打点计时器的应用
一、电磁打点计时器
介绍结构原理：
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法．
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 V～6 V．当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点．通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面．当接通电源时，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0.02s．位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。
与学生交流讨论：
电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么? 工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0．02s.这个值正好是电源频率的倒数。
二、电火花计时器
介绍结构原理：
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法．使用时电源插头直接插在交流220V插座内，将裁成圆片(直径约38mm)的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带(20mmX700mm)从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间．这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度．墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本。
讨论：从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小?
电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些． 电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期不大于50µs，这一方面也远优于电磁打点计时器)，同时它的操作简易，使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5 µA)．
打点计时器能记录哪些信息? 时间和位移．
三、实验原理
1．打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器，它每隔O.02s打一次点(由于电源频率是50Hz)，因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。
2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：
3．求即时速度的方法
4．数据处理方法：
2(1)用“逐差法”求加速度：即根据S4-S1=S5-S2=S6-S3=3aT(T为相邻两计数点间的时间间隔)
求出a1s5s2s6s3s4s1、a、a，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的233T23T23T2
加速度。
(2)用v-t图法；即先根据vnsnsn1求出打第n点时纸带的瞬时速度 2T
四、用图象表示速度
我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度
呢?
在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根
据表中各时刻的速度．将(v，t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一时间图象(v—t图象)，简称速度图象．
我们从根据实测数据所描的点，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律．
为了更清晰，你可以把这些点用折线连起来．速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，图线的斜率即为物体运动的加速度。曲线反映的规律应该与实际情况更接近．
五、注童事项
1．纸带打完后及时断开电源。
2．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7—8个计
数点为宜。
3．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数
点，选取的记数点不少于6个。
4．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应
估读到毫米的下一位。
5．应先接通打点计时器，后释放纸带
六、课堂训练
1、在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、
B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。
(1)根据_________________计算各点瞬时速度，则
VA=_______m/s，VB=________m/s，Vc=_______m/sVD=_______m/s，VE=______m/s。
（2）在如图所示坐标中作出小车的速度时间图线，并根
据图线求出a=_______。将图线延长与纵轴相交，交点的
速度是_______.此速度的物理意义是__________。
答案：（1）vn=snsn1dn1dn12，0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;(2)3.50m/s, 2T2T
0.53m/s，开始计时小车的速度，即vA) A
2、在研究匀变速直线运动的实验中，如图 所示为一次记录小车运动情况的纸带。图中 A、B、C、D、E为计数点，相邻计数点间还 有4个点（图中未标出），计算计数点的瞬时
速度υB= m/s，υA= m/s；
2小车的加速度a = m/s
3、某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了小车及其所拖动的纸带的运动情况。在打点计时器所打出的纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点，则相邻计数点间的时间间隔为 s。
（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F、G五个点时小车的瞬时速度，（要求保留3位有效数字）：υB= m/s、υC= m/s、
υD、υF、υG。
2（2）小车运动的加速度大小为___________m/s（保留2位有效数字）;方向为
_____________________.
4、用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图所示的一段纸带，测得
=7.65cm，=9.17cm．已知交变电流的频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为 m／s。如果实验测出
的重力加速度比当地的公认值偏小，
可能的原因是 。
5、在利用打点计时器测定匀变速直线运动中速度的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个记数点，共取7个记数点，测出每两个相邻记数点间的距离分别为S1、S2„„S6，然后他把纸带上S1、S2„„S6各段准确地剪开成6段，按下图那样贴在坐标纸上，彼此不留间隙也不重叠，纸带下端都准确地与横轴重合，S1的左边准确地与纵轴重合，横轴为时间，纵轴为速度。
（1）在图中作出该运动V—t线；
（2）简述（1）中作图的步骤和依据；
（3）说明如何利用作出的V—t图象求加速度a。
打点计时器的应用
一、电磁打点计时器
介绍结构原理：
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法．
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 V～6 V．当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点．通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面．当接通电源时，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0.02s．位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。
与学生交流讨论：
电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么? 工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0．02s.这个值正好是电源频率的倒数。
二、电火花计时器
介绍结构原理：
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法．使用时电源插头直接插在交流220V插座内，将裁成圆片(直径约38mm)的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带(20mmX700mm)从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间．这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度．墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本。
讨论：从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小?
电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些． 电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期不大于50µs，这一方面也远优于电磁打点计时器)，同时它的操作简易，使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5 µA)．
打点计时器能记录哪些信息? 时间和位移．
三、实验原理
1．打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器，它每隔O.02s打一次点(由于电源频率是50Hz)，因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。
2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：
3．求即时速度的方法
4．数据处理方法：
2(1)用“逐差法”求加速度：即根据S4-S1=S5-S2=S6-S3=3aT(T为相邻两计数点间的时间间隔)
求出a1s5s2s6s3s4s1、a、a，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的233T23T23T2
加速度。
(2)用v-t图法；即先根据vnsnsn1求出打第n点时纸带的瞬时速度 2T
四、用图象表示速度
我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度
呢?
在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根
据表中各时刻的速度．将(v，t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一时间图象(v—t图象)，简称速度图象．
我们从根据实测数据所描的点，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律．
为了更清晰，你可以把这些点用折线连起来．速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，图线的斜率即为物体运动的加速度。曲线反映的规律应该与实际情况更接近．
五、注童事项
1．纸带打完后及时断开电源。
2．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7—8个计
数点为宜。
3．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数
点，选取的记数点不少于6个。
4．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应
估读到毫米的下一位。
5．应先接通打点计时器，后释放纸带
六、课堂训练
1、在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、
B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。
(1)根据_________________计算各点瞬时速度，则
VA=_______m/s，VB=________m/s，Vc=_______m/sVD=_______m/s，VE=______m/s。
（2）在如图所示坐标中作出小车的速度时间图线，并根
据图线求出a=_______。将图线延长与纵轴相交，交点的
速度是_______.此速度的物理意义是__________。
答案：（1）vn=snsn1dn1dn12，0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;(2)3.50m/s, 2T2T
0.53m/s，开始计时小车的速度，即vA) A
2、在研究匀变速直线运动的实验中，如图 所示为一次记录小车运动情况的纸带。图中 A、B、C、D、E为计数点，相邻计数点间还 有4个点（图中未标出），计算计数点的瞬时
速度υB= m/s，υA= m/s；
2小车的加速度a = m/s
3、某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了小车及其所拖动的纸带的运动情况。在打点计时器所打出的纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点，则相邻计数点间的时间间隔为 s。
（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F、G五个点时小车的瞬时速度，（要求保留3位有效数字）：υB= m/s、υC= m/s、
υD、υF、υG。
2（2）小车运动的加速度大小为___________m/s（保留2位有效数字）;方向为
_____________________.
4、用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图所示的一段纸带，测得
=7.65cm，=9.17cm．已知交变电流的频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为 m／s。如果实验测出
的重力加速度比当地的公认值偏小，
可能的原因是 。
5、在利用打点计时器测定匀变速直线运动中速度的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个记数点，共取7个记数点，测出每两个相邻记数点间的距离分别为S1、S2„„S6，然后他把纸带上S1、S2„„S6各段准确地剪开成6段，按下图那样贴在坐标纸上，彼此不留间隙也不重叠，纸带下端都准确地与横轴重合，S1的左边准确地与纵轴重合，横轴为时间，纵轴为速度。
（1）在图中作出该运动V—t线；
（2）简述（1）中作图的步骤和依据；
（3）说明如何利用作出的V—t图象求加速度a。