1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度 课件-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件围绕“用打点计时器测速度”实验，系统涵盖打点计时器原理、使用方法、数据处理及误差分析等核心内容，通过齐读、情境导入等方式衔接计时仪器到实验操作，构建从基础原理到实践应用的学习支架。 其亮点在于采用“议讲练”结合模式，通过讨论电磁打点计时器工作电压等问题、详解实验流程与数据处理（如用平均速度替代瞬时速度），培养科学探究与科学思维。对比两种计时器差异，助力学生掌握实验技能，教师可依托此资料提升教学效率。

1.4. 实验：用打点计时器测速度 高中的第一个重要实验 1 五环志行课堂 学习目标： 1.了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间和位移) 2.会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度 3.明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的 速度---时间图象 环节意图：目标展示，课堂导入 操作方式：齐读、情境导入、带问题读、回顾思考等 计时仪器 摆钟 秒表 手表 原子钟 3 打点计时器——“读” (a) 电磁打点计时器 (b) 电火花打点计时器 阅读教材关于电磁打点计时器的内容，了解其基本构造。 4 电磁打点计时器——“议” 讨论：1 电磁打点计时器的工作电压？交流电？ 2 为何使用交流电？ 3 如何按好纸带？ 5 电磁打点计时器——“讲” 电磁打点计时器 1、构造：线圈、永久磁铁、振片、复写纸、振针、限位孔、定位轴、接线柱等。 6 电磁打点计时器——“讲” 电磁打点计时器 2、工作原理：被交变电场磁化的振片在永久磁铁的作用下振动，带动振针打在复写纸上使纸带上打出一系列的点。 7 电磁打点计时器——“讲” 电磁打点计时器 3、参数： （1）工作电源：交流电源。 （2）工作电压： 6V以下的交流电。 （3）打点周期：若交流电源频率是50Hz，则每隔 0.02s 打一个点，即打点周期为0.02s；若交流电源频率是100Hz，打点周期为0.01s. 计时器的打点周期 (T) 和交流电频率 (f) 计算关系为：T= 8 电磁打点计时器——“讲” 打点计时器在纸带上打点示意： 9 用打点计时器测速度——“讲” 实验拿满分的方法： 1 记住关键实验器材！ 2 记住实验流程，不能随意更改实验顺序！ 3 理解记忆实验原理！涉及到重要计算！(重难点！最灵活的地方！拉差距的地方！) 4 理解记忆实验的注意事项！分析误差原因！(重难点！灵活的地方！拉差距的地方！) 10 用打点计时器测速度——“讲” 1 实验器材： 电磁打点计时器、纸带、刻度尺、带滑轮木板、小车。 2 实验流程： 1 安装实验器材！打点计时器固定在长木板没有滑轮的一边。 2 放车！使小车在木板上保持静止，并靠近打点计时器，开启打点计时器的电源开关，打点计时器稳定工作后，用手拉动细绳，使小车沿木板做直线运动，纸带上留下点。 3 取纸带！先关闭电源，后处理小车，取纸带！ 11 用打点计时器测速度——“讲” 4 标点！选择 1 个点标为 O，而后依次标为 A、B、C、D…… 5 测位移！用刻度尺测量各点的位置，并记录在表中。 注意估读！ 6 处理数据！ 7 绘制 v-t 图！ 12 数据处理——“讲”“练” 6 处理数据！ 涉及到计算平均速度和瞬时速度！ 平均速度计算方法 (): 例子：测出 DG 段的位移为，对应的时间为t，则 DG 的平均速度为： 练习：纸带1中 OC,OF,DF 的平均速度表达式是什么？E 点的瞬时速度如何表示？ 纸带 1 13 数据处理——“讲”“练” 6 处理数据！ 瞬时速度计算方法 ()，其中时间要无限趋近 0 例子：下列纸带中 C 的瞬时速度如何求解？此时可用如下公式代替 C 的瞬时速度！同理B, D, E, F的瞬时速度呢？ O A B C D E F 纸带中某点的瞬时速度可用该段的平均速度来代替！ 14 数据处理——“讲” 7 绘制V-t图 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 v/(m·s-1) 将所得各点瞬时速度和时间连点成线！ 速度 V1 V2 V3 V4 V5 V6 时间 t1 t2 t3 t4 t5 t6 15 注意事项——“讲” 四、实验注意事项： 1、实验前打点计时器要靠近小车停放。 2、打点计时器要固定好，在使用时打点计时器不允许松动。 3、实验前先启动电源，再拉动纸带。 4、要保证手每一次“水平地拉动纸带”。 5、打点计时器打点结束时要立刻切断电源。 6、实验结束后先关闭电源，再取下纸带。 16 误差分析——“讲” 五、误差分析 1、由于将平均速度视为瞬时速度所带来的误差。 2、多次测量位移所带来的偶然误差。 3、其他误差，如仪器问题。 17 “练” 【例1】(多选) 使用打点计时器时应注意（ ） A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在定位轴上的复写纸压在纸带上面 B.使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带 C.是用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D.电磁打点计时器和电火花打点计时器都要使用 4~6V 的直流电源 【例2】(多选) 以下时练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤，请将错误的操作选择出来（ ） A.把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸片套在定位轴上，并放在纸带下面 B.把电磁打点计时器的两个接线柱接分别接上导线，与 4~6V 低压交流电源相连 C.用手水平牵动纸带，然后打开电源开关 D.取下纸带，对纸带进行测量，测量时先统一测量出各个测量点到起始点 O 之间的距离，然后再计算出相邻计数点之间的距离 18 “练” 【例3】(1) 电磁打点计时器使用的电源应是________(填“交流 4～6 V”或“交流 220 V”)，实验室使用我国民用电(频率 50 Hz)时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为________s.(2) 在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A，B，C…七个点进行研究，这七个点与刻度尺标度的对应情况如图 1­4­7 所示．可求出 A 点到 D 点的距离是________cm. 图1­4­7 (3) 由实验数据可得 A 点到 D 点的平均速度是______m/s；B点的瞬时速度是__________m/s.(结果保留两位有效数字) 19 电火花计时器——“讲” 电源 插头 正负脉冲 输出 脉冲输出开关 放电针 墨粉 纸盘 纸盘轴 构造： 电火花打点计时器 20 电火花计时器——“讲” 工作原理: 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，蒸发墨粉落在纸带上打点。 21 电火花计时器——“讲” 参数： （1）工作电源：交流电源； （2）工作电压：220V 的交流电； （3）打点周期：若交流电源频率是 50Hz。则每隔 0.02s 打一个点，即打点周期 为0.02s。 22 打点计时器测速度——“结” 电磁打点计时器 电火花计时器 原理 电磁作用下 振针振动打点 脉冲电流经放电针 墨粉纸盘放电打点 电源 6V 以下交流电源 220V 交流电源 打点 周期 0.02 s 0.02 s 优缺点 摩擦阻力较大， 系统误差较大 摩擦阻力极小, 系统误差较小 23 打点计时器测速度——“结” 电磁打点计时器，电火花打点计时器的差异。 电磁打点计时器，电火花打点计时器工作原理。 实验流程，步骤。 数据处理，注意事项！ V-t 图绘制！ 24 打点计时器测速度——“结” 作业：课后习题，相应练习册！ 预习：加速度相关内容！ 25 $