1.4 实验：练习使用打点计时器 课件 -2022-2023学年高一上学期物理人教版必修1

学习目标： 1、了解打点计时器的构造和功能； 2、掌握打点计时器的使用方法； 3、初步学会从纸带上获取时间和位移等， 数据信息进行处理，测定物体的速度； 4、学会建立物体运动的v---t图象； 5、学会合作，感受团体精神，体验探索乐趣。 重、难点： 1、打点计时器的使用 2、处理纸带的方法、用描点法画图象的能力 第一章　运动的描述 1.4 实验：用打点计时器测速度 制作者：河南驻马店高级中学 李阳  时间特点：间隔相等 位移特点：间隔不等  可以怎样研究运动？ 一、电磁打点计时器 底座 线圈 永久磁体 振片 紧固螺钉 振针 限位孔 接线柱 定位轴 限位板 （1）构造： （2）原理 工作电压：4V∽6V 电磁打点计时器是利用电流的磁效应打点计时的一种仪器。连接低压交流电源时，在线圈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也跟着上下振动，如果纸带运动，振针就会在纸带上打出一系列点。 电源频率：f=50Hz 打点周期：T=0.02s 电火花计时器 二、电火花计时器 （1）构造： 尖端放电 （2）原理： 工作电压：220V 电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出墨点而显示点迹的计时器。当接通交流电源，按下脉冲输入开关时，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，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一系列点迹。 电源频率：f=50Hz 打点周期：T=0.02s 比较 电磁打点计时器和电火花计时器都是测量直线运动中常用的计时工具，但电火花计时器在诸多性能方面都优于电磁打点计时器。 他们都是在纸带上记录运动物体的“时-空”分布信息，计时的基准都是取自市电的周期，在我国每两个点之间的时间间隔为0.02s，因而有相同的数据采集方法和数据整理分析方法。 电磁打点计时器是利用振针和复写纸打点，电火花计时器利用火花放电和墨粉纸盘打点。（打点原理不同） 电火花计时器更可靠，更准确，误差更小。 注：由于电火花计时器所用电压已超出人体安全电压，故我们以后所研究的大部分都是电磁打点计时器。 三、练习使用打点计时器 1.实验器材： 电磁打点计时器、纸带、复写纸、导线、低压交流电源、刻度尺。 2.操作步骤： （1）把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸下面； （2）把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接； （3）打开电源开关，用手水平拉动纸带，纸带上就打下了许多小点； （4）取下纸带，关闭电源，从能看清楚的某个点数起，记下纸带上留下的点数n,则纸带的运动时间为（n-1）×0.02s； （5）用刻度尺量出从开始计数的一点到最后一点间的距离x； （6）在纸带上找出连续的6个点，分别标上字母A、B、C、D、E、F，用刻度尺分别量出相邻两点间的距离x1、 x2 、 x3 、 x4 、 x5 ，把数据填入到以下表格中。 X1/m X2/m X3/m X4/m X5/m 1.了解仪器； 2.固定仪器； 3.安装纸带； 4.开电源，拉纸带，关电源； 5.数据处理（现象分析与处理纸带）。 步骤概括 △t ＝？ △x ＝？ 四、用打点计时器测速度 1.测平均速度 （1）需测量的量：第一个点到第n个点间的距离Δx （2）关系式： D F D F D F 原则：可行性、准确性 2.测瞬时速度 用平均速度近似代替 五、用图象表示速度 v—t图象 用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线 把这些点连接起来。 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 六、注意事项 1.实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带是晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。 2.使用计时器打点时，应先接通电源，待计时器打点稳定后，再拉紧纸带。 4.每次打点完毕后，应即时关闭电源。 5.应选择点迹清晰（轻重合适的小圆点）的纸带进行测量。 6.测量距离时应采取直线坐标法连续读数。 3.手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。 现象分析 情况一：点不清晰或打不出点 原因：1）复写纸太旧 2）振片的震幅度太小 3）压纸框位置太高 4）振针位置太高 5）电源电压太低 处理方法：1）更换复写纸 2）调节振片位置 3）调节压纸框 4）调节振针位置 5）升高电源电压（u<=6v） 情况二：点迹为短横线（力度太大） 原因：1）振幅太大 2）电压太高 3）振针过低 处理方法： 1)调节振片位置