内容正文:
第四节 实验:用打点计时器测速度
仔细体会下面几张图片
怎样展示运动的更多细节呢?
展示细节,有助于更好的研究过程。
一、两种打点计时器
电磁打点计时器
电火花计时器
1. 电磁打点计时器(构造、用法及原理)
zxxkw
2. 电火花计时器(构造、用法及原理)
安装电火花计时器
1. 测时间(直接测出,电源频率 50 Hz,每隔 0.02 s秒打一个点)。
2. 测位移(直接测出)。
3. 测纸带的速度(间接测出),研究物体的运动。
打点计时器有什么作用?
二、练习使用打点计时器
1.固定打点计时器;
2.装好纸带,连接好电源;
3.启动电源,拉纸带,打完点后立即关闭电源,取下纸带。
打点计时器使用的是交流电。电磁打点计时器用4 ─ 6 V
的低压交流电,电火花计时器使用220 V的交流电。
2. 使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器稳定
后,再拉动纸带。
3. 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,应调整一下振针距复写纸片的高度使
之增大一点。
4. 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
让纸带通过限位孔,压在复写纸下面。
题型1:打点计时器的使用
例 1. 电火花计时器工作时使用______电源,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
220
③②④①
1. 某同学在用打点计时器做实验时,得到的纸带如图所示,请你判断一下这可能是因为 ( )
A. 打点计时器错接在直流电源上
B. 电源的电压不稳
C. 电源的频率不稳
D. 振针压得过紧
D
1. 判断物体的运动规律
通过研究纸带,间接的反应物体运动情况:
1. 打出的点越密,则运动越慢;
2. 若打出的点间距相等,则物体做匀速直线运动。
三、纸带处理
2. 测平均速度(一段时间或者一段位移的平均速度)
(1)要测的量:某段时间 ,以及对应的位移
(2)关系式:
3. 计算变速直线运动中某点的瞬时速度
O A B C D E F
根据下面这条纸带,如何求 C 点的瞬时速度?
(1)
(2)
哪种方法求出的更准确?
如何测出某个点 E 处的瞬时速度?
D
F
D
F
D
F
原则:准确性、可行性
可以大致表示 E 点的瞬时速度,D、F 两点离 E 点越近,算出的平均速度越接近 E 点的瞬时速度。然而 D、E 两点间距离过小,则测量误差增大。所以,应该根据实际情况选取这两个点。
初识制表
题型2:用纸带计算瞬时速度和平均速度
例 2. 如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 0.1 s,试求打点计时器打下 B、C、D 各点时的瞬时速度。
24.00
52.00
84.00
120.00
单位:mm
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:0.26 m/s 0.30 m/s 0.34 m/s
2. 在“用打点计时器测速度”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为 50 Hz,记录小车运动的纸带如图所示,在纸带上选择 0、1、2、3、4、5 共 6 个计数点。相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺,零点跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点 1、3、5 跟 0 点的距离。那么,小车通过计数点“2”时的瞬时速度是多大?
答案:0.21 m/s
四、用图象表示速度
1. 图象有什么特点?
直观
2. 你常用的作图方法有哪些?
描点作图、根据函数关系式作图
3. 一般的作图步骤有哪些?
建系 描点 作图
少了什么?
是折线拟合?
还是曲线拟合?
题型3:用图象表示速度
例3. 如图所示,表示一质点在 6 s 内的 x-t 图象,试据此分析质点的运动情况并画出它的 v-t 图象。
解析:因为 x-t 图象的斜率表示速度,所以
0~2 s的速度 v1=3 m/s,
2 ~4 s的速度 v2= 0,
4 ~6 s的速度v 3=