人教版必修一第一章第4节《实验:用打点计时器测速度》课件2 （2份打包）

实验：用打点计时器测速度 一、实验目的 1.练习使用电磁打点计时器或电火花计时器. 2.学会利用打上点的纸带研究物体运动情况. 二、实验原理 要了解一个物体的运动情况,必须要清楚物体在每一时间的速度,即瞬时速度,但测瞬时速度并不是一件容易的事,平均速度可以粗略地描述物体的运动,用平均速度描述物体运动随着所取时间间隔的长短或者位移的大小对物体运动的描述的精确程度会有影响.根据定义如果要求不是很精确,我们可以取较长的一段时间间隔,从t时刻到t+Δt时间的粗略运动情况就清楚了. 如果Δt取得较短,那么对这个物体的运动情况就比较准确的把握了,如果我们把一个物体的运动分成若干个小的时间间隔Δt,每个小的时间间隔的平均速度,我们要知道的话,我就可以说,这个物体的运动,我们比较准确的把握了,怎样提供一个足够小的持续的时间间隔Δt呢? 用手拖动纸带运动时,另外一个人在固定位置每隔1秒在纸带上打一个点.这样就在纸带上打出了一系列的点.纸带每两个相邻的点之间的时间间隔为1秒,这样手运动时在每一小段位移上的平均速度就可以测得,只要时间间隔取得足够小,手的运动就完全可以比较精确的掌握.实际上我们是用打点计时器来完成打点任务的. 三、打点计时器的原理和使用 （1）构造： （2）电源参数： 工作电压：交流4V-6V 频率：50Hz，每隔0.02s打一次点。 （3）工作原理 通入线圈电流周期性变化，使振片周期性振动打点的时间间隔，与交流电的周期相同。 1、电磁打点计时器 (4)使用： ①用限位孔限定纸带,复写纸压在纸带的上面.通电,振片带动振针打点.若纸带运动,其上就会留下一行小点. ②如由物体带动纸带运动,物体的位移就对应为纸带上相应点间的距离,运动时间可由该距离上点痕的数目计算. 2、电火花打点计时器 （1）构造：电火花计时器在纸带上打点的不是振针和复写纸,而是电火花和墨粉. ①负脉冲输出插座(黑色) ②正脉冲输出插座(红色) ③脉冲输出开关; ④墨粉纸盘;⑤纸带; ⑥弹性卡;⑦纸盘轴; ⑧压纸条;⑨电源插头. （2）电源参数： 工作电压：交流电220V 频率：50Hz，每隔0.02s打一次点。 （3）原理： 用墨粉和电火花打点。纸带在墨粉盘下面，当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花，高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上 。 (4)使用 ①使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,把纸带穿过限位孔.当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹. ②电火花计时器工作时,纸带运动时受到的阻力较小,此电磁打点计时器实验误差小.打在纸带上的点记录了纸带的运动时间和运动情况,如果把物体跟纸带连在一起,纸带上的点就相应地表示了物体运动的相关信息.从而研究物体的运动情况. 四、打点计时器的作用 1、记录时间 (电源频率50Hz，每隔 秒打一个点) 2、记录位移 3、研究纸带 → 研究物体运动 0.02 4、根据纸带分析物体运动情况并能计算平均速度. (1)在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02 s(电源频率为50 Hz),所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度小. (2)根据v=Δx/Δt求出在任意两点间的平均速度,这里Δx可以用直尺测量出两点间的距离,Δt为两点间的时间间隔数与0.02 s的乘积.这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度. （3）计算变速直线运动中某段的平均速度 0 A B C D E X1 X2 X3 X4 X5 XⅠ XⅡ XⅢ XⅣ XⅤ 5.粗略计算瞬时速度 某点F的瞬时速度可以粗略地由包含F点在内的两点间的平均速度来表示. 如下图所示,vF≈ EG或vF≈ DH. 头脑风暴 如何测出E点的瞬时速度？ 原则：准确性 可行性 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的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确. D F D F D F 测瞬时速度 基本思路：一段时间内的平均速度近似表示某一时刻的瞬时速度。 以上两式表示一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。 0 A B C D E O A B C