打点计时器实验
食品安全承诺书-足球战术
2023年2月19日发(作者：常见植物大全)1
6.实验：用打点计时器测速度和加速度
【学习目标】：
１．了解打点计时器的计时原理,理解纸带中物体运动的信息(时间和位移)
２．会安装并使用打点计时器，会测量瞬时速度和加速度。
【学习重点】：1．学会使用打点计时器2．能计算物体运动的瞬时速度和加速度。
【学习难点】：打点计时器的正确使用与从纸带上点迹获取物体运动的数据。
【自主预习】
1．电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生的位
移的计时仪器，它使用交流电源，由学生电源供电，工作电压
在6V以下，当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点，
通电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，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起
来，带动其上的振针上下振动．这时，如果纸带运动，振针就通
过复写纸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位移。．
2．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，工作电压是220V,但纸带运动
受到的阻力比较小，实验误差也就比较小．
【合作探究】
一、练习使用打点计时器：
1．实验步骤：先接通电源开关，再放开纸带。
2．数据分析：每隔四个点取一个计数点或每五个点取一个点都表示相邻两个计数点间隔0.1s.
（1）如果相邻的相等时间内的两段位移相等：即x1=x2=x3，该物体做匀速直线运动。
（2）如果相邻的相等时间内的两段位移差相等：x2-x1=x3-x2=x4-x3,该物体做匀加速直线运动。
3.公式：
（1）求a：ΔS=Sn-Sn-1=aT2（这里的n,n-1指的是第几段位移）
（相邻的ΔS都相等或者纸带上测量出的线段不超过3段时），根据ΔS=aT2求一次即可
（2）求a：Sm-Sn=(m-n)aT2
（相邻的ΔS都不相等或者纸带上测量出的线段超过5段时），用逐差法求加速度：
S4-S1=S4–S3+S3–S2+S2-S1=3a1T2S5-S2=3a2T2S6-S3=3a3T2
a=(a1+a2+a3)／3=[(S4+S5+S6)-(S1+S2+S3)]／9T2
（2）求瞬时速度：v3=v2-4=S2-4/2T（这里的数字指的是打出的第几个点）
[问题延伸]在使用打点计时器时，纸带上出现下列情况各是什么原因造成的？应如何调节？
现象原因调节的方法
打点不清晰
1.振针过高
2.电压太低，振幅小
3.复写纸用得太久
1.把振针适当调低
2.适当调高电压
3.换新的复写纸
2
打的不是点，是短线
1.振针过低
2.所加电压太高，振幅过大
1.把振针适当调高一些
2.适当调低电压
[典例及变式]
例1：当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹．下列关于纸带上点迹的说法中正
确的是(ABD)
A．点迹记录了物体运动的时间B．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状D．纸带上点迹分布情况反映了物体的运动情况
变式1：如图6所示是一同学利用打点计时器打出的一条纸带，纸带上打出的不是圆点，而是如图
所示的一些短线，这可能是因为(D)
A．打点计时器错接在直流电源上B．电源电压不稳定图6
C．电源的频率不稳定D．打点针压得过紧
例2.某校学习兴趣小组在研究“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图1-4-7是某次实验得出的
纸带，所用电源的频率为50H
Z
，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，
标以1、2、3……。各计数点与0计数点之间的距离依次为d
1
=3cm，d
2
=7.5cm,d
3
=13.5cm，则
（1）物体做匀加速直线的运动，理由是△s=常数；
（2）物体通过1计数点的速度v
1
=0.375m/s；物体运动的加速度为a=1.5m/s2.
变式2.如图是用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度时得到的纸带，从O点开始每隔4个点
取一个计数点，测得OA＝6．80cm，DE＝2．00cm，则物体运动的加速度为__-1.2___m/s2，D点
的速度大小为__0.26___m/s,CD＝3.20cm，。
【巩固练习】
1.通过打点计时器得到的一条纸带上的点迹不均匀，下列判断正确的是(BC)
A．点迹密集的地方物体运动的速度较大B．点迹密集的地方物体运动的速度较小
C．点迹不均匀说明物体做变速运动D．点迹不均匀说明打点计时器有故障
2．在下列四个图象中，表示匀速直线运动的是(BC)
3．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的物理量是(AB)
A．时间间隔B．位移C．速率D．平均速度
4．接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动，这两项操作的时间顺序是(A)
d
1d
2d
3
0
1
23
图1-4-7
3
A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带的同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以
5．下列说法中正确的是(ACD)
A．电磁打点计时器和电火花计时器的计时原理基本一样
B．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样
C．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的
D．电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02s
6．打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，其相邻点的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，
这纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是(C)
A．T＝0.02s，t＝NTB．T＝0.05s，t＝(N－1)T
C．T＝0.02s，t＝(N－1)TD．T＝0.05s，t＝NT
7．(2011年济南高一质检)如图1－4－10所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物
体做匀速运动(B)
【课后检测】
1．(2010·临沂)如图实－1－8所示为同一打点计时器打出两条纸带，由纸带可知(BD)
A．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大
B．在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小
C．纸带甲的加速度比乙的大
D．纸带甲的加速度比乙的小
2．(2009·广东)使用电磁打点计时器(交流电的频率为50Hz)，得到如图的纸带．图中的点为计
数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，正确的是(C)
A．实验时应先放开纸带再接通电源B．(x
6
－x
1
)等于(x
2
－x
1
)的6倍
C．从纸带可求出计数点B对应的速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s
3．（2007年天津卷)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率
为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图所示．他在纸带上便于测量的地方选取第
一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明
D，第二十一个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm，CD
长为11.15cm，DE长为13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为__0.986___m/s，小车
运动的加速度大小为_2.58__m/s2，AB的距离应为___5.99_____cm.(保留三位有效数字)
4
简单，a算一次
解析：由公式v
C
＝
AE
4T
得v
C
＝0.986m/s；由公式a＝
CE－AC
4T2得a＝2.58m/s2；由BC－AB＝
2.58cm与AB＋BC＝14.56cm，联立得AB＝5.99cm.
4．(2010·聊城)在做“研究匀变速直线运动”的实验时，所用电源频率为50Hz，取下一段纸带研
究，如图所示，设0点为计数点的起点，每5个点取一个计数点，则第一个计数点与起始点间的
距离x
1
＝_3__cm，计算此纸带的加速度大小a＝__3__m/s2；物体经过第3个计数点的瞬时速度
为v
3
＝__1.05___m/s.
5．某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、
F、G共7个计数点，如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s.
(1)根据纸带上各个计数点间的距离，计算v
C
＝_0.479__m/s，v
D
＝__0.560_m/s，(保留三位有
效数字)
(3)小车运动的加速度为0.80(0.78～0.82均可)_m/s2.(保留两位有效数字)
6、某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情
况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相
邻的测量点之间的时间间隔为
s10.0
，完成下面问题。
(1)根据打点计时器打出的纸带，我们可以直接得到的物理量是A
A．时间间隔B．加速度C．瞬时速度D．平均速度
（2）根据纸带上各个测量点间的距离第4个点对应的时刻的瞬时速度v4=0.314m/s；（要求
保留3位有效数字）;由图像求出小车的加速度a=0.005m/s2.
7．某同学用如图6所示的装置来研究自由落体运动是什么性质的运动。
5
图7是实验中利用打点计时器记录自由落体运动的轨迹时，得到的一条纸带，纸带上的点
是从放手开始打下的连续的计数点。两点之间的距离，S1=9.6mm,S2=13.4mm,S3=17.3mm,
S4=21.1mm,相邻两计数点的时间间隔为T.电源频率为50Hz。
（1）下列说法中正确的是（AD）（双选）
A．电火花打点计时器用的是220V交流电源
B．实验中使用秒表测量时间
C．实验时应先由静止释放纸带，然后赶紧接通电源
D．求出的加速度一般比9.8m/s2小，是因为纸带和重锤受到阻力
（2）通过对纸带的分析，你认为自由落体运动是做变速（填“匀速”、“变速”）运动。
你的判断依据是：在相等时间内，位移逐渐变大。
（3）根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达公式a=2
2143
4
)()(
T
SSSS
a
,
（用已知物理量符号表示），加速度大小a=9.63m/s2（或9.62m/s2）m/s2。（保留两位小数）
（4）打点计时器打下F点，求物体在F点的速度公式
T
SS
V
F2
43
，（用已知物理量符号表示）,
大小为VF=0.96m/sm/s（保留两位小数）
8.（2018年北京卷）。用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下：
a．安装好实验器材。接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板运动，重复几次。
b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O（t=0），然后每隔相同的时间间隔T
选取一个计数点，如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c．通过测量、计算得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度，分别记作v1
、v2
、v3
、v4
…
d．以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，在坐标纸上描点，如图3所示。
打点计时器
接电源
图6
纸带
夹子
重物
A
B
CDEG
9.6
13.417.3
单位：mm
21.1
F
图7
6
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有___A___和___C_(填选项前的字母)。
A．电压合适的50Hz交流电源B．电压可调的直流电源
C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝码)
（2）观察v-t图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是__小车的速度随时间均匀变化__。
v-t图像斜率的物理意义是_____表示加速度___。
（3）描绘v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度表示各计数点的瞬时速
度，从理论上讲，对△t的要求是_越小越好_（选填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角
度看，选取的△x大小与速度测量的误差__有关__(选填“有关”或“无关”)。
（4）学生无。早在16世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的。当时只能靠滴水
计时，为此他设计了如图4所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想。请你结合匀
变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的
__如果小球的初速度为0，其速度，那么它通过的位移x∝t2。因此，只要测出小球通过相同
的时间所走的位移，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化。__。
【拓展提高】
1.长度的标注方法。某校学习兴趣小组在
研究“探索小车速度随时间变化的规律”的
实验，图1-4-7是某次实验得出的纸带，所
用电源的频率为50H
Z
，舍去前面比较密集的
点，从0点开始，每5个连续点取1个计数
点，标以1、2、3……。各计数点与0计数
点之间的距离依次为d
1
=3cm，
d
2
=7.5cm,d
3
=13.5cm，则：
（1）物体做的运动，理由是；
（2）物体通过1计数点的速度v
1
=m/s；（3）物体运动的加速度为a=m/s2.
1.(1)匀加速直线，△s=常数（2）0.375（3）1.5
d
1
d
2
d
3
0
1
23
图1-4-7
7
2.中间有一个点未标出。某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频
率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，
在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下
标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为
13.73cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为m/s，小车运动的加速度大小为
m/s2，AB的距离应为cm。（保留三位有效数字）
=VAE=0.986m/s;SDE-SCD=2.58m/s2；BC－AB＝2.58cm与AB＋BC＝14.56cm，得AB＝5.99
cm.
3.求最边上的点的速度。一电火花打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸
带从斜面上滑下，如右图所示．
(1)电火花计时器使用电源(填“直流”或“交流”)，工作电压V.
(2)交流电频率为50Hz，下图中A、B、C、D相邻两点间还有四个点未标出，其中OA=4.01cm，
AB=6.48cm，BC=8.96cm，CD=11.42cm，利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a=
m/s2.
(3)打点计时器打A点时小车的速度VA=m/s.打O点时小车的速度v0=m/s.
3.(1)交流220(2)逐差法求出a=2.47m/s2(3)0.520.27
图1-4-10