實驗用打點計時器測速度

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*

新課標(biāo)要求1.掌握打點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。4.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。并利用測出的速度,畫出v-t圖象,通過圖象來分析物體的運動情況.5.掌握建立圖像的一般規(guī)律,了解用圖像研究物理問題的方法。6.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和實驗態(tài)度;培養(yǎng)學(xué)生尊重原始測量數(shù)據(jù)這一實事求是的科學(xué)態(tài)度.

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*用打點計時器測速度

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*一.了解打點計時器.打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一個點（由于電源頻率是50Hz）。

紙帶上的點表示了相應(yīng)運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上所打點的間隔，就可以了解物體運動的情況。

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*1.電磁打點計時器圖示是電磁打點計時器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了幾個主要部件的代號及名稱．

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*振片振針接線柱線圈永久磁鐵限位孔紙帶定位軸復(fù)寫紙

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*當(dāng)給電磁打點計時器通電后，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起來．當(dāng)交變電流的頻率是50Hz時，電磁打點計時器的振針每0.02s打下一個點.NSNSSNSNSNNSSNNSSNNSSNNSSNNSN

S

～電磁打點計時器的原理

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*2.電火花計時器圖示是電火花計時器的構(gòu)造圖．圖中標(biāo)出了幾個主要部件的代號，它們的名稱見圖．

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*

電火花計時器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點而顯示出點跡的計時儀器.當(dāng)電源的頻率是50Hz

時,它的脈沖放電周期也是0.02s，即每隔0.02s打下一個點．

請你思考：

1．為什么打點計時器不能使用直流電源？

2．假設(shè)交流電源的頻率不是50Hz，而是60Hz，打點計時器還是每隔0.02s打一個點嗎？這時它將每隔多長時間打下一個點？

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*二.打點計時器的使用1．電磁打點計時器的使用

(1)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．若紙帶運動，其上就會留下一行小點．

(2)如由物體帶動紙帶運動，物體的位移就對應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點間的距離，運動時間可由該距離上點痕的數(shù)目計算．

穿孔壓復(fù)通電打點

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*2．電火花計時器的使用

(1)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，于是在運動的紙帶上就打出一行點跡．

(2)這種計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力比較小，實驗誤差也比較?。纵S穿孔通電按脈打點

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*

三.練習(xí)使用打點計時器1.了解打點計時器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項，把打點計時器固定好。2.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，紙帶上就打出一行小點。隨后立即關(guān)閉電源。4.取下紙帶，觀察點子的分布情況，選擇適當(dāng)?shù)挠嫈?shù)點，注意計數(shù)點間的時間間隔。

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*5.用刻度尺分別測量出第一個點到第n個點的距離.把測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計的表格中.2.505.498.9913.01單位cmOABCD表1紙帶在幾段時間中的位移和平均速度OAABBCCDDEEFΔx/cmv/m.s-12.500.422.993.504.020.500.580.67

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*四.用打點計時器測量瞬時速度

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*

表2.紙帶在幾段時間中的平均速度012345677.409.4511.4013.4715.6517.6519.6020.030.20.20.20.20.20.20.20.20.3700.4730.5700.6740.7830.8830.9801.00V

0.370 0.4730.5700.6740.7830.8830.9801.0001234567t/×0.2sv/(m·s-1)1.00.80.60.40.2

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*五.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的速度.要想形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于v-t圖象。t/sv/(m·s-1)0t/sv/(m·s-1)0用平滑曲線擬合坐標(biāo)系中的點

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*

v-t圖象：

1.能讀出速度v、時刻t的對應(yīng)關(guān)系

2.觀察出速度v隨時間t的變化關(guān)系

3.能判斷物體的運動規(guī)律

4.圖象與橫軸的面積表示位移.tOVtOVtOVtOV勻速直線運動勻加速直線運動勻減速直線運動

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*一、紙帶的處理方法

例1

打點計時器所用電源的頻率為50Hz，某次實驗中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖所示，紙帶在A、C間的平均速度為________m/s，在A、D間的平均速度為________m/s，B點的瞬時速度更接近于________m/s.(保留兩位有效數(shù)字)0.350.350.421.402.50

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實驗：用打點計時器測速度第一章運動的描述*二、實驗誤差分析

例2

某同學(xué)在用打點計時器做實驗時，得到的紙帶如圖所示，這可能是因為(

)

A．打點計時器錯接在直流電源上

B．電源的電壓不穩(wěn)

C．電源的頻率不穩(wěn)

D．振針壓得過緊

解析

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．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，有時無點．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，這樣就會在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段．

答案

D

遂平縣第一高級中學(xué)