实验：用打点计时器测速度教案5页

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实验：用打点计时器测速度
　
实验目标：
1、知道打点计时器的构造和原理，学会使用打点计时器，能根据打出的纸带计算打几
个点所用的时间，会计算纸带的平均速度，能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度，认识 v-t
图象，并能根据 v-t图象判断物体的运动情况。
2、通过速度测量过程的体验，领悟两个方法：一是用图象处理物理数据的方法；二是
极限法或说无限趋近法，加强一个认识，实验是检验理论的标准。
实验器材：电源（220V 电源或学生电源），打点计时器，纸带，刻度尺（最好是塑料透明
的），导线
实验准备：
1、仔细观察电磁打点计时器和电火花计时器，对照课本，比较它们的异同。
2、两类打点计时器的打点时间间隔是多少？
3、分析纸带时，如何计算纸带的平均速度。
4、严格地说，瞬时速度我们引进测量出来的，你知道用什么方法求出的速度可以代替
某点的瞬时速度吗？
5、从器材上读取的数据是原始数据，原始数据是宝贵的实验资料，要严肃对待，要整
齐的记录，妥善保存。
实验原理：
1、电磁打点计时器。电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为 4~6V。
当电源的频率是 50Hz时，它每隔 0.02s打一个点。电磁打点计时器是应用电磁原理制成的，
图 1是它的工作原理图。通电前，先在打点计时器上装上纸带，并把复写纸片压在纸带上。
然后把线圈与 50Hz、4~6V 的交流电源接通。这时，振片被磁化，在磁力作用下振动起来。
每 0.02s振针压打复写纸一次，被运动物体拖着的纸带上便记录下一系列的点子，这些点相
应地表示运动物体在不同时刻的位置，相邻两点间的时间间隔是 0计时器 0.
02s。我们对纸带上这些点之间的距离进行测量，就可以定量地研究物体的运动规律。
2、电火花计时器。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计
时器，它的构造如图 2所示。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸之间。当接
通用 220V 交流电源，按下脉冲输出开头时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨
粉纸盘到接到负极的纸盘火花放电，于是在运动的纸带 1 上打出一列点迹。当电源频率是
50Hz时，它也是每隔 0.02 s打一次点。
这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。
上面介绍的两种计时器打点的时间间隔都是 T=0.02s，因此，打在纸带上的点，记录了纸
带运动的时间。如果把纸带跟运动物体连接在一起，纸带上的点子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里民生
的位移，从而了解物体运动的情况。

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实验步骤：
1．把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查
两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否在两条纸带之间。
2．把计时器上的电源插头在 220V交流电源插座上。
3．按下脉冲输出开头，用手水平地拉动两条纸带，纸带动上就打上一列车员小点。
4．取下纸带，从能看得清规戒律的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点。如果共
有 n个点，点子的间隔数则为（n-1）个，用 t=0.02 （n-1）计算出纸带的运动时间 t。
5．用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离 s 有多长
6．利用公式 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一
中。
7．选取一条点迹清晰便于分析的纸带进行数据分析。
8．从能够看清的某个点开始，每隔 0.1s 取一个点，在纸带上用数字 0，1，2 ….5 标
出这些“测量点”，测量包括每个点的一段位移△x,记录在表二中，同时记录相对应的时间，
以测量该点的瞬时速度。
9．计算出各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，填入表三
中，点 0作为计时的开始，即 t=0。
10．以速度 v为纵轴，以时间 t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表二的数据在
坐标轴上描点，将这些点用平滑的曲线连接起来。
11．通过曲线的走向大致看出手的速度变化规律，将你的实验结果与其他同学交流一下，
说出你的体会。
12．重复以上步骤再做一次。
如果用电磁打点计时器，则实验步骤的前 3步相应地应...