2024_2025学年新教材高中物理第一章运动的描述第四节测量直线运动物体的瞬时速度学案粤教版必修第一册 .pdf

第四节测量直线运动物体的瞬时速度

预习基础知识，培养自学能力

一试验目的

1.了解电磁打点计时器的结构和工作原理，并学会安装和运用。知道电火花计时器和

数字计时器。

2.理解依据纸带测量速度的原理，学会由纸带测量平均速度和瞬时速度。

3.能利用户*图像分析物体的运动。

二试验原理

1.两种打点计时器

(1)电火花计时器

①电火花计时器运用沟通电源，工作电压是220Vo

②电火花计时器的构造如图所示。

③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

220V沟通电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经放电针墨粉纸盘到纸

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50Hz时，它每隔

0.02s打一个点。

(2)电磁打点计时器

①电磁打点计时器是一种用连续打点记录运动物体在相同时间内位移的仪器。它运用沟

通电源，工作电压是4〜6Vo当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一个点。

②电磁打点计时器的构造如图所示。

③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。当打点计时器的线

圈中通入交变电流时，线圈将产生磁场，由于电流是周期性改变的，所以线圈产生的磁场也

是周期性改变的，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改变。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，打点的时间就是振片的振动

周期，等于交变电流的周期。沟通电频率为50Hz时，它每隔0.02s)打一个点，则

纸带上相邻两点间的时间也是0.02so

2.测平均速度瞬时速度的原理

与运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两

个计数点间的位移通过打点间隔数和打点周期可知这两点间的时间A左则平均速度？

Nx

=F

测量某一位置的瞬时速度时，可以取包含这一位置在内的一小段位移Ax,用上述方法

测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代替纸带经过该位置的瞬时速度。

如图所示，旧点的瞬时速度可用〃G或D、间的平均速度代替，但明显用〃间的

平均速度表示更精确。然而〃两点距离过小会使测量的位移误差增大，应当依据实际状

况选取。

I

)DEFG

|—0.08s—

3.数字计时器及其工作原理

(1)数字计时器是一个可以将采集信息的时间显示出来的仪器。

(2)数字计时器的构造如图所示。

由数字计时器和光电门组成

的计时测量装置

1(3)作原理：数字计时器和光电门组成计时测量装置。光电门的外形像门，其一边安

装发光装置，另一边安装光线接收装置，并都与数字计时器连接。当宽度肯定的物体通过光

电门时，光线被遮挡，数字计时器起先计时；当物体离开光电门时，数字计时器停止计时。

这样就可以记录物体遮挡一个光电门光线的短短暂间o数字计时器还可以记录物体经过两个

光电门之间的时间以及测量物体运动的瞬时速度和平均速度。

三试验器材

电磁打点计时器（或电火花计时器）学生电源（电火花计时器运用220V沟通电源）刻

度尺纸带复写纸导线坐标纸等。

四试验步骤（以运用电磁打点计时器为例）

1.把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且

压在纸带上面。

2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到4〜6V的低压沟通电源上。

3.接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向