1.4 实验:用打点计时器测速度 相关素材1
1.4(教案)实验:用打点计时器测速度(一)

1.4实验:用打点计时器测速度(一)【教学目标】1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成,知道打点计时器的计时原理,并学会安装并使用打点计时器。
2.学会根据纸带上的点分析速度的变化情况,并学会测定平均速度和测量瞬时速度。
3.明确速度—时间图象的意义,描点法画图象的方法,并画出实验中的速度—时间图象。
4.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。
5.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力,体验数学工具在物理发展中的作用。
【教学重难点】1.打点计时器的使用。
2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。
3.画物体的速度—时间图象。
【教具准备】多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸.【课时安排】2课时:第1课时:设计实验方案第2课时:学生分组实验【教学设计】课前预学第1课时设计实验方案1.电磁打点计时器是一种使用_________(交流?直流?)电源的________仪器,它的工作电压是________伏特。
当电源频率是50赫兹时,它每隔________s 打一次点。
如果每打5个取一个计数点,即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。
2.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。
3.使用打点计时器时应注意()A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面B.使用打点计时器时应先接通电源,再拉动纸带C.使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行D.使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上4.如图所示,根据打点计时器打出的纸带判断哪条纸带表示物体做匀速运动()A BC D5.如图1-4-13所示是一条利用打点计时器打出的纸带,求A点的瞬时速度.【预学疑难】课内互动(一)导入新课测定物体的速度并不是一件很容易的事情,特别是当物体的运动速度在不停变化时,测定某时刻的速度更是比较困难的,如上下飞舞的蝴蝶,要确定它某一时刻的速度是很困难的.我们现在只研究直线运动的速度的测量问题.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的,我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移,再经过计算或作图来判断物体的运动情况.在实验中,我们可以使用秒表和尺子,直接测量物体运动的时间和位移,但当物体运动速度太快时,采用这种方法的测量误差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器,我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.[合作探究]作为同桌的两位同学合作,简易模拟打点计时器.1.同桌两位同学之间,一位同学手拿一枝彩色画笔,另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带,使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你按照一定的时间间隔点击纸带(比如每秒1次,或每秒2次),比比看,看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想,相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀,对相邻两点所表示的时间有没有影响?2.两位同学竞走比赛,为了比较他们的运动情况,现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一起竞走,然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和加速情况.以上两个探究活动目的是让学生体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理.学生做完后讨论.生:相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀,点子的间隔也不均匀,但对相邻两点间的时间间隔没有影响.生:参加竞走的两人若运动快慢比较稳定,则漏沙比较均匀,若加速运动,会发现快的时候漏沙少,慢的时候漏沙多.(二)进行新课师:在以上的活动中,同学们认识到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今天我们就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法,并用图象把这些速度形象地表示出来.一、电磁打点计时器教师布置学生对照仪器看说明书,引导学生注意其重点:观察打点计时器并阅读其使用说明书,明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,如图1-4-1所示.工作电压为4 V~6 V.当电源的频率是50 Hz时,它每隔0.02 s打一次点.通电以前,把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.当接通电源时,线圈产生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的磁场作用下,振动片将上下振动,其振动周期与线圈中的电流变化周期一致,即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来.这时,如果纸带运动,振针就在纸带上打出一系列小点.图1-4-1 电磁打点计时器【交流与讨论】电磁打点计时器使用低压交流电源工作,大家想一想能不能使用直流电源,为什么?生:工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向,从而促使振动片上下振动,并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.若使用50 Hz的交流电,打点的时间间隔为0.02 s.这个值正好是电源频率的倒数.二、电火花计时器教师布置学生对照仪器看说明书,引导学生注意其重点:观察打点计时器并阅读说明书,明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.电火花计时器电火花计时器的外形如图1-4-2所示,它可以代替电磁打点计时器使用,也可以与简易电火花描迹仪配套使用.图1-4-2使用时电源插头直接插在交流220 V插座内,将裁成圆片(直径约38 mm)的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上,将剪切整齐的两条普通有光白纸带(20 mm×700 mm)从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过,并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时,也能带动墨粉纸盘运动,当按下脉冲输出开关时,放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带(位于下面)做实验,还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验;墨粉纸可以使用比较长的时间,一条白纸带也可以重复使用,应注意降低实验成本.【交流与讨论】从原理上考虑,电火花计时器跟电磁打点计时器相比,哪个更好些,误差可能会更小?生:电火花计时器可能会更好些,因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.教师评论并系统总结.师:电火花计时器使用中运动阻力极小,这种极小阻力来自于纸带运动的本身,而不是打点产生的,因而系统误差小,计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期不大于50 μs ,这一方面也远优于电磁打点计时器),同时它的操作简易,使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5 μA ).师:打点计时器能记录哪些信息?生:时间和位移.下面的时间交给学生自主探究.三、注意事项:①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
1.4实验:用打点计时器测量小车的速度

在公式v x
t
中,当t 0 时,在t
时间内的平均
速度即为某时刻(或某位置)的瞬时速度.(极限思想)
1.4 实验:用打点计时器测量小车的速度
一、实验原理
小车拉动纸带,用打点计时器按相同的时间间隔在纸 带上打下一系列点迹,这些点迹对应着各时刻小车的位置。 通过测量各个时刻小车的位置,计算出相邻时刻间的位移, 我们就可以算出小车的速度。
二、实验器材
小车 附有滑轮的长木板 打点计时器 纸带 细绳 刻度尺 坐标纸
五、绘制v-t图像
操作步骤:
1.建立直角坐标系,标物理量,写单位 2.选择合适的标度(图像占坐标系3/4区域) 3.描点 4.连线(平滑的曲线/提前预知判断图像大概走势)
要求:(1)使用铅笔、刻度尺、圆规、三角板规范作图 (2)试卷答题卡(用签字笔描黑)
课堂练习
1. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均
匀,下列判断正确的是: ( BC )
A.点子密集的地方物体的运动速度比较大 B.点子密集的地方物体的运动速度比较小 C.点子不均匀说明物体在做变速运动 D.点子不均匀说明打点计时器有故障
2.一同学在使用电磁打点计时器时,纸带上点不是圆点 而是一些短线,这可能的原因是( D )
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s vAE xAE (10 2)102 m / s 0.2m / s
t总
4 0.1S
注意事项:
1.两个计时点之间的时间间隔T0=0.02s,一般选择5个计时 点为一个计数点,T=5×0.02s=0.1s(减小纸带长度测量误 差,0.1s方便计算);
1.4用打点计时器测速度实验报告

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高 一 物 理 实 验 报 告
1.4实验:用打点计时器测速度
一.打点计时器的原理
如右图示,当线圈通以50赫6-8伏交流电时(我国交流电的频率为50赫),线圈产生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中。
由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的磁场作用下,振动片将上下振动,
其振动周期与线圈中的电流变化周期一致,振动片的一端装有打点针,当纸带从针尖下通过时。
便打上一系列点。
这就是打点计时器的原理。
f=50hz T=1s/50=0.02s
二.实验步骤
1、把打点计时器接到低压交流电源上,电压旋钮打到6-8伏位置。
2、安装好纸带。
3、启动电源,用手水平地拉动纸带,在纸带上打出一系列小点,然后迅速关闭电源。
4、取下纸带,进行测量。
①测平均速度:
Δx= Δt= x
v t
∆==∆ ②测瞬时速度
如图示意,4、6两点的时间极短,故可以将4、6两点间的
位移Δx 除以对应时间Δt 近似认为是5点的瞬时速度V 5。
如此下去,测出各点的瞬时速度。
请根据你实际打出的纸带进行测量,并将数据记在表格中,完成计算。
计数点
1 2 3 4 5 6 与计数点对应的时刻 t /s 与计数点相邻的两点间距离Δx/m 与计数点相邻的两点间平均速度 计数点的瞬时速度V
③作v-t 图象?
Δx
0 2 3 1 7
贴
纸
带
位
置
t/s
V /(m.s -1)。
1.4实验:用打点计时器测速度(自备)

例3如图为某次实验时打出的纸带,打点计时器每 隔0.02s打一个点,图中O点为第一个点,A、B、C、 D为每隔两点选定的计数点.根据图中标出的数据, 打A、D点时间内纸带的平均速度有多大?打B点 时刻纸带的瞬时速度有多大?计算的依据是什么? 你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗?为 什么?
答案:231.25cm/s 212.50cm/s 不能 不知时间 分析:根据平均速度和瞬时速度的定义式求解.
变式训练2 当纸带与运动物体相连接时,打点 计时器在纸带上打出点痕,下列关于纸带上点痕 的说法中正确的是 ( ) A.根据点痕和交流电周期可得物体运动时间 B.根据点痕可以得到物体运动的距离 C.点痕在纸带上的分布情况反映了物体的形状 D.纸带上点痕的分布情况反映了物体的运动情 况 答案:ABD
解析:点痕可以记录物体的运动时间,相邻两 点之间的时间间隔为0.02s,只要在纸带上数出 间隔数n,就可以求出运动的时间间隔n×0.02s, 所以A正确;物体的始末位置可以用纸带上对应 的点来表示,可以得出相应时刻的位置,用刻 度尺测量始末位置对应点的距离,可以得出物 体的位移,所以B正确;纸带上点痕的疏密程度 可以表示相应时间内通过的距离,所以可以表 示物体运动的快慢,因此D正确;点痕可以反映 物体的运动情况,但是不能反映物体的质量和 形状,因此C错误.所以说法正确的是A、B、 D.
纸带与限位孔的摩擦
振针通过复写纸 打点方式 在纸带上打点
纸带与限位孔的摩 擦;振针与纸带 阻力来源 打点接触时的摩 擦
精确比较 电火花计时器比电磁打点计时器更精确
3、打点计时器的作用
(1)测时间 0.02 (电源频率50Hz,每隔_ __秒打一个点) (2)测位移 (3)研究纸带 → 研究物体运动
1.4用打点计时器测速度实验报告

纳雍县第四中学物理实验报告实验名称:一.实验目的1. ;2. ;3. 。
二.实验原理1.认识仪器A.电磁打点计时器(1)构造:①,②,③,④ ,⑤,⑥,⑦,⑧,⑨。
(2)工作条件:工作电压为V的电源,电源频率为50Hz时,每隔s打一个点。
(3)工作原理:接通交流电源后,线圈中产生周期性变化的磁场,振片被磁化,其极性随线圈中电流方向变化导致的磁场的变化而变化,于是振片和永久磁体之间就产生了周期性的引力和斥力,振片就上下振动,带动振针上下振动,通过复写纸在纸带上打下点迹。
(4)使用方法:通电之前,把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带上面,再把纸带与物体连接,接通电源,让物体带动纸带一起运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点,纸带上各点之间的距离表示相应时间间隔中物体的位移,由点的情况就可以分析物体的运动情况。
B.电火花打点计时器(1)构造:如图所示。
(2)工作条件:用流电源,工作电压V,当电源频率为Hz时,隔0.02s打一个点。
(3)工作原理:电火花计时器中有一个将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置。
当计时器接通220V、50Hz的交流电源,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就打出一行点迹。
(4)使用方法:与电磁打点计时器基本相同,使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,纸带在墨粉纸盘下面穿过限位孔,当接通电源、按下脉冲输出开关时纸带朝向墨粉纸盘的一面就打上了一行小点。
2.实验原理(1)两种打点计时器当接通50 Hz的交流电时,都是每隔0.02 s打一次点。
(2)当纸带跟运动物体连在一起时,打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位置,线段上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移,根据平均速度的定义式v=,当Δt很短时,可以认为ΔxΔt等于t时刻的瞬时速度。
(3)用表格或v-t图象描述物体的运动规律。
1.4 实验:用打点计时器测速度 学案(定稿)

1.4 实验:用打点计时器测速度1.电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器,它使用交流电源,由学生电源供电,工作电压在 以下,当电源的频率是50 Hz 时,它每隔 打一个点,通电前把纸带穿过 ,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面,接通电源后,在线圈和永久磁铁的作用下, 便振动起来,带动其上的 上下振动.这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点.如果把纸带跟运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的 .2.电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似,这种计时器工作时,纸带运动受到的阻力比较 ,实验误差也就比较 .3.用打点计时器测量瞬时速度时是利用了平均速度的公式v =ΔxΔt,当Δt 或Δx 较小时,用这个 速度代表纸带经过某点的 速度.4.速度—时间图象(v -t 图象):用来描述速度随时间变化关系的图象.一、练习使用打点计时器 [问题情境] 1.实验步骤:(1)把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面. (2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V 的低压交流电源上.(3)接通电源开关,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,纸带上就打下一系列点.(4)取下纸带,从能看得清的某个点开始,往后数出若干个点,如果共有n 个点,那么n 个点的间隔数为n -1个,则纸带的运动时间Δt =(n -1)×0.02 s.(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx .(6)利用公式v =ΔxΔt计算出纸带在这段时间内的平均速度.2.误差分析:(1)使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带. (2)手拉动纸带时速度应快一些,以防点迹太密集.(3)打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源.(4)对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O 之间的距离).读数时应估读到毫米的下一位.3.数据处理:把纸带上能看得清的某个点作为起始点O ,以后的点分别标上A 、B 、C 、D 、…作为“计数点”,如图1所示,依次测出O 到A 、A 到B 、B 到C 、…之间的距离x 1、x 2、x 3、….图1打点计时器打点的周期为T ,则A 、B 、C 、D 、…各点的瞬时速度分别为:v A =x 1+x 22T 、v B =x 2+x 32T、v C =x 3+x 42T 、v D =x 4+x 52T、….[问题延伸]在使用打点计时器时,纸带上出现下列情况各是什么原因造成的?应如何调节? (1)打点不清晰(不打点).(2)打出的是短线,而不是点.[问题情境]许多变化过程可以用图象来表示,如气温的变化、股票的涨跌等,用这种形式表示变化过程有什么优点?答案 图象法是揭示变化规律的好方法,可以形象直观地反映变化规律. [要点提炼]1.v -t 图象:用横轴表示时间t ,纵轴表示速度v ,建立直角坐标系.根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到如图2所示的v -t 图象.图22.v -t 图象的意义:v -t 图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况,它并不是物体运动的轨迹. 3.匀速直线运动的v -t 图象(1)匀速直线运动的v -t 图象是与时间轴平行的直线,如图3所示,直线a 、b 分别表示v a =4 m/s ,v b=8 m/s.图3(2)从匀速直线运动的v -t 图象中不仅可以看出速度的大小,并且可以求出位移,根据位移公式x =v t ,在v -t 图象中就对应着边长分别为v 和t 的一个矩形面积,如图4中画斜线的部分.图4[问题延伸]你能根据v -t 图象判断物体的运动情况吗?图5是一个物体运动的v -t 图象,从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的.图5(1)物体从静止开始运动还是具有一定的初速度?(2)速度的大小是否变化?怎样变化?(3)运动方向是否变化?例1当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹.下列关于纸带上点迹的说法中正确的是()A.点迹记录了物体运动的时间B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C.纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状D.纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况变式训练1如图6所示是一同学利用打点计时器打出的一条纸带,纸带上打出的不是圆点,而是如图所示的一些短线,这可能是因为()图6A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源的频率不稳定D.打点针压得过紧例2如图7所示是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一段纸带,根据图中的数据,计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度的大小,并判断物体运动的性质.图7变式训练2如图8所示,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到的一条纸带,用毫米刻度尺测量情况如图所示,纸带在A、C间的平均速度为____ m/s,在A、D间的平均速度为____ m/s,B点的瞬时速度更接近于______ m/s.图8【效果评估】1.接通电源与让纸带(随物体)开始运动,这两个操作的先后关系应当是()A.先接通电源,后释放纸带B.先释放纸带,后接通电源C.释放纸带的同时接通电源D.先接通电源或先释放纸带都可以2.打点计时器打出的纸带()A.能准确地求出某点的瞬时速度B.只能粗略地求出某点的瞬时速度C.能准确地求出某段时间内的平均速度D.可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度3.图9为一条纸带打上点后的情况,已知A、B、C、D四个点中,A点最先打出,D点最后打出,由图可知,A→.B阶段纸带做______运动,B→C阶段很接近______运动,C→D阶段则做______运动,A→B、B→C和C→D三个阶段中的平均速度大小依次为______ m/s、______ m/s和______ m/s.已知交流电源的频率为50 Hz.图94.图10是某质点做直线运动的v-t图象,试回答:图10(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动?(2)质点在2 s末的速度多大?。
高中物理 1.4.实验用打点计时器测速度(共33张PPT)
第七步:将数据填入表格中:
分针转动一周,用时30分钟,每分钟针分成2等份,每等份30秒。
(1)实验装置:把打点计时器固定在远离滑轮的长木板的一端,将纸带固定在小车的尾部,在小车的前端用细线跨过定滑轮与钩码相连
。
在曝光时间内,如果被拍物体在运动的位移较大时,拍摄的照片就会模糊。
位移 0 0.0040 0.0085 0.0135 0.0194 0.0270 0.0380 0.0520 0.0670 0.0845 m
速度 m/s
0.21 0.24 0.27 0.34 0.47 0.63 0.73 0.81
三、雷达、超声波测速问题:
测速原理:
①测速仪每隔相同的时间发射一个脉冲,脉冲遇到运 动的物体,原路返回,被测速仪接收。在测速仪的荧 光屏会显示出发射脉冲与接收到的脉冲(发射脉冲的 幅度大于接收脉冲的幅度),如图所示。 ②根据荧光屏上的时间坐标轴,可确 定脉冲来回的时间,根据脉冲传播的 速度可求出被测物体反射脉冲时与测 速仪间的距离。
0 t1 t2 t3
t
思考: 1、匀速直线运动的速度图像有什么特点? 2、如何根据图像求物体的位移?
3、作图的步骤:①建系,②选取单位长度 ,③描点 。 ④作图:必须用平滑的曲线将各点连接起来。
平滑曲线
折线
强调:
(1)选取单位长度时,尽可能充分利用坐标纸,使画出 的图线尽可能长。
(2)物体的速度是逐渐变化的,必须用平滑的曲线把各 点连接起来。
第六步:计算出第一个计数点到每个点计数点所用的 时间;并用毫米刻度尺测出每个点计数点到第一个计 数点间的距离。 第七步:将数据填入表格中:
计数点 0 1 2 3 4
1.4用打点计时器测速度实验报告
高台县第一中学物理实验报告姓名班级学号指导教师得分实验名称:一.实验目的1.;2.3.。
二.实验原理1.认识仪器A.电磁打点计时器(1)构造:①,导线②,线圈③,永久磁铁④,震片⑤振针,⑥限位孔,⑦,复写纸⑧纸带,(2)工作条件:工作电压为V的电源,电源频率为50Hz时,每隔s打一个点。
2.实验原理(1)两种打点计时器当接通50 Hz的交流电时,都是每隔0.02 s打一个点三.实验仪器打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)、纸带、刻度尺、导线等。
四.实验步骤五.实验结论六.数据处理1.表格法书P21页表格位置编号 A(0) B(1) C(2) D(3) E(4) F(5)(x n+x n+1)/mv/(m/s)七.误差分析及注意事项1.注意事项(1)电源电压要符合要求,电磁打点计时器应使用4-6 V以下交流电源;电火花计时器使用220 V 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,待打点计时器稳定时再用手拉(释放)纸带。
(4)手拉(或重物)纸带时,速度应快一些,以防点迹太密集;(5)复写纸不要装反,每打完一条纸带,应调整一下复写纸的位置,以保证打点清晰。
(6)选择测量点时,要排除初段密集区域的点,使测量更方便;确定运动时间时,不要将点子数n和点子间隔数(n-1)混淆;(7)原始数据是宝贵的实验资料,取下纸带后及时用箭头标明运动方向,实验的纸带贴在实验报告中,作为原始记录。
(8)打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源。
1.4 实验:用打点计时器测速度
交流 【例1】电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器,它的工作 电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器, ______电源的计时仪器 低于6 低于6 0.02 电压是________ 当电源频率是50 Hz时 它每隔______ 电压是________ V,当电源频率是50 Hz时,它每隔______ s打一 限位孔 次点。使用打点计时器时,纸带应穿过________ ________, 次点。使用打点计时器时,纸带应穿过________,复写纸应套在 定位轴 上 低压交流 ________上 并要放在纸带的____ ____面 应把________ ________电源用导线接 ________上,并要放在纸带的____面;应把________电源用导线接 接线柱 接通电源 _________上 打点时应先__________ 再让纸带运动。 __________, 在_________上;打点时应先__________,再让纸带运动。 【解析】电磁打点计时器是一种测量时间的仪器,使用低于10 V低 电磁打点计时器是一种测量时间的仪器,使用低于10
使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中: 使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中: A、B、D、E、C 、 、 、 、 在如下基本步骤中,正确的排列顺序为____________________ ____________________。 ⑴在如下基本步骤中,正确的排列顺序为____________________。 A.把电火花计时器固定在桌子上 A.把电火花计时器固定在桌子上 B.安放纸带 B.安放纸带 C.松开纸带让物体带着纸带运动 C.松开纸带让物体带着纸带运动 D.接通 接通220 V交流电源 D.接通220 V交流电源 E.按下脉冲输出开关 按下脉冲输出开关, E.按下脉冲输出开关,进行打点 在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________ __________上 ⑵在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________上, 纸盘轴 墨粉纸盘 还要检查_____________是否夹在纸带之间。 _____________是否夹在纸带之间 还要检查_____________是否夹在纸带之间。
物理 1.4 实验用打点计时器测速度(共22张PPT)
0A
B
C
D
E
0.6 B:点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。
电火花计时器:220V交流电
1、把打点计时器固定好。
物体做曲线运动 B.
3、 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是
在表格中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.
0A
B
C
D
E
0.4 ③释放物体前,应使物体停在靠近打点计时器的位置。
1、把打点计时器固定好。
C.点子不均匀说明物体在做变速运动
物体做往复运动 D.
C:用平整的纸带,不用皱折的纸带
A.接在直流电源上
B.电源电压不稳
0.2
t/10 -1s
0
1
2
3
4
5
6
7
四 、用图象表示速度 在表格中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速
度.要想形象的了解纸带的速度变化规律我们还要借助 于图象。
• 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
二、操作方法
1、把打点计时器固定好。
2、按照说明连接使用仪器并把纸带装好。 3、先启动电源,再释放小车或用手水平地拉纸带,纸 带上就打出一 行小点。随后立即关闭电源。 4、取下纸带,观察点子的分布情况,选择适当的计数点, 注意计数点间的时间间隔。 5、用刻度尺分别测量出第一个点到第n个点的距离。
v
0
t
2.接通电源与释放纸带(或物体),这两个操作时刻的关系应当是 A B C
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1.4 实验:用打点计时器测速度相关素材1
打点计时器与电磁打点计时器的比较
一、运动与计时互相干扰
电磁打点计时器工作时,由市电经线圈引起磁场的周期变化,策动弹片带动打点针,在运动体拖动的纸带上,以50赫芝频率打点.电磁打点计时器的打点针对运动中的纸带产生冲击和摩擦,干扰了纸带的运动,这在自由落体实验中尤为显著。
电火花计时器利用高压脉冲火花放电,放电针与纸带没有接触,因而不会干扰纸带运动。
2.排除运动对计时的干扰
电磁打点计时器的计时周期会受到纸带运动的干扰,对此我们进行以下分析和实验。
以振子向下打点过平衡位置的作为o相位,这样在纸带上打点时的相位将在附近稍小于的一点上,只要打点能保持在同一相位上,打点的20ms周期的等时性就能保证。
当纸带静止时,若电磁打点计时器调节适当,打点的等时性得到保证。
但是当纸带运动时,受到打点针冲击作用的纸带对振子也产生反作用,从而影响到打点时相位产生显著漂移,结果破坏了打点的等时性。
二、操作性能的改善
1.减少调节,提高工作可靠性
使用电磁打点计时器时,对打点相位的调节,常常是一般师生难以掌握的技术难点;对已调好的计时器,在使用中因随环境因素而改变,即使耗费大量时间与精力调节,也常常难以调好,从而降低了工作的可靠性,降低了实验的置信度和课时利用率。
使用电火花计时器时由于不需要上述调节,一般学生在2一5分钟内便能采集到实验数据,从而可以使学生的精力集中到控制实验现象产生的条件,以及研究分析运动规律上去。
2.安全性能的突破
电磁打点计时器在使用中是没有安全问题的。
电火花打点计时长期不能在教学中使用的关键之一是安全问题。
早期的电火花打点计时器、其记录灵敏度低下,依赖于电火花在白纸上烧孔,其电压大于6kV,电流达80mA,对人是有生命危险的。
后来用热敏纸,电压也大于6kV,电流为5至20mA,也是极不安全的。
我们采用的打点记录方法,是一种与电场描绘及传真记录相类似的微电流转印方法,其电压虽然高达3万伏,但电流控制在200μA以下,从而解决了使用电火花计时器时的安全问题。
教材上用的是J0203型打点计时器,其工作原理可用右图说明.当线圈中通入的交流电为正半周时,设电流方向如图甲,则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极,永磁体的磁场就使簧片向下运动,振针就在纸带上打出一个点;当交流电为负半周时,电流方向如图乙,簧片左端变为s极,永磁体的磁场就使簧片向上运动.如此反复作用,簧片就振动起来.制造时使簧片的固有频率为50赫,等于交流电的频率,这样簧片就发生共振,振动频率也是50赫,即周期为O.02秒,并且有较大的振幅。
于是振针就每隔O.02秒向纸带上打出一个清晰的点。
打点计时器在使用前应进行检验,打点周期的等时性不好的要进行调整,具体方法请参阅后面的参考资料。
振针的高度应适当,并且不要松动,否则会出现漏点、双点、等时性不良等缺点,并对纸带产生过大的摩擦阻力。
纸带在使用前要整平(可用熨斗熨),以免造成打点间隔变化或点子不清晰.每打完一条纸带,要将圆形复写纸片的位置调整一下,以充分利用它的不同部位,保证打点清晰。
打点器是按间歇工作设计的,每打完一条纸带要及时切断电源,防止线圈过热而损坏.在纸带上测量长度时:不要用短尺一段一段她测量后相加.以免误差积累。
打出的纸带要贴在实验报告中,作为原始记录。