浙江省杭州市塘栖中学高中物理必修打点计时器测速度分析报告.ppt

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1.4打点计时器测速度 (1)电磁打点计时器: (2)电火花计时器: 实验原理: (1)电磁打点计时器:它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器,当通过4—6V低压交流电时,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便上下振动起来,位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点,这时,如果纸带运动 ,振针就在纸带上打出一系列点,当交流电源频率为50Hz时,它每隔0.02s打一点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。 实验原理: (2)电火花计时器:它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通220V交流电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时,它也是每隔0.02s打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。 注意: 电火花计时器工作时,纸带运动时受到的阻力小,比电磁打点计时器实验误差小。 打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间,如果把纸带跟物体连在一起,纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。 2、纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度 (1)在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s(电源频率为50Hz),所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。 (2)根据v=△x/△t,求出在任意两点间的平均速度,这里△x可以用直尺测量出两点间的距离,△t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。 3、粗略计算瞬时速度。 某点3的瞬时速度可以粗略地由包含3点在内的两点间的平均速度来表示。如图 v3≈v24,或v3=v24。 说明:在粗略计算3点的瞬时速度时,可利用公式v=△x/△t来求解,但须注意的是,如果取离3点越接近的两点来求平均速度,这个平均速度越接近3点的瞬时速度,但是距离太小会使测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点。 4、v-t图象与其画法 为了更直观地反映物体的运动情况,我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。 以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。 5、实验 试验目的:练习使用打点计时器 (测位移、时间、速度) 试验器材:电磁打点计时器(或电火花计时器)及纸带、刻度尺、电源、导线等。 试验步骤: 1.把打点计时器固定在桌子上,对照老师准备的说明卡了解他的结构。 2.按照说明把纸带装好。 3.启动电源,用手水平地拉纸带,纸带上就打出一行小点。随后立即关闭电源。 4.取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数出若干个点。 如果数出n个点,这些点划分出来的间隔数是多少?由此计 算出纸带从第一个点到地n个点的运动时间。 在进行实际测量之前,自己设计一个表格,用来记录以上测量值。 6、注意事项 (1)电源电压要符合要求,电磁打点计时器应使用10V以下的交流电源;电火花计时器要使用220V交流电源。 (2)实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要进行调节或更换器材。 (3)使用打点计时器应先接通电源,待打点计时器稳定后再用手拉纸带。 (4)手拉纸带时,速度应快一些,以防点迹太密集。 试验演示: 请同学们按下面的纸带处理数据: 要求:独立完成、课堂作业形式上交 建议:列表、图像处理 (四)实例探究 [例1]一同学在使用打点计时器时,纸带上点不是圆点而是一些短线,这可能的原因是( ) A.接在直流电源上 B.电源电压不稳 C.电源频率不稳 D.打点针压得过紧 解析:A.接在直流电源上不会打点。A错。 B.打点与电压是否稳定无关,点痕重轻与电压有关。B错。 C.频率不同打的点仍为圆点。故C错。 D.打点针压得过紧。针和纸接触时间长,打出一些短线。D正确。 答案:D ☆打点计时器直接测量的量 [例2]电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸 带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是( ) A.时间间隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度 解析:从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间,因为两个点的时间间隔为0.02s.故A选项正确。 用刻度尺量一下任意两个点间的距离,就知道了物体的位移。故B选项正确。 从纸带上不能直接得到加速度、平均速度,只可以间接计算。故C、D选项错误。 答案:AB [例3] 用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器,测定小车速度,某次实验中得到一条纸带,如下图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点

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