用打点计时器测速度剖析.ppt

第一章　运动的描述 实验：用打点计时器测速度 古时候由于生产力不发达，计时的方法是滴水法和回影法等原始的方法。随着科学技术的发展，今天的计时方法既有钟表等一般的计时器，又有精确度极高的光电计时器，在实验室中我们用的是打点计时器，分为电磁打点计时器和电火花计时器，那么它们的工作原理、构造及使用是怎样的呢？ 两种打点计时器 电磁打点计时器 电火花计时器 一.认识打点计时器 接4-6V交流电 打点计时器是测量时间的仪器。接在50Hz的交流电源上时，相临两点的时间间隔为0.02s。 1、电磁打点计时器 （1）原理  （2）构造 （3）工作电压：6V以下 直流？交流？ 2、电火花计时器 （1）构造：工作电压为220伏 （2）原理： 脉冲电流经 放电针、 墨粉纸盘放电 尖端放电 作用：记录运动物体在一定时间间隔内的位移 特点：使用电压在6V以下的交流电，电源的 　　　频率是50Hz，每隔0.02s打一个点。 　　　　　不能长时间连续工作。 １、打点计时器的作用是什么？　　使用时有什么特点？ ２、电磁打点计时器和电火花计时器打点有什 　　么区别？ 　 电磁打点计时器是振针上下振动，通过复 写纸在纸带上打点。 电火花计时器是电火花将墨粉蒸发到纸带 上打点。纸带运动受阻较小，实验误差较小。 两种计时器的比较： 电磁打点计时器 电火花计时器 电源性质 6V以下交流电源 220V交流电源 打点频率 打点时间间隔0.02s，频率50hz 打点时间间隔0.02s，频率50hz 打点方式 振针通过复写纸在纸带上打点 电火花放电使墨粉在纸带上成点 阻力来源 纸带与限位孔、限位盘的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦 纸带与限位孔、限位盘的摩擦 电火花计时器比电磁打点计时器更精确 二 、练习使用打点计时器 1、操作步骤 （1）固定计时器 （2）穿纸带 （3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源 2、纸带的简单处理 ——测平均速度 （1）需测量的量： （2）关系式： △t ＝0.1s △x ＝？ 疏密与速度的关系 如何测出E点的瞬时速度？ D F D F D F 原则：准确性 可行性 三 、测瞬时速度 1、测量原理 测量某一位置的瞬时速度，可以取包含这一位置在内的一小段位移△x，测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。 2、测量几个时刻的瞬时速度 0 1 2 3 △x0 △x1 △x2 △x3 四 、用图像表示速度 1、图像特点：直观 2、常用作图法 （1）描点作图 （2）据函数关系式作图 3、作图步骤 （1）建系 （2）描点 （3）作图 是折线，还是曲线（拟合）？ ？ 四 、用图像表示速度 1、图像特点：直观 2、常用作图法 （1）描点作图 （2）据函数关系式作图 3、作图步骤 （1）建系 （2）描点 （3）作图 4、速度－时间图像（v-t graph） 手是如何运动的？ 学点1 电磁打点计时器和电火花计时器 ⒈对打点计时器的认识 ⑴电磁打点计时器：它是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。当接通6 V以下低压交流电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02 s。 ⑵电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器。当接通220 V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50 Hz时，它也是每隔0.02 s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02 s。 ⑶电火花计时器工作时，纸带运动时受到阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。 ⑷打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。 说明：电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样，打点的时间间隔都是0.02 s，所以今后的叙述中不再区分，统称打点计时器。 电磁打点计时器是利用电磁感应原理，其结构如图甲所示；电火花计时器是利用火花放电在纸带上打点的，其结构如图乙所示。 甲