《实验:用打点计时器测速度》ppt课件.ppt
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1、手表、机械钟、手机、电脑、秒表手表、机械钟、手机、电脑、秒表两种打点计时器两种打点计时器电磁打点计时器电磁打点计时器电磁打点计时器的构造电磁打点计时器的构造(课本(课本P19图图1.41)1、电磁打点计时器构造、电磁打点计时器构造2 2工作原理工作原理 电磁打点计时器:它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器当接电磁打点计时器:它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器当接在在10 V10 V以下以下( (一般保证在一般保证在4 V4 V以上以上) )的低压交流电源上时,线圈的磁场方向的低压交流电源上时,线圈的磁场方向周期性改变,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便上下振动起来,位于振周期性改变,在线圈
2、和永久磁铁的作用下,振片便上下振动起来,位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点,这时如果纸带运动,振针就在纸带片一端的振针就跟着上下振动而打点,这时如果纸带运动,振针就在纸带上打出一系列点迹振片的振动周期与电源的电流变化周期一致,当电源上打出一系列点迹振片的振动周期与电源的电流变化周期一致,当电源频率为频率为50 Hz50 Hz时,它每隔时,它每隔0.02 s0.02 s打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为的时间间隔为0.02 s.0.02 s.江苏泰州二中花洪平江苏泰州二中花洪平问:电磁打点计时器可以用直流电源吗?问:电磁打点计时器可以用直流电
3、源吗?答:不可以,因为用直流电源振片不会上下振动。答:不可以,因为用直流电源振片不会上下振动。问:交流电频率问:交流电频率f=50Hzf=50Hz,则每相邻两点间时间间隔?,则每相邻两点间时间间隔? 答:答:T Tf f0.02s 0.02s 问:可不可以用问:可不可以用100100赫的交流电?赫的交流电?答:可以。答:可以。如果可以那么相邻两点之间的时间间隔为多少?如果可以那么相邻两点之间的时间间隔为多少? T Tf f0.01s0.01s工作电压为:交工作电压为:交流电流电4V6V电火花计时器的构造电火花计时器的构造(课本(课本P20图图1.4-20)1、电火花计时器、电火花计时器构造:构
4、造:2 2、电火花打点计时器:它是利用火花放电在纸带、电火花打点计时器:它是利用火花放电在纸带上打出点迹的计时仪器当接通上打出点迹的计时仪器当接通220 V220 V交流电源,交流电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经接按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,于是在运动纸带上就打出一系列点迹火花放电,于是在运动纸带上就打出一系列点迹当电源频率为当电源频率为50 Hz50 Hz时,它也是每隔时,它也是每隔0.02 s0.02 s打一次打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是点
5、,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02 s.0.02 s.3、工作电压:交流电、工作电压:交流电220V三、打点计时器的作用三、打点计时器的作用 (1 1)测时间)测时间 ( (电源频率电源频率50Hz50Hz,每隔,每隔0.020.02秒打一个点秒打一个点) ) (2 2)测位移)测位移 (3 3)研究纸带)研究纸带 研究物体运动研究物体运动电火花计时器与电磁打点计时器的共同点与区别电火花计时器与电磁打点计时器的共同点与区别1.打点方式不同:打点方式不同:电磁打点计时器:电磁打点计时器:利用振动的振针打点利用振动的振针打点电火花计时器:电火花计时器:利用火花放电打点利用火花放电打
6、点3.振针打点时与纸带接触,会对纸带产生阻碍振针打点时与纸带接触,会对纸带产生阻碍作用;而火花放电基本不会阻碍纸带的运动作用;而火花放电基本不会阻碍纸带的运动电磁打点计时器:电磁打点计时器:10V以下交流电以下交流电46v电火花计时器:电火花计时器:220V交流电交流电2.电源电压不同:电源电压不同:打点频率相同打点频率相同打点计时器的使用打点计时器的使用1.把打点计时器固定在桌子上。把打点计时器固定在桌子上。2.按说明正确安装纸带。按说明正确安装纸带。3.启动电源,用手水平拉动纸带启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上打出一系列的,纸带上打出一系列的点,点,随后立即关闭电源随后立即关闭电源。(先
7、开电源,后拉纸带)。(先开电源,后拉纸带)4.取下纸带,从能够看清的某个点开始,向后数若干点,取下纸带,从能够看清的某个点开始,向后数若干点,如果数出如果数出n个点,这些点所对应的时间为个点,这些点所对应的时间为 秒。秒。5.用刻度尺量出第一个点到第用刻度尺量出第一个点到第n个点的距离。个点的距离。0.02(n-1)利用公式利用公式 v v = x x / /t t 可求出第可求出第一个点到第一个点到第n个点的平均速度个点的平均速度Amx/st/)./(1smv)./(1smvst/1、计算变速直线运动中某段的平均速度、计算变速直线运动中某段的平均速度0 A B C D EX1X2X3X4X5
8、XXXXXTXtXXVAB12TXtXXVVDE452、用打点计时器测量瞬时速度、用打点计时器测量瞬时速度图图433、用、用vt图象分析实验数据图象分析实验数据 (1)vt图象图象在平面直角坐标系中,用纵轴表示速度,横轴表示时间,在平面直角坐标系中,用纵轴表示速度,横轴表示时间,图象中的任一点表示某时刻的速度,得到速度时间图象图象中的任一点表示某时刻的速度,得到速度时间图象(vt图象图象),简称速度图象,简称速度图象(2)vt图象的意义图象的意义vt图象反映的是速度随时间的变化关系,它并不是物图象反映的是速度随时间的变化关系,它并不是物体的运动轨迹体的运动轨迹(3)用图像表示速度 A、图像特点
9、:直观 B、常用作图法 (1)描点作图 (2)据函数关系式作图 C、作图步骤 (1)建系 (2)描点 (3)作图用用vt图象描述纸带的运动图象描述纸带的运动以速度以速度v为纵轴,时间为纵轴,时间t为横轴,建立直角坐标系用各为横轴,建立直角坐标系用各点迹上对应的时间和瞬时速度描点,用一条平滑的曲线将这点迹上对应的时间和瞬时速度描点,用一条平滑的曲线将这些点连接起来,即可用些点连接起来,即可用vt图象分析速度随时间的变化规图象分析速度随时间的变化规律律是折线,还是曲线(拟合)?4匀速直线运动的匀速直线运动的vt图象图象图图44(1)匀速直线运动的匀速直线运动的vt图象是与时间轴平行的直线,如图象是
10、与时间轴平行的直线,如图图44所示所示(2)速度不同的匀速直线运动的速度不同的匀速直线运动的vt图象,是不同的平行图象,是不同的平行于时间于时间t轴的直线,它们纵轴的截距表示速度,截距越大,表轴的直线,它们纵轴的截距表示速度,截距越大,表示速度越大,如图示速度越大,如图44中,中,vavb.(3)匀速直线运动的图线与时间轴所围的面积表示该时间匀速直线运动的图线与时间轴所围的面积表示该时间内物体的位移图内物体的位移图44中的阴影部分面积中的阴影部分面积Svat,vat恰是恰是a物体在物体在t时间内的位移,即时间内的位移,即Sxvat.1.电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运电磁打点计时器和电火
11、花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。动物体在一定时间间隔内位移的仪器。2.v-t v-t 图象:表示做直线运动物体的速度随时图象:表示做直线运动物体的速度随时间的变化的规律。间的变化的规律。方法指导方法指导一、纸带的处理方法一、纸带的处理方法例例1 打点计时器所用电源的频率为打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得,某次实验中得到的一条纸带,用毫米刻度尺测量的情况如图到的一条纸带,用毫米刻度尺测量的情况如图45所示,纸所示,纸带在带在A、C间的平均速度为间的平均速度为_m/s,在,在A、D间的平均速间的平均速度为度为_m/s,B点的瞬时速度更接近于点的瞬时速度更接近于
12、_m/s.图图45解析解析 由题意知,相邻两点间的时间间隔为由题意知,相邻两点间的时间间隔为0.02 s,A、C间的距离为间的距离为14 mm0.014 m,A、D间的距离为间的距离为25 mm0.025 m.由公式由公式v得,得,vAC m/s0.35 m/svAD m/s0.42 m/sB点的瞬时速度更接近于点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.答案答案 0.350.420.35点评点评 求某点瞬时速度时,我们应取此点两侧靠近此点的求某点瞬时速度时,我们应取此点两侧靠近此点的两点间的平均速度,但这两点并不是靠得越近越好两点间的平均速度,但这两点并不是靠得越近越好二、实验误差分析二、实验误差
13、分析例例2 某同学在用打点计时器做实验时,得到的纸带如图某同学在用打点计时器做实验时,得到的纸带如图46所示,这可能是因为所示,这可能是因为()图图46A打点计时器错接在直流电源上打点计时器错接在直流电源上B电源的电压不稳电源的电压不稳C电源的频率不稳电源的频率不稳D振针压得过紧振针压得过紧解析解析 正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上,这样正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上,这样在纸带上才能留下点当振针与复写纸的距离过大时,振针在纸带上才能留下点当振针与复写纸的距离过大时,振针可能打不到复写纸,这时会出现有时有点,有时无点当振可能打不到复写纸,这时会出现有时有点,有时无点当振针与复写纸
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