打点计时器的应用

1、打点计时器的应用一、电磁打点计时器 介绍结构原理：教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4 V6 V当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为

2、0.02s位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。与学生交流讨论：电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么?工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为002s.这个值正好是电源频率的倒数。二、电火花计时器介绍结构原理：教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法使用时电源插头直接插在交流220V插座内，将裁

3、成圆片(直径约38mm)的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带(20mmX700mm)从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本。与学生交流讨论：从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小?电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的

4、本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期不大于50µs，这一方面也远优于电磁打点计时器)，同时它的操作简易，使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5 µA)打点计时器能记录哪些信息?时间和位移三、实验原理 1打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器，它每隔O.02s打一次点(由于电源频率是50Hz)，因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 2由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：3求即时速度的方法4数据处理方法： (1)用“逐差法”求加速度：即根据S4-S

5、1=S5-S2=S6-S3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1、a2、a3，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。(2)用v-t图法；即先根据vn求出打第n点时纸带的瞬时速度四、用图象表示速度我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢? 在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速度将(v，t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一时间图象(vt图象)，简称速度图象我们从根据实测数据所描的点，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律为了更清晰，你可以把这些点用折线连

6、起来速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，图线的斜率即为物体运动的加速度。曲线反映的规律应该与实际情况更接近五、注童事项1纸带打完后及时断开电源。2小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取78个计数点为宜。 3应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个。4不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。5应先接通打点计时器，后释放纸带六、课堂训练1、在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C

7、、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。(1)根据_计算各点瞬时速度，则VA=_m/s，VB=_m/s，Vc=_m/sVD=_m/s，VE=_m/s。（2）在如图所示坐标中作出小车的速度时间图线，并根据图线求出a=_。将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_.此速度的物理意义是_。答案：（1）vn=，0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;(2)3.50m/s2, 0.53m/s，开始计时小车的速度，即vA)BA7.5cm27.6cm60.3cm105.6cmCDE2、在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带。图中A、B、C、D、E为计数点，

8、相邻计数点间还有4个点（图中未标出），计算计数点的瞬时速度B= m/s，A= m/s；小车的加速度a = m/s23、某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了小车及其所拖动的纸带的运动情况。在打点计时器所打出的纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，相邻计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点，则相邻计数点间的时间间隔为 s。ABCDEFG3.62cm4.38cm5.20cm5.99cm6.80cm7.62cm（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F、G五个点时小车的瞬时速度，（要求保留3位有效数字）：B= m/s、C= m/s、D= m/s、F= m/s、G= m/s。（2）小车运动的加速度大小为_m/s2（保留2位有效数字）;方向为_.4、用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图所示的一段纸带，测得=7.65cm，=9.17cm已知交变电流的频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为 ms。如果实验测出的重力加速度比当地的公认值偏小，可能的原因是 。5、在利用打点计时器测定匀变速直线运动中速度的实验中，某同学在打出的纸带上每5点取一个记数点，共取7个记数点，测出每两个相邻记数点间的距离分别为S1、S2S6，然后他把