用打点计时器测速度物理实验教学PPT.ppt
,第一章 运动的描述,4、实验：用打点计时器测速度,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.电磁打点计时器的构造：,一两种打点计时器,电磁打点计时器的工作原理：电磁打点计时器是使用交流电的计时仪器，工作电压为4-6V,当电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔0.02s打一个点。原理：通电时线圈产生的交变磁场，使振动片磁化，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改不断变化，在永久磁铁的作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中交流电的周期一致，即为0.02s。如果纸带运动，振动片一端的指针就会在纸带上打出一系列的点。,可以使用直流吗？为什么,拓展：打次打点计时器为什么必须使用交流？电磁打点计时器靠交流的的方向的改变来改变电磁铁的磁极方向，从而使振动片上下振动的，且振动片的频率与交流电的频率一致，若使用直流电源，振动片将无法上下振动，无法打出点,一两种打点计时器,1、电磁打点计时器(1）构造（2）原理（3）工作电压：4-6V 频率：50Hz 周期：0.02s,一两种打点计时器,如何使用打点计时器：打点计时器中怎样安放纸带和复写纸？将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片可以调节复写纸位置，将纸带从复写纸圆片下穿过即可注意：纸带是安放是在通电前，且必须放在复写纸下面！,一两种打点计时器,2.电火花计时器的构造：,一两种打点计时器,2、电火花计时器（1）构造：（2）工作特性 电压：220V 频率：50Hz 周期：0.02s（3）原理：脉冲电流经 放电针、墨粉纸盘放电,尖端放电,实验1,电火花计时器构造:电源插头、脉冲输出开关、正负脉冲输出、放电针、墨粉纸盘、纸盘轴原理:脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，蒸发墨粉落在纸带上，频率50Hz、周期0.02s用途:计时 注意事项:交流、电压220V,先通电等待12s后拖动纸带或释放物体、先切断脉冲输出开关后拾取纸带,电磁打点计时器构造:接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、复写纸、限位孔、定位轴 原理:电磁铁与永久磁铁相互作用，频率50Hz、周期0.02s 用途:计时 注意事项:交流、电压6V,先通电等待12s后拖动纸带或释放物体、先切断电源后拾取纸带,一两种打点计时器,拓展：哪种打点计时器的误差小？电磁打点计时器使用阻力较大：阻力包括振针和纸带之间的摩擦力以及限位孔和纸带之间的摩擦力。而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小，这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的，系统误差较小，同时电火花打点计时器操作简单，安全可靠,实验1 步骤、要领,1.把打点计时器固定在实验桌上（不许松动!）,（是电磁式还是电火花式?）连接电源（通电检查!）.2.把纸带穿过限位孔,复写纸压在纸带上（纸带在下复写纸在上!试拉检查!）.3.先通电等待12s,后拖动或释放物体（先通电后拉动!控制快慢!）.4.先切断电源,后取下纸带（先断电后取带!）.5.再取23条纸带,重复24步23次.6.选取纸带（点迹清晰?漏点拖点?）,测量点编号（注意先后!写下序号!）,数点计时（点数不等于间隔数!）.7.用刻度尺测量距离（最小分度?有效数字?）,记录数据（忠实地记录原始数据!）,保留纸带（不能丢失!）.8.整理实验器材（不要忘记!）.,思考问题：振针打的点不清晰或则打不出点可能有哪些情况？该怎样调节？1.可能是复写纸该更换新的了。2.可能的振动片的振幅太小了，可以调节振动片的位置3.检查压纸框的位置是否什高了而阻碍了振动片，使振针达不到纸带上，可将压纸框向下调节到原来的位置4.可能是振针的位置太高，适当调节振针的位置，使其能打在纸带上5.可能是选择的电压太低，可适当调高电压，但不要超过10V,二 练习使用打点计时器,一两种打点计时器,3、打点计时器的作用（1）测时间(电源频率50Hz，每隔_秒打一个点)（2）测位移（3）研究纸带 研究物体运动,思考问题：1.问什么要先打开电源让打点计时器先工作1-2秒再松手打纸带？可不可以先松手，再打开打点计时器的电源？2.打点计时器打完点后要及时关闭电源，这样做有什么好处？,打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作，所以，应先打开电源让打点计时器工作1-2秒后才能松手打纸带，这样做可以减小误差,因为打点计时器是按照间歇性工作设计的，长期工作会导致线圈发热而损坏,二 练习使用打点计时器,1、测量原理2、测量几个时刻的瞬时速度,看书并回答：哪几个时刻？如何确定？为何这样定？如何设计表格？,1.如何测出瞬时速度？,三、用计时器测速度,2.如何测出E点的瞬时速度？,原则：准确性 可行性,三、用计时器测速度,用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点瞬时速度所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确,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？,四 用图像表示速度,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4、速度时间图像（v-t graph）,手是如何运动的？,例1一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（）A接在直流电源上 B电源电压不稳C电源频率不稳 D打点针压得过紧解析：A接在直流电源上不会打点。A错。B打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。B错。C频率不同打的点仍为圆点。故C错。D打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出一些短线。D正确。答案：D,四 用图像表示速度,0 1 2 3 4 5 6 7 8,0.60.50.40.30.20.1,t/10-1s,v/(ms-1),四：用图象表示速度,四 用图像表示速度,四 用图像表示速度,0 2 4 6 8,6,匀速运动,0 2 4 6 8,变速运动,10,五、拓展,用打点计时器测量物体速度的方法还能用在什么地方？,只能测量单向直线运动的常规物理,探究小车速度随时间变化的规律,实验仪器：,实验过程：1.把附有滑轮的长板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，启动电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条之后立即关闭电源。3.换上纸带，重复三次。,结论：,如果没有实验误差的理想情况，小车运动的,vt图象是一条倾斜的直线,
