实验一
实验一
练习使用打点计时器
测量纸带的平均速度和瞬时速度
实验目标
1,了解两种打点计时器的基本结构，理解其基本工作原理，学会安装和使用。
2.理解根据纸带测量速度的原理，会根据纸带上的点计算平均速度。
3.了解用图像法直观反映物体速度变化的方法，会根据图像分析物体的运动
情况。
基础和识
1.平均速度表示运动物体在某一段时间内运动的平均快慢程度，瞬时速度表
示运动物体在某一时刻的速度。当纸带上所取两点时间较短时，我们可用平均速
度代表两点间某点的瞬时速度。
2.两种计时器的比较
电磁打点计时器
电火花计时器
电源
6V以下低压交流电源
电源
打点
频率50Hz,打点时间间隔0.02s
频率
,打点时间间隔
频率
打点
振针通过复写纸在纸带上打点
火花放电使墨粉在纸带上成点
方式
阻力
纸带与限位孔的摩擦，振针与纸
纸带与限位孔的摩擦
来源
带打点接触时的摩擦
说明
工作时纸带所受阻力较小，应优先选用
【实验材料】
打点计时器及纸带、导线、交流电源、刻度尺、坐标纸等
普通高中学生实验指导·物理·必修第一册（通用版）
实验过程
1.了解打点计时器的结构、原理及使用方法
限位孔
振卸
水久磁侠
线圈
复写纸
一纸化振片
电磁打点计时器
负脉冲输插座〔黑色)
要粉纸盘
纸盘籼
正咏冲输出插0
邵【
脉冲输
合)出开
弹性卡
压纸条
班8安学
包归
纸带
比源括头
电火花训时器
(1)电磁打点计时器的工作原理
电磁打点计时器是利用电流的磁效应打点计时的仪器。当计时器的线圈中通
电流时，线圈将产生磁场，由于电流是周期性变化的，所以线圈产生的
磁场也是
变化的，振片位于磁场中被磁化，相当于条形磁铁，振针所在一
端为一个磁极，其磁性随时间做周期性变化。这样，振片的这一端受永久磁铁的作
用而上下运动，振片就这样做周期性振动，每次向下运动时带动振针在纸带上打下
一个点，打点的时间间隔就是振片的振动周期，等于交变电流的周期。交变电流的
频率为
时，它每隔
打一个点，则纸带上相邻两点间的时间间隔也
是
(2)电火花计时器的工作原理
电火花计时器中有将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置，当计时
器接通
交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极
实验一
的放电针和接负极的纸盘轴产生火花放电，利用火花放电在纸带上打出点迹。当
电源的频率为
时，它每隔
打一个点。
2.实验步骤
(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，复写纸套在轴上压在
纸带的上面。
(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6V低压交流电源上。
(3)打开电源开关，用手水平拉动纸带，纸带上就打下了许多小点。
(4)关闭电源，取下纸带。从能够看清的某个点数起，数一数纸带上共有多少
个小点。如果共有n个点，那么点与点的间隔数为(n一1)个，纸带的运动时间△t=
0.02(n-1)s。
(5)用刻度尺测量从开始计数的点到最后一点间的距离△x。
(6)利用公式。一计算纸带在这段时间内的平均速度。
(7)把纸带上打点清晰的某个点作为起始点0，以后
0】2
的点分别标上1,2,3,4,5，…作为计数点，如图所示，依
次测出0到1、1到2、2到3、3到4、4到5…之间的距离
x1、C2、x3、C4、C5…。
3.实验注意事项
(1)实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸
带，应无明显的阻滞现象。
(2)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动
纸带。
(3)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。
(4)使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上面：使
用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。
(5)使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是较浅，应调整振针距复写纸
的高度。
(6)打点计时器不能连续工作太长时间，打点完成后应立即关闭电源。先关闭
电源，再取下纸带。参考答案
参考答案
实验一练习使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度
基础知识
2.220交流50Hz0.02s电火花计时器
实验过程
1.(1)交变周期性50H0.02s(或0）0.02s
(2)220V50Hz0.02s
巩固提升
1.BCD解析：电磁打点计时器需要复写纸，电火花计时器不需要复写纸，选项A错误；实验时
应先接通电源，再拉动纸带，可在纸带上打出更多的点，纸带的利用率更高，选项B正确：拉动
纸带的方向与限位孔平行可减小摩擦，选项C正确：打点计时器不能长时间连续工作，选项D
正确。选项B、C、D正确。
2.C
3.AB解析：打点计时器是每隔0.02s打下一个点，所以通过数点就知道时间间隔，故选项A正
确；位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离即可得出，故选项B正确；瞬时速度需要通过匀变
速直线运动的推论求出，故选项C错误；平均速度的求解需要运用物理公式，故选项D错误。
4.AC解析：复写纸应套在纸带上面，选项A错误；电磁打点计时器使用4~6V的低压交流
电源，选项B正确；应该先接通电源，再牵动纸带，选项C错误；选项D是测平均速度的一种
方法，选项D正确。
5.D解析：纸带甲、乙、丙位移相同，甲、乙有4个时间间隔，丙有5个时间间隔，故甲、乙平均
速度较大；甲、乙与丁相比，同为4格，丁的位移大，而时间相同，故丁的平均速度大于甲、乙的
平均速度，故丁的平均速度最大。
6.BC
7.C解析：在0~4s内，物体沿正方向做匀加速直线运动，末速度为8m/s,故选项A错误；在
4~一6s内，物体沿正方向做匀减速直线运动，末速度为0，故选项B错误：6~7s物体沿反方
向做匀加速直线运动，末速度为4m/s,故选项C正确：7一8s物体沿反方向做匀加速直线运
动，末速度为0，故选项D错误。
8.B解析：从打第1个点到第5个点的时间间隔为1=0.02×48=0.08s,0=三-20X10
t0.02X4m/s=
2.50m/s,故选项B正确。通常说每隔4个点取1个计数点和每5个点取1个计数点，其相邻计数
点间的时间间隔都为5×0.02s=0.1s.
9.(1)220V交流电源
(2)放电针墨粉纸盘10.02
(3)墨粉纸盘可很好地转动，均匀地被使用纸带运动阻力很小
普通高中学生实验指导·物理·必修第一册（通用版）
10.(1)数据如下表：
位置
1
2
3
4
5
v/(m·s-1)1.201.000.800.600.40
(2)小车的速度一时间图像如图所示。从图像中可以看出，小车的速度均匀变小。
4m·8
1.8
1.2
0.6
00[4塔0.120.160206
解析：计算速度时要特别注意长度单位的换算。作图像时，要使尽可能多的点落在直线上，
不在直线上的点要均匀分布在直线两侧
11.0.10m/s0.27m/s
解析：由于遮光板通过光电门的时间很短，可以认为滑块在这很短的时间内做匀速运动，也
就是说用这段时间内的平均速度代表瞬时速度。
由0-得到=003
0.03
-0.29m/s≈0.10m/s,-0.7m/s≈0.27m/s.
实验二探究小车速度随时间变化的规律
基础知识
1.220V交流0.02s
2.密集减小误差0.1s
3.十x
2T
4.(2)v-t图像(3)加速度
反思总结
2.根据纸带数据分析运动性质，通常是先由，=十工1求出各计数点的瞬时速
2T
度，即一段时间的平均速度表示中间时刻的瞬时速度，再作。-t图像分析。
巩固提升
1.ACD解析：利用点迹清晰、点与点间隔适当的那部分纸带进行测量、计算可诚小测量误差。
用光滑程度、平整程度相同的长木板做实验可以减小因速度变化不均匀带来的误差。故正确
选项是A,C、D。
点评：实验误差来源的分析是探究实验中的重要内容，也是改进实验乃至设计实验的一个不
可缺少的部分，因此，我们在今后的各种实验中要重视误差的分析。
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