實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度[青苗教育]

1、 新課標(biāo)要求新課標(biāo)要求 1.掌握打點(diǎn)計時器的原理及其使用方法。掌握打點(diǎn)計時器的原理及其使用方法。 2.掌握對紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。掌握對紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。 3.能利用打出的紙帶測定某段時間內(nèi)的平均速度。能利用打出的紙帶測定某段時間內(nèi)的平均速度。 4.掌握在極短的時間內(nèi)物體的瞬時速度近似等于這掌握在極短的時間內(nèi)物體的瞬時速度近似等于這 段時間內(nèi)的平均速度這一近似方法。并利用測出的段時間內(nèi)的平均速度這一近似方法。并利用測出的 速度速度,畫出畫出v-t圖象圖象,通過圖象來分析物體的運(yùn)動情況通過圖象來分析物體的運(yùn)動情況. 5.掌握建立圖像的一般規(guī)律掌握建立圖像的一般規(guī)律

2、,了解用圖像研究物理問了解用圖像研究物理問 題的方法。題的方法。 6.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)態(tài)度培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)態(tài)度;培養(yǎng)培養(yǎng) 學(xué)生尊重原始測量數(shù)據(jù)這一實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度學(xué)生尊重原始測量數(shù)據(jù)這一實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度. 1技能教育 鎮(zhèn)原第二中學(xué)鎮(zhèn)原第二中學(xué) 樊海峰樊海峰 第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述 2技能教育 一一.了解了解打點(diǎn)計時器打點(diǎn)計時器. 打點(diǎn)計時器是一種使用打點(diǎn)計時器是一種使用交流電源交流電源的的計時儀計時儀 器器，它每隔，它每隔0.02s打一個點(diǎn)（由于打一個點(diǎn)（由于電源頻率電源頻率 是是50Hz）。）。 紙帶上的紙帶上的點(diǎn)表示點(diǎn)表示了相應(yīng)運(yùn)動物了相應(yīng)運(yùn)

3、動物 體在不同時刻的體在不同時刻的位置位置，研究紙帶上所打點(diǎn)，研究紙帶上所打點(diǎn) 的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。 3技能教育 1. .電磁打點(diǎn)計時器電磁打點(diǎn)計時器 圖示是電磁打點(diǎn)計時器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了圖示是電磁打點(diǎn)計時器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了 幾個主要部件的代號及名稱幾個主要部件的代號及名稱 4技能教育 振片振片 振針振針 接線接線 柱柱 線圈線圈 永久永久 磁鐵磁鐵 限位限位 孔孔 紙帶紙帶 定位定位 軸軸 復(fù)寫復(fù)寫 紙紙 5技能教育 當(dāng)給電磁打點(diǎn)計時器通電后，線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)給電磁打點(diǎn)計時器通電后，線圈產(chǎn)生磁場， 放在線圈中的振片被磁化，由于線圈通的是

4、放在線圈中的振片被磁化，由于線圈通的是 交變電流，電流方向不斷變化，振片就會因交變電流，電流方向不斷變化，振片就會因 反復(fù)地受到向上、向下的吸引而不停地振動反復(fù)地受到向上、向下的吸引而不停地振動 起來當(dāng)交變電流的頻率是起來當(dāng)交變電流的頻率是50 Hz時，電磁打時，電磁打 點(diǎn)計時器的振針每點(diǎn)計時器的振針每0.02 s打下一個點(diǎn)打下一個點(diǎn). NSNS SNSNSN NS SN NS SN NS SN NS SN NS N S 電磁打點(diǎn)計時器的原理電磁打點(diǎn)計時器的原理 6技能教育 2.電火花計時器電火花計時器 圖示是電火花計時器的構(gòu)造圖圖中標(biāo)出圖示是電火花計時器的構(gòu)造圖圖中標(biāo)出 了幾個主要部件的代號

5、，它們的名稱見圖了幾個主要部件的代號，它們的名稱見圖 7技能教育 電火花計時器是利用電火花計時器是利用火花放電火花放電使墨粉在紙帶使墨粉在紙帶 上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的計時儀器上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的計時儀器.當(dāng)電源的當(dāng)電源的 頻率是頻率是50Hz 時時,它的脈沖放電周期也是它的脈沖放電周期也是0.02s，即，即 每隔每隔0.02s 打下一個點(diǎn)打下一個點(diǎn) 請你思考：請你思考： 1為什么打點(diǎn)計時器不能使用直流電源？為什么打點(diǎn)計時器不能使用直流電源？ 2假設(shè)交流電源的頻率不是假設(shè)交流電源的頻率不是50Hz，而是，而是60 Hz，打點(diǎn)計時器還是每隔，打點(diǎn)計時器還是每隔0.02 s打一個點(diǎn)嗎？這打一個

6、點(diǎn)嗎？這 時它將每隔多長時間打下一個點(diǎn)？時它將每隔多長時間打下一個點(diǎn)？ 8技能教育 二二.打點(diǎn)計時器的使用打點(diǎn)計時器的使用 1電磁打點(diǎn)計時器的使用電磁打點(diǎn)計時器的使用 (1)用限位孔限定紙帶，復(fù)寫紙壓在紙帶用限位孔限定紙帶，復(fù)寫紙壓在紙帶 的上面通電，振片帶動振針打點(diǎn)若紙帶的上面通電，振片帶動振針打點(diǎn)若紙帶 運(yùn)動，其上就會留下一行小點(diǎn)運(yùn)動，其上就會留下一行小點(diǎn) (2)如由物體帶動紙帶運(yùn)動，物體的位移如由物體帶動紙帶運(yùn)動，物體的位移 就對應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點(diǎn)間的距離，運(yùn)動時間就對應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點(diǎn)間的距離，運(yùn)動時間 可由該距離上點(diǎn)痕的數(shù)目計算可由該距離上點(diǎn)痕的數(shù)目計算 穿孔穿孔 壓復(fù)壓復(fù) 通電通電 打

7、點(diǎn)打點(diǎn) 9技能教育 2電火花計時器的使用電火花計時器的使用 (1)使用時，墨粉紙盤套在紙盤軸上，使用時，墨粉紙盤套在紙盤軸上， 把紙帶穿過限位孔當(dāng)接通電源、按下脈沖把紙帶穿過限位孔當(dāng)接通電源、按下脈沖 輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電 針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于 是在運(yùn)動的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡是在運(yùn)動的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡 (2)這種計時器工作時，紙帶運(yùn)動時受這種計時器工作時，紙帶運(yùn)動時受 到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也比較小到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也比較小 套軸套軸 穿孔穿孔 通電通電 按脈按脈 打點(diǎn)打

8、點(diǎn) 10技能教育 三三.練習(xí)使用打點(diǎn)計時器練習(xí)使用打點(diǎn)計時器 1.了解打點(diǎn)計時器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項，了解打點(diǎn)計時器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項， 把打點(diǎn)計時器固定好。把打點(diǎn)計時器固定好。 2.按照說明連接使用儀器并把紙帶裝好。按照說明連接使用儀器并把紙帶裝好。 3.啟動電源，用手水平地拉紙帶，紙帶上就打出啟動電源，用手水平地拉紙帶，紙帶上就打出 一一 行小點(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。行小點(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。 4.取下紙帶，觀察點(diǎn)子的分布情況，選擇適當(dāng)?shù)娜∠录垘?，觀察點(diǎn)子的分布情況，選擇適當(dāng)?shù)?計數(shù)點(diǎn)，注意計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔。計數(shù)點(diǎn)，注意計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔。 11技能教育 5.用刻度尺分別測量

9、出第一個點(diǎn)到第用刻度尺分別測量出第一個點(diǎn)到第n個點(diǎn)的距個點(diǎn)的距 離離.把測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計的表格中把測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計的表格中. 2.50 5.49 8.99 13.01 單位單位 cm O A B C D 表表1 紙帶在幾段時間中的位移和平均速度紙帶在幾段時間中的位移和平均速度 OAABBCCDDEEF x/cm v/m.s-1 2.50 0.42 2.993.504.02 0.500.58 0.67 12技能教育 四四.用打點(diǎn)計時器測量瞬時速度用打點(diǎn)計時器測量瞬時速度 13技能教育 cmx/ st/ )./( 1 smV 表表2.紙帶在幾段時間中的平均速度紙帶在幾段時間中的平均速度 0

10、1234567 7.409.4511.4013.4715.6517.6519.6020.03 0.20.20.20.20.20.20.20.2 0.3700.4730.5700.6740.7830.8830.9801.00 V 0.370 0.473 0.570 0.674 0.783 0.883 0.980 1.00 14技能教育 0 1 2 3 4 5 6 7 t/0.2s v/(ms-1) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 15技能教育 五五. .用圖象表示速度用圖象表示速度 在表格中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速在表格中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速 度度. .要

11、想形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助要想形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助 于于v-tv-t圖象。圖象。 t/s v/(ms-1) 0 t/s v/(ms-1) 0 用平滑曲線擬合用平滑曲線擬合 坐標(biāo)系中的點(diǎn)坐標(biāo)系中的點(diǎn) 16技能教育 v-t圖象：圖象： 1.能讀出速度能讀出速度v、時刻時刻 t 的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系 2.觀察出速度觀察出速度v隨時間隨時間 t 的變化關(guān)系的變化關(guān)系 3.能判斷物體的運(yùn)動規(guī)律能判斷物體的運(yùn)動規(guī)律 4.圖象與橫軸的面積表示位移圖象與橫軸的面積表示位移. t O V t O V t O V t O V 勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動 勻加速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)

12、動 勻減速直線運(yùn)動勻減速直線運(yùn)動 17技能教育 一、紙帶的處理方法一、紙帶的處理方法 例例1 打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為50 Hz，某次實(shí)，某次實(shí) 驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖 所示，紙帶在所示，紙帶在A、C間的平均速度為間的平均速度為_m/s，在，在A、 D間的平均速度為間的平均速度為_m/s，B點(diǎn)的瞬時速度更接點(diǎn)的瞬時速度更接 近于近于_m/s.(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)0.35 0.35 0.42 1.402.50 18技能教育 二、實(shí)驗(yàn)誤差分析二、實(shí)驗(yàn)誤差分析 例例2 某同學(xué)在用打點(diǎn)計時

13、器做實(shí)驗(yàn)時，得到的紙帶如圖所某同學(xué)在用打點(diǎn)計時器做實(shí)驗(yàn)時，得到的紙帶如圖所 示，這可能是因?yàn)槭荆@可能是因?yàn)?) A打點(diǎn)計時器錯接在直流電源上打點(diǎn)計時器錯接在直流電源上 B電源的電壓不穩(wěn)電源的電壓不穩(wěn) C電源的頻率不穩(wěn)電源的頻率不穩(wěn) D振針壓得過緊振針壓得過緊 解析解析 正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在 紙帶上才能留下點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過大時，振針可能紙帶上才能留下點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過大時，振針可能 打不到復(fù)寫紙，這時會出現(xiàn)有時有點(diǎn)，有時無點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)打不到復(fù)寫紙，這時會出現(xiàn)有時有點(diǎn)，有時無點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù) 寫紙的距離過小時，振針就會有較長的時間與復(fù)寫紙接觸，這寫紙的距離過小時，振針就會有較長的時間與復(fù)寫紙接觸，這 樣就會在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段樣就會在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段 答案答案 D 19技能教育 三、