4 实验：用打点计时器测速度1.ppt

用打点计时器测速度用打点计时器测速度n n70007000多年前人类发明日晷，约多年前人类发明日晷，约多年前人类发明日晷，约多年前人类发明日晷，约50005000多年前，古希腊多年前，古希腊多年前，古希腊多年前，古希腊人发明最早的计时工具人发明最早的计时工具人发明最早的计时工具人发明最早的计时工具滴漏。公元前滴漏。公元前滴漏。公元前滴漏。公元前15001500年，年，年，年，中国人修改这个装置，使它变成了水漏的形状。到中国人修改这个装置，使它变成了水漏的形状。到中国人修改这个装置，使它变成了水漏的形状。到中国人修改这个装置，使它变成了水漏的形状。到了了了了1313世纪末，意大利米兰的工程师率先在一个塔楼世纪末，意大利米兰的工程师率先在一个塔楼世纪末，意大利米兰的工程师率先在一个塔楼世纪末，意大利米兰的工程师率先在一个塔楼里建造了世界上最早的机械打钟。里建造了世界上最早的机械打钟。里建造了世界上最早的机械打钟。里建造了世界上最早的机械打钟。16561656年，荷兰物年，荷兰物年，荷兰物年，荷兰物理学家惠更斯造出了世界上第一个有摆的钟（很精理学家惠更斯造出了世界上第一个有摆的钟（很精理学家惠更斯造出了世界上第一个有摆的钟（很精理学家惠更斯造出了世界上第一个有摆的钟（很精确）。确）。确）。确）。18201820年，瑞士研制出第一个可将秒分离出来、年，瑞士研制出第一个可将秒分离出来、年，瑞士研制出第一个可将秒分离出来、年，瑞士研制出第一个可将秒分离出来、又可随时停下来的钟。而世界上最早的手表是于又可随时停下来的钟。而世界上最早的手表是于又可随时停下来的钟。而世界上最早的手表是于又可随时停下来的钟。而世界上最早的手表是于17901790年在日内瓦制成的，但是并不完整，直到年在日内瓦制成的，但是并不完整，直到年在日内瓦制成的，但是并不完整，直到年在日内瓦制成的，但是并不完整，直到19021902年，第一只机械手表才终于问世，年，第一只机械手表才终于问世，年，第一只机械手表才终于问世，年，第一只机械手表才终于问世，19461946年美国物理年美国物理年美国物理年美国物理学家利比首创了原子钟的原理。两年之后，在华盛学家利比首创了原子钟的原理。两年之后，在华盛学家利比首创了原子钟的原理。两年之后，在华盛学家利比首创了原子钟的原理。两年之后，在华盛顿国家标准局诞生了第一台原子钟。原子钟靠计算顿国家标准局诞生了第一台原子钟。原子钟靠计算顿国家标准局诞生了第一台原子钟。原子钟靠计算顿国家标准局诞生了第一台原子钟。原子钟靠计算铯原子或者氨原子的天然振动来计时，准确性相当铯原子或者氨原子的天然振动来计时，准确性相当铯原子或者氨原子的天然振动来计时，准确性相当铯原子或者氨原子的天然振动来计时，准确性相当高，高，高，高，300300年中的误差不到年中的误差不到年中的误差不到年中的误差不到1 1秒。秒。秒。秒。n n实验目的实验目的 练习使用打点计时器及学会用打点计练习使用打点计时器及学会用打点计时器测量瞬时速度的研究方法，描绘速度时器测量瞬时速度的研究方法，描绘速度时间图象时间图象 。n n实验器材实验器材 电磁打点计时器（或电火花计时器电磁打点计时器（或电火花计时器 ）；纸）；纸带；刻度尺；学生电源（带；刻度尺；学生电源（4-6V4-6V的交流电压档）；的交流电压档）；导线。导线。n n电磁打点计时器工作原理永久磁铁振针振片线圈限位孔电磁打点计时器工作原理n n实验原理：点火花计时器工作原理正脉冲输入插座负脉冲输入插座墨粉纸盘纸带电火花计时器工作原理n n练习使用打点计时器练习使用打点计时器 方法步骤：方法步骤：1 1 把打点计时器固定在桌子上，了解其结构。把打点计时器固定在桌子上，了解其结构。2 2 按照说明把纸带装好。按照说明把纸带装好。3 3 启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小 点，随后立即关闭电源。点，随后立即关闭电源。4 4 取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点。如果数出点。如果数出N N个点，这些点划分出来的间隔数是多少？由个点，这些点划分出来的间隔数是多少？由此计算出纸带从第一个点到第此计算出纸带从第一个点到第N N个点的运动时间。个点的运动时间。5 5 用刻度尺测量出第一个点到第用刻度尺测量出第一个点到第N N个点的距离。个点的距离。n n 测量瞬时速度实验原理 如果运动物体带动的纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动，纸带上的点子也相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上各点之间的间隔，就可以了解在不同时间里，物体发生的位移和速度的大小及其变化，从而了解物体运动的情况。n n用打点计时器测量瞬时速度用打点计时器测量瞬时速度 如下图在如下图在D D、G G这两这两 个点的时间间隔内，纸带个点的时间间隔内，纸带运动的平均速度是多？运动的平均速度是多？可由公式可由公式 v=v=x/x/t t 求出。这个速度可以代表求出。这个速度可以代表E E点的平均速度。点的平均速度。FDx0.06sn n用打点计时器测量瞬时速度 如果再取包含E点在内的DF，那么这两点间的平均速度就会更能准确地表示出E点的平均速度。从公式来看，如果距离E点越近，间隔时间越短，就越接近E点的瞬时速度，不过对于实际测量来讲，距离过小又会引起较大的测量误差。.0 1 2 3 4 5 6 求平均速度位置位置0 01 12 23 34 4 X X （mm）t t （s s）v v（m/sm/s）5 5求瞬时速度 上表中算出的V是0，1，2，3，4，5各点附近的平均速度，把它们当作计时器打下这些点时的瞬时速度，填入下表。点0作为计时的开始，t=0t=0。位位置置 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5t t（s s）0 0v v（m/sm/s）n n用图象表示速度n n0 01 12 23 34 45 5V m/sV m/s0.050.050.10.10.20.20.30.30.280.280.280.280 1 2 3 4 5 6 7 80.60.50.40.30.20.1t/10-1sv/(ms-1)用图象表示速度示例用图象表示速度示例n n注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线或点的颜色较淡或打不出点，应调整一下打出的是短横线或点的颜色较淡或打不出点，应调整一下振针距复写纸片的高度。振针距复写纸片的高度。使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再水平拖动纸带。后，再水平拖动纸带。使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。纸带通过限位孔，压在复写纸下面。思考：本实验产生误差的主要原因是什么？思考：本实验产生误差的主要原因是什么？信息反馈1.对纸带上的点迹说法正确的是？A：点迹记录了物体运动的时间。B：点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。C：点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。D：点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移(ABD)2.打出的点迹不够清晰的原因可能是？A：电源电压偏低B：永磁体磁性不足C：振针位置过高D：复写纸陈旧E：振动片不在永磁体的中央3.打出的是短线而不是点是什么原因？原因：振针距离复写纸的太近，出现这种情况应该调整一下振针距离复写纸的高度，使之增大一些。(ABCDE)