打点计时器

(共12张PPT)
1.4 实验：用打点计时器测速度
一、打点计时器的分类及其原理
1.电磁打点计时器
电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是4～6V。电源频率是50Hz时，它每隔 0.02s打一个点。
2.电火花打点计时器
电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点。
二、两种打点计时器的异同点
1）均使用交流电源，电源频率都为50HZ即
每隔0.02S打一个点
2）电磁打点计时器：4~6V；电火花打点计
时器：220V
3）均记录的是运动的时间
4）电火花打点计时器纸带运动受到的阻力比
较小，实验误差较小。
三、如何使用打点计时器
（以电磁打点计时器为例）
1）把它固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在
复写纸的下面。
2）其两个接线柱用导线分别与电源接线柱相连接。
3）打开电源开关，用手水平的拉动纸带，纸带上就打
下了许多小点儿。
4）取下纸带关闭电源，从能看清的某个点数起，数一
下纸带上有多少个小点儿。如果有N个点，点子的
间隔数为N-1个，纸带的运动时间为：
△t=0.02（N-1）
5）用刻度尺量出从开始计数的一点到最后一点的距
离△X
6）利用公式V=△X/ △t = △X/ （N-1）0.02，计算出纸带在这段时间内的平均速度。
7）一般地，在纸带上取至少连续的6个点，用刻度尺量出相邻两个点的距离，若连续的两个点的距离是相等的，则物体做匀速运动，否则为变速运动。
四、实验注意事项
1）打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，
若打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸
片的高度或调低电压，使之增大一点。若打出
的是双点，可能是由于振针松动，或者振片长度不合适，则需调整振片的长度。
2）使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点
计时器工作稳定以后，再释放纸带。
3）释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位
置。
4）使用电火花打点计时器时，应注意把两条白纸带
正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用电
磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在
复写纸下面。
五、根据纸带分析物体的运动情况并计算平均速度
1）在纸带上相邻两点的时间间隔均为0.02S，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度小。
2）根据v= △X/ △t ,求出任意两点间的平均速度，这里△X可以用直尺测量出两点间的距离，△t 为两点间的时间间隔数与0.02S的乘积。注意：必须明确所求是哪两点之间的平均速度。
如何求下图的平均速度？
六、粗略计算瞬时速度
某点E的瞬时速度可以粗略地用包含E点在内的两点间的平均速度来表示，如下图所示：
所以：VE=VDG或VE=VDF
注意：如果取离E点越接近的两个点来求平均速度，这个平均速度就越接近E点的瞬速度，但是距离过小会使测量误差增大。所以应根据实际情况选取这两个点。
七、用v-t图像表示速度
目的：更直观的描述出运动质点的速度随时
间的变化关系。
思考：图像中可以反应出那些物理量？
v-t图像中反应出的物理量
1）某一时刻的瞬时速度的大小
2）速度的方向
（选v轴中的正方向为正方向，如果速度为
负值则说明物体运动的方向跟选择的正
方向相反）
3）匀速直线运动的图像是一条平行于t轴的
一条直线。
4）从匀速直线运动的速度-时间图像不仅可
以看出速度的大小，而且可以求出位移。