打點計時器的應(yīng)用

1、打點計時器的應(yīng)用一、電磁打點計時器 介紹結(jié)構(gòu)原理：教師布置學(xué)生對照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點：觀察打點計時器并閱讀其使用說明書，明確電磁打點計時器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，工作電壓為4 V6 V當(dāng)電源的頻率是50 Hz時，它每隔0.02 s打一次點通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面當(dāng)接通電源時，線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片(由彈簧鋼制成)磁化，振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中由于振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場作用下，振動片將上下振動，其振動周期與線圈中的電流變化周期一致，即為

2、0.02s位于振片一端的振針就跟著上下振動起來，這時，如果紙帶運動，振針就在紙帶上打出一系列小點。與學(xué)生交流討論：電磁打點計時器使用低壓交流電源工作，大家想一想能不能使用直流電源，為什么?工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場方向，從而促使振動片上下振動，并且振動片的振動周期與電源的電流變化周期一致。若使用50 Hz的交流電，打點的時間間隔為002s.這個值正好是電源頻率的倒數(shù)。二、電火花計時器介紹結(jié)構(gòu)原理：教師布置學(xué)生對照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點：觀察打點計時器并閱讀說明書，明確兩種打點計時器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法使用時電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)，將裁

3、成圓片(直徑約38mm)的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20mmX700mm)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間這樣當(dāng)兩條紙帶運動時，也能帶動墨粉紙盤運動，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點跡的清晰度墨粉紙可以使用比較長的時間，一條白紙帶也可以重復(fù)使用，應(yīng)注意降低實驗成本。與學(xué)生交流討論：從原理上考慮，電火花計時器跟電磁打點計時器相比，哪個更好些，誤差可能會更小?電火花計時器可能會更好些，因為電磁打點計時器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮╇娀鸹ㄓ嫊r器使用中運動阻力極小，這種極小阻力來自于紙帶運動的

4、本身，而不是打點產(chǎn)生的，因而系統(tǒng)誤差小，計時精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致(脈沖周期不大于50µs，這一方面也遠(yuǎn)優(yōu)于電磁打點計時器)，同時它的操作簡易，使用安全可靠(脈沖放電電流平均值不大于5 µA)打點計時器能記錄哪些信息?時間和位移三、實驗原理 1打點計時器是一種使用低壓交流電源的計時儀器，它每隔O.02s打一次點(由于電源頻率是50Hz)，因此紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點之間的間隔，就可以了解物體運動的情況。 2由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法：3求即時速度的方法4數(shù)據(jù)處理方法： (1)用“逐差法”求加速度：即根據(jù)S4-S

5、1=S5-S2=S6-S3=3aT2(T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔)求出a1、a2、a3，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運動的加速度。(2)用v-t圖法；即先根據(jù)vn求出打第n點時紙帶的瞬時速度四、用圖象表示速度我們可以用圖象來描述物體的速度變化情況，那么怎樣用圖象來表示物體運動的速度呢? 在方格紙上建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示物體運動的速度，用橫坐標(biāo)表示時間，根據(jù)表中各時刻的速度將(v，t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點，將點連線后得出的圖象稱為速度一時間圖象(vt圖象)，簡稱速度圖象我們從根據(jù)實測數(shù)據(jù)所描的點，可以從這些點的走向大致看出紙帶速度的變化規(guī)律為了更清晰，你可以把這些點用折線連

6、起來速度的實際變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，如果用一條平滑的曲線來“擬合”這些點，圖線的斜率即為物體運動的加速度。曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實際情況更接近五、注童事項1紙帶打完后及時斷開電源。2小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個計數(shù)點為宜。 3應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數(shù)點，通常每隔4個軌跡點選1個計數(shù)點，選取的記數(shù)點不少于6個。4不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)起點0之間的距離，讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位。5應(yīng)先接通打點計時器，后釋放紙帶六、課堂訓(xùn)練1、在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖所示，為一條記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C

7、、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s。(1)根據(jù)_計算各點瞬時速度，則VA=_m/s，VB=_m/s，Vc=_m/sVD=_m/s，VE=_m/s。（2）在如圖所示坐標(biāo)中作出小車的速度時間圖線，并根據(jù)圖線求出a=_。將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是_.此速度的物理意義是_。答案：（1）vn=，0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;(2)3.50m/s2, 0.53m/s，開始計時小車的速度，即vA)BA7.5cm27.6cm60.3cm105.6cmCDE2、在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖所示為一次記錄小車運動情況的紙帶。圖中A、B、C、D、E為計數(shù)點，

8、相鄰計數(shù)點間還有4個點（圖中未標(biāo)出），計算計數(shù)點的瞬時速度B= m/s，A= m/s；小車的加速度a = m/s23、某同學(xué)在“測勻變速直線運動的加速度”的實驗中，用打點計時器記錄了小車及其所拖動的紙帶的運動情況。在打點計時器所打出的紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有四個點，則相鄰計數(shù)點間的時間間隔為 s。ABCDEFG3.62cm4.38cm5.20cm5.99cm6.80cm7.62cm（1）試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、C、D、E、F、G五個點時小車的瞬時速度，（要求保留3位有效數(shù)字）：B= m/s、C= m/s、D= m/s、F= m/s、G= m/s。（2）小車運動的加速度大小為_m/s2（保留2位有效數(shù)字）;方向為_.4、用打點計時器研究物體的自由落體運動，得到如圖所示的一段紙帶，測得=7.65cm，=9.17cm已知交變電流的頻率是50Hz，則打B點時物體的瞬時速度為 ms。如果實驗測出的重力加速度比當(dāng)?shù)氐墓J(rèn)值偏小，可能的原因是 。5、在利用打點計時器測定勻變速直線運動中速度的實驗中，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點取一個記數(shù)點，共取7個記數(shù)點，測出每兩個相鄰記數(shù)點間的距離分別為S1、S2S6，然后他把