高中物理 14实验用打点计时器测速度课件 新人教版必修.ppt

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1、第四节实验：用打点计时器测速度知识与技能1．知道电磁打点计时器和电火花计时器的构造和工作原理；2．会利用打出的纸带判断物体的运动时间和相应时间内的位移；3．会根据打点的纸带计算某段时间内的平均速度和某点时的瞬时速度．学习目标过程与方法1．通过本节的学习了解打点计时器的使用方法；2．通过本实验的具体操作，体会粗略确定物体速度的方法，会求某段时间的平均速度和某一时刻的瞬时速度．情感、态度与价值观通过本节课的学习，了解物理学在处理实际问题的实际应用，从而增强将物理知识应用于实践的意识．如图是一幅表现运动员“挥击网球”的照片，在这里，连续的运动被分离成了离散的“景

2、”，瞬间的精彩被定格成了永恒．那么，在实验室我们如何记录瞬间的时间和运动呢？本节中我们将仿照这种方法，利用打点计时器测量做直线运动的物体的速度．知识点解析1．构造：线圈、永久磁铁、振片、振针、限位孔、复写纸、纸带等，如下图所示．2．电磁打点计时器使用交流电源，电压在6V以下．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，其极性随线圈中磁场的变化而变化，于是振片和永久磁铁之间就产生周期性的引力和斥力，振片就上下振动，带动其上的振针上下振动．这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上打上一系列的点．4．当电源频率是50Hz时，它每隔0

3、.02s打一个点．5．使用电磁打点计时器时，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．接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动．1．电火花计时器使用交流电源，工作电压是220V.2．电火花计时器的构造如下图所示．主要由脉冲输出开关、正负脉冲输出插座、墨粉纸盘、纸盘轴等构成．3．计时原理：电火花计时装置中有一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交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的纸盘轴产生火花放电，利用火花放电在纸带上打出点迹．当电

4、源的频率为50Hz时．它每隔0.02s打一个点．4．两种计时器的比较：电磁打点计时器电火花计时器电源性质6V以下交流电源220V交流电源(频率50Hz)打点频率打点时间间隔0.02s、频率50Hz打点时间间隔0.02s、频率50Hz打点方式振针通过复写纸在纸带上打点火花放电使墨粉在纸带上成点阻力来源纸带与限位孔、限位盘的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦纸带与限位孔、限位盘的摩擦精确比较电火花计时器比电磁打点计时器更精确1．实验目的：①练习使用电火花计时器；②利用打上点的纸带研究物体的运动情况．2．实验器材：电火花计时器、纸带、刻度尺、导线、电源．3．实验步

5、骤：①把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条纸带是否已经正确地穿过限位孔，墨粉纸盘是否夹在两条纸带中间．②把计时器上的电源插头插在220V的交流电源上．③按下脉冲输出开关，用手水平地拉动两条纸带，纸带上就打了一系列小点．④取下纸带，从能看得清的某个点开始，数一数纸带上共有多少个点．如果共有n个点，点的间隔数为(n－1)个，用t＝0.02s×(n－1)就可以算出纸带的运动时间．⑤用刻度尺测量一下打下这些点时，纸带通过的距离Δx有多长．表一点数n点间隔数n－1运动时间t/s位移Δx/m平均速度/(m·s－1)表二A和B的距

6、离Δx1/mB和C的距离Δx2/mC和D的距离Δx3/mD和E的距离Δx4/mE和F的距离Δx5/m4.注意事项：①振针的高度应适当，并且不要松动，否则会出现漏点、双点、等时性不良等情况，并且可能对纸带产生过大的摩擦阻力．②检查电源的电压是否符合要求，绝对禁止把打点计时器直接接入照明电路中．③复写纸片不要装反，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．④实验时要先接通电源，再让纸带运动，每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏．⑤纸带应平直地通过限位孔，尽可能地减少纸带与限位孔间的摩擦．3．注意事项(1)

7、在实际计算中并不是Δx越小越好，因为Δx过小会使测量误差较大，因此应根据实际情况选取两点来测量Δx.(2)如图所示的纸带D，F两点间的平均速度，不但能代表E点的瞬时速度，还能代表D，F间其他点的瞬时速度．1．以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法在坐标系中描出物体在各个时刻的速度，再用平滑的曲线将各点连接起来，就得到一条能反映速度随时间变化关系的图线，叫速度—时间图象．2．速度—时间图象反映了物体的速度随时间变化的规律．根据速度—时间图象可以作出哪些判断或得出哪些结论？(1)读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻．在右图中，0时刻

8、的速度为v0，t时刻的速度为vt.(2)求出物体在某段时间内速度的