打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用

1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的應(yīng)用一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 介紹結(jié)構(gòu)原理：教師布置學(xué)生對照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀其使用說明書，明確電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為4 V6 V當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面當(dāng)接通電源時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動(dòng)片(由彈簧鋼制成)磁化，振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場中由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場作用下，振動(dòng)片將上下振動(dòng)，其振動(dòng)周期與線圈中的電流變化周期一致，即為

2、0.02s位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)起來，這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。與學(xué)生交流討論：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源工作，大家想一想能不能使用直流電源，為什么?工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場方向，從而促使振動(dòng)片上下振動(dòng)，并且振動(dòng)片的振動(dòng)周期與電源的電流變化周期一致。若使用50 Hz的交流電，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為002s.這個(gè)值正好是電源頻率的倒數(shù)。二、電火花計(jì)時(shí)器介紹結(jié)構(gòu)原理：教師布置學(xué)生對照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀說明書，明確兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法使用時(shí)電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)，將裁

3、成圓片(直徑約38mm)的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20mmX700mm)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間這樣當(dāng)兩條紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能帶動(dòng)墨粉紙盤運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點(diǎn)跡的清晰度墨粉紙可以使用比較長的時(shí)間，一條白紙帶也可以重復(fù)使用，應(yīng)注意降低實(shí)驗(yàn)成本。與學(xué)生交流討論：從原理上考慮，電火花計(jì)時(shí)器跟電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相比，哪個(gè)更好些，誤差可能會更小?電火花計(jì)時(shí)器可能會更好些，因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮╇娀鸹ㄓ?jì)時(shí)器使用中運(yùn)動(dòng)阻力極小，這種極小阻力來自于紙帶運(yùn)動(dòng)的

4、本身，而不是打點(diǎn)產(chǎn)生的，因而系統(tǒng)誤差小，計(jì)時(shí)精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致(脈沖周期不大于50µs，這一方面也遠(yuǎn)優(yōu)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，同時(shí)它的操作簡易，使用安全可靠(脈沖放電電流平均值不大于5 µA)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息?時(shí)間和位移三、實(shí)驗(yàn)原理 1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔O.02s打一次點(diǎn)(由于電源頻率是50Hz)，因此紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。 2由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法：3求即時(shí)速度的方法4數(shù)據(jù)處理方法： (1)用“逐差法”求加速度：即根據(jù)S4-S

5、1=S5-S2=S6-S3=3aT2(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔)求出a1、a2、a3，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。(2)用v-t圖法；即先根據(jù)vn求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度四、用圖象表示速度我們可以用圖象來描述物體的速度變化情況，那么怎樣用圖象來表示物體運(yùn)動(dòng)的速度呢? 在方格紙上建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示物體運(yùn)動(dòng)的速度，用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，根據(jù)表中各時(shí)刻的速度將(v，t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn)，將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度一時(shí)間圖象(vt圖象)，簡稱速度圖象我們從根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)所描的點(diǎn)，可以從這些點(diǎn)的走向大致看出紙帶速度的變化規(guī)律為了更清晰，你可以把這些點(diǎn)用折線連

6、起來速度的實(shí)際變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，如果用一條平滑的曲線來“擬合”這些點(diǎn)，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實(shí)際情況更接近五、注童事項(xiàng)1紙帶打完后及時(shí)斷開電源。2小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。 3應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。4不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。5應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，后釋放紙帶六、課堂訓(xùn)練1、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，為一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C

7、、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s。(1)根據(jù)_計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度，則VA=_m/s，VB=_m/s，Vc=_m/sVD=_m/s，VE=_m/s。（2）在如圖所示坐標(biāo)中作出小車的速度時(shí)間圖線，并根據(jù)圖線求出a=_。將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的速度是_.此速度的物理意義是_。答案：（1）vn=，0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;(2)3.50m/s2, 0.53m/s，開始計(jì)時(shí)小車的速度，即vA)BA7.5cm27.6cm60.3cm105.6cmCDE2、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶。圖中A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，

8、相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度B= m/s，A= m/s；小車的加速度a = m/s23、某同學(xué)在“測勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了小車及其所拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況。在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為 s。ABCDEFG3.62cm4.38cm5.20cm5.99cm6.80cm7.62cm（1）試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D、E、F、G五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，（要求保留3位有效數(shù)字）：B= m/s、C= m/s、D= m/s、F= m/s、G= m/s。（2）小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為_m/s2（保留2位有效數(shù)字）;方向?yàn)開.4、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的自由落體運(yùn)動(dòng)，得到如圖所示的一段紙帶，測得=7.65cm，=9.17cm已知交變電流的頻率是50Hz，則打B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為 ms。如果實(shí)驗(yàn)測出的重力加速度比當(dāng)?shù)氐墓J(rèn)值偏小，可能的原因是 。5、在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，共取7個(gè)記數(shù)點(diǎn)，測出每兩個(gè)相鄰記數(shù)點(diǎn)間的距離分別為S1、S2S6，然后他把