1.4：实验：用打点计时器测速度-打点计时器的构造与原理

1-4练习使用打点计时器授课者：邓晶实验：用打点计时器测打点计时器速度的构造与原理授课人：马烈实验目的：1.熟悉打点计时器，了解打点计时器的构造和工作原理。2.练习使用打点计时器测量速度。3.熟悉位移图像，速度图像，能分析出图像包涵的物理信息。实验原理打点计时器的分类：电磁式打点计时器电火花式打点计时器实验原理电磁式打点计时器的构造同学们应该熟记各部分名称，填空题经常考！实验原理电磁式打点计时器的工作原理

电磁式打点计时器使用低压交流学生电源，工作电压为4~6v。低压交流电通过线圈后，线圈会产生变化的磁场，通过永磁体的磁力作用，使金属振片往复振动。最终振针会在复写纸的帮助下，在纸袋上留下许多个点。振片振动的频率与交流电频率相同，即50Hz。所以打点计时器所打的点中，任意相邻两点的时间间隔为0.02s，任意两点间的间距代表这段时间内小车的位移。实验原理电火花式打点计时器的构造

电火花打点计时器使用220v交流电源。在每个交流电周期内，正负电极放电一次，将墨粉盘上的碳粉蒸发到纸带上，即为一个点。交流电频率为50Hz。同样打点计时器所打的点中，任意相邻两点的时间间隔为0.02s，任意两点间的间距代表这段时间内小车的位移。实验原理电火花式打点计时器的工作原理两种打点计时器的比较

电火花式打点计时器比电磁式打点计时器优越处在于：

1.电火花式打点计时器阻力小，更准确

2.电火花式打点计时器打出的点，点迹清晰，成圆点状，更容易辨认。两种计时器的比较类型比较电磁打点计时器电火花计时器所用电源10V以下低压交流220V交流打点方式振针打点电火花打点时间间隔每隔0.02s打一次点每隔0.02s打一次点实验误差振针和纸带接触会影响纸带运动，误差较大火花放电不会影响纸带运动，误差较小数据处理.........·A··X

用刻度尺量出长度A点左右附近两点间距离X任意相邻两点间时间间隔为0.02s打过点的纸带，如下图．根据量出A、E间的距离Δx，和时间间隔Δt算出A、E间的平均速度

.用这个速度可以近似地表示纸带经过B点时的

，如果Δt再小一些(如A、C之间或A、B之间)用平均速度代表B点的瞬时速度会

．瞬时速度更准确打过点的纸带，如下图．

Δx可以用尺子测量

从能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)×0.02s.把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D…作为“计数点”，如图所示，依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3….把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.利用v－t图象分析物体的运动位置ABCDEF时间t/(s)(xn＋xn＋1)/(m)v/(m/s)Ⅰ.v－t图象用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到v－t图象.Ⅱ.v－t图象的意义v－t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．Ⅲ.匀速直线运动的v－t图象①匀速直线运动的v－t图象是与时间轴平行的直线，如图所示，直线a、b分别表示va＝4m/s，vb＝8m/s.②从匀速直线运动的v－t图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式x＝vt，在v－t图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积，如图中画斜线的部分．特别提醒：(1)电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用10V以下交流电源；电火花计时器使用220V交流电源．(2)实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材．(3)使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定时再用手拉纸带．(4)手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集．电火花计时器工作时使用______电流，工作电压为______V，工作时的基本步骤是：①当纸带穿过电火花计时器后，应及时关闭电火花计时器；②将电源线插入220V交流电源插座；③把纸带从墨粉纸盘下面穿过；④接通开关，听到放电声，立即让运动物体拖动纸带运动．上述步骤正确的顺序是____________．交流220③②④①如下图所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们的纸带上所选的记数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1S，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度．解析：同样根据用某段时间内的平均速度可以“粗略”代表某点的瞬时速度的思想，计算打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度．答案：vB＝0.26m/s；vC＝0.30m/s；vD＝0.34m/s点评：通过以上问题的解答过程可以看出，在研究物理问题的过程中，物理思想和物理方法是十分重要的，在物理学的发展过程中，积累了许多很重要的研究问题的方法，即用某段时间内的平均速度“粗略”表示某点的瞬时速度就是其中的方法之一．说明：下一章我们学习到该物体做的是匀变速直线运动，B点瞬时速度就等于A到C这段时间的平均速度，并不像有些问题中只是一种近似．

如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫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，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.0.35

0.42

0.35如下图甲所示，表示一质点在6s内的x～t图象，试据此分析质点的运动情况并画出它