理双基再现】
1．仪器构造
（1）下图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称分别是：
1、2、3、4、5、
6、7、8、9、
（2）下图为电火花计时器的构造图
2．仪器原理
电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定内发生的仪器，它使用电源，由学生电源供电，工作电压在以下，当电源的频率是50Hz时，它每隔打一个点，通电前把纸带穿过，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，便振动起来，带动其上的上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的。
电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较，实验误差也就比较。
3．速度时间图象（v-t图象）用来描述随变化关系的图象。
4．偶然误差是指由因素造成的，用的方法可以减小偶然误差。
系统误差是由、造成的，特点是多次重复测量的结果总是真实值，呈现单一倾向。
5．相对误差等于。
6．有效数字是指带有一位的近似数字。

【小试身手轻松过关】
1．关于误差，下列说法正确的是（）
A．仔细测量可以避免误差
B．误差是实验中产生的错误
C．采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差
D．实验中产生的误差是不可避免的，但可以设法尽量减小误差
2．用毫米刻度尺测量物体的长度，下列哪些读数符合有效数字要求（）
A．1.502mB．1.6214mC．12.40cmD．4.30mm
3．关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（）
A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以
4．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用电源的仪器，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V，其中实验误差较小。当电源频率是50Hz时，它每隔s打一次点。
【基础训练锋芒初显】
5．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到或直接测量得到的物理量是（）
A．时间间隔B．位移C．平均速度D．瞬时速度
6．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是（）
A．点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或某段时间内的位移
C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状
D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
7．利用打点计时器打出的纸带（）
A．能准确地求出某点的瞬时速度
B．只能粗略地求出某点的瞬时速度
C．能准确地求出某段时间内的平均速度
D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度
【举一反三能力拓展】
8．如图所示为某质点做直线运动的速度—时间图象，下列说法正确的是（）

A．质点始终向同一方向运动
B．在运动过程中，质点运动方向发生变化
C．前2s内做加速直线运动
D．后2s内做减速直线运动

9.如图所示是一个物体的v-t图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的？
（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？
（2）运动的方向是否变化？
（3）速度的大小是否变化？怎样变化？

【名师小结感悟反思】
打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内位移的仪器，分为电磁打点计时器和电火花计时器，工作电压分别为10V以下和220V，均为交流电，打点间隔0.02s。
利用v-t图象可以读出初速度和运动方向，可以判断出物体的运动情况。

实验：用打点计时器测速度学案和课件

物理必修1(人教版)

第四课时实验：用打点计时器测速度

水平测试
1．(双选)一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能因为()
A．打点计时器错接在直流电源上
B．电源电压不稳定
C．打点计时器使用的电压过高
D．振针到复写纸片的距离太小

解析：电压过高、振针到复写纸片的距离太小，使振针振动中与纸带接触时间过长．
答案：CD

2．下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是()
①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源②两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样③电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸④电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉
A．①②B．③④
C．①③D．②④

解析：电磁打点计时器在纸带上是靠振针和复写纸打点，而电火花计时器是靠电火花和墨粉打点，所以③④均错误．故A项正确．
答案：A

3．下列为同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是哪一条(打点时间间隔均相同)？()

答案：A

4．如图所示是某位同学练习使用打点计时器得到的纸带，纸带向左通过打点计时器，从点迹的分布情况可以看出：纸带________是匀速通过打点计时器的，纸带________是越走越快的，纸带________先是越走越快后来是越走越慢．

解析：从打点计时器打好的纸带看，每相邻两个点迹之间的时间间隔相等，都是0.02s，图甲中纸带相邻的点迹间的距离相等，说明这条纸带是匀速运动的．纸带乙的相邻的点迹间的距离越来越大，说明相等的时间内位移越来越大，说明物体的速度越来越大．纸带丙所描述的是相邻点迹间的距离先增加后减小，说明纸带运动是先快后慢的．
答案：甲乙丙

5．用打点计时器测速度，得到如图所示一段纸带，测得AB＝7.65cm，BC＝9.17cm，已知交流电的频率为50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为________m/s，物体运动速度变化的特点是________________________________________________________________________．

解析：vB＝v－AC＝AB＋BC4T＝7.65cm＋9.17cm4×0.02s＝16.82cm4×0.02s＝16.82×10－2m4×0.02s＝16.824×2m/s＝2.10m/s.
相邻两计时点之间的距离随时间逐渐增大，故物体做加速运动，即速度增大．
答案：2.10速度增大

6．某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率为50Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA＝16.6mm，xB＝126.5mm，xD＝624.5mm.

若无法再做实验，可由以上信息推知：

(1)相邻两计数点的时间间隔为________s.

(2)打C点时物体的速度大小为________m/s.(取2位有效数字)

解析：由打点计时器的工作电压频率和打出的纸带上每隔4个点取一个计数点，可知相邻两计数点的时间间隔为T＝5×0.02s＝0.1s．虽然计数点C至计数点D之间有污染，但只要知道B、D间的距离就可以根据“平均速度等于中间时刻的瞬时速度”这一结论算出C点的速度，即vC＝xD－xB2T＝2.5m/s.
答案：(1)0.1(2)2.5

素能提高
7．用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度．如图所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11s，已知遮光板的宽度为3.0cm，试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小．(计算结果均保留两位小数)

解析：由v＝st，得
滑块通过第一个光电门的速度
v1＝s1t1＝0.030.29m/s＝0.10m/s.
滑块通过第二个光电门的速度
v2＝s2t2＝0.030.11m/s＝0.27m/s.
答案：0.10m/s0.27m/s

汽车上的速度计

为了知道汽车行驶的速度和经过的里程数，汽车上装有车速里程表．这是一种组合仪表．车速里程表通过转轴和变速器连接．汽车驱动轮的运动经减速器、传动轴、变速器和转轴传至车速里程表的接头，并经过仪表内部的减速机械和电磁感应作用分别指示出汽车行驶过的里程与车速．
车速里程表所指示的汽车行驶速度，实际上是通过测量汽车驱动轮的转速换算出来的．测量转速的仪表种类很多，有离心式转速表、磁转速表、直流电转速表、交流电转速表等．
通常多采用磁转速表，它的原理是通过测量旋转磁场跟它在金属罩内产生的电流间的相互作用力测出车速的．
上图为车速里程表中测量车速部分的示意图．转轴1的下端通过一系列传动机械同汽车驱动轮相连，随驱动轮旋转而旋转．转轴1上端铆接一永久磁铁2，磁铁外面罩着铝罩3，铝罩3固定在针轴4上．当磁铁2随驱动轮旋转时，铝罩中产生感应电流．根据楞次定律，感应电流的磁场与磁铁的磁场相互作用，要阻碍磁铁与铝罩的相对旋转，于是铝罩克服游丝弹簧5的弹力扭转一个角度，这个角度与磁铁2的角速度成正比，也就是与驱动轮的每分钟转数成正比．因此，在表盘6上用均匀刻度标出车速值，从指针7的扭转角度就可以知道车速．