第四节 实验：用打点计时器测速度

课件34张PPT。第四节 实验
用打点计时器测速度一、两种打点计时器电磁打点计时器电火花计时器一、两种打点计时器1、电磁打点计时器（计时仪器）振片振针接线柱线圈永久磁铁限位孔纸带定位轴复写纸结构计时原理 它使用交流电源，工作电压在的线圈中通入50HZ的交流电时，电流1秒钟改变100次方向，振片1秒钟震动50次，振针0.02S打一个点。
电磁打点计时器：是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器。电源：交流电源（学生电源）
工作电压：6V以下
工作频率：50Hz
工作周期：0.02s实验误差：纸带与限位孔的摩擦，振针和纸带接触会影响纸带运动，误差较大二、电火花计时器（计时仪器）结构 使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，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。计时原理电火花打点计时器：是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续火花放电打点的仪器。电源：交流电源
工作电压：220V
工作频率：50Hz
工作周期：0.02s
优点：纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也就比较小。
两条纸带作用：上层纸带绝缘并带动墨粉盘，下层纸带阻燃并打点。三、打点计时器的作用
（1）测时间(电源频率50Hz，每隔0.02秒打一个点)
（2）测位移
（3）研究纸带 → 研究物体运动区别：4～6 V低压交流220 V交流振针打点电火花打点每隔0.02 s打一次点每隔0.02 s打一次点纸带与限位孔的摩擦，振针和纸带接触会影响纸带运动，误差较大纸带与限位孔的摩擦，火花放电不会影响纸带运动，误差较小1.对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是(　　)
A．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电
B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样
C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸
D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉【解析】　电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉，所以C、D错误．
【答案】　AB实验步骤:1、把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸片套在定位轴上，并且压在纸带上面，振针位于复写纸片的上方。2、把打点计时器的两个接线柱分别用导线接到4～6V低压交流电源的两个接线柱上。
3、打开电源开关，待打点计时器打点稳定后再用手水平地牵拉纸带， 纸带被打上了许多小点。随后立即关闭电源。
（注意：打点计时器只能连续打点工作很短时间）
4、取下纸带，从能看清的某个点开始，往后数出若干个点。
5、数据处理测位移测时间计算速度。
1、纸带的简单处理 ——测平均速度
（1）需测量的量：
?x ?t=（n-1）.0.02s疏密与速度的关系二、练习使用打点计时器（2）关系式：VDG=?x2/?t2?t相同，越密，?x越小，VDG越小
?t相同，越稀，?x越大，VDG越大VAD=?x1/?t1手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度制表计数点如何测出E点的瞬时速度？原则：准确性 可行性三、测量瞬时速度科学方法：由 可知，用平均速度代表瞬时速度的条件是Δt→0，即Δt很小，这样做体现了一种极限思想，这是一种科学的近似方法．手拉纸带在几个时刻的瞬时速度计数点瞬时速度的计算 ： 1、打点计时器打点问题分析：
注意事项： 2、使用计时器打点时，应先接通电源 ，待打点计时器打点稳定后再牵拉纸带 。
3、一定要把纸带放在复写纸的下边 ，牵拉纸带的速度稍大些好，使各点间距离大一些，便于测量。
4、计时器一定要接在交流电源上，不能接在直流接线柱上 。 四 、用图像表示速度1、图像特点：直观
2、常用作图法
（1）描点作图
（2）据函数关系式作图
3、作图步骤
（1）建系 （2）描点 （3）作图少了什么？头脑风暴是折线，还是曲线（拟合）？？四 、用图像表示速度4、速度－时间图像（v-t graph）手是如何运动的？1、电磁打点计时器是一种使用 电源的 仪器，它的工作电压是 。当电源电压是50HZ时，它每隔 打一次点。
2、使用打点计时器时，纸带应穿过 ，复写纸片应套在 上，并要放在纸带 的 面；打点时应 接通电源， 释放纸带。
3、一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是园点，而是一些短线，这可能是因为
A、打点计时器错接在直流电源上
B、电源电压不足
C、打点计时器使用的电压过高 D、振针到复写纸片的距离太小

限位孔 定位轴上 先后 C D 交流 计时4～6V 0.02 S4、根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是( )
A．时间间隔 B．位移
C．加速度 D．平均速度。
5、关于计数点的下列说法中，哪些是正确的?
( )
A．用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差。
B．相邻计数点间的时间间隔应是相等的。
C．相邻计数点间的距离应当是相等的。
D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。
AB ABD6、本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有 ( )
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．06秒。
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O．08秒。
C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。
D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。
BD7、如图所示的四条纸带，是某同学练习使用打点计时器得到的纸带的右端后通过打点计时器。从点痕的分布情况可以断定：纸带_______是匀速通过打点计时器的，纸带_____是越走越快的，纸带_______是先越走越快，后来又越走越慢。
ABC打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用厘米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为________　m/s，A、D间的平均速度是_______m/s，B点的瞬时速度更接近于_______m/s.【答案】　0.35　0.43　0.351－1：如下图所示，是某同学练习使用打点计时器得到的纸带，纸带的左端先通过打点计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是______，若所用电源频率为50 Hz，从打下A点到打下B点，共16个点迹，历时______s，位移为______m.这段时间内纸带运动的平均速度为______m/s.【解析】　由于纸带上各点之间的间隔先变大后变小，所以纸带运动速度的变化情况是先变大后变小．
由A到B，纸带运动的时间为Δt＝(n－1)T＝(16－1)×0.02 s＝0.3 s
由图可知，纸带的位移Δx＝0.054 9 m＝5.49×10－2m
纸带的平均速度为：v＝ ×10－2 m/s＝0.183 m/s.
【答案】　先变大后变小　0.3 s　5.49×10－2 m　0.183 m/s例1 一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带，如图所示．纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50 Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米．
(1)计算0～6点之间的平均速度；
(2)打点计时器打第4个点时小车的瞬时速度接近多少？
答案　(1)0.68 m/s　(2)0.83 m/s