實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度

1、第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述 新課標(biāo)要求新課標(biāo)要求1.掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理及其使用方法。掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理及其使用方法。2.掌握對紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。掌握對紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。3.能利用打出的紙帶測定某段時(shí)間內(nèi)的平均速度。能利用打出的紙帶測定某段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 4.掌握在極短的時(shí)間內(nèi)物體的瞬時(shí)速度近似等于這掌握在極短的時(shí)間內(nèi)物體的瞬時(shí)速度近似等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度這一近似方法。并利用測出的段時(shí)間內(nèi)的平均速度這一近似方法。并利用測出的速度速度,畫出畫出v-t圖象圖象,通過圖象來分析物體的運(yùn)動情況通過圖象來分析物體的運(yùn)動情況.5.掌握建立圖像的一般規(guī)律

2、掌握建立圖像的一般規(guī)律,了解用圖像研究物理問了解用圖像研究物理問題的方法。題的方法。6.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)態(tài)度培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)態(tài)度;培養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生尊重原始測量數(shù)據(jù)這一實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度學(xué)生尊重原始測量數(shù)據(jù)這一實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述一一.了解了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源交流電源的的計(jì)時(shí)儀計(jì)時(shí)儀器器，它每隔，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)（由于打一個(gè)點(diǎn)（由于電源頻率電源頻率是是50Hz）。）。 紙帶上的紙帶上的點(diǎn)表示點(diǎn)表示了相應(yīng)運(yùn)動物了相應(yīng)運(yùn)動物體在不同時(shí)刻的體在不

3、同時(shí)刻的位置位置，研究紙帶上所打點(diǎn)，研究紙帶上所打點(diǎn)的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。 第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述1. .電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器圖示是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了圖示是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了幾個(gè)主要部件的代號及名稱幾個(gè)主要部件的代號及名稱第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述振片振片振針振針接線接線柱柱線圈線圈永久永久磁鐵磁鐵限位限位孔孔紙帶紙帶定位定位軸軸復(fù)寫復(fù)寫紙紙第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述當(dāng)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電后，線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電后，線圈產(chǎn)生磁場，放在線圈中的振片被磁化，由于線圈通的

4、是放在線圈中的振片被磁化，由于線圈通的是交變電流，電流方向不斷變化，振片就會因交變電流，電流方向不斷變化，振片就會因反復(fù)地受到向上、向下的吸引而不停地振動反復(fù)地受到向上、向下的吸引而不停地振動起來當(dāng)交變電流的頻率是起來當(dāng)交變電流的頻率是50 Hz時(shí)，電磁打時(shí)，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針每點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針每0.02 s打下一個(gè)點(diǎn)打下一個(gè)點(diǎn).NSNSSNSNSNNSSNNSSNNSSNNSSNNSN S 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述2.電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器圖示是電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖圖中標(biāo)出圖示是電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖圖中標(biāo)出了幾個(gè)主要部件的代號，它們的名稱見

5、圖了幾個(gè)主要部件的代號，它們的名稱見圖第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述電火花計(jì)時(shí)器是利用電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電火花放電使墨粉在紙帶使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器.當(dāng)電源的當(dāng)電源的頻率是頻率是50Hz 時(shí)時(shí),它的脈沖放電周期也是它的脈沖放電周期也是0.02s，即，即每隔每隔0.02s 打下一個(gè)點(diǎn)打下一個(gè)點(diǎn)請你思考：請你思考：1為什么打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能使用直流電源？為什么打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能使用直流電源？2假設(shè)交流電源的頻率不是假設(shè)交流電源的頻率不是50Hz，而是，而是60 Hz，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是每隔，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)嗎？這打一個(gè)點(diǎn)嗎？

6、這時(shí)它將每隔多長時(shí)間打下一個(gè)點(diǎn)？時(shí)它將每隔多長時(shí)間打下一個(gè)點(diǎn)？第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述二二.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用1電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用(1)用限位孔限定紙帶，復(fù)寫紙壓在紙帶用限位孔限定紙帶，復(fù)寫紙壓在紙帶的上面通電，振片帶動振針打點(diǎn)若紙帶的上面通電，振片帶動振針打點(diǎn)若紙帶運(yùn)動，其上就會留下一行小點(diǎn)運(yùn)動，其上就會留下一行小點(diǎn)(2)如由物體帶動紙帶運(yùn)動，物體的位移如由物體帶動紙帶運(yùn)動，物體的位移就對應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點(diǎn)間的距離，運(yùn)動時(shí)間就對應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點(diǎn)間的距離，運(yùn)動時(shí)間可由該距離上點(diǎn)痕的數(shù)目計(jì)算可由該距離上點(diǎn)痕的數(shù)目計(jì)算穿孔穿孔 壓復(fù)壓復(fù) 通電通電 打點(diǎn)打

7、點(diǎn)第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述2電火花計(jì)時(shí)器的使用電火花計(jì)時(shí)器的使用(1)使用時(shí)，墨粉紙盤套在紙盤軸上，使用時(shí)，墨粉紙盤套在紙盤軸上，把紙帶穿過限位孔當(dāng)接通電源、按下脈沖把紙帶穿過限位孔當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡是在運(yùn)動的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡(2)這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動時(shí)受這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動時(shí)受到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也比較小到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也比較小套軸套軸 穿孔穿孔 通電通電 按脈按脈 打點(diǎn)打

8、點(diǎn)第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述 三三.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項(xiàng)，了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項(xiàng)，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好。2.按照說明連接使用儀器并把紙帶裝好。按照說明連接使用儀器并把紙帶裝好。3.啟動電源，用手水平地拉紙帶，紙帶上就打出啟動電源，用手水平地拉紙帶，紙帶上就打出一一 行小點(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。行小點(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。4.取下紙帶，觀察點(diǎn)子的分布情況，選擇適當(dāng)?shù)娜∠录垘В^察點(diǎn)子的分布情況，選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)點(diǎn)，注意計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔。計(jì)數(shù)點(diǎn)，注意計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔。第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的

9、描述5.用刻度尺分別測量出第一個(gè)點(diǎn)到第用刻度尺分別測量出第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的距個(gè)點(diǎn)的距離離.把測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中把測量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中.2.505.498.9913.01單位單位 cm O A B C D表表1 紙帶在幾段時(shí)間中的位移和平均速度紙帶在幾段時(shí)間中的位移和平均速度OAABBCCDDEEFx/cmv/m.s-12.500.422.993.504.020.500.580.67第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述四四.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量瞬時(shí)速度用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量瞬時(shí)速度第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述cmx/st/)./(1smV 表表2.紙帶在幾段時(shí)間中的平均速度紙帶在幾

10、段時(shí)間中的平均速度012345677.409.4511.4013.4715.6517.6519.6020.030.20.20.20.20.20.20.20.20.3700.4730.5700.6740.7830.8830.9801.00V 0.370 0.473 0.570 0.674 0.783 0.883 0.980 1.000 1 2 3 4 5 6 7t/0.2sv/(ms-1)1.00.80.60.40.2第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述五五. .用圖象表示速度用圖象表示速度 在表格中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速在表格中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速度度. .要想

11、形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助要想形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于于v-tv-t圖象。圖象。t/sv/(ms-1)0t/sv/(ms-1)0用平滑曲線擬合用平滑曲線擬合坐標(biāo)系中的點(diǎn)坐標(biāo)系中的點(diǎn)第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述 v-t圖象：圖象： 1.能讀出速度能讀出速度v、時(shí)刻時(shí)刻 t 的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系 2.觀察出速度觀察出速度v隨時(shí)間隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系的變化關(guān)系 3.能判斷物體的運(yùn)動規(guī)律能判斷物體的運(yùn)動規(guī)律 4.圖象與橫軸的面積表示位移圖象與橫軸的面積表示位移.tOVtOVtOVtOV勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動勻加速直線運(yùn)動勻減速直線運(yùn)動勻減速直線運(yùn)

12、動第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述一、紙帶的處理方法一、紙帶的處理方法例例1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，某次實(shí)，某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖所示，紙帶在所示，紙帶在A、C間的平均速度為間的平均速度為_m/s，在，在A、D間的平均速度為間的平均速度為_m/s，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于近于_m/s.(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)0.350.350.421.402.50第一章第一章 運(yùn)動的描述運(yùn)動的描述二、實(shí)驗(yàn)誤差分析二、實(shí)驗(yàn)誤差分析例例2 某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，

13、得到的紙帶如圖所某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的紙帶如圖所示，這可能是因?yàn)槭?，這可能是因?yàn)?)A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯接在直流電源上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯接在直流電源上B電源的電壓不穩(wěn)電源的電壓不穩(wěn)C電源的頻率不穩(wěn)電源的頻率不穩(wěn)D振針壓得過緊振針壓得過緊解析解析 正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在紙帶上才能留下點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過大時(shí)，振針可能紙帶上才能留下點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過大時(shí)，振針可能打不到復(fù)寫紙，這時(shí)會出現(xiàn)有時(shí)有點(diǎn)，有時(shí)無點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)打不到復(fù)寫紙，這時(shí)會出現(xiàn)有時(shí)有點(diǎn)，有時(shí)無點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過小時(shí)，振針就會有較長的時(shí)間與復(fù)寫紙接觸，這寫紙的距離過小時(shí)，振針就會有較長的時(shí)間與復(fù)寫紙接觸，這樣就會在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段樣就會在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段答案答案 D第一章第一章