1 4打點計時器測速度 1 電磁打點計時器 2 電火花計時器 實驗原理 1 電磁打點計時器 它是利用電磁感應原理打點計時的一種儀器 當通過4 6v低壓交流電時 在線圈和永久磁鐵的作用下 振片便上下振動起來 位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點 這時 如果紙帶運動 振針就在紙帶上打出一系列點 當交流電源頻率為50hz時 它每隔0 02s打一點 即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔為0 02s 實驗原理 2 電火花計時器 它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點跡的計時儀器 當接通220v交流電源 按下脈沖輸出開關(guān)時 計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針 墨粉紙盤到接負極的紙盤軸 產(chǎn)生火花放電 于是在運動紙帶上就打出一系列點跡 當電源頻率為50hz時 它也是每隔0 02s打一次點 即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0 02s 注意 電火花計時器工作時 紙帶運動時受到的阻力小 比電磁打點計時器實驗誤差小 打在紙帶上的點 記錄了紙帶運動的時間 如果把紙帶跟物體連在一起 紙帶上的點就相應地表示出運動物體在不同時刻的位置 2 紙帶分析物體的運動情況并能計算平均速度 1 在紙帶上相鄰兩點間的時間間隔均為0 02s 電源頻率為50hz 所以點跡密集的地方表示紙帶運動的速度很小 2 根據(jù)v x t 求出在任意兩點間的平均速度 這里 x可以用直尺測量出兩點間的距離 t為兩點間的時間間隔數(shù)與0 02s的乘積 這里必須明確所求的是哪兩點之間的平均速度 3 粗略計算瞬時速度 某點3的瞬時速度可以粗略地由包含3點在內(nèi)的兩點間的平均速度來表示 如圖v3 v24 或v3 v24 說明 在粗略計算3點的瞬時速度時 可利用公式v x t來求解 但須注意的是 如果取離3點越接近的兩點來求平均速度 這個平均速度越接近3點的瞬時速度 但是距離太小會使測量誤差增大 應該根據(jù)實際情況選取這兩個點 4 v t圖象與其畫法 為了更直觀地反映物體的運動情況 我們可以用v t圖象來表示速度隨時間的變化規(guī)律 以速度v為縱軸 時間t為橫軸建立直角坐標系 根據(jù)計算出的不同時刻對應的瞬時速度值 在坐標系中描點 最后用平滑曲線把這些點連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時間t關(guān)系的圖象 5 實驗 試驗目的 練習使用打點計時器 測位移 時間 速度 試驗器材 電磁打點計時器 或電火花計時器 及紙帶 刻度尺 電源 導線等 試驗步驟 1 把打點計時器固定在桌子上 對照老師準備的說明卡了解他的結(jié)構(gòu) 2 按照說明把紙帶裝好 3 啟動電源 用手水平地拉紙帶 紙帶上就打出一行小點 隨后立即關(guān)閉電源 4 取下紙帶 從能夠看清的某個點開始 往后數(shù)出若干個點 如果數(shù)出n個點 這些點劃分出來的間隔數(shù)是多少 由此計算出紙帶從第一個點到地n個點的運動時間 在進行實際測量之前 自己設計一個表格 用來記錄以上測量值 6 注意事項 1 電源電壓要符合要求 電磁打點計時器應使用10v以下的交流電源 電火花計時器要使用220v交流電源 2 實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度 必要時要進行調(diào)節(jié)或更換器材 3 使用打點計時器應先接通電源 待打點計時器穩(wěn)定后再用手拉紙帶 4 手拉紙帶時 速度應快一些 以防點跡太密集 試驗演示 請同學們按下面的紙帶處理數(shù)據(jù) 要求 獨立完成 課堂作業(yè)形式上交建議 列表 圖像處理 四 實例探究 例1 一同學在使用打點計時器時 紙帶上點不是圓點而是一些短線 這可能的原因是 a 接在直流電源上b 電源電壓不穩(wěn)c 電源頻率不穩(wěn)d 打點針壓得過緊解析 a 接在直流電源上不會打點 a錯 b 打點與電壓是否穩(wěn)定無關(guān) 點痕重輕與電壓有關(guān) b錯 c 頻率不同打的點仍為圓點 故c錯 d 打點針壓得過緊 針和紙接觸時間長 打出一些短線 d正確 答案 d 打點計時器直接測量的量 例2 電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器 根據(jù)打點計時器打出的紙帶 我們可以從紙帶上直接得到的物理量是 a 時間間隔b 位移c 加速度d 平均速度解析 從打下的紙帶上數(shù)一下點的個數(shù)就知道時間 因為兩個點的時間間隔為0 02s 故a選項正確 用刻度尺量一下任意兩個點間的距離 就知道了物體的位移 故b選項正確 從紙帶上不能直接得到加速度 平均速度 只可以間接計算 故c d選項錯誤 答案 ab 例3 用接在50hz交流電源上的打點計時器 測定小車速度 某次實驗中得到一條紙帶 如下圖所示 從比較清晰的點起 每五個打印點取一個記數(shù)點 分別標明0 l 2 3 4 量得0與1兩點間距離x1 30mm 3與4兩點間的距離x2 48mm 則小車在0與1兩點間平均速度為m s 解析 0 1兩點間的平均速度m s 012345678910111213