實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度[青苗教育]

1、 新課標(biāo)要求新課標(biāo)要求 1.掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理及其使用方法。掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理及其使用方法。 2.掌握對(duì)紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。掌握對(duì)紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。 3.能利用打出的紙帶測(cè)定某段時(shí)間內(nèi)的平均速度。能利用打出的紙帶測(cè)定某段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 4.掌握在極短的時(shí)間內(nèi)物體的瞬時(shí)速度近似等于這掌握在極短的時(shí)間內(nèi)物體的瞬時(shí)速度近似等于這 段時(shí)間內(nèi)的平均速度這一近似方法。并利用測(cè)出的段時(shí)間內(nèi)的平均速度這一近似方法。并利用測(cè)出的 速度速度,畫出畫出v-t圖象圖象,通過(guò)圖象來(lái)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況通過(guò)圖象來(lái)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況. 5.掌握建立圖像的一般規(guī)律掌握建立圖像的一般規(guī)律

2、,了解用圖像研究物理問(wèn)了解用圖像研究物理問(wèn) 題的方法。題的方法。 6.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)態(tài)度培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)態(tài)度;培養(yǎng)培養(yǎng) 學(xué)生尊重原始測(cè)量數(shù)據(jù)這一實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度學(xué)生尊重原始測(cè)量數(shù)據(jù)這一實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度. 1技能教育 鎮(zhèn)原第二中學(xué)鎮(zhèn)原第二中學(xué) 樊海峰樊海峰 第一章第一章 運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)的描述 2技能教育 一一.了解了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源交流電源的的計(jì)時(shí)儀計(jì)時(shí)儀 器器，它每隔，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)（由于打一個(gè)點(diǎn)（由于電源頻率電源頻率 是是50Hz）。）。 紙帶上的紙帶上的點(diǎn)表示點(diǎn)表示了相應(yīng)運(yùn)動(dòng)物了相應(yīng)運(yùn)

3、動(dòng)物 體在不同時(shí)刻的體在不同時(shí)刻的位置位置，研究紙帶上所打點(diǎn)，研究紙帶上所打點(diǎn) 的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。 3技能教育 1. .電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 圖示是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了圖示是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了 幾個(gè)主要部件的代號(hào)及名稱幾個(gè)主要部件的代號(hào)及名稱 4技能教育 振片振片 振針振針 接線接線 柱柱 線圈線圈 永久永久 磁鐵磁鐵 限位限位 孔孔 紙帶紙帶 定位定位 軸軸 復(fù)寫復(fù)寫 紙紙 5技能教育 當(dāng)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電后，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電后，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)， 放在線圈中的振片被磁化，由于線圈通的是

4、放在線圈中的振片被磁化，由于線圈通的是 交變電流，電流方向不斷變化，振片就會(huì)因交變電流，電流方向不斷變化，振片就會(huì)因 反復(fù)地受到向上、向下的吸引而不停地振動(dòng)反復(fù)地受到向上、向下的吸引而不停地振動(dòng) 起來(lái)當(dāng)交變電流的頻率是起來(lái)當(dāng)交變電流的頻率是50 Hz時(shí)，電磁打時(shí)，電磁打 點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針每點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針每0.02 s打下一個(gè)點(diǎn)打下一個(gè)點(diǎn). NSNS SNSNSN NS SN NS SN NS SN NS SN NS N S 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理 6技能教育 2.電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器 圖示是電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖圖中標(biāo)出圖示是電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖圖中標(biāo)出 了幾個(gè)主要部件的代號(hào)

5、，它們的名稱見(jiàn)圖了幾個(gè)主要部件的代號(hào)，它們的名稱見(jiàn)圖 7技能教育 電火花計(jì)時(shí)器是利用電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電火花放電使墨粉在紙帶使墨粉在紙帶 上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器.當(dāng)電源的當(dāng)電源的 頻率是頻率是50Hz 時(shí)時(shí),它的脈沖放電周期也是它的脈沖放電周期也是0.02s，即，即 每隔每隔0.02s 打下一個(gè)點(diǎn)打下一個(gè)點(diǎn) 請(qǐng)你思考：請(qǐng)你思考： 1為什么打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能使用直流電源？為什么打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能使用直流電源？ 2假設(shè)交流電源的頻率不是假設(shè)交流電源的頻率不是50Hz，而是，而是60 Hz，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是每隔，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)嗎？這打一個(gè)

6、點(diǎn)嗎？這 時(shí)它將每隔多長(zhǎng)時(shí)間打下一個(gè)點(diǎn)？時(shí)它將每隔多長(zhǎng)時(shí)間打下一個(gè)點(diǎn)？ 8技能教育 二二.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用 1電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用 (1)用限位孔限定紙帶，復(fù)寫紙壓在紙帶用限位孔限定紙帶，復(fù)寫紙壓在紙帶 的上面通電，振片帶動(dòng)振針打點(diǎn)若紙帶的上面通電，振片帶動(dòng)振針打點(diǎn)若紙帶 運(yùn)動(dòng)，其上就會(huì)留下一行小點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，其上就會(huì)留下一行小點(diǎn) (2)如由物體帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，物體的位移如由物體帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，物體的位移 就對(duì)應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點(diǎn)間的距離，運(yùn)動(dòng)時(shí)間就對(duì)應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點(diǎn)間的距離，運(yùn)動(dòng)時(shí)間 可由該距離上點(diǎn)痕的數(shù)目計(jì)算可由該距離上點(diǎn)痕的數(shù)目計(jì)算 穿孔穿孔 壓復(fù)壓復(fù) 通電通電 打

7、點(diǎn)打點(diǎn) 9技能教育 2電火花計(jì)時(shí)器的使用電火花計(jì)時(shí)器的使用 (1)使用時(shí)，墨粉紙盤套在紙盤軸上，使用時(shí)，墨粉紙盤套在紙盤軸上， 把紙帶穿過(guò)限位孔當(dāng)接通電源、按下脈沖把紙帶穿過(guò)限位孔當(dāng)接通電源、按下脈沖 輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電 針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于 是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡 (2)這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受 到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也比較小到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也比較小 套軸套軸 穿孔穿孔 通電通電 按脈按脈 打點(diǎn)打

8、點(diǎn) 10技能教育 三三.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項(xiàng)，了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項(xiàng)， 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好。 2.按照說(shuō)明連接使用儀器并把紙帶裝好。按照說(shuō)明連接使用儀器并把紙帶裝好。 3.啟動(dòng)電源，用手水平地拉紙帶，紙帶上就打出啟動(dòng)電源，用手水平地拉紙帶，紙帶上就打出 一一 行小點(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。行小點(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。 4.取下紙帶，觀察點(diǎn)子的分布情況，選擇適當(dāng)?shù)娜∠录垘?，觀察點(diǎn)子的分布情況，選擇適當(dāng)?shù)?計(jì)數(shù)點(diǎn)，注意計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔。計(jì)數(shù)點(diǎn)，注意計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔。 11技能教育 5.用刻度尺分別測(cè)量

9、出第一個(gè)點(diǎn)到第用刻度尺分別測(cè)量出第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的距個(gè)點(diǎn)的距 離離.把測(cè)量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中把測(cè)量數(shù)據(jù)填入自己設(shè)計(jì)的表格中. 2.50 5.49 8.99 13.01 單位單位 cm O A B C D 表表1 紙帶在幾段時(shí)間中的位移和平均速度紙帶在幾段時(shí)間中的位移和平均速度 OAABBCCDDEEF x/cm v/m.s-1 2.50 0.42 2.993.504.02 0.500.58 0.67 12技能教育 四四.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度 13技能教育 cmx/ st/ )./( 1 smV 表表2.紙帶在幾段時(shí)間中的平均速度紙帶在幾段時(shí)間中的平均速度 0

10、1234567 7.409.4511.4013.4715.6517.6519.6020.03 0.20.20.20.20.20.20.20.2 0.3700.4730.5700.6740.7830.8830.9801.00 V 0.370 0.473 0.570 0.674 0.783 0.883 0.980 1.00 14技能教育 0 1 2 3 4 5 6 7 t/0.2s v/(ms-1) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 15技能教育 五五. .用圖象表示速度用圖象表示速度 在表格中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速在表格中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速 度度. .要

11、想形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助要想形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助 于于v-tv-t圖象。圖象。 t/s v/(ms-1) 0 t/s v/(ms-1) 0 用平滑曲線擬合用平滑曲線擬合 坐標(biāo)系中的點(diǎn)坐標(biāo)系中的點(diǎn) 16技能教育 v-t圖象：圖象： 1.能讀出速度能讀出速度v、時(shí)刻時(shí)刻 t 的對(duì)應(yīng)關(guān)系的對(duì)應(yīng)關(guān)系 2.觀察出速度觀察出速度v隨時(shí)間隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系的變化關(guān)系 3.能判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律能判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 4.圖象與橫軸的面積表示位移圖象與橫軸的面積表示位移. t O V t O V t O V t O V 勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng) 勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)

12、動(dòng) 勻減速直線運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng) 17技能教育 一、紙帶的處理方法一、紙帶的處理方法 例例1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，某次實(shí)，某次實(shí) 驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量的情況如圖驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量的情況如圖 所示，紙帶在所示，紙帶在A、C間的平均速度為間的平均速度為_(kāi)m/s，在，在A、 D間的平均速度為間的平均速度為_(kāi)m/s，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接 近于近于_m/s.(保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字)0.35 0.35 0.42 1.402.50 18技能教育 二、實(shí)驗(yàn)誤差分析二、實(shí)驗(yàn)誤差分析 例例2 某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)

13、器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的紙帶如圖所某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的紙帶如圖所 示，這可能是因?yàn)槭?，這可能是因?yàn)?) A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上 B電源的電壓不穩(wěn)電源的電壓不穩(wěn) C電源的頻率不穩(wěn)電源的頻率不穩(wěn) D振針壓得過(guò)緊振針壓得過(guò)緊 解析解析 正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在 紙帶上才能留下點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過(guò)大時(shí)，振針可能紙帶上才能留下點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過(guò)大時(shí)，振針可能 打不到復(fù)寫紙，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)有時(shí)有點(diǎn)，有時(shí)無(wú)點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù)打不到復(fù)寫紙，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)有時(shí)有點(diǎn)，有時(shí)無(wú)點(diǎn)當(dāng)振針與復(fù) 寫紙的距離過(guò)小時(shí)，振針就會(huì)有較長(zhǎng)的時(shí)間與復(fù)寫紙接觸，這寫紙的距離過(guò)小時(shí)，振針就會(huì)有較長(zhǎng)的時(shí)間與復(fù)寫紙接觸，這 樣就會(huì)在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段樣就會(huì)在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段 答案答案 D 19技能教育 三、