实验用打点计时器测速度 课件（人教版物理必修1）.ppt

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1、4实验：用打点计时器测速度一、实验目的1．了解打点计时器的构造、原理及使用方法，练习使用打点计时器．2．用打点计时器测速度．二、实验原理1．测量平均速度：测量打点计时器在打出某两个点的时间间隔中纸带运动的平均速度，可以用出这两点间的距离Δx(注意测量值应估读到0.1mm)，数出这两点间点迹的间隔数n，则打这两点的时间间隔Δt＝s(如有5个点迹间隔时，Δt＝0.1s)，即可由算出平均速度．刻度尺量0.02n2．测量瞬时速度：测量瞬时速度的方法实际上是利用了一种极限逼近的方法.如图1—4—1所示，要测量C点的瞬时速度，可以选取较为靠近C点的两个点如B、E两

2、点，根据B、E两点间的位移Δx和时间Δt，利用公式计算出纸带在这两点间的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过C点时的．当然，如果包含C点在内的间隔取得小一些，例如取B、D，计算出的平均速度越接近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适合，应该根据实际情况选取合适的两个点，一般选取跟C点的两个点，来求两点间的平均速度．瞬时速度邻近三、实验器材打点计时器、、复写纸、导线、、坐标纸.刻度尺、纸带电源四、两种常用的打点计时器1．电磁打点计时器(1)根据图1—4—2所示的打点计时器构造图，指出各主要部件的名称：①，②，③

3、，④，⑤，⑥，⑦，⑧，⑨．(2)仪器原理电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内的仪器，使用电源，工作电压在以下，当电源的频率是50Hz时，每隔打一个点．接线柱线圈振片永久磁铁振针限位孔复写纸定位轴纸带位移交流6V0.02s通电以前，把纸带穿过，再把套在轴上的复写纸片压在纸带上面，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，如果纸带不动，振针就通过复写纸在纸带上留下一个小点，如果把纸带跟运动物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，振针就在纸带上留下一行小点，各点之间的距离就表示相应时间内物体的．限位孔振片振针位移2．

4、电火花计时器电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，这种计时器工作时，是通过发出的脉冲电流经接正极的、到接负极的，产生火花放电(参阅教材图1.4—2)，电火花将墨粉盘上的墨粉蒸发到纸带上留下点迹．与电磁打点计时器相比，电火花计时器使用中来自于纸带运动本身的阻力，因而系统误差也就比较．计时精度与交流电源频率稳定程度一致，同时操作简易，使用安全可靠．放电针墨粉纸盘纸盘轴较小小打在纸带上的点，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．五、实验步骤1．了解打点计时器的结构，然后把它固定在．2．把纸带装好．

5、3．，用手水平地拉动，纸带上就打出一行小点．随后立即．4．取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点．如果数出n个点，弄清从第一个点到第n个点的间隔个数，由此计算出从第一个点到第n个点的.桌子上启动电源纸带断开电源时间间隔Δt5．用刻度尺测量从第一个点到第n个点的距离．在进行测量前，设计表格，记录以上测量值．6．利用公式计算出纸带在这段时间内的平均速度及经过某点时的瞬时速度．六、用图象表示速度1．速度—时间图象：在平面直角坐标系中，用横轴表示，用纵轴表示，将各时刻的瞬时速度和相对应的时刻在坐标系中描出点，用一条平滑曲线“拟合”描出的各点，就得到

6、运动物体的速度—时间图象，即v—t图象．2．意义：描述速度v随时间t的变化关系．时间速度一、实验中应注意的事项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．如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．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．连续工作时间不能太长，打点之后立即关闭电源．4．手拉纸带时，拉动速度不可过小，也不宜过快，以打下的点尽量清晰为标准．5．取下纸带后，及时用箭头表明运动方向．6．选择计

7、数点时，不一定从打下的第一个点开始，应该去掉开始阶段比较密集的点，便于测量．7．确定运动时间时，不要将打的点与选择的计数点混同．8．测量各段距离时，用长尺一次完成较好，不要用短尺分段测量，以减小测量误差．二、数据处理1．表格法根据计算出各计数点0、1、2、…5附近的平均速度，把它当作打下这些点时的瞬时速度，并记入下表中，点0作为计时起点，t＝0，便可看出手拉纸带运动的速度变化情况.位置012345时刻(s)00.10.20.30.40.5瞬时速度(m/s)2.图象法(1)图象的描绘：以速度v为纵轴、时间t为横轴，在方格纸上建立直角坐标系，根据每隔0.1

8、s测得的速度值在坐标系中描点，然后用平滑的曲线将这些点连接起来，就得到了一条能够描述纸带运动的