江西省吉安县高中物理运动的描述1.4实验：用打点计时器测速度课件新人教版.pptx

1、,4 实验：用打点计时器测速度,导,【学习目标】 1.了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体 运动的信息(时间、位移) 2.会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的 原理并测量瞬时速度 3.明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方 法,并画出该实验中的速度时间图像,思,2.电火花计 时器是利用火花和墨粉在纸带上打出墨点而 显示出点迹的打点仪器，工作电压是220v 使用时 , 墨粉纸套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔。 当电源频率是50Hz时，它也是每隔0.02s 打一次点。 这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较 小 ， 实验误差也就比较 小 。,1.电磁打点计时器是一种使用

2、交流电源的 打点 仪器，工 作电压在 6V以下 ，当电源的频率是50Hz时，它每隔 0.02S 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 压在纸带上面,思,3. 测量打过点的纸带，根据量出的A、D两点间的距离x 和时间t算出的平均速度v=x/t。用这个速度可以近 似地表示纸带经过A点时的瞬时速度 ，如果t再小一些 （如A、C之间或A、B之间），用平均速度代表A点的 瞬时速度会 越接近 4物体的运动也可以用图象描述，它可以更 直观地反映 变化的规律。以速度v为 纵轴，时间t为横轴在方格纸上建 立直角坐标系，描述速度v与时间t的变化规律，这种图象 叫v-t图象,1.电磁打

3、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? 2.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度? 3.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的瞬时速度?,议,电磁打点计时器,展、评,电磁打点计时器,2仪器原理：电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器，它使用交流电源,由学生电源供电，工作电压在 6V 以下，当电源的频率是50 Hz时，它每隔 0.02s 打一个点.,展、评,注意：电磁打点计时器不能使用直流电源， 因为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。,3.使用方法：通电前把纸带穿过限位

4、孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，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，振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的 位移 。,电火花计时器,1仪器构造：,展、评,电火花计时器,2仪器工作原理： 电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉。它使用220V的交流电源,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，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行

5、点迹。当电源的频率是50 Hz时，每隔0.02s打一次点。这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较 小 ，实验误差也就比较 小 。,展、评,练习使用打点计时器,使用方法（实验步骤）: (与电磁打点计时器基本相同) 1.把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把墨粉纸盘套在纸盘轴上，并且压在纸带上面，墨粉纸盘黑色的一面向下，用弹性卡压住。 2.插上电源 。 3.打开电源开关，电源工作稳定后，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。（手拉纸带速度快慢适中） ，多打几条纸带。 4.取下纸带，处理数据，把测量结果记录表格中。,展、评,注意：在处理数据时，要从能够看清的某个点开始

6、， 往后数n个点,展、评,在进行实际测量，处理数据之前，自己应设计一个表格，用来记录测量值。,纸带的处理 1.测DG段的平均速度,（1）需测量的物理量：x （2）关系式： x / t,展、评,如何测出E点的瞬时速度？,展、评,展、评,数据处理： 1、从能看清的某个点开始，往后数出N个点，这些点划分出来的间隔数是 N-1 2、计算出纸带从第一个点到第N个点的运动时间为 0.02(N-1)s。 3、用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离X,展、评,误差分析：,1.测量记数点之间的长度时会产生偶然误差。 2.用平均速度近似代表瞬时速度也可能会产生系统误差。,展、评,常见故障判断和调整：,1）振针打出

7、的点不清晰或者打不出点的原因： 1.可能是复写纸该换新的了 2.可能是针的振动幅度太小，可以调整振片的位置。 3.可能是振针的位置太高，调节振针直到能打出清晰点 为止 4.可能是选择电压太低。可以适当提高电压。 2）纸带打出的不是点而是一些短线，可能是振针压的过 紧。应调高针的位置,注意事项：,1.纸带打完后及时断开电源。 2.小车的速度应适当大一些，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

8、到毫米的下一位。这样可以减小误差。 5.应先接通电源，后释放纸带,展、评,在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示 速度 ，用横坐标表示 时间 ，设定合适的刻度，注明单位。根据表中各时刻的速度，将（v，t）作为一组坐标在图象中严格按实验数据描点。将点连线后得出的图象称为速度时间图象（v-t图象）。,用图象表示速度的变化规律（重点）,图像特点：直观,0 1 2 3 4 5 6 7,0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1,t/10-1s,v/(ms-1),用图象表示速度,1.某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其可能原因是 ( ) A复写纸放反 B使用

9、了直流电源 C振针过短 D纸带运动过快2.打点计时器打点的周期，决定于 ( ) A交流电压的高低 B. 交流电的频率 C永久磁铁的磁性强弱 D. 振针与复写纸间的距离3.在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是 ( ) A打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点 再释放小车； B要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。 C打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.1S。 D实验中应使小车速度尽量小些。,检,ABC,B,ABC,4.一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，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电源电压不稳定；C打点计时器使用的电压频率不稳定；D振针到复写纸片的距离太小 解析 ：A、打点计时器使用的是交流电源，若打点计时器接在直流电源上，打点计时器不打点，故A错误；B、点痕的轻重和电源电压不稳有关，电源电压不稳不会导致短线，故B错误;C、打点周期为T=1f，因此电源频率不稳，只会影响打点的时间间隔，不会影响点的形状，不会造成短线，故C错误；D、振针到复写纸片的距离太小，打点针压得过紧，振针和纸带接触时间过长，可能造成短线，故D正确；故选：D,检,D,5.如图所示，根据打点计时器打出的纸