实验：用打点记时器测速度 课件.ppt

栏目导引 第一章　运动的描述 基础梳理明晰原理 要点整合核心突破 知能演练轻松闯关 类型精析典例导悟 　实验：用打点计时器测速度 一、实验目的 1．了解打点计时器的结构、原理及使用方法． 2．会用纸带求速度及根据v－t图象处理数据． 二、实验原理 1．打点计时器的构造和原理 电磁打点计时器 电火花计时器 结构图示 工作电压 6 V以下交流电 220 V交流电 电磁打点计时器 电火花计时器 打点方式 振针周期性上下振动 周期性产生电火花 打点周期 0.02 s 0.02 s 工作原理 用限位孔限定纸带，复写纸压在纸带的上面，通电，振片带动振针打点．若纸带运动，其上就会留下一行小点 使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔．当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就打出一行点迹 记录信息 位移、时间 图1－4－1 用这个平均速度代表纸带经过C点时的瞬时速度．当然，如果包含C点在内的间隔取得小一些，例如取B、D两点，计算出的平均速度会更接近C点的瞬时速度，然而两点距离过小，测量误差就会增大，所以两点间位移太大或太小都不合适，应该根据实际情况选取合适的两个点，一般选取距C点最近的两个点来求两点间的平均速度． 三、实验器材 　打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸． 四、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． 要点1　数据处理 1．计算瞬时速度 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1－4－2所示，依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…. 图1－4－2 把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速直线运动. 位置 A B C D E F (xn＋xn＋1)/(m) v/(m·s－1) 2．利用v－t图象分析物体的运动 (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1－4－ 3所示的v－t图象． 图1－4－3 (2)v－t图象的物理意义 v－t图象直观地反映了物体的速度随时间的变化关系，从图象上可以方便地知道物体在各个时刻的速度． (3)图象法是处理实验数据的常用方法．运用图象处理数据有许多优点：①使物理规律直观易懂；②减小偶然误差；③能方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数值等． 要点2　误差分析 1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度． 2．分段测量计数点间的位移x带来误差．减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离． 3．作v－t图象不用坐标纸、刻度尺，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差． 要点3　注意事项 1．实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象． 2．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． 3．手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集． 4．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面． 5．使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度． 6．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． 7．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． 类型一　打点计时器的使用 电磁打点计时器的工作电压是_______,电火花计时器的工作电压是_______,当电源频率是50 Hz时,它们每隔________s打一次点.使用电磁打点计时器时，纸带应穿过_______,复写纸要放在纸带的__________面;打点时应先________,稳定后,再让纸带运动. 例1 【精讲精析】　打点计时器分为两种，电磁打点计时器使用低压交流电源，而电火花计时器使用220 V交流电，电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一个点,电磁打点计时器靠振针和复写纸打点，纸带应穿过限位孔,放在复写纸下面,拉动纸带前，应先接通电源． 【答案】　6 V以下　220 V　0.02　限位孔　上　接通电源 【方法总结】　两种计时器的区别：(1)工作电压不同;(2)工作原理不同;(3)打点方式不同． 类型二　应用纸带计算平均速度和瞬时速度