實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

1、1.4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度【教學(xué)目標(biāo)】1. 了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、原理和使用方法。2. 通過速度測(cè)量過程的體驗(yàn)，領(lǐng)悟兩個(gè)方法：一是用圖象處理物理數(shù)據(jù)的方法；二是極限法。【重點(diǎn)難點(diǎn)】1. 了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、原理和使用方法。2. 會(huì)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況，掌握一些處理數(shù)據(jù)的基本方法?！窘虒W(xué)方法】講練結(jié)合、實(shí)驗(yàn)【教學(xué)用具】電源（220V電源或?qū)W生電源），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，刻度尺（最好是塑料透明的），導(dǎo)線【教學(xué)過程】一、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：（1）構(gòu)造：線圈、永久磁鐵、振片、振針、限位孔、定位軸（2）工作電壓：6V以下低壓交流電源，電源頻率50Hz，每隔002s

2、打一個(gè)點(diǎn)。（3）工作原理：（4）使用方法：a把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，將復(fù)寫紙片（有顏色的一面朝下）套在定位軸上，然后將紙帶從限位孔和復(fù)寫紙片的下面穿過。 b把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線分別與6V低壓交流電源的接線柱相連接。 c接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，用手水平地拉動(dòng)兩條紙帶，待紙帶拉出以后，立即關(guān)閉電源。（5）調(diào)節(jié)： 點(diǎn)跡不清晰（顏色過淡或打不上點(diǎn)）：a 電壓過低，振幅較小：適當(dāng)調(diào)高電壓 b 振針過高（與紙帶距離太遠(yuǎn)）：適當(dāng)調(diào)低；c 復(fù)寫紙用得太久：更換新的。 點(diǎn)跡拖尾（短橫線），或打雙點(diǎn)：振針與紙帶接觸時(shí)間過長(zhǎng)a電壓過高，振幅太大：適當(dāng)調(diào)低電壓； b振針過低（與紙帶距離太

3、近）：適當(dāng)調(diào)高。2、電火花計(jì)時(shí)器：（1）構(gòu)造：正、負(fù)脈沖接線柱、壓紙片、紙盤軸、墨粉紙盤（2）工作電壓：220V交流電源，電源頻率50Hz，每隔002s打一個(gè)點(diǎn)。（3）工作原理：是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。使用時(shí)，墨粉紙盤套在低盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一列點(diǎn)跡。（4）使用方法：a把電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，將墨粉紙盤套在紙盤軸上，然后將兩條紙帶從壓紙片和紙盤軸之間的限位槽中穿過，且墨粉紙盤應(yīng)夾在兩條紙

4、帶之間。 也可只用一條紙帶，但用兩條當(dāng)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)墨粉紙盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保證墨粉紙盤被均勻使用，不出現(xiàn)打點(diǎn)不清晰的現(xiàn)象。b把計(jì)時(shí)器上的電源插頭插在交流220V電源插座上 c拔動(dòng)開關(guān)指向“ON”時(shí)，聽到輕微放電聲后, 用手水平地拉動(dòng)兩條紙帶，待紙帶拉出以后，立即拔動(dòng)開關(guān)指向“Off”，下面的紙帶朝向墨粉紙盤的一面就打上一列小點(diǎn)。（5）調(diào)節(jié)：點(diǎn)跡不清晰（顏色過淡或打不上點(diǎn)） 墨粉紙盤用得太久：更換新的。 使用兩條紙帶：3、注意事項(xiàng)：（1）打點(diǎn)的時(shí)間間隔由電源頻率決定：，與電源電壓無關(guān)；電壓只影響電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振片（針）的振幅。（2）使用電火花計(jì)時(shí)器，紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力小，實(shí)驗(yàn)誤差小。（3）使

5、用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙片下面。（4）操作步驟：先通電，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后（12S）釋放紙帶，打點(diǎn)完畢立即關(guān)閉電源。二、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1、實(shí)驗(yàn)步驟：（1）把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上，檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，檢查兩條白紙帶是否已經(jīng)正確地穿好，墨粉紙盤是否夾在兩條紙帶之間。（2）把計(jì)時(shí)器上的電源插頭在220V交流電源插座上。（3）按下脈沖輸出開頭，用手水平地拉動(dòng)兩條紙帶，紙帶上就打上一列小點(diǎn)。 如果用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則13步相應(yīng)為：（1）把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過兩個(gè)

6、限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面。（2）把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線分別與6V的低壓交流電源的接線柱相連接。（3）打開電源開關(guān)，用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一列小點(diǎn)。（4）取下紙帶，從能看得清楚的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)。如果共有n個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)子的間隔數(shù)則為（n1）個(gè)，用t0.02（n1）計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。（5）用刻度尺測(cè)量一下，打下這些點(diǎn)，紙帶通過的距離x有多長(zhǎng)。（6）利用公式計(jì)算紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。把測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果填入表一中。（7）選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。（8）從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始，每隔0.1s取一個(gè)點(diǎn)，在紙帶上用數(shù)字0，1，2 .5標(biāo)出這些“測(cè)量點(diǎn)”，測(cè)量包括每個(gè)點(diǎn)的一段位移x，記錄在表二中，同時(shí)記錄相對(duì)應(yīng)的時(shí)間，以測(cè)量該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。（9）計(jì)算出各點(diǎn)附近的平均速度，把它當(dāng)作計(jì)時(shí)器打下這些點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，填入表三中，點(diǎn)0作為計(jì)時(shí)的開始，即t0。（10）以速度v為縱軸，以時(shí)間t為橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表二的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)軸上描點(diǎn)，將這些點(diǎn)用平滑的曲線連接起來。（11）通過曲線的走向大致看出手的速度變化規(guī)律，將你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他同學(xué)交流一下，說出你的體會(huì)。（12）重復(fù)以上步驟再做一次。表 一實(shí)驗(yàn)次數(shù)點(diǎn)子數(shù)n點(diǎn)子間隔數(shù)n-1運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/s位移s