14试验：用打点计时器测速度目标要求知识与技能1了解两种打点.DOC

1.4 实验：用打点计时器测速度 目标要求 知识与技能 1、了解两种打点计时器的结构和工作原理。 2、会安装并使用打点计时器。 3、理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。 4、明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。 1、打点计时器的原理构造（如图） 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。 （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。 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、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E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。如图1.4-1， vE≈vDG，或vE=vDF。 说明：在粗略计算E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E点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近E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。 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。 （四）实例探究 ☆打点计时器及应用 ［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： ☆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： ［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，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、l、2、3、4……，量得0与 1两点间距离x1=30mm，3与4两点间的距离x2=48mm，则小车在0与1两点间平均速度为 m／s。 解析： - 2 -