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实验:用打点计时器测速度讲解
4.实验:用打点计时器测速度 ;※;下图是一幅表现鸽子飞翔时的一系列运动瞬间的照片,在这里,连续的运动被分离成了离散的“景”,瞬间的精彩被定格成了永恒,这是“相对论”在摄影艺术中应用的一个实例.
那么,在实验室我们如何记录瞬间的时间和运动呢?;1.该实验的目的是 速度.
2.实验所需的器材有:电磁打点计时器或
导线、木板.
3.电火花计时器是利用 在纸带上打出 而显示出点迹的 仪器,工作电压是 .
使用时, 套在纸盘轴上,并夹在 之间,当电源频率是50Hz时,它也是每隔 打一次点.;4.用打过点的纸带,如下图.
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 .用这个速度可以近似地表示纸带经过A点时的 ,如果Δt再小一些(如A、C之间或A、B之间)用平均速度代表A点的瞬时速度会 .;
(1)电磁打点计时器
①电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器.它使用交流电源,由学生电源供电,工作电压在10V以下.当电源的频率为50Hz时,它每隔0.02s打一个点.;②电磁打点计时器的构造如图所示.
;③工作原理:它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器.连接低于10V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也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50Hz时,它每隔0.02s打一次点,即打出的纸带上相邻两点间的时间间隔为0.02s.;(2)电火花计时器
①电火花计时器使用交流电源,工作电压是220V.
②电火花计时器的构造如下图所示.;③工作原理:它是利用火花放电在纸带上打出孔而显示点迹的计时器.当接通220V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系列点迹.当电源频率为50Hz时,它也是每隔0.02s打一次点,即打出的纸带上相邻两点间的时间间隔也是0.02s.
;(3)两种计时器的比较;
(1)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6V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.;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n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间Δt=(n-1)×0.02s.
⑤用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离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,以后的点分别标上A、B、C、D…作为“计数点”,如图所示,依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3….
;把数据填入下表,根据数据判断纸带是否做匀速运动.
②利用v-t图象分析物体的运动;Ⅰ.v-t图象
用横轴表示时间t,纵轴表示速度v,建立直角坐标系.根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到v-t图象.
Ⅱ.v-t图象的意义
v-t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况,它并不是物体运动的轨迹.;Ⅲ.匀速直线运动的v-t图象
①匀速直线运动的v-t图象是与时间轴平行的直线,如图所示,直线a、b分别表示va=4m/s,vb=8m/s.;②从匀速直线运动的v-t图象中不仅可以看出速度的大小,并且可以求出位移,根据位移公式x=vt,在v-t图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积,如图中画斜线的部分.;特别提醒:
(1)电源电压要符合要求,电磁打点计时器应使用10V以下交流电源;电火花计时器使用220V交流电源.
(2)实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要进行调节或更换器材.
(3)使用打点计时器应先接通电源,待打点计时器稳定时再用手拉纸带.
(4)手拉纸带时,速度应快一些,以防点迹太密集.;
电火花计时器工作时使用______电流,工作电压为______V,工作时的基本步骤是:①当纸带穿过电火花计时器后,应及时关闭电火花计时器;
②将电源线插入220V交流电源插座;
③把纸带从墨粉纸盘下面穿过;
④接通开关,听到放电声,立即让运动物体拖动纸带运动.
上述步骤正确的顺序是______.;解析:若不知道电火花计时器的工作原理,就无法选择工作电源的性质和电压的高低及工作程序;不了解构造,对各部件无法说出其名称,因此,应该认真阅读电火花计时器使用说明,了解各部分构造的名称和使用方法.我们在使用任何新产品之前都应该如此,养成习惯.
答案:交流;220;③②④①; 电磁打点计时器是一种使用交流
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