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4　实验：用打点计时器测速度实验 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的运动情况 3．利用v－t图象分析实验数据，描述物体的运动 实验 器材 打点计时器(电磁打点计时器和电火花计时器)、纸带、刻度尺、复写纸、墨粉纸盘、低压交流电源、导线 实验原理 1.两种打点计时器当接通50 Hz的交流电时，都是每隔0.02 s打一次点 2．当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位置，线段上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移，根据平均速度的定义式v＝ ，当Δt很短时，可以认为 等于t时刻的瞬时速度 一、识记部分1．打点计时器的原理及使用电火花计时器 电磁打点计时器 结构图示工作电压 V交流电 V以下交流电 打点方式周期性产生电火花 周期性上下振动 打点周期0.02 s 0.02 s 记录信息位移、. . 温馨提示　打点计时器是一种计时仪器，它使用交流电源，打点周期由交流电的周期决定．2. 用打点计时器测瞬时速度打过点的纸带，如图1－4－1所示根据量出A、D间的距离Δx和时间间隔Δt算出A、D间的平均速度＝..用这个速度代表纸带经过B点时的 ，如果Δt再小一些，如A、C之间，用A、C间的平均速度代表B点的瞬时速度会更精确．图1－4－13．利用v－t图象分析物体的运动(1)v－t图象作法用横轴表示 ，纵轴表示 ，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用 把这些点连接起来，即得到如图1－4－2所示的v－t图象．(2)v－t图象的意义v－t图象非常直观地反映了速度随 变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．二、理解部分实验过程一、实验步骤1．把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面．2．把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V的低压交流电源上．3．接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点．随后关闭电源．4．取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么这n个点的间隔数为n－1，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02 s.5．用刻度尺测量出这几个点间的距离Δx.6．利用公式v＝计算出纸带在这段时间内的平均速度．7．把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后每隔四个点分别标上A、B、C、D……作为“计数点”，如图1－4－3所示，依次测出O到A、B、C、D……的距离，再分别算出O到A、A到B、B到C……之间的距离x1、x2、x3…….图1－4－3二、数据处理1．打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D……各点的瞬时速度分别为：vA＝、vB＝、vC＝，vD＝…….把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动位置 ABCDEF(xn＋xn＋1)/(m) v/(m/s) 2.根据以上表格数据作出速度—时间图象，通过图象判断物体的运动性质．三、误差分析1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度．2．分段测量计数点间的位移x带来误差．减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离．3．计数点间的时间Δt搞错．计数点间涉及到n个打印点，计数点间的时间间隔为Δt＝(n－1)×0.02 s．而非Δt＝n×0.02 s.4．作v－t图象不用坐标纸、尺子，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差．四、注意事项1．实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，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，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．3．手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集．4．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．5．使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．6．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．7．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．教材资料分析思考与讨论　怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？如果纸带上的点迹分布不均匀，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？点拨　测出纸带上两点间的距离，数一下两点间有多少个时间间隔，即有多少个0.02 s，用距离除以时间即得到平均速度．点迹密集，表示相同时间内发生的位移小，即运动的速度较小．说一说　百米赛跑时运动员的速度从始至终不变吗？如果有变化，你估计是怎样变化的？某位运