1.4 學(xué)生實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測量小車的速度_第1頁
1.4 學(xué)生實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測量小車的速度_第2頁
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第一章描述運(yùn)動的基本概念1.4學(xué)生實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測量小車的速度平時提的“速度”“速率”都是“瞬時速度”和“瞬時速率”的簡稱兩種測量儀器原理:當(dāng)Δt足夠小時,平均速度

就可以認(rèn)為是測量時刻的瞬時速度.一、打點(diǎn)計(jì)時器:記錄運(yùn)動物體的位置和時間的儀器.電磁打點(diǎn)計(jì)時器和電火花打點(diǎn)計(jì)時器1、電磁打點(diǎn)計(jì)時器(教材16頁)構(gòu)造

使用低壓(4~6V)交流電源,當(dāng)電源的頻率是50Hz時,每隔0.02s打一次點(diǎn)。原理:接通交流電源后,在線圈和永久磁鐵的作用下,振片便振動起來,帶動其上的振針上下振動,于是在紙帶上留下一系列點(diǎn)跡.2、電火花計(jì)時器:

使用220V的交流電源,當(dāng)電源的頻率是50Hz時,它每隔0.02s打一次點(diǎn)。構(gòu)造原理:當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時,計(jì)時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸,產(chǎn)生火花放電,于是在運(yùn)動的紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡.(無振針)二、光電門(教材16頁):1、工作原理:2、測速度具體方法:下面具體看看在實(shí)驗(yàn)室怎么利用打點(diǎn)計(jì)時器測速度

測量出某兩個點(diǎn)跡間的距離△x,除以相應(yīng)的時間間隔△t

,即得到這段時間內(nèi)的平均速度,如果這段時間很短,所得的結(jié)果也可認(rèn)為是瞬時速度.一、實(shí)驗(yàn)原理(教材19頁):小車、附有滑輪的長木板、打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、細(xì)繩、刻度尺、坐標(biāo)紙.二、實(shí)驗(yàn)器材(教材19頁):三、實(shí)驗(yàn)步驟(勾畫教材):四、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(勾畫分析教材19頁):

如果時間很短,所得的平均速度也可認(rèn)為是瞬時速度,則可以繪制v-t圖像。

把相鄰計(jì)時點(diǎn)間的平均速度當(dāng)作起始點(diǎn)的瞬時速度(例如把

當(dāng)作vO),在圖所示的坐標(biāo)紙上繪制v-t圖像.1.打點(diǎn)前,應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器的位置.2.打點(diǎn)時,應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)穩(wěn)定后,再釋放小車.3.打點(diǎn)計(jì)時器不能連續(xù)工作太長時間,打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源.4.對紙帶進(jìn)行測量時,不要分段測量各段的位移,正確的做法是一次測量完畢(可先統(tǒng)一測量出各個計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)O之間的距離).讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位.五、注意事項(xiàng):5.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,A、B、C、D…不一定是連續(xù)的計(jì)時點(diǎn),可以每5個點(diǎn)(中間隔4個點(diǎn))取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),此時兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔T=0.1s.6.計(jì)算某計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度時,一般地Δx、Δt應(yīng)取該計(jì)數(shù)點(diǎn)前、后兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移和時間,vn=

.返回(準(zhǔn)確值)【例題1】如圖所示是一條打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶,電源頻率為50Hz,0、1、2、3、4、5、6是七個計(jì)數(shù)點(diǎn).每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離如圖所示.求出2、4計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度并填入表格.

v1v2v3v4v5數(shù)值/(m·s-1)0.20_____0.61_____0.700.400.69由于相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出,所以圖中相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.1s,利用光電門測速度如圖所示,當(dāng)滑塊通過光電門時,光電計(jì)時器記錄了遮光條通過光電門的時間,而遮光條的寬度d已知,且非常小.由于滑塊通過光電門的時間Δt非常短,在這段時間內(nèi)滑塊的運(yùn)動可以近似看作勻速直線運(yùn)動,所以可認(rèn)為遮光條通過光電門時的瞬時速度等于其通過光電門的平均速度,即v=

.【例題2】用如圖所示的計(jì)時裝置可以近似測出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時速度.已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4mm,遮光條經(jīng)過光電門的遮光時間為0.04s.(1)則滑塊經(jīng)過光電門位置時的速度大小為________.0.1m/s(2)為使

更接近瞬時速度,正確的措施是________.A.換用寬度更窄的遮光條B.換用寬度更寬的遮光條C.提高測量遮光條寬度的精確度D.使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門A瞬時速度表示運(yùn)動物體在某一時刻(或經(jīng)過某一位置時)的速度,當(dāng)Δt→0時,

可看成物體的瞬時速度,Δx越小

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