实验：用打点计时器测速度.ppt

第四节　实验：用打点计时器测速度 实验目的 1．了解两种计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用。 2．理解根据纸带测量速度的原理并学会测量瞬时速度。 3．理解速度—时间图象的意义，掌握描点法画图象的方法。并会画出该实验中的速度—时间图象。 ;实验原理 1．两种打点计时器的比较 ;.;4．v -t图象及其画法 以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与???间t关系的图象。 实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。 ;实验过程 一、实验步骤 1．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上。 2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与6 V的低压交流电源的接线柱相连接，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面。 3．接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源。 4．取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点。如果共有n个点，则用Δt＝0.02×(n－1)s计算出纸带的运动时间Δt。 ;.;二、数据处理 1．用打点计时器测量瞬时速度 (1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。 (2)从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T＝5×0.02 s＝0.1 s。在纸带上用O、A、B、C、D…标出这些“计数点”，如图所示。 用刻度尺依次测出OA、OB、OC、OD…的距离是s1、s2、s3、s4…，再利用x1＝s1、x2＝s2－s1、x3＝s3－s2…确定出OA、AB、BC、CD…之间的距离x1、x2、x3、x4… ;2．用图象表示速度 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，即得到如图所示的v -t图象。 ; 误差分析 1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度带来系统误差。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。 ; 注意事项 1．如果在纸带上数出了n个点，那么，它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02 s。 2．使用打点计时器打点时，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。 ;.;【例1】(2017·海口高一检测)电磁打点计时器是一种使用________(选填“直流”或“交流”)电源的计时仪器，它的工作电压为4～6 V。当电源频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点。使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的上面。仪器安装好后，让纸带运动之前应先将打点计时器的电源开关________(选填“断开”或“接通”)。 ;【解析】 电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，需要使用6 V以下的低压交流电源，它每隔一个周期打一个点，因此纸带上相邻两个点之间的时间间隔为一个周期，即0.02 s，使用电磁打点计时器时，纸带应穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的上面，打点时应先接通电源，再让纸带运动。 【答案】 交流　0.02　接通;变式训练1 （多选）关于打点计时器的原理和使用方法，下列说法中正确的是(　　) A．打点计时器应接交流电源，交流频率通常为50 Hz B．如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点，则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08 s C．如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带的速度由小变大 D．电磁打点计时器接在220 V电源上，电火花打点计时器接在6 V电源上;【解析】 打点计时器使用交流电，电磁打点计时器使用6 V以下的低压交流电源；电火花计时器使用220 V交流电源，相邻两点的时间间隔是0.1 s。 【答案】 AC ;【例2】 (2017·珠海高一检测)某同学在做“用打点计时器测速度”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50 Hz。;(1)如果测得C、D两点间距x4＝2.70 cm，D、E两点间距x5＝2.90 cm，则据此数据计算在打D点时的速度公式为________，小车的速度值vD＝________ m/s。(保留三位有效数字) (2