《實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》課件(2)

1、1.1.了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花計(jì)時(shí)器的基本構(gòu)造、理解其了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花計(jì)時(shí)器的基本構(gòu)造、理解其基本工作原理基本工作原理。2 2. .經(jīng)歷使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的過(guò)程，能正確、熟練地使用打經(jīng)歷使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的過(guò)程，能正確、熟練地使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。點(diǎn)計(jì)時(shí)器。3 3. .會(huì)根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算運(yùn)動(dòng)的平均速度。理解平均速會(huì)根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算運(yùn)動(dòng)的平均速度。理解平均速度表示瞬時(shí)速度所采用的思想方法，會(huì)用這種方法計(jì)算瞬度表示瞬時(shí)速度所采用的思想方法，會(huì)用這種方法計(jì)算瞬時(shí)速度。時(shí)速度。4.4.能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪v-t圖象，并會(huì)根據(jù)畫(huà)出的圖象圖象，并會(huì)根據(jù)畫(huà)出的圖象描繪物體運(yùn)動(dòng)速度的變

2、化特點(diǎn)描繪物體運(yùn)動(dòng)速度的變化特點(diǎn)。我國(guó)作為世界四大文明古國(guó)之一，發(fā)明計(jì)時(shí)器的歷史我國(guó)作為世界四大文明古國(guó)之一，發(fā)明計(jì)時(shí)器的歷史很悠久。從古至今你知道哪些計(jì)時(shí)器？很悠久。從古至今你知道哪些計(jì)時(shí)器？你左手拿一塊表，右手你左手拿一塊表，右手拿一支筆，請(qǐng)你同桌拉拿一支筆，請(qǐng)你同桌拉動(dòng)一張寬約動(dòng)一張寬約1cm1cm的長(zhǎng)紙帶，的長(zhǎng)紙帶，使紙帶在你的筆下沿著使紙帶在你的筆下沿著直線向前移動(dòng)，每隔直線向前移動(dòng)，每隔1s1s用筆在紙上點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)。用筆在紙上點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)。思考一下，相鄰兩點(diǎn)間思考一下，相鄰兩點(diǎn)間的距離跟紙帶的速度有的距離跟紙帶的速度有什么關(guān)系？如果牽動(dòng)紙什么關(guān)系？如果牽動(dòng)紙帶的快慢不均勻，對(duì)相帶的快慢不

3、均勻，對(duì)相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間有沒(méi)有鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間有沒(méi)有影響？影響？紙帶速度越大，相鄰兩點(diǎn)間的距離越大紙帶速度越大，相鄰兩點(diǎn)間的距離越大紙帶速度與相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間無(wú)關(guān)紙帶速度與相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間無(wú)關(guān)一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電的計(jì)時(shí)儀電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是4 46V6V。電源頻率是電源頻率是50Hz50Hz時(shí)，它每隔時(shí)，它每隔0.02s0.02s打一個(gè)點(diǎn)。打一個(gè)點(diǎn)。永久磁鐵永久磁鐵限位孔限位孔紙帶紙帶線圈線圈振針振針振片振片復(fù)寫紙復(fù)寫紙定定位位軸軸壓紙框架壓紙框架說(shuō)一說(shuō)：說(shuō)一說(shuō)

4、：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)成電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)成1.1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是什么電源？工作電壓電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是什么電源？工作電壓是多少？是多少？3.3.紙帶是如何安裝的？它是怎樣在紙帶上留下一行紙帶是如何安裝的？它是怎樣在紙帶上留下一行小點(diǎn)的？小點(diǎn)的？4.4.點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)的可能原因？點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)的可能原因？2.2.我國(guó)交流電的頻率為我國(guó)交流電的頻率為50Hz,50Hz,使用這種電源時(shí)使用這種電源時(shí), ,每每隔多長(zhǎng)時(shí)間打一個(gè)點(diǎn)隔多長(zhǎng)時(shí)間打一個(gè)點(diǎn), ,即相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間即相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是多少間隔是多少? ?二、二、電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器注意：電火注意：電火花計(jì)時(shí)器和花

5、計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的區(qū)別時(shí)器的區(qū)別 電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器。使用時(shí)，墨粉紙盤套在低盤而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器。使用時(shí)，墨粉紙盤套在低盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通軸上，并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通220V220V交流電源時(shí)，交流電源時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針，墨粉紙盤到計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針，墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就接負(fù)極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率是打出一列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率是50Hz50Hz時(shí)

6、，它每隔時(shí)，它每隔0.02s0.02s打一打一次點(diǎn)。次點(diǎn)。說(shuō)一說(shuō)：說(shuō)一說(shuō)：電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)成電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)成放電針?lè)烹娽樇埍P軸紙盤軸電源開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)墨粉紙盤墨粉紙盤安裝電火花計(jì)時(shí)器安裝電火花計(jì)時(shí)器使用交流電使用交流電3.3.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于什么因素？打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于什么因素？1.1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器工作原理一樣嗎？電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器工作原理一樣嗎？2.2.這兩者你認(rèn)為哪種工作時(shí)可能引起更大的誤差？這兩者你認(rèn)為哪種工作時(shí)可能引起更大的誤差？4.4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以記錄哪些信息打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶可以記錄哪些信息? ?三、關(guān)于打點(diǎn)周期三、關(guān)于打點(diǎn)

7、周期T1 1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期T T由輸入電源的頻率由輸入電源的頻率f f決定。決定。 頻率頻率f f：每秒打點(diǎn)的次數(shù)（赫茲：每秒打點(diǎn)的次數(shù)（赫茲HzHz） 周期周期T T：打一次點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間（秒：打一次點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間（秒s s） T=1/fT=1/f 2 2、我國(guó)交流電的、我國(guó)交流電的f f均為均為50Hz50Hz，故打點(diǎn)周期，故打點(diǎn)周期T=0.02sT=0.02s即：每隔即：每隔0.02s0.02s打一個(gè)點(diǎn)打一個(gè)點(diǎn) 相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s0.02s相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：打點(diǎn)周期相同：打點(diǎn)周期相同：T=0.02sT=0.02s1.

8、打點(diǎn)方式不同打點(diǎn)方式不同電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：利用振動(dòng)的振針打點(diǎn)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：利用振動(dòng)的振針打點(diǎn)電火花計(jì)時(shí)器：利用火花放電打點(diǎn)電火花計(jì)時(shí)器：利用火花放電打點(diǎn)2.電源電壓不同電源電壓不同電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：6V以下交流電以下交流電電火花計(jì)時(shí)器：電火花計(jì)時(shí)器：220V交流電交流電振針打點(diǎn)時(shí)與紙帶接觸，會(huì)對(duì)紙帶產(chǎn)生阻礙作振針打點(diǎn)時(shí)與紙帶接觸，會(huì)對(duì)紙帶產(chǎn)生阻礙作用；而火花放電基本不會(huì)阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng)用；而火花放電基本不會(huì)阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng)兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的共同點(diǎn)與不同點(diǎn)兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的共同點(diǎn)與不同點(diǎn)3.3.精確度不同精確度不同四、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的作用四、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的作用1、直接測(cè)出：、直接測(cè)出：1）兩點(diǎn)間

9、的時(shí)間間隔：）兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔：f為為50Hz時(shí)，相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔時(shí)，相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔t=1/f=0.02s 若共有若共有n個(gè)點(diǎn)，則有個(gè)點(diǎn)，則有 個(gè)時(shí)間間隔；個(gè)時(shí)間間隔； 若兩點(diǎn)間間隔若兩點(diǎn)間間隔n個(gè)點(diǎn)，則有個(gè)點(diǎn)，則有 個(gè)時(shí)間間隔。個(gè)時(shí)間間隔。2）兩點(diǎn)間位移：）兩點(diǎn)間位移： 刻度尺測(cè)量，讀數(shù)估讀一位，注意單位統(tǒng)一刻度尺測(cè)量，讀數(shù)估讀一位，注意單位統(tǒng)一2、間接測(cè)出：、間接測(cè)出： 紙帶速度（紙帶的運(yùn)動(dòng)情況）紙帶速度（紙帶的運(yùn)動(dòng)情況） 物體運(yùn)動(dòng)情況物體運(yùn)動(dòng)情況n-1n+1五、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器五、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1、固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2、裝好紙帶，連接好電源、裝好紙帶，連接好電源3

10、、啟動(dòng)電源，拉紙帶，、啟動(dòng)電源，拉紙帶， 打完點(diǎn)后立即關(guān)閉電源打完點(diǎn)后立即關(guān)閉電源采取下列哪些措施，有利于減少紙帶因受摩擦而產(chǎn)采取下列哪些措施，有利于減少紙帶因受摩擦而產(chǎn)生的誤差（生的誤差（ ）A.A.改用改用6V6V直流電源直流電源B.B.電源電壓越低越好電源電壓越低越好C.C.用平整的紙帶，不用皺折的紙帶用平整的紙帶，不用皺折的紙帶D.D.紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜 CDCD 1.1.對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡說(shuō)法正確的是對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡說(shuō)法正確的是( )( )A.A.點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。B.B.點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況

11、。點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況。C.C.點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況，反映了物體的體積和點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況，反映了物體的體積和大小。大小。D.D.點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移。的位移。 ABDABD 2.2.接通電源與釋放紙帶（或物體），這兩個(gè)操作時(shí)刻接通電源與釋放紙帶（或物體），這兩個(gè)操作時(shí)刻的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是（的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是（ ）A.A.先接通電源，后釋放紙帶先接通電源，后釋放紙帶 B.B.先釋放紙帶，后接通電源先釋放紙帶，后接通電源C.C.釋放紙帶的同時(shí)接通電源釋放紙帶的同時(shí)接通電源 D.D.先接通電源或先釋放紙帶都可以先

12、接通電源或先釋放紙帶都可以 A A六六、紙帶的處理、紙帶的處理1 1、測(cè)平均速度、測(cè)平均速度（一段時(shí)間或者一段位移的平均速度）（一段時(shí)間或者一段位移的平均速度）txv （1 1）要測(cè)的量）要測(cè)的量（2 2）關(guān)系式）關(guān)系式點(diǎn)跡密集的地方速度小點(diǎn)跡密集的地方速度小點(diǎn)跡的疏密與紙帶點(diǎn)跡的疏密與紙帶速度大小有什么關(guān)速度大小有什么關(guān)系？系？2 2、測(cè)瞬時(shí)速度、測(cè)瞬時(shí)速度：用包含測(cè)量點(diǎn)在內(nèi)的一小段位移的平：用包含測(cè)量點(diǎn)在內(nèi)的一小段位移的平均速度來(lái)表示該測(cè)量點(diǎn)的瞬時(shí)速度均速度來(lái)表示該測(cè)量點(diǎn)的瞬時(shí)速度（用包含了測(cè)量點(diǎn)（用包含了測(cè)量點(diǎn)E E在內(nèi)的一小段位移在內(nèi)的一小段位移DGDG的平均速度的平均速度來(lái)表示點(diǎn)來(lái)表

13、示點(diǎn)E E的瞬時(shí)速度）的瞬時(shí)速度）包含測(cè)量點(diǎn)的位移取得太小，造成計(jì)時(shí)不便，且容易引起包含測(cè)量點(diǎn)的位移取得太小，造成計(jì)時(shí)不便，且容易引起較大誤差較大誤差; ;選的太大，會(huì)影響瞬時(shí)速度的精確性；所以要根選的太大，會(huì)影響瞬時(shí)速度的精確性；所以要根據(jù)據(jù)實(shí)際情況實(shí)際情況選取這段位移選取這段位移。x/x/t t可以大致表示可以大致表示DFDF間各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，兩邊點(diǎn)離得間各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，兩邊點(diǎn)離得越近算出的平均速度接近越近算出的平均速度接近E E點(diǎn)的瞬時(shí)速度，但過(guò)小的間距點(diǎn)的瞬時(shí)速度，但過(guò)小的間距也會(huì)增大測(cè)量的誤差也會(huì)增大測(cè)量的誤差. .注意：注意：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V VE

14、 E =V =VD-FD-F = =1.1.思想方法思想方法: :用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)粗略的代替這段時(shí)間內(nèi)的用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)粗略的代替這段時(shí)間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時(shí)速度某點(diǎn)的瞬時(shí)速度. .所取的時(shí)間間隔越接近該點(diǎn)計(jì)算出所取的時(shí)間間隔越接近該點(diǎn)計(jì)算出的瞬時(shí)速度就越精確的瞬時(shí)速度就越精確. .2.2.測(cè)量原理：測(cè)量原理： 瞬時(shí)速度的求法瞬時(shí)速度的求法X Xt tx x0 0 x x1 1x x2 2x x3 3表表2 2 手拉紙帶在幾個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度手拉紙帶在幾個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度位置位置0 01 12 23 3t/st/sv/(msv/(ms-1-1) )填寫表格填寫表格少了少了什么？什么？1.

15、1.圖象特點(diǎn)：直觀圖象特點(diǎn)：直觀2.2.常用作圖法常用作圖法: :（1 1）描點(diǎn)作圖）描點(diǎn)作圖 （2 2）根據(jù)函數(shù)關(guān)系式作圖）根據(jù)函數(shù)關(guān)系式作圖3.3.作圖步驟：（作圖步驟：（1 1）建系）建系 （2 2）描點(diǎn)）描點(diǎn) （3 3）作圖）作圖七、用圖象表示速度七、用圖象表示速度用圖象表示速度示例用圖象表示速度示例位置位置0 01 12 23 34 45 56 67 78 8t/st/s0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.050.050.10.10.20.20.30.30.280.280.280.280.180.180.240.2

16、40.450.45v/(msv/(ms-1-1) )一一. .建系建系二二. .描點(diǎn)描點(diǎn)三三. .連線連線 作圖作圖0 1 2 3 4 5 6 7 80.60.50.40.30.20.1v/(msv/(ms- -1 1) )t/10t/10-1-1s s速度速度時(shí)間圖象時(shí)間圖象若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用50Hz50Hz的交流電供電，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)的交流電供電，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間，下列說(shuō)法正確的是（間的時(shí)間，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.A.紙帶上紙帶上5 5個(gè)連續(xù)點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為個(gè)連續(xù)點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為0.020.024s=0.08s4s=0.08sB.B.紙帶上紙帶上5 5個(gè)連續(xù)點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的總

17、時(shí)間為個(gè)連續(xù)點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為0.020.025s=0.1s 5s=0.1s C.C.選取的第一個(gè)點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)選取的第一個(gè)點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)1 1，到第，到第n n個(gè)點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的總個(gè)點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為時(shí)間為0.02ns0.02nsD.D.選取的第一個(gè)點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)選取的第一個(gè)點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)1 1，到第，到第n n個(gè)點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的總個(gè)點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為時(shí)間為0.020.02（n-1n-1）s s AD AD 1.1.一學(xué)生在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶上打出的一學(xué)生在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶上打出的不是圓點(diǎn)，而是一些短線，這可能是因?yàn)椋ú皇菆A點(diǎn)，而是一些短線，這可能是因?yàn)椋?）A.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.B.電源電壓不穩(wěn)定電源電壓不穩(wěn)定C.C.電源頻率不穩(wěn)定電源頻率不穩(wěn)定D.D.振針壓得過(guò)緊振針壓得過(guò)緊 D D 2 2電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_(_(填填“交流交流”或或“直流直流”) )電源的電源的_儀器，它的工作電壓是儀器，它的工作電壓是_V_V。當(dāng)電源頻率是。當(dāng)電源頻率是