1.4实验：用打点计时器测速度导纲及答案

1、4　实验：用打点计时器测速度
[学习目标]　
了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理.
学会使用打点计时器.
掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.
4.理解速度随时间变化的图象的意义，掌握描点法画图象的方法，并能根据图象分析物体的运动．
【重难点突破】
一、了解打点计时器
1．打点计时器的作用及分类
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50
Hz时，它每隔0.02
s打一次点．打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移．这就为研究物体的运动提供了可能，供高中学生实验用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种．
2．电磁打点计时器(如图1所示)
图1
(1)工作电压：6
V以下的交流电源；
(2)原理：接通交流电源后，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．这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点．
3．电火花计时器(如图2所示)
图2
(1)工作电压：220
V交流电源；
(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹．
4．两种计时器误差比较
电火花计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小．
二、练习使用打点计时器
1．把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．
2．把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6
V以下低压交流电，电火花计时器接220
V交流电)．
3．先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．
4．取下纸带，从能够看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02
s.
5．用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx.
6．利用公式v＝计算出纸带在这段时间内的平均速度．
[归纳总结]
使用打点计时器的注意事项
(1)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．
(2)打点前应使物体停在靠近打点计时器的位置．
(3)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．
(4)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．
三、用打点计时器测量瞬时速度
练习1．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，用毫米刻度尺测量如图3所示，纸带在A、C间的平均速度为
m/s，在A、D间的平均速度为
m/s，B点的瞬时速度更接近于
m/s.
图3
[总结提升]
(1)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．
(2)某点瞬时速度的测量：利用v＝，其中Δx为包含待测点的较近的一段距离．
1、4　实验：用打点计时器测速度
答案
练习1．　0.35　0.42　0.35
解析　由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02
s．A、C间的距离为14
mm＝0.014
m，A、D间的距离为25
mm＝0.025
m.
由公式v＝得
vAC＝
m/s＝0.35
m/s，
vAD＝
m/s≈0.42
m/s.
B点的瞬时速度更接近于0.35
m/s.