2023學年完整公開課版打點計時器

實驗：用打點計時器測速度

一.打點計時器：電磁打點計時器電火花計時器1.電磁打點計時器：（3）使用電壓：4-6v交流電；（1）構造：線圈振片復寫紙振針永久磁鐵限位孔接線柱定位軸（2）原理：

2.電火花計時器：（1）構造：（3）工作電壓：（2）原理：脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤放電交流220V電磁打點計時器電火花計時器原理電磁作用下振針振動打點脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤放電打點電源4-6V交流電源220V交流電源打點周期0.02s（頻率：50HZ）優(yōu)缺點振針和紙帶間的摩擦以及限位孔和紙帶間的摩擦，系統(tǒng)誤差較大

阻力極小,系統(tǒng)誤差較小兩種打點計時器對比3.打點計時器的作用：（1）測時間t：電源頻率50Hz，每隔0.02秒打一個點；（2）測某段時間的位移S；（利用刻度尺）（3）分析紙帶→研究物體運動。二.練習使用打點計時器：1.將打點計時器固定在長木板的一端；2.將打點計時器接到學生電源4-6v交流電壓檔，讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面；3.先接通電源，待振針工作穩(wěn)定后，再用手拉動紙帶，紙帶上打出一行清晰點跡，隨后立即關閉電源；桌面電磁打點計時器4.取下紙帶，從能看得清的某個點(取為計時起點O)開始數(shù)起，數(shù)每隔n個計時點取一個計數(shù)點，如有n個點，則兩個計數(shù)點時間△t=0.02（n+1）s；5.測量出相鄰計數(shù)點(中間隔4個計時點)間的距離。

0123表1手拉紙帶在幾段時間中的位移和平均速度01234計數(shù)點位置Sn/

m0位移Sn－Sn－1/m時間△t/sv/(m/s)4人為規(guī)律選取的點跡A物塊的長度d1=

cmB物塊的長度d2=

cm刻度尺的讀數(shù)---估讀(讀到分度值的下一位)2.7019.40AB191817200.02700.1940=

m=

m4.1）某次實驗紙帶，取看得清某個點為計時起點O。開始數(shù)起，數(shù)每隔4個計時點取一個計數(shù)點。2）.測量出相鄰計數(shù)點間位移與時間，并計算平均速度填入下表。

012301234計數(shù)點位置Sn/

m0位移△

S=Sn－Sn－1/m時間△t/sV=△

S/△t

(m/s)40.00900.02550.04950.08100.00900.01650.02400.04150.100.100.100.100.0900.1650.2400.415

計算變速直線運動中某點的瞬時速度0ABCDE某段時間的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度OABCD2.505.498.9913.01

紙帶在幾個時刻的瞬時速度位置OABCD單位cm分析紙帶思考與討論：1.使用打點計時器時，先接通電源，再拉動紙帶，次序能否顛倒？顛倒后會造成什么樣的結果？2.使用打點計時器之前沒有檢查振針，振針距復寫紙的距離過高，在使用該計時器時可能會造成什么樣的結果？若振針距復寫紙的距離過低，在使用該計時器時可能會造成什么樣的結果？3.使用打點計時器時，使用的電壓過低，會造成什么樣的結果？使用的電壓過高，會造成什么樣的結果？4.若使用交流電的頻率并不是50HZ而是60HZ，使用人卻不知道，會造成什么樣的結果？浪費紙帶，有效長度短無點跡直線點跡模糊短線或雙點速度的測量值小于真實值三.系統(tǒng)誤差、偶然誤差：1.系統(tǒng)誤差：由于儀器本身不精確，或實驗方法粗略，或實驗原理不完善而產生的。系統(tǒng)誤差的特點是在多次重做同一實驗時，誤差總是同樣的偏大或偏小，不會出現(xiàn)這幾次偏大另幾次偏小的情況。要減小系統(tǒng)誤差，必須校準測量儀器，改進實驗方法，設計在原理上更為完善的實驗。2.偶然誤差：偶然誤差是由各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產生的。偶然誤差總是有時偏大，有時偏小，并且偏大偏小的概率相同。因此，可以多進行幾次測量，求出幾次測得的數(shù)值的平均值，這個平均值比一次測得的數(shù)值更接近于真實值。

四、利用打點計時器測量勻變速直線運動的加速度（一）實驗器材1.器材：電磁打點計時器、

、紙帶、一端附有滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、

、坐標紙.2.了解打點計時器(1)電磁打點計時器如圖1所示，是一種使用

、

電源的計時儀器，工作電壓為

V.(2)當電源頻率是50Hz時，電磁打點計時器每隔

s打一次點.交流電源刻度尺低壓交流4～6圖10.02（二）實驗原理1.打點計時器打出的紙帶能記錄運動物體在不同時刻的位置和物體運動的時間.2.根據(jù)紙帶計算某時刻的瞬時速度根據(jù)可求任意兩點間的平均速度，把這個平均速度值看成這段時間中間時刻的瞬時速度.(注：學習第2章后，就會知道，勻變速直線運動中，某段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度).3.加速度的計算(2)由v－t圖像，利用圖線的斜率求出物體的加速度.（三）實驗步驟1.如圖2所示，把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路.2.紙帶穿過限位孔，把復寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面，把打點計時器的兩個接線柱接到4～6V的低壓交流電源上.3.把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下面掛上適當?shù)你^碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器的限位孔，并把紙帶的另一端固定在小車的后面.圖24.把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點，換上新紙帶，重復實驗三次.（四）數(shù)據(jù)處理1.挑選紙帶并測量在三條紙帶中選擇一條點跡最清晰的.為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當?shù)狞c當作計時起點(0點)，每5個點(相隔0.1s)取一個計數(shù)點進行測量，如圖3所示.(相鄰兩點間還有4個點未畫出)圖3(2)設計表格并記錄相關數(shù)據(jù)位置01234567時刻t/s00.10.20.30.40.50.60.7v/(m·s－1)

圖4（五）注意事項1.開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器.2.先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車.3.打點完畢，立即斷開電源.4.選取一條點跡清晰的紙帶，舍棄開頭點跡密集部分，適當選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少.一般在紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s.5.在坐標紙上畫v－t圖像時，注意坐標軸單位長度的選取，應使圖像盡量分布在坐標平面中央.6.利用描出的點作v－t圖像時，不要將相鄰的點依次相連成折線，而應使大多數(shù)點在直線(或曲線)上，不在線上的點均勻分布在直線(或曲線)兩側，個別離線較遠的點舍去.判斷物體的運動規(guī)律ABCD點跡的疏密表示運動快慢，密表示慢，疏表示快。課堂小結一.打點計時器：1.電磁打點計時器，使用交流4-6v電壓，靠振針及復寫紙工作；2.電火花打點計時器，使用交流220v電壓，脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤放電打點；二.使用打點計時器1.固定儀器，安裝紙帶即穿過限位孔；2.先接電源，后拉紙帶，及時斷電；二.數(shù)據(jù)處理：1.紙帶上一點代表一個時刻（位置），一段長度代表一段時間（位移）；2.若兩點之間間隔n個點，則這段時間t=0.02(n+1)s.課堂訓練：1.關于打點計時器的使用,下列說法正確的是(

)A.電磁打點計時器使用的是6V以下的直流電源B.在測量物體速度時,先讓物體運動,后接通打點計時器的電源C.使用的電源頻率越高,打點的時間間隔就越小D.電源的電壓越高,打點的時間間隔就越小2.在做用打點計時器測速度的實驗時,要用到打點計時器,打點計時器是一種計時儀器,其電源頻率為50Hz,常用的“電磁打點計時器”使用的電壓是

V的

(選填“直流電”或“交流電”),它每隔

s打一個點。C4-6v交流電0.023.通過打點計時器得到的一條紙帶,下列判斷正確的是(

)A.點密集的地方物體運動的速度比較大B.點密集的地方物體運動的速度比較小C.點不均勻說明物體在相等時間內發(fā)生的位移不相等D.打出下面的紙帶說明電壓過低BC4.如圖所示，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，某次實驗中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量情況如圖所示，AB之間的距離S1=_____