第11讲 高中物理实验.pdf

实验 1 用打点计时器测速度 1．计时仪器及构造 （1）右图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个 主要部件的代号，它们的名称分别是：①接线柱（接低压交流 电源）；②线圈；③永久磁铁；④振片；⑤振针；⑥限位孔； ⑦定位轴；⑧复写纸；⑨纸带。 （2 ）下图甲为电火花计时器的构造图，在图乙中标出了 几个主要部件的代号，它们的名称分别是：①导电片；②墨粉 纸盘；③压纸条；④纸盘轴；⑤弹性片；⑥纸带 2 ；⑦纸带 1； ⑧放电针。 2 ．原理 （1）电磁打点计时器接 50 Hz、电压小于 10 V 的交流电，线圈通电后，振片被磁化，被磁化的 1 振片在永久磁铁的磁场作用下振动起来，其振动频率为电源的频率即振针每隔 s 打一个点。当纸 50 带运动时，纸带上就记录了一系列的点，这些点记录纸带运动的位移和这一位移所用的时间。从而可 以算出纸带运动的速度。 2 ）电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的计时仪器。当电火花 （ 计时器接通 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，于是在运动的纸带 1 上打出一系列点迹，当电源频率为 50 Hz 时，它的脉冲放电周期也是 0.02 s，即每隔 0.02 s 打一个点。 3 ．练习使用打点计时器 打点计时器是高中物理实验的常用仪器，应熟悉其使用方法。按课本第 22 页的实验步骤学会使 用它。注意：（1）两种计时器所使用的电压不同。（2 ）实验时，应先启动电源，稳定后再拖动纸带， 完毕后，立即关闭电源。 4 ．用打点计时器测量瞬时速度 打出的纸带，要求某一点的平均速度，我们可以用该点前后附近的几个点之间的平均速度代替， Δx v 。 Δt Δx 注：Δx 不能过小，Δx 越小， 越趋近于该点的平均速度，但Δx 的测量误差也越大。 Δt 5 ．用图象表示速度 - 第 1 页 - 以速度v 为纵轴，时间 t 为横轴建立的直角坐标系，以 t，v 数据描点，用平滑线连接各点即可得 v-t 图象。 6 ．注意事项 （1）电磁打点计时器使用的是交流 10 V 以下的电源，电火花计时器接220 V 交流电源，一条纸 带打完，要迅速关闭电源。 2 ）电磁打点计时器的振片要调到适当长，使其振动的固有频率与电源频率相同。 （ （3 ）测量长度时，不要用短尺一段段加，应一次测量，以防积累误差。 （4 ）v-t 图线要与s-t 图线区分开，v-t 图线表示物体的速度随时间的变化规律，而不是物体运动 的轨迹。 【例1】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50 Hz 时，振针每隔___s 打一个点．现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于 50 Hz 时，如果仍按 50 Hz 的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实数值_____________ ． 【例2 】若所用电源频率是 50 Hz，如下图中的纸带，从 A 点通过计时器到 B 点通过计时器，历时 ______s ，位移为___________m ，这段时间内纸带运动的平均速度是__________m/s ，BC 段 的平均速度是__________m/s ，而AD 段的平均速度是__________m/s ． 【例3 】一位同学在用打点计时器做“研究匀变速直线运动”的实验时，纸带上打出的不是圆点，而 是如右图所示的一些短线，这可能是因为（ ） A ．打点计时器错接在直流电源上 B ．电源电压不稳定 C ．电源的频率不稳定