實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度

遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM新課標(biāo)要求1.掌握打點(diǎn)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(jìn)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(yùn)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(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)態(tài)度;培養(yǎng)學(xué)生尊重原始測量數(shù)據(jù)這一實(shí)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(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM用打點(diǎn)計時器測速度遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM一.了解打點(diǎn)計時器.打點(diǎn)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(diǎn)（由于電源頻率是50Hz）。紙帶上的點(diǎn)表示了相應(yīng)運(yùn)動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上所打點(diǎn)的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM1.電磁打點(diǎn)計時器圖示是電磁打點(diǎn)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(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM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(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM當(dāng)給電磁打點(diǎn)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(diǎn)計時器的振針每0.02s打下一個點(diǎn).NSNSSNSNSNNSSNNSSNNSSNNSSNNSN

S～電磁打點(diǎn)計時器的原理遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM2.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(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM

電火花計時器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)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(diǎn)．

請你思考：

1．為什么打點(diǎn)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(diǎn)計時器還是每隔0.02s打一個點(diǎn)嗎？這時它將每隔多長時間打下一個點(diǎn)？遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM二.打點(diǎn)計時器的使用1．電磁打點(diǎn)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(diǎn)．若紙帶運(yùn)動，其上就會留下一行小點(diǎn)．(2)如由物體帶動紙帶運(yùn)動，物體的位移就對應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點(diǎn)間的距離，運(yùn)動時間可由該距離上點(diǎn)痕的數(shù)目計算．

穿孔壓復(fù)通電打點(diǎn)遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM2．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(yùn)動的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡．(2)這種計時器工作時，紙帶運(yùn)動時受到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也比較?。纵S穿孔通電按脈打點(diǎn)遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM三.練習(xí)使用打點(diǎn)計時器1.了解打點(diǎn)計時器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項(xiàng)，把打點(diǎn)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(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。4.取下紙帶，觀察點(diǎn)子的分布情況，選擇適當(dāng)?shù)挠嫈?shù)點(diǎn)，注意計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔。遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM5.用刻度尺分別測量出第一個點(diǎn)到第n個點(diǎn)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(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM四.用打點(diǎn)計時器測量瞬時速度遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM

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(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM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(diǎn)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(diǎn)遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM

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(yùn)動規(guī)律4.圖象與橫軸的面積表示位移.tOVtOVtOVtOV勻速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動勻減速直線運(yùn)動遂平縣第一高級中學(xué)沈興河四、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM一、紙帶的處理方法

例1打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第一章運(yùn)動的描述2/4/20233:51:24PM二、實(shí)驗(yàn)誤差分析

例2某同學(xué)在用打點(diǎn)計時器做實(shí)驗(yàn)時，得到的紙帶如圖所示，這可能是因?yàn)?)A．打點(diǎn)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(diǎn)．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(diǎn)，有時無點(diǎn)．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