第一章 4 用打点计时器测速度.pptVIP

4 实验：用打点计时器测速度 一、电磁打点计时器 1．电磁打点计时器：是一种记录运动物体在一定时间间隔 内的 的仪器． 位移 2．电源：使用学生交流电源，工作电压在 6 V 以下．当电 源的频率是 50 Hz 时，它每隔 打一个点． 0.02 s 3．工作过程：通电前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上 的 压在纸带的上面．接通电源后，在永磁体和振片的作 用下，线圈便振动起来，带动其上的振针上下振动，振针就在 通过的纸带上留下一行小点． 复写纸 4．如果把纸带跟运动的物体连在一起，则纸带上每相邻两 个点之间的距离就表示 时间间隔内物体的 ． 二、电火花计时器 相同 位移 1．电火花计时器：原理与电磁打点计时器相同，不过在纸 带上打点的不是振针和复写纸，而是 和墨粉． 电火花 2．工作：将墨粉纸带套在纸盘轴上，把纸带穿过 ． 接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放 电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带 上打出一行点迹． 限位孔 3．电源：使用 200 V 交流电．当电源频率是 50 Hz 时，它 每隔 打一次点． 0.02 s 三、用图象表示速度 1．物体的运动可以用图象描述，它能更 地反映变化 的规律． 直观 纵 2．以速度 v 为 轴， 为横轴在方格纸上建立直 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，最后用一条平滑曲线把这些点连接起来，这样的图 象叫速度—时间图象，或 v－t 图象． 时间 t 使用的工作电压较大，不安 全，所使用的成本也比较高 振针对运动中的纸带产生冲击和摩擦， 干扰了纸带的运动，实验误差较大 缺点 纸带运动时受到的阻力比 较小，实验误差也较小 使用的电压低，比较安全，成本也比较 低 优点 应把两条纸带正确穿好，墨 粉纸盘夹在两纸带之间 使用电磁打点计时器时，应让纸带通过 限位孔，压在复写纸下面 使用方法 使用电火花和墨粉打点 使用振针和复写纸打点 工作原理 220 V 交变电流 6 V 交变电流 工作电压 电火花打点计时器 电磁打点计时器 要点 1 两类打点计时器 要点 2 用打点计时器测瞬时速度 1．实验目的：知道打点计时器的构造和原理，学会使用打 点计时器，能根据打出的纸带计算打几个点所用的时间，会计 算纸带的平均速度，能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度，认 识 v－t 图象，并能根据 v－t 图象判断物体的运动情况． 2．实验器材：电源(220 V 电源或学生电源)，打点计时器， 纸带，刻度尺，导线. 3．实验原理 图 1－4－1 4．实验步骤 (1)把电火花计时器固定在桌子上，正确穿好两条纸带． (2)把计时器上的电源插头接在 220 V 交流电源插座上． (3)按下脉冲输出开关，用手水平地拉动两条纸带，纸带上就 打上一列小点． (4)取下纸带，从能看得清规律的某个点数起，数一数纸带上 共有多少个点．如果共有 n 个点，点子的间隔数则为(n－1)个，用 t＝0.02(n－1) s 计算出纸带的运动时间 t. (5)用刻度尺测量打下这些点时纸带通过的距离 s. (7)选取一条点迹清晰便于分析的纸带进行数据分析． (8)从能够看清的某个点开始，每隔 0.1 s 取一个点，在纸带 上用数字 0,1,2 …5 标出这些“测量点”，测量包括每个点的一 段位移Δx，记录在表Ⅱ中，同时记录相对应的时间，以测量该 点的瞬时速度． (9)计算出各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些 点时的瞬时速度，填入表Ⅲ中，点 0 作为计时的开始，即 t＝0. (10)重复以上步骤再做一次． 5．若用电磁打点计时器，则前 3 步相应地应当是： ①把打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔， 压在复写纸的下面． ②把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与 6 V 的低 压交流电源的接线柱相连接． ③打开电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一 列小点． 2 1 平均速度 1 v /(m·s ) 位移 s/m 运动时间 t/s 点子间隔数 n－1 点子 数 n 实验 次数 1 v/(m·s ) Δt/s Δx/m 5 4 3 2 1 0 位置 表Ⅰ： 表Ⅱ： - - 1 v/(m·s ) t/s 5 4 3 2 1 0 位置 表Ⅲ： 6.注意事项 (1)电磁打点计时器要使用 6 V 以下的交流学生电源；而电 火花计时器则直接使用 220 V 的交变电流． (2)开头的点迹很密集，这是由于先接通电源后拉动纸带和 开始时的速度比较慢而造成的，数点时不能从开始处数，而要 向后看，从能够看清的某个点开始． - 把振针固定 振